Стабилизатор

СТАБИЛИЗАТОР – СТАБИЛИЗАТОР, стабилизатор, мус. (от лат. stabilis стабильный, неподвижный) (техн.). 1. неподвижная горизонтальная плоскость в хвостовой части аэроплана или дирижабля, придающая транспортному средству продольную устойчивость в воздухе. 2. устройство для уменьшения … Словарь Ушакова

Содержание

Стабилизатор – Как правило, предназначен для предотвращения изменения параметров под воздействием дестабилизирующих факторов:

В математике: стабилизатор множества по групповому действию, см. групповое действие.
В электротехнике: стабилизатор напряжения, стабилизатор тока
В стрельбе из лука: наконечник стрелы.
В авиации стабилизатор – это одна из горизонтальных плоскостей, обеспечивающих устойчивость самолета.
В судостроениистабилизатор это одна из горизонтальных плоскостей, которая поддерживает устойчивость судна при качке. Управление осуществляется с помощью встроенных гироскопов.
В ракетостроении стабилизаторы – это плоскости или решетки, которые стабилизируют ракеты.
В оптике стабилизатор – это система оптической стабилизации изображения. Стабилизатор бомбы.
В химии и кулинарии: стабилизатор – это ингредиент (добавка), который уменьшает изменения физических или химических свойств вещества во время хранения или использования.
В автомобилях: стабилизатор поперечной устойчивости – это устройство в подвеске, которое гасит боковой крен на поворотах.
В танках: стабилизатор – это автоматическая система управления, которая поддерживает заданную ориентацию оружия и приборов наблюдения при вибрации корпуса танка во время движения.
Один из химических компонентов большинства порохов и других ВВ.

Список значений слова или фразы со ссылками на соответствующие статьи.
Если вы попали сюда из другой статьи Википедии, пожалуйста, вернитесь и исправьте ссылку так, чтобы она указывала на эту статью.

Неоднозначные термины

Фонд Викимедиа . 2010 .

Полезная страница

Смотреть что такое “Стабилизатор” в других словарях

стабилизатор – a, m. stabilisateur m., germ. Стабилизатор. <lat. stabilis устойчивый. 1. устройство, обеспечивающее устойчивость движущегося тела. Стабилизатор самолета. Стабилизатор мины. S. vehicle. BAS 1. Нужно ли дирижаблю быть легче, пилот поднимает немного…. … Исторический словарь галлицизмов русского языка

стабилизатор – регулятор, уравнитель, киль, дебаркер, агерит, антистабилизатор Словарь синонимов русского языка. Стабилизатор, существительное, синонимы: 17 – автостабилизатор (1) – … словарь синонимов

стабилизатор – (tailplane) Аэродинамическая поверхность, предназначенная для обеспечения продольной устойчивости самолета, продольной управляемости. Иногда С. – это часть горизонтального оперения без руля. C…. … Энциклопедия технологий

СТАБИЛИЗАТОР – (Tailplane) Неподвижная горизонтальная часть хвостовой поверхности самолета; используется для обеспечения продольной устойчивости самолета в полете. Общее значение устройства или инструмента, используемого для придания устойчивости движущемуся телу. Самойлов К. И. Парусный словарь … Морской словарь

СТАБИЛИЗАТОР – (от лат. stabilis – устойчивый) в авиации, неподвижная часть горизонтального хвоста самолета, используемая для обеспечения продольной устойчивости в полете. Сверхзвуковые самолеты иногда оснащаются подвижными стабилизаторами…. Большой энциклопедический словарь

СТАБИЛИЗАТОР – СТАБИЛИЗАТОР, в аэродинамике вертикальные или горизонтальные ребра на корпусе плавника самолета для предотвращения случайного крена и, соответственно, для обеспечения продольной устойчивости. Стабилизаторы обычно делятся на … … Научно-технический энциклопедический словарь

СТАБИЛИЗАТОР – СТАБИЛИЗАТОР, стабилизатор, муж. (от лат. stabilis стабильный, неподвижный) (техн.). 1. Неподвижная горизонтальная плоскость в хвостовой части самолета или дирижабля, придающая транспортному средству продольную устойчивость в воздухе. 2. устройство для уменьшения … Словарь Ушакова

СТАБИЛИЗАТОР – СТАБИЛИЗАТОР, а, ед. (специальный). 1. устройство для придания устойчивости, фиксированного положения, состояния чего-либо. (в автоматике, авиации), для стабилизации какого-н. процесса. С. аэроплана. C. текущий. С. напряжение. 2. вещество… Словарь Ожегова

стабилизатор – Компонент подвески автомобиля. Эдварт. Автомобильный словарь, 2009 … Автомобильный словарь

Стабилизатор – [лат. stabilis – устойчивый] – ингредиент, обеспечивающий связность бетонной смеси и предотвращающий самопроизвольное расслоение, включая отслоение воды. Бетоноведение: лексикон [Ушеров Маршак А.В. Бетонные конструкции: лексикон. Москва: РИФ “Стройматериалы”. 2009. – 112 p.]… [Энциклопедия терминов, определений и пояснений по строительным материалам

Преимущество электроники заключается в отсутствии движущихся частей, что устраняет проблему механического износа. Долговечность зависит только от качества тиристоров или симисторов, принцип работы надежен. Условия эксплуатации позволяют использовать некоторые модели при низких температурах: от -20 и ниже.

