Типы стабилизаторов напряжения

В данной статье хотелось бы поговорить о типах стабилизаторов напряжения для быта, которые представлены на российском рынке.

По принципу действия можно выделить три основных типа стабилизаторов:

• феррорезонансные стабилизаторы напряжения;
• ступенчатые корректоры напряжения (цифровые стабилизаторы, статические стабилизаторы, электронные стабилизаторы);
• электромеханические стабилизаторы (электродинамические стабилизаторы, сервоприводные стабилизаторы).

Феррорезонансные стабилизаторы

Это один из самых старых типов стабилизаторов напряжения. В настоящее время данные аппараты применяются крайне редко из-за множества недостатков подобной схемы. В магазинах они представлены под наименованием СТС.

Достоинства данного типа:

• высокое быстродействие;
• регулирование напряжения без разрыва фазы;
• относительная простота схемы и соответственно достаточно высокая надежность;
• относительно высокая точность стабилизации (3%).

Недостатки:

• высокая шумность;
• узкий диапазон входного напряжения (176 — 256 В);
• искажения синусоидальности напряжения и помехи (подключение цифровой аппаратуры только с установкой фильтра помех);
• большая масса и габариты;
• ограничение по нагрузочной способности (недопустимость работы на холостом ходу и нагрузках менее 20%, недопустимость перегрузки);
• ограничения по cos(F) нагрузки.

Мощности от 200 ВА до 100 кВА

Ступенчатые корректоры напряжения

Это один из самых дешевых и массовых типов стабилизаторов . Схема основана на коммутации отводов автотрансформатора с помощью силовых ключей.

По типу силовых ключей стабилизаторы данного типа можно разделить на две группы: c полупроводниковыми ключами и релейными . Достоинством первых является бесшумность работы и возможность создания быстродействующих схем регулирования напряжения. К достоинством релейных ключей относится их высокая помехоустойчивость, особенно к импульсным перенапряжениям. С точки зрения ресурса, то производители современных реле гарантируют в среднем до 6 млн переключений при номинальном токе, что обеспечивает многолетнюю безаварийную работу стабилизатора.

Из множества моделей стабилизаторов на полупроводниковых ключах можно выделить два поколения по принципу управления ключами.

В стабилизаторах первого поколения разрыв фазы при переключении обмоток в процессе регулирования составляет до 12 мс (симистор может быть закрыт только в нуле тока и во избежании короткого замыкания в обмотках трансформатора вводят задержку на включение следующей ступени).

В схемах второго поколения реализована схема с переключением в нуле тока и разрыв фазы составляет не более 1 мс.

Достоинства данного типа:

• малые габариты и вес;
• относительно низкая стоимость;
• незначительные помехи и искажения синусоидальности напряжения;
• широкий диапазон входных напряжений.

Недостатки:

• прерывание напряжения в процессе регулирования (ограничение применения для высоко-индуктивных или высоко-емкостных нагрузок типа лампы дневного света, блоки   управления газовыми котлами, оборудование соляриев и т.д.);
• дискретность регулирования (напряжение на выходе меняется «ступенчато» в пределах заданного выходного диапазона).

Мощности от 50 ВА до 150 кВА

Электромеханические стабилизаторы

Основу схемы составляет регулируемый автотрансформатор, включенный в первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора. Вторичная обмотка включается в разрыв фазы сети.

Данная схема позволяет плавно регулировать напряжение без прерывания фазы и без искажения синусоиды.

Стабилизаторы достаточно компактны и пригодны для любого типа нагрузки. Применяются в силовых сетях коттеджей, банков, промышленных объектов, медицинских учреждений. Некоторые модели предназначены для работы в условиях очень низкого напряжения (100 — 130 В вместо 220, где никакой другой стабилизатор не работает). Выходное напряжение 218 — 222 В. Скорость регулирования от 20 до 150 В/сек.

Достоинства данных стабилизаторов:

• отсутствие электронных ключей коммутирующих рабочий ток;
• высокая точность удержания выходного напряжения 220 ± 1%;
• плавное регулирование;
• отсутствие помех при работе;
• отсутствие искажений формы напряжения;
• хорошая нагрузочная способность (кратковременные перегрузки до 10 крат);
• широчайший диапазон коррекции;
• возможность организации систем с широким рядом мощностей от 4 кВА до 2 МВА;
• самый высокий КПД (98 — 99%).

Недостатки:

• большая стоимость и массогабаритные показатели относительно ступенчатых корректоров напряжения;
• ограничение по скорости регулирования.