Стабилизаторы напряжения переменного тока

Все присутствующие в настоящее время на рынке электротехнической продукции стабилизаторы напряжения переменного тока можно разделить на следующие типы:

• стабилизаторы со ступенчатым регулированием (ступенчатые корректоры напряжения);
• феррорезонансные стабилизаторы;
• электромеханические стабилизаторы;
• стабилизаторы с подмагничиванием;
• стабилизаторы с дискретным ВЧ регулированием.

 

Стабилизаторы со ступенчатым регулированием представляют наиболее широкий класс устройств, обеспечивающих поддержание выходного напряжения с определенной точностью. Принцип стабилизации основан на автоматической коммутации (переключений) секций (обмоток) автотрансформатора (или трансформатора) с помощью силовых ключей (реле, тиристоров, симисторов).  В силу ряда достоинств ступенчатые корректоры напряжения нашли наибольшее распространение на рынке стабилизаторов.

Феррорезонансные стабилизаторы построены на основе использования эффекта феррорезонанса напряжения в контуре трансформатор-конденсатор, обеспечивающего непрерывное регулирование выходного напряжения в определенных пределах изменения нагрузки. В настоящее время находят ограниченное применение из-за ряда недостатков: шум, значительное искажение выходной синусоиды, неудовлетворительные  массогабаритные характеристики и т.д.

Электромеханические стабилизаторы представляют собой следящую систему с использованием электродвигателя и автотрансформатора. Такая система позволяет непрерывно и плавно регулировать выходное напряжение без искажения синусоидальной формы. К недостатком относятся инерционность установления выходного напряжения при резких изменениях входного  и наличие подвижных механических деталей, подверженных износу и требующих регулярного обслуживания.

Стабилизаторы с подмагничиванием основаны на компенсации изменения напряжения сети путем регулирования коэффициента трансформации за счет локального подмагничивания стержней автотрансформаторов со специально выполненным магнитопроводом и системой обмоток. Подмагничивание осуществляется с помощью тиристорного регулятора. Такие стабилизаторы характеризуются высокими перегрузочными способностями, но имеют ограниченный диапазон регулирования и повышенный коэффициент искажения синусоидальной формы выходного напряжения по сравнению со ступенчатыми корректорами напряжения.

Стабилизаторы с фазовым регулированием построены на тиристорах при управлении ими фазовым методом. Характеризуются высоки уровнем искажения выходного напряжения, малым диапазоном регулирования, повышенным шумом при работе, наличием помех, генерируемых в питающую сеть.

Стабилизаторы с дискретным высокочастотным (ВЧ) регулированием основаны на использовании быстродействующих силовых транзисторов. Являются перспективным направлением в развитии стабилизаторостроения. В настоящее время находятся на стадии разработок, в промышленном производстве отсутствуют.

Достоинства и недостатки.

Стабилизаторы со ступенчатым регулированием

Достоинства:

• Высокое быстродействие;
• Широкий диапазон входного напряжения;
• Возможность работы на холостом ходу;
• Не вносит искажений в форму синусоиды напряжения;
• Широкий диапазон нагрузки (от 0 до 100%);
• Высокое значение КПД;
• Возможность экономии затрат за эл./энергию.

Недостатки:

• Ступенчатое  изменение выходного напряжения у стабилизаторов с невысокой точностью регулирования;

Феррорезонансные стабилизаторы

Достоинства:

• Высокое быстродействие;
• Большой ресурс работы.

Недостатки:

• Высокий уровень шумов при работе стабилизатора;
• Вносит искажения в форму синусоиды напряжения;
• Недопустимость работы в режимах холостого хода и при перегрузках;
• Зависимость выходного напряжения от частоты питающей сети;
• Низкое значение КПД;
• Значительная масса и габариты.

Электромеханические стабилизаторы

Достоинства:

• Низкая стоимость.

Недостатки:

• Крайне низкое  быстродействие;
• Низкая надежность;
• Требует регулярного обслуживания для сохранения рабочего ресурса;
• Наличие открытого скользящего электрического контакта и ограничение по среде использования;
• Пожароопасен.

Стабилизаторы с подмагничиванием

Достоинства:

• Высокое быстродействие;
• Высокая перегрузочная способность;
• Непрерывность регулирования;
• Относительно высокая точность стабилизации.

Недостатки:

• Узкий диапазон регулирования напряжения;
• Вносит искажения в форму синусоиды напряжения;
• Высокий уровень шумов при работе стабилизатора;
• Значительная масса и габариты.

Размещено компанией ООО "ЭнергоНезависимость" [30.09.2009]