Электромеханические стабилизаторы

В основе конструкции лежит автотрансформатор с ветвями, переключающимися автоматически. По сути, это катушка с витками медной проволоки. Второй элемент представляет собой электромагнитный механизм с ползунком. Схематически его работу можно описать следующим образом: если входное напряжение сети понижено, ползунок перемещается вверх по шпорам, пока выход не достигнет своего нормального значения. Если она поднята, то движется вниз. В стабилизаторах графитовые щетки выполняют роль ползунка. Они поддерживают выходное напряжение с высокой точностью (до 2%), и оно плавно регулируется. Это их основные преимущества. В некоторых стабилизаторах, например, выпускаемых компанией “Ресанта”, используется не одна, а две графитовые щетки. Это увеличивает поверхность контакта. Такое устройство быстрее регулирует напряжение.

Некоторые электромеханические модели мощностью более 30 кВт могут быть оснащены дополнительным трансформатором. Несмотря на наличие движущихся частей, этот тип устройств работает бесшумно. Они обладают высокой перегрузочной способностью.

При выборе такого устройства расчеты можно значительно упростить: прибавьте четверть средней мощности устройства и получите таким образом характеристическую кривую используемого стабилизатора. Это означает, что допустимо взять минимальный запас мощности стабилизатора и заплатить меньше при покупке. Техническое преимущество заключается в том, что устройство не вызывает помех в сети и не чувствительно к таким явлениям. Благодаря высокой точности они подходят для защиты аудио-, медицинского и измерительного оборудования.

Недостатком электромеханических стабилизаторов является износ движущихся частей. Эти детали требуют регулировки, обслуживания и замены в процессе эксплуатации. Существует небольшая задержка в их реакции на изменения в производительности сети. Мощные устройства имеют большие размеры и значительный вес. Они очень требовательны к условиям эксплуатации. Температура воздуха в помещении, где находится стабилизатор, не должна опускаться ниже -5 и подниматься выше 40 градусов.

Рабочие диапазоны электромеханических стабилизаторов

Производитель	МощностькВт	Входное напряжение, W
Ресанта	0,5-100	140-260 240-430 (три фазы)
Elitech	0,5-30	160-250 280-430
Калибр	0,5-30	160-250
Sturm	0,5-30	140-250

Преимуществом феррорезонансных устройств является их надежность и простота. Недостатками являются значительная зависимость выходного напряжения устройства от частоты тока и искажение формы волны напряжения. Также стабилизаторы с насыщенными сердечниками катушек характеризуются высоким магнитным рассеиванием. Это оказывает негативное влияние на функционирование окружающего оборудования и на человека.

Разнообразие

Стабилизаторы напряжения – это устройства, которые регулируют напряжение питания до стандартных значений, а также отфильтровывают высокочастотные помехи. Тип стабилизатора определяет тип основного встроенного механизма, выполняющего функции стабилизатора.

Стабилизаторы напряжения делятся на два основных типа:

Накопление.
Коррекция.

Первый тип стабилизатора в настоящее время не используется, поскольку он имеет большие габариты. До сих пор они использовались в производственном секторе, а не в быту. Регуляторы напряжения батареи Функционирует путем накопления электрической энергии в емкости и последующего получения из этой емкости электрического тока требуемых параметров. Источники бесперебойного питания работают по аналогичному принципу.

Корректирующие регуляторы напряжения Блок управления – это наиболее часто используемый регулятор напряжения. Он реагирует на колебания напряжения в одном или другом направлении и переключает соответствующую обмотку трансформатора. Корректирующие стабилизаторы напряжения нашли широкое применение в бытовых приложениях.

Они делятся на несколько типов:

Реле.
Электронный (тиристор).
Феррорезонанс.
Электромеханическая.
Инвертор.
Линейный.

Особенности конструкции и эксплуатации

Наиболее популярными в домашних хозяйствах стали стабилизаторы коррекционного типа.

Релейные регуляторы напряжения

Они стали наиболее популярными благодаря своей низкой стоимости и качеству работы. Основным преимуществом релейных регуляторов является их быстрое время отклика. Они очень быстро реагируют на изменения напряжения и возвращают его в нормальные пределы, тем самым защищая бытовые приборы.

Недостатком является то, что во время срабатывания реле может произойти резкий скачок напряжения 5-15 В, в зависимости от производителя. Для бытовых приборов такой скачок напряжения не окажет негативного влияния, но освещение будет заметно мерцать. Поэтому во время работы реле-регулятора лампы накаливания иногда мигают, а люминесцентные и энергосберегающие лампы на это не реагируют.

Как и в других типах стабилизаторов, основным компонентом релейной модели является силовой трансформатор и блок управления на полупроводниковых элементах. Электронный блок стабилизатора выполнен в виде эффективного микроконтроллера, который анализирует входное и выходное напряжение. В результате он генерирует управляющие сигналы для реле или силовых выключателей. При генерации управляющего напряжения микроконтроллер учитывает время срабатывания реле и выключателей питания. Это позволяет переключать цепи, не прерывая их. В результате форма сигнала выходного напряжения становится идентичной форме сигнала входного напряжения.

Электронные регуляторы напряжения

Тиристорные контроллеры работают по принципу автоматического переключения отдельных обмоток трансформатора с помощью силовых ключей в виде тиристоров. Этот принцип похож на работу релейных устройств. Релейные регуляторы отличаются отсутствием механических контактов, большим количеством ступеней выравнивания напряжения и высокой точностью 2-5%.

Электронные устройства не вызывают шума в доме, поскольку в них нет механических реле. Они были заменены электронными переключателями. Тиристорные стабилизаторы работают с высокой эффективностью.

В практическом применении электронные модели оказываются чувствительными устройствами, на которые негативно влияет перегрев. Отечественные производители обычно выпускают регуляторы этого типа.

Наиболее серьезным недостатком тиристорных моделей является их высокая стоимость. Гарантийный срок службы почти всех типов регуляторов составляет от 1 до 3 лет, в зависимости от производителя.

Феррорезонанс

Они основаны на изменении величины индуктивности катушек с металлическим сердечником при изменении силы тока. Конденсатор C1 подключен последовательно с первичной обмоткой трансформатора. Вместе с первичной обмоткой она образует резонансный контур, настроенный на частоту сети 50 герц.

Размер конденсатора зависит от мощности трансформатора. Если мощность трансформатора составляет до 60 Вт, используется конденсатор емкостью до 12 мкФ. Для достижения значительной эффективности стабилизатора используется дроссель насыщения.

При низком напряжении сети через дроссель протекает небольшой ток, а индуктивность дросселя велика. Большая часть тока протекает через параллельно подключенный конденсатор. Полное сопротивление этой цепи относится к емкостному типу.

Конденсатор компенсирует часть индуктивного сопротивления катушки трансформатора. Это приводит к увеличению тока в катушке. Выходное напряжение трансформатора также увеличивается. Это характерно для эффекта резонанса напряжения.

При увеличении напряжения ток дросселя также увеличивается, а индуктивность дросселя уменьшается. Значение емкости рассчитывается таким образом, чтобы в цепи дроссель-конденсатор возник резонанс, при котором сопротивление цепи будет наибольшим, а ток, протекающий от сети к трансформатору, наименьшим.

При увеличении напряжения сети сопротивление цепи увеличивается до тех пор, пока не наступит резонанс. Это позволяет стабилизировать напряжение на трансформаторе при больших колебаниях напряжения.

Преимуществом феррорезонансных устройств является их надежность и простота. Недостатком является то, что напряжение на выходе устройства существенно зависит от частоты тока, а форма волны напряжения искажена. Также стабилизаторы с насыщенными сердечниками катушек характеризуются высоким магнитным рассеиванием. Это оказывает негативное влияние на функционирование окружающего оборудования и на человека.

Электромеханические регуляторы напряжения

Принцип работы такого устройства довольно прост. Когда напряжение колеблется, графитовые щетки перемещаются по катушке трансформатора, тем самым регулируя и настраивая выходное напряжение.

В первых электромеханических стабилизаторах использовался ручной способ перемещения щеток (с помощью выключателя). Пользователь должен постоянно следить за индикатором напряжения.

В более новых моделях устройств эта функция выполняется автоматически с помощью небольшого двигателя, который перемещает щетку по обмотке трансформатора во время колебаний напряжения.

Преимуществами таких стабилизаторов являются простота и надежность устройства, повышенная эффективность. К недостаткам относятся медленная реакция при перепадах напряжения, а также быстрый износ механических частей. Поэтому стабилизатор электромеханического типа требует постоянного обслуживания в виде осмотра и замены щеток.

Регуляторы напряжения инверторов

Они преобразуют постоянный ток в переменный и выполняют обратную операцию, т.е. преобразуют переменный ток в постоянный, используя микроконтроллер и кварцевый генератор.

К преимуществам инверторных регуляторов напряжения относятся низкий уровень шума при работе, компактные размеры и широкий диапазон входных рабочих напряжений, который находится в пределах 115-290 В.

Недостатком инверторных моделей является высокая стоимость, в отличие от многих других типов стабилизаторов.

Линейный

Разработан как делитель напряжения. На вход такого устройства подается нестабильное напряжение, а с нижнего плеча делителя выходит выровненное напряжение. Выравнивание осуществляется путем изменения сопротивления плеча делителя напряжения. Значение сопротивления поддерживается на таком уровне, чтобы выходное напряжение устройства находилось в определенных пределах.

При высоком отношении выходного напряжения к входному, линейный AVR имеет пониженный КПД, поскольку большая часть мощности рассеивается в виде тепла в настроечном элементе. Поэтому регулятор напряжения обычно устанавливается на теплоотвод для обеспечения отвода тепла.

Преимуществом линейного устройства является отсутствие помех, простота конструкции и небольшое количество компонентов. Недостатками являются низкая эффективность и высокая теплоотдача.

На что обратить внимание при выборе контроллера

Способ монтажа . Он может быть установлен на стене, горизонтально или вертикально (для стационарных устройств). Его можно установить рядом с устройством, для которого он был приобретен.
Точность работы , входное и выходное напряжение . Эти характеристики в основном зависят от параметров входного напряжения. Лучше выбрать самую низкую точность прибора от 1 до 3%, при напряжении 220 В.
Прочность стабилизатора это не только мощность подключенного электрического устройства. К этому значению добавляется определенный запас хода. Для всей квартиры этот запас должен быть в пределах 30%.
Количество фаз электросети (однофазный или трехфазный).

Скорость (время реакции на колебания напряжения), в миллисекундах.

Самой большой трудностью при выборе устройства обычно является его мощность. В дополнение к активной составляющей мощности, потребляемой бытовыми приборами, некоторые приборы имеют реактивную составляющую мощности. Это происходит при наличии индуктивности (если в приборе установлен мощный электродвигатель). При запуске ток увеличивается в несколько раз. Если вы выберете стабилизатор без этого компонента реактивной мощности, он может не справиться с большой нагрузкой при запуске электроприбора с электродвигателем.

Еще одним фактором, существенно влияющим на выбор стабилизатора, является коэффициент трансформации, который равен нулю, когда стабилизатор работает в идеальных условиях. Это означает, что на устройство подается ровно 220 В и точно такое же значение выходит на потребителя. И если стабилизатору приходится выравнивать напряжение, мощность снижается.

Преимуществом стабилизаторов с двойным преобразованием, даже при использовании в сетях с плохим качеством электроэнергии, является, конечно же, стабильное качество выходного напряжения как с точки зрения точности приближения к номинальному значению и стабильности, так и скорости и формы сигнала (идеальная синусоида).

Основные типы контроллеров AVR

В зависимости от принципа работы существуют следующие типы контроллеров AVR:

феррорезонанс;
электромеханический (сервопривод);
реле;
электронные (твердотельные);
те, которые оснащены инвертором.

Ниже приводится краткое обсуждение их основных различий. Для получения дополнительной информации см. нашу статью о типах стабилизаторов напряжения.

Феррорезонанс

Преобразование напряжения основано на явлении электромагнитного феррорезонанса – магнитного насыщения катушек с ферромагнитным сердечником. Благодаря статичности и простоте конструкции эти устройства характеризуются высокой эксплуатационной готовностью и длительным сроком службы.

Их малая распространенность в наше время обусловлена такими недостатками, как низкий КПД, измененная синусоидальность на выходе, шум при работе, довольно узкий диапазон рабочих напряжений сети.

Электромеханическая

Альтернативное название – сервомеханизм, так как они имеют сервомеханизм, который обеспечивает движение скользящих щеток, снимая вторичное напряжение с обмоток катушки автотрансформатора. Вращающиеся и движущиеся части стабилизаторов представляют собой определенную конструктивную чувствительность: эксплуатация связана с частым износом деталей, расходных материалов и необходимостью регулярного технического обслуживания.

Благодаря хорошим техническим характеристикам и низкой ценовой категории эти устройства востребованы в качестве бюджетного решения для защиты нетребовательного оборудования.

Реле

По принципу преобразования напряжения эти устройства можно считать аналогом сервоприводов. Разница между ними заключается в способе передачи вторичного напряжения от автотрансформатора. Коммутация осуществляется не токовыми щетками на обмотках трансформатора, а силовыми реле, установленными на втулках его обмоток.

Как и электромеханические устройства, реле относятся к бюджетной категории стабилизаторов. Хотя они имеют более быстрый отклик и большую износостойкость, они уступают сервоприводам по точности и плавной коррекции напряжения.

В электронном виде

Они отличаются от реле полным отсутствием механических частей. Выходное напряжение коммутируется полупроводниковыми силовыми ключами – тиристорами или симисторами. Основным преимуществом этих более совершенных устройств является быстрое время отклика. К сожалению, ступенчатая коррекция значительно снижает точность регулирования напряжения.

Инвертор .

В настоящее время этот тип стабилизаторов считается самым “продвинутым”. В упрощенном виде, не вдаваясь в технические подробности, работу инверторного регулятора можно описать как выпрямительное преобразование переменного напряжения в постоянное с последующим преобразованием в стабилизированное синусоидальное выходное переменное напряжение.

Технологический прогресс не обошел стороной и производителей стабилизаторов напряжения. Ведущие бренды уже несколько лет назад начали выпускать новые устройства инверторного типа с использованием схем двойного преобразования напряжения. Стабилизаторы инверторного типа, благодаря использованию микропроцессорных схем и электронных переключателей, превосходят более ранние модели трансформаторного типа по техническим параметрам, функциональности и эффективности.

Преимуществом регуляторов с двойным преобразованием, даже при использовании в сетях с плохим качеством электроэнергии, является, конечно же, стабильное качество выходного напряжения как с точки зрения точности приближения к номинальному значению и стабильности, так и скорости и формы сигнала (идеальная синусоида).

Без преувеличения можно назвать инверторные регуляторы универсальными источниками питания для любой нагрузки, даже самой требовательной к качеству напряжения.

25*220=5500 Вт=5,5 кВт

Стабилизаторы напряжения

Чрезмерное или недостаточное напряжение является одной из наиболее частых причин отказа оборудования. При слишком высоком напряжении могут быстро выйти из строя нагревательные элементы котлов и плит в источниках питания, может выйти из строя диодный мост или конденсатор фильтра, а при слишком низком напряжении электроника работает нестабильно, другими словами, отклонение напряжения в ту или иную сторону губительно практически для всех без исключения электроприборов.

Решением этой проблемы является установка стабилизатора напряжения для всего дома или для конкретного устройства.

Зачем нужен регулятор напряжения?

Регулятор напряжения – Регулятор напряжения – это устройство с входом и выходом, назначение которого состоит в поддержании выходного напряжения в определенных пределах при значительном изменении входного напряжения.

Другими словами, стабилизатор необходим для того, чтобы обеспечить подключенную к нему нагрузку стабильным напряжением, которое всегда будет находиться в пределах стандартных номинальных значений (220 В для однофазной сети и 380 В для трехфазной сети).

В отличие от реле напряжения, которые просто отключают сеть, когда напряжение выходит за допустимые пределы, стабилизаторы выравнивают значение напряжения в сети, обеспечивая тем самым непрерывную работу.

Нормы кратковременного максимального отклонения от номинального напряжения в сети составляют ±1,5 мм.10% (в соответствии с ГОСТ 29322-2014). Это означает, что допустимое напряжение в розетке 1 В находится в пределах от 207 до 253 В. Однако даже напряжение в 250 В может быть губительным для некоторых электроприборов, а в частном секторе, в деревнях и в городах оно часто ниже 200 В, особенно в домах, расположенных на конце линий электропередач (воздушных линий).

Давайте разберемся, что мы называем пониженным или повышенным напряжением -. Это напряжение, отличное от номинального (220/380 В) в течение длительного периода времени.. Он возникает из-за перегрузки слабого трансформатора на линии малой мощности.

Это также происходит, когда высоковольтные линии переключаются или частично выводятся из эксплуатации, поскольку оставшиеся линии не могут в достаточной степени справиться с возросшей нагрузкой. Величина отклонения обычно зависит от нагрузки на сеть. Возможно, вы заметили, что напряжение повышается ночью, когда все спят, как и днем, когда все на работе и в доме не включены мощные электроприборы. Вечером, когда вы возвращаетесь с работы и включаете обогреватели, кондиционеры или плиты, нагрузка возрастает, а напряжение снижается. Пример суточного изменения потребления энергии в 62 многоквартирных домах с газовыми плитами можно увидеть ниже.

Напряжение также может отличаться от нормального в случае асимметрии фаз, которая возникает при несбалансированной нагрузке на фазы в результате недостаточного размера нейтрального проводника, плохого контакта нейтрали или полного отгорания нейтрали на входе объекта или в распределительном устройстве, как показано ниже, как могут меняться фазные напряжения в этом случае. (Более подробно см. статью “Замыкание нулевой точки в трехфазных сетях – причины и последствия”).

Особое внимание следует уделить переходным перенапряжениям (скачкам напряжения в сети). Перенапряжения известны как перенапряжения или скачки напряжения. Они возникают в результате аварий на линиях электропередачи, включения мощного электрооборудования и установок, разрядов молнии в линиях электропередачи и в других случаях.

Характерной особенностью перенапряжений или скачков напряжения является то, что они возникают быстро, за долю секундыв то время как всплески или субвсплески могут наблюдаться как как минуты, так и месяцы.. импульсные напряжения обычно находятся в диапазоне достигает единиц и десятков киловольт..

Такое перенапряжение часто приводит к выходу из строя входного каскада импульсного источника питания, которые используются во всех современных электронных устройствах, а в некоторых случаях перенапряжение также поступает на плату источника питания и, как следствие, к потере его компонентов.

ВАЖНО! Стабилизаторы напряжения не могут обеспечить надежную защиту от скачков напряжения; более того, сами стабилизаторы могут быть разрушены в процессе работы. Для защиты от скачков напряжения следует использовать сетевые фильтры.

Типы стабилизаторов напряжения и их конструкция

Стабилизаторы бывают однофазными (220 В) и трехфазными (380 В), ниже мы остановимся на однофазных устройствах, но вся приведенная выше информация абсолютно справедлива для трехфазных устройств.

Стабилизаторы напряжения бывают разных форм, большинство из них основаны на автотрансформаторе. Проще говоря, автотрансформатор отличается от обычного трансформатора тем, что имеет только одну обмотку.

Питание подключается к условно первичной стороне, а одна из точек подключения к источнику питания находится не на конце вторичной обмотки, как показано на схеме ниже. Нагрузка также подключается между концом обмотки и ее ответвлениями. Подключаясь к определенной обмотке, мы можем получить от источника питания как более низкое, так и более высокое напряжение.

Итак, существует 5 основных типов стабилизаторов напряжения:

Реле;
Электронные;
Электромеханическая;
Феррорезонанс;
Стабилизаторы напряжения с инвертором или двойным преобразованием.

Разделение основано на принципе действия регулирующих элементов. Автотрансформаторы составляют основу первых трех типов стабилизаторов.

Прежде чем перейти к обзору стабилизаторов, давайте поговорим о других функциях, которые они выполняют помимо своего основного назначения – поддержания стабильного напряжения 220 В. Анализ рынка показал, что, независимо от принципа действия и исполнительных механизмов, современные стабилизаторы напряжения имеют ряд защит:

Защита от перенапряжения, но это только дополнительная защита. Как уже упоминалось выше, для надежной защиты от скачков напряжения используются специальные устройства – ограничители перенапряжения.
Защита от перегрузки.
Защита от перегрева.
Защита от короткого замыкания.
Отключение в случае критического повышенного или пониженного напряжения, которое возникает при выгорании нуля.
Фильтрация шумов.

Обратите внимание, что функциональность может отличаться в зависимости от модели и производителя, пожалуйста, проверьте наличие этих функций в техническом паспорте.

Стоит отметить, что диапазон регулировки напрямую зависит от типа используемого автотрансформатора, а не от принципа работы устройства. Обычно оно находится в диапазоне 130-270 В, в продвинутых моделях может достигать 100-295 В.

Большинство стабилизаторов могут работать в режиме байпаса (транзита, обхода) при нормальном напряжении сети. Это снижает потери (каждое устройство имеет определенный КПД) и увеличивает срок службы устройства.

2.1 Релейные регуляторы

Вероятно, самыми дешевыми и наиболее распространенными в быту являются релейные регуляторы напряжения. Их название происходит от того, что ответвления обмоток автотрансформатора переключаются обычными электромагнитными реле.

Сегодня аналоговые схемы или схемы на дискретных логических элементах редко используются в измерительных и управляющих цепях домашних стабилизаторов напряжения. В этих схемах используются микроконтроллеры, такие как семейство PIC12 и другие.

Принципиальная схема такого стабилизатора приведена ниже.

Принцип работы следующий: плата управления анализирует уровень напряжения в сети и включает реле, подключая соответствующую часть обмотки для повышения или понижения напряжения.

Внутренняя структура такого регулятора показана ниже.

Недостатки релейных регуляторов:

Скорость медленнее, чем у электронных (реакция на изменение напряжения);
Срок службы короче, чем у аналоговых реле, из-за механического износа контактов, который происходит в основном из-за дуги при включении/выключении реле.
Мало ступеней регулировки (обычно от 4 до 6), поэтому выходное напряжение все равно будет отклоняться от номинального 220 В.
При переключении реле издают щелкающие звуки и нарушают работу сети.

Преимущества релейного регулятора:

Стоимость.
Высокая эффективность.
Простота обслуживания.

Однако время отклика широко используемых моделей ретрансляции составляет порядка Однако производительность широко используемых моделей релейных стабилизаторов находится в диапазоне 100-200 миллисекунд и более, редко до 35 мс,что в большинстве случаев достаточно для питания бытовых приборов.

Но имейте в виду, что из-за недостаточной скорости он не может обеспечить высококачественную защиту от скачков напряжения.

В зависимости от модели шаг регулирования может быть различным, чем больше шагов регулирования, тем выше точность и стабильность уровня выходного напряжения.

2.2 Электронные регуляторы (симисторные и тиристорные).

Учитывая недостатки релейных регуляторов, их можно избежать, заменив электромагнитные реле твердотельными переключателями. Вторыми по популярности стабилизаторами являются электронные стабилизаторы. В качестве переключающих элементов в них используются симисторы или тиристоры.

Эти регуляторы напряжения очень быстрые (10-20 миллисекундРеле рассчитаны на длительный срок службы и редко служат дольше.

Однако симисторы также могут выйти из строя гораздо раньше, чем реле. Например, в случае большого скачка напряжения любой твердотельный переключатель может замкнуться. Если другие компоненты схемы не повреждены, достаточно их замены, в противном случае диагностика и ремонт становятся гораздо сложнее.

Пример блок-схемы электронного регулятора показан ниже.

На схеме видно, что и реле, и электронный регулятор имеют ступенчатое регулирование, причем количество ступеней равно количеству отводов обмотки.

Преимущества электронных регуляторов:

Бесшумность.
Скорость работы.
Долговечность.
Множество ступеней регулирования – от 9 до 16, в редких случаях их может быть до 36. Это обеспечивает большую точность регулирования.

Недостатки электронных регуляторов:

Твердотельные переключатели, в отличие от электромагнитных реле, нагреваются, что снижает их эффективность.
Стоимость выше, чем при использовании реле.
При переключении они создают помехи в электросети.

2.3 Электромеханические регуляторы напряжения

Если предыдущие два типа являются, по сути, вариациями одного и того же решения, то в случае с электромеханическим регулятором напряжения принцип регулирования совершенно иной. Такие стабилизаторы часто называют сервоприводами.

Главной особенностью является плавное регулирование выходного напряжения. Это обеспечивается графитовым электродом, который скользит по катушкам автотрансформатора, как щетка в электродвигателе, и управляется серводвигателем.

Проще говоря, серводвигатель – это устройство на основе электродвигателя, предназначенное для управления и позиционирования рабочего органа. Внешний вид внутренней части электромеханического стабилизатора показан ниже.

Тот же принцип применим к лабораторным автотрансформаторам, один из которых можно увидеть на фотографии ниже.

Из этого следует, что нет понятия количества шагов, нет прецизионного управления как такового, а скорость реакции на изменение напряжения питания ограничена только параметрами исполнительного механизма. Здесь он измеряется не в миллисекундах, а в вольтах в секунду (В/с) – что отражает угол, под которым за определенное время устанавливается траверса, на которой закреплен графитовый электрод.

Скорость реакции обычно находится в диапазоне 8-15 вольт в секунду.

Сервостабилизаторы хорошо работают при периодических сезонных или суточных колебаниях напряжения, но из-за их низкой скорости они не защитят технику от внезапного повышения напряжения на несколько десятков вольт.

Преимущества стабилизаторов с сервоприводом:

Плавное, бесступенчатое регулирование.
Не нарушайте электропитание

Недостатки сервостабилизаторов:

Они шумят при движении щетки по обмотке, что может быть неприемлемо при использовании в небольшом закрытом помещении.
Они быстро повреждаются при загрязнении.
Быстрая реакция.
Обмотки загрязняются графитовой пылью, которая накапливается со временем из-за износа щеток. Это приводит к функциональным нарушениям.

2.4 Инверторные стабилизаторы

Самый дорогой и продвинутый тип стабилизаторов – инверторные, или, как их еще называют, “двойного преобразования”. Это устройство представляет собой преобразователь напряжения на основе импульсного трансформатора. Здесь, в отличие от предыдущих вариантов, первичная и вторичная цепи гальванически изолированы, т.е. не имеют электрического контакта.

Название “двойное преобразование” происходит от компоновки и принципа работы. Сначала переменный ток из сети выпрямляется, затем поступает в инвертор и преобразуется обратно в синусоидальный переменный ток.

Входной фильтр – это фильтр электромагнитных помех, он очищает напряжение питания от помех и останавливает любые помехи, создаваемые инвертором.
PFC – это корректор коэффициента мощности. Он необходим для увеличения COSF при питании индуктивной или емкостной нагрузки. Его цель – приблизить форму и фазу потребляемого тока к форме и фазе напряжения питания.
Инвертор, который состоит из полупроводниковых переключателей, обычно TFT или PGBT транзисторов, и импульсного трансформатора. На его вход подается постоянное напряжение, ШИМ-контроллер управляет работой ключей, обычно в мостовой схеме, плечами первичной обмотки трансформатора. ШИМ-контроллер в сочетании с другими схемными решениями генерирует на выходе синусоидальное напряжение частотой 50 Гц. Нагрузка подключается к вторичной цепи через фильтрующие и сглаживающие цепи.
Второй источник питания необходим для питания цепей управления – PMU, ШИМ-контроллера и т.д. В некоторых случаях AVR может также включать в себя блок батарей для резервного питания в случае сбоя электропитания.
БМКУ – устройство, контролирующее значения напряжения и тока и корректирующее работу инвертора. Он содержит датчики напряжения и тока и схему, обрабатывающую эти сигналы, например, микроконтроллер.

Инверторные регуляторы двойного преобразования обеспечивают наивысшую точность и плавность регулирования, но из-за своей сложности их цена намного выше, чем у релейных и симисторных аналогов. Эти устройства подходят там, где требуется высокая надежность и отказоустойчивость, например, для питания промышленной автоматики или дорогостоящего оборудования.

Преимущества инверторных регуляторов:

Быстрое время отклика;
Точность;
Тихо, тихо;
Синусоидальный выход без искажений.

Основной недостаток – высокая стоимость

2.5 Феррорезонансные стабилизаторы

Не следует упускать из виду феррорезонансные стабилизаторы. Они состоят из двух дросселей и конденсаторов. Принцип работы основан на феррорезонансе, подробное описание довольно сложное, поэтому я не буду приводить его здесь.

Единственное, что стоит знать об этих устройствах, это то, что они не имеют никаких движущихся или переключающих элементов, фактически это полностью пассивные устройства, которые в основном фильтруют скачки напряжения и помехи, а не сглаживают их до номинального значения. Такие устройства использовались в прошлом, в советские времена, для защиты телевизионного и радиооборудования.

Преимущества феррорезонансных стабилизаторов:

длительный срок службы;
низкая стоимость;
Быстрое время отклика.

Недостатки феррорезонансных стабилизаторов:

шум во время работы;
искаженная синусоидальная волна на выходе;
узкий диапазон стабилизации.

Сравнение регуляторов напряжения

Давайте обобщим и сравним основные параметры популярных моделей современных стабилизаторов напряжения различных типов. Приведенная ниже таблица поможет вам сравнить стоимость устройств и сделать свой выбор. Мы описали преимущества и недостатки каждого из них выше.

Как выбрать стабилизатор напряжения

Существуют различные способы выбора стабилизатора напряжения, но мы предлагаем вам воспользоваться следующим алгоритмом.

Выберите правильный тип стабилизатора:

Если у вас дома есть дорогие приборы с электроникой – лучше купить электронный или инверторный стабилизатор из-за их высокой скорости работы. Здесь вы должны выбирать в соответствии с имеющимися у вас средствами.
Если у вас загородный дом или дом без сложных и дорогих приборов, а напряжение “колеблется” в зависимости от времени суток или года – купите электромеханический (сервоприводной) или релейный стабилизатор напряжения.

Определите, какой стабилизатор вам нужен: настенный или напольный, с ножками для установки на горизонтальной поверхности, например, на полке или полу.
Рассчитайте мощность вашего AVR.

Если вам нужно защитить одно устройство, достаточно будет AVR с равным выходом. Примерные значения мощности стабилизаторов для типичных устройств приведены ниже. В целом, регулятор следует выбирать так, чтобы его мощность превышала мощность подключенной нагрузки на 20-30%.

Для того чтобы правильно рассчитать стабилизатор для всего дома или квартиры, часто рекомендуют сложить мощность всех электроприборов. В действительности это можно сделать более простым способом. Вы должны знать, сколько электроэнергии выделяется на ваш дом. Если вы не знаете, посмотрите на номинал в амперах на автоматическом выключателе.

Предположим, что у вас есть однофазный автоматический выключатель на 25 А. Чтобы определить мощность, умножьте силу тока на напряжение сети – 220 В.

25*220=5500 Вт=5,5 кВт

После расчета мощности необходимо добавить запас мощности 20-30% (защита от пусковых токов и перегрузок). В нашем случае мы сделаем запас в 20%, для этого умножим полученную мощность на 1,2:

5,5*1,2=6,6 кВт

Затем необходимо выбрать следующее более высокое стандартное значение для регулятора напряжения питания, в нашем случае необходимо приобрести регулятор мощностью 7-7,5 кВт.

Если у вас трехфазный ввод и вы нашли выключатель, например, на 25 А, мощность рассчитывается по следующей формуле:

P=U*I*1.73=380*25*1.73=16435Вт = 16.44кВт

Затем, как и в предыдущем случае, добавьте 20-30% резерва мощности и выберите AVR с ближайшим более высоким значением мощности.

Примечание: Вы также можете использовать наш онлайн-калькулятор для расчета мощности.

Схемы подключения стабилизаторов

В зависимости от конструкции и дизайна AVR, способ подключения также может отличаться. Общий принцип тот же – вы подключаете источник питания к клеммам “вход”, а нагрузку – к клеммам “выход”.

Если регулятор имеет малую мощность, он подключается к сети с помощью штепсельной вилки. На корпусе самого устройства имеется гнездо, в котором уже стабилизировано напряжение – к нему подключается защищаемое устройство.

Модели большой мощности, устанавливаемые на всю квартиру или дом, обычно имеют как розетку, так и клеммную колодку с винтами и штырями для подключения кабельных проводников или других типов клемм (винтовых, рычажных и т.д.). Клеммная колодка обычно имеет контакт для заземляющего проводника, но не на всех моделях. В однофазном исполнении клеммы подключения фаз всегда 2, обозначенные L1 и L2, а клеммы нейтрали могут быть 2 или 1.

Ниже показаны два варианта клемм стабилизатора:

Схема подключения стабилизатора к однофазной электросети будет выглядеть следующим образом:

Если у вас трехфазный ввод, схема будет отличаться только количеством проводов, логика подключения остается той же. Как именно подключать, зависит от самого стабилизатора, многие модели имеют блочную конструкцию и блоки для каждой фазы отдельные. Можно также использовать один однофазный регулятор для каждой фазы.

Была ли эта статья полезной? Или, может быть, у вас все еще все еще есть вопросы? Пишите в комментариях!

Вы не нашли статью по интересующей вас теме тема, связанная с электротехникой? Пишите нам сюда. Мы ответим на ваши вопросы.

Регуляторы напряжения пользуются популярностью в холодильном оборудовании. Его схема означает, что устройство можно регулировать перед использованием. В этом случае он помогает устранить высокочастотные помехи. В свою очередь, электромагнитное поле не является проблемой для резисторов.

Низкочастотные устройства

Имеется стабилизатор напряжения 220 В для работы с устройствами с частотой менее 30 Гц. Его схема аналогична схеме релейных моделей, только с транзисторами. В этом случае они оснащены излучателем. Иногда дополнительно устанавливается специальный контроллер. Многое зависит от производителя, а также от модели. Драйвер в стабилизаторе необходим для передачи сигнала на блок управления.

Для обеспечения хорошей связи производители используют усилитель. Обычно он устанавливается на входе. Выход в цепи обычно имеет обмотку. Если предельное напряжение составляет 220 В, можно найти два конденсатора. Коэффициент проводимости в таких устройствах довольно низкий. Причиной этого обычно является ограничение низкой частоты, которое является следствием работы регулятора. Однако фактор насыщения находится на высоком уровне. Это в значительной степени обусловлено тем, что транзисторы оснащены эмиттерами.

Читайте далее: