Электромеханический стабилизатор напряжения

Выбор электромеханического стабилизатора напряжения: устройство, принцип работы, преимущества и недостатки

Многие читатели, сталкивавшиеся с пониженным напряжением в сети у себя в квартире или доме, наверняка хорошо помнят первые стабилизаторы напряжения сети, выпускаемые в СССР.

В основе этих устройств использовался автотрансформатор с ручной корректировкой напряжения: периодически контролируя изменение входного напряжения по стрелочному вольтметру стабилизатора, приходилось вручную выставлять коэффициент трансформации для достижения нормального уровня напряжения в сети.

Устройство и принцип работы электромеханического стабилизатора

Принцип работы электромеханического (по-другому сервоприводного или сервомоторного) стабилизатора, как и упомянутого выше его более раннего аналога, может быть описан таким явлением как электромагнитная индукция. Магнитный поток, проходящий по сердечнику трансформатора и образуемый током, протекающим в первичной обмотке, индуцирует ЭДС во вторичной обмотке, под действием которой при наличии нагрузки будет протекать электрический ток.

Корректировка уровня напряжения в стабилизаторах этого типа производится изменением коэффициента трансформации – в обоих случаях перемещением токосъемного графитового контакта по обмотке трансформатора. Иначе говоря, съемом напряжения с определенных витков катушки автотрансформатора.

Отличие современных устройств заключаются в том, что изменение коэффициента трансформации реализуется автоматическим перемещением токосъемного контакта, выполняемого серводвигателем. Управление сервоприводом осуществляется сигналом, поступаемым с платы управления на сервопривод при отклонении напряжения в питающей сети от заданной нормы.

Достоинства и недостатки электромеханических стабилизаторов

К очевидным и наиболее важным преимуществам электромеханических стабилизаторов можно отнести следующее:

  • надежность в эксплуатации (способность работать при больших перегрузках и в достаточно широком диапазоне напряжения сети);
  • стабильность и высокая точность (максимальное соответствие напряжения на выходе значению нормы);
  • плавность стабилизации;
  • высокий КПД;
  • относительно невысокая стоимость.

В подтверждение последнего можно заметить, что в настоящее время по своей доступности в отношении цены сервоприводные стабилизаторы напряжения незначительно проигрывают разве что устройствам релейного типа.

Серьезными недостатками электромеханических стабилизаторов являются:

  • очень низкая скорость реагирования на отклонение питающего напряжения от нормы;
  • наличие движущихся элементов в конструкции (необходимость регулярного обслуживания для обеспечения безотказной работы);
  • шум в работе;
  • узкий диапазон рабочих температур (от -5 до 40 °C);
  • требовательность к условиям эксплуатации (высокая чувствительность к проникновению пыли и влаги).

Возможно, наличие движущихся деталей конструкции в приведенном выше списке недостатков покажется излишним или малозначительным. Действительно, даже далеким от электротехники людям хорошо известно, что для безотказной работы любого электроприбора потребуется его какое-то, пусть и минимальное, но регулярное профилактическое обслуживание.

Однако, в рассматриваемом случае, удачным решением применение современными производителями сервоприводов как основных узлов конструкции можно назвать, пожалуй, только в плане удешевления продукции. Дело в том, что сервоприводы, обладая высокими показателями системы позиционирования, как и любые механические приводы, серьезно уязвимы из-за своих конструктивных особенностей. Детали привода, понижающий обороты редуктор, обеспечивающий необходимый крутящий момент для перемещения токосъемных щеток, находящихся в постоянном движении при нестабильном сетевом напряжении, наиболее подвержены механическому износу, сокращающему срок службы стабилизатора.

Применение сервоприводных стабилизаторов

Широкое применение устройств этого типа для питания как бытовой, так и промышленной техники в настоящее время обусловлено, прежде всего, их бюджетностью.

Безусловно, вопрос цены сегодня – фактор более чем немаловажный. Однако, можно с большой уверенностью сказать, что, существенно уступая в цене, например, аналогам инверторного типа, электромеханические стабилизаторы, тем не менее, существенно проигрывают последним практически и по всем своим эксплуатационным параметрам. Поэтому очевидно, что область их применения несколько ограничена.

Однозначно нельзя рекомендовать использовать стабилизаторы этого типа в сетях с частыми и значительными перепадами напряжения. При работе устройства в таких условиях не стоит рассчитывать на его долгий срок службы, так как интенсивность режима работы сервопривода неизбежно приведет к скорому износу деталей привода и токосъемной системы (угольных контактных щеток).

Несмотря на способность работать в довольно широком диапазоне входного напряжения, применение электромеханического стабилизатора в сетях с большой просадкой также вряд ли можно назвать хорошим решением. Из-за шумности работы в нагруженном режиме эксплуатации сервоприводные стабилизаторы малопригодны для установки в жилых помещениях.

Кроме того, не стоит приобретать такие стабилизаторы для питания нагрузки, требовательной к стабильности напряжения. В скорости реагирования на отклонения напряжения на входе, электромеханика, проигрывая даже релейным аналогам в десятки раз, оставляет желать лучшего.

Еще один значимый фактор, ограничивающий место установки, – это требовательность к температуре эксплуатации. Если верхний порог диапазона температуры эксплуатации электромеханических стабилизаторов более-менее приемлем (до 40 °C) и позволяет использовать устройства практически везде, то нижний (обычно не превышающий -5 °C) исключает возможность их установки в неотапливаемых помещениях – гаражах, хозяйственных постройках и т. п.

В каких случаях применение электромеханики все-же будет целесообразным? Достаточно обоснованным использование сервоприводных устройств видится в быту при небольших нагрузках потребления в сетях с небольшими просадками по напряжению.

Многие, особенно имеющие дачи читатели, наверняка хорошо осведомлены о состоянии сельских, дачных или даже городских электросетей в частном жилом секторе и на практике не раз сталкивались с некачественным электроснабжением. Поэтому, использование электромеханики хорошо востребовано в быту – как относительно эффективное и недорогое решение.

Рассматривая характер подключенной нагрузки, можно смело порекомендовать их для стабилизации выходного напряжения в сетях освещения. Плавность стабилизации полностью устраняет или частично сглаживает перепады сетевого напряжения, делая менее заметными и раздражающими глаза скачки света, излучаемого лампами светильников. Справедливости ради, заметим, что это относится лишь к светильникам с лампами накаливания и галогенными лампами. С осветительными приборами с газоразрядыми лампами, работающими с пускорегулирующей аппаратурой – люминесцентными, КЛЛ (энергосберегающими) и т. д. или набирающими все большую популярность светодиодными подобного эффекта, разумеется, не будет.

Инверторный стабилизатор напряжения как альтернатива электромеханическим стабилизаторам

Взвесив все наиболее значимые достоинства и недостатки электромеханических стабилизаторов, подведем краткий итог общей целесообразности их использования.

Сервоприводное устройство хорошо подойдет как недорогое решение вопроса коррекции питающего напряжения для нетребовательной к скорости реагирования на его отклонения от нормы нагрузки.

Для питания высокотехнологичных устройств (оргтехники, электроприборов на микропроцессорной базе самого различного назначения) порекомендовать к использованию сервомоторные стабилизаторы нельзя.

Более предпочтительными в применении, безусловно, являются устройства нового поколения – стабилизаторы напряжения инверторного типа, у которых скорость реагирования на отклонение входного напряжения от нормы значительно выше.

Являясь более совершенными на сегодняшний день устройствами и имея, без преувеличения, значительное превосходство по всем рабочим характеристикам над электромеханическими, инверторные преобразователи напряжения являются гораздо более предпочтительными и универсальными в использовании.

Довольно значимым недостатком инверторных стабилизаторов на сегодняшний день, конечно, является их довольно высокая стоимость. Однако, следует понимать, что если в приоритете получение бесперебойного и качественного электроснабжения, то выбор однозначно стоит отдать преобразователям напряжения инверторного типа.

Источник: www.shtyl.ru

Читайте также:  Выращивание китайской капусты

Выбор электромеханического стабилизатора напряжения: особенности, преимущества и недостатки

В списке стабилизаторов напряжения эта конструкция занимает особое место. По сути это обычный автотрансформатор, только регулировка напряжения осуществляется не вращением ручки, а с помощью электродвигателя. Электромеханический стабилизатор напряжения обеспечивает очень высокую точность установки напряжения, но его применение ограничивается низкой скоростью выравнивания.

Конструкция электромеханического стабилизатора

Электромеханический, или сервоприводный, стабилизатор напряжения может считаться самым простым по конструкции. В его основе лежит обычный автотрансформатор лабораторного типа, в котором, поворачивая рукоятку можно было изменять величину напряжения от нуля до 240 вольт.

В современном стабилизаторе этот принцип сохранился, только ручка автотрансформатора поворачивается не рукой, а электрическим серводвигателем. Трансформатор имеет тороидальную конструкцию. Его обмотка выполнена из медного провода, и верхняя её часть очищена от изолирующего покрытия.

По обмотке трансформатора перемещается ползунковый контакт-щётка или ролик, который закреплен на оси электродвигателя. Двигатель оборудован сервоприводом. Это значит, что его ротор не вращается, а по импульсным сигналам, поступающим из блока управления, может поворачиваться на определённый угол. Щётка может быть изготовлена из графита или иметь роликовую конструкцию.

Электромеханический стабилизатор состоит из следующих узлов:

  • Входной сетевой фильтр;
  • Силовой автотрансформатор;
  • Блок контроля и управления;
  • Электродвигатель;
  • Контактный узел;
  • Блок индикации.

Сетевой фильтр обеспечивает подавление высокочастотных и импульсных электрических помех. Пассивный фильтр собран по индуктивно-ёмкостной схеме. После фильтра напряжение подаётся на схему контроля, которая фиксирует отклонения напряжения сети от номинала и вырабатывает сигналы для управления электродвигателем.

Жёстко закреплённый на роторе контактный узел с графитовым контактом перемещается по обмотке трансформатора. В зависимости от девиаций сети, серводвигатель получает сигналы управления для увеличения или уменьшения напряжения на выходе. Для надёжности контактный узел может иметь две щётки, или более стабильный в работе роликовый узел.

Блок индикации, располагающийся на передней панели устройства, состоит из светодиодных индикаторов режимов работы и, у отдельных моделей, цифрового универсального дисплея. Цифровой дисплей может показывать напряжение на входе и выходе устройства, ток и частоту сети.

Достоинства и применение сервоприводного стабилизатора

Стабилизатор напряжения, работающий по принципу плавного регулирования сетевого напряжения с применением серводвигателя, обладает определёнными положительными параметрами, которые определяют сферу его использования.

Основными достоинствами сервоприводного стабилизатора, являются следующие характеристики:

  • Высокая точность установки напряжения на выходе устройства;
  • Возможность работы с большими нагрузками;
  • Большой допустимый разброс напряжения на входе устройства;
  • Способность выдерживать большие перегрузки;
  • Чистая синусоида на выходе прибора.

Поскольку графитовая щётка или роликовый узел плавно перемещаются по обмотке трансформатора, то на выходных контактах стабилизатора напряжения не будет никаких перерывов в энергоснабжении потребителя. Поэтому сервоприводный стабилизатор можно использовать для электропитания практически любых электрических приборов.

Так как мощность нагрузки определяется только обмоткой трансформатора, то электромеханические стабилизаторы это единственный тип устройств, которые могут использоваться при нагрузках свыше 50 кВт, поэтому они часто применяются в качестве промышленных стабилизаторов.

В схеме сервоприводного стабилизатора отсутствуют нелинейные элементы, которые могут внести искажения синусоидальной формы выходного напряжения. Гладкая синусоида, которую обеспечивает электродинамический стабилизатор на выходе, позволяет использовать его для работы в системах с применением электродвигателей.

Асинхронные электродвигатели, применяемые для работы циркуляционных насосов, корректно работают только при синусоидальной форме питающего напряжения, которую может обеспечить электромеханический стабилизатор. Схема устройства, основанная на применении мощного силового трансформатора, позволяет обеспечивать большие токи на нагрузке.

Недостатки электромеханического стабилизатора

Несмотря на серьёзные достоинства, данное устройство обладает не менее серьёзными недостатками:

  • Низкая скорость стабилизации;
  • Невозможность эксплуатации при низких температурах;
  • Низкая надёжность;
  • Сложность ремонта;
  • Определённый шум при работе.

Сервоприводной механизм, который перемещает щётки по обмотке тороидального трансформатора, не может мгновенно переместиться на требуемый участок. Поэтому между определением необходимости изменения напряжения и его реальной установкой проходит определённое время. Обычно в паспортах на электромеханические стабилизаторы указывается температурный режим его эксплуатации, нарушение которого обязательно приведёт к отказу сервоприводного механизма.

Невысокая надёжность устройства обусловлена наличием подвижного узла, который имеет определённый срок наработки. Кроме того, графитовые контактные щётки подгорают при работе и требуют замены примерно через 2-4 года эксплуатации. Замена их достаточно продолжительный и трудоёмкий процесс. Изношенные щетки могут искрить при работе, поэтому сервоприводные стабилизаторы не рекомендуется использовать с газовым оборудованием.

Однофазный стабилизатор от компании «Энергия»

Одной из интересных моделей на рынке, является однофазный электромеханический стабилизатор напряжения «Энергия HYBRID СНВТ 10 000». Стабилизатор напряжения высокой точности представляет собой удачное техническое решение, где в одном устройстве, объединены электромеханический стабилизатор и дополнительный релейный узел. Это позволяет прибору работать при большом разбросе напряжения сети. Он обеспечивает выдачу напряжения 220В ± 3% при входных величинах от 105 до 280В.

Стабилизатор имеет систему «Байпас» и защиту от перегрузки и превышения напряжения на входе выше критической. Однофазный стабилизатор «Энергия HYBRID СНВТ 10 000» может использоваться как в быту, так и на производственных объектах. При подключении прибора к системам освещения отсутствует эффект мерцания ламп, так как не происходит разрыва фазы.

Выбирая электромеханический стабилизатор напряжения, следует обращать внимание на технические характеристики устройства, на качество электричества в месте эксплуатации и температурный режим.

Источник: nabludaykin.ru

Какой стабилизатор напряжения лучше

Для надёжной работы электрических устройств и бытовой техники требуется качественное питающее напряжение. В связи с ветхостью электрических сетей, превышением сезонной и среднесуточной нагрузки абонентских линий электропередач напряжение в сети падает до непозволительного уровня. Это приводит к нестабильной работе или полному выходу из строя электроприёмников потребителей.

Виды стабилизаторов

Для того чтобы поддерживать напряжение в сети при его колебаниях и скачках, требуется стабилизатор напряжения. Устройство работает так, что величина напряжения на выходе остаётся постоянной, независимо от его изменений на входе. Скорость изменения амплитуды напряжения и его разброс не влияют на качество стабилизации. Подобные аппараты, кроме напряжения, стабилизируют ток и контролируют сопротивление при росте нагрузки.

Тип стабилизации напряжения делит эти устройства на три вида:

  • электромагнитные;
  • электромеханические;
  • релейные (электронные);

Электромагнитные стабилизаторы используют принцип магнитного насыщения и конструктивно выполнены в виде трансформатора. Трансформатор имеет две обмотки. Первичная обмотка (W1) располагается на широком сердечнике. Вторичная обмотка (W2) – на тонком стержне, находящемся в режиме магнитного насыщения. Компенсационная обмотка WK является дополнительной, у её сердечника есть воздушный зазор. Из-за зазора магнитного насыщения не наступает.

Внимание! Такой стабилизатор обладает малым КПД и низким коэффициентом мощности. Изменение частоты тока в сети даже на 1% приводит к изменению напряжения на 2-3%. Устройство слабо реагирует на быстрые скачки напряжения и создаёт электрические помехи вокруг себя.

Наиболее распространены в использовании два других типа аппаратов. Какой стабилизатор напряжения лучше релейный или электромеханический, можно понять только после того, как станут понятны их отличия.

Читайте также:  Электропроводка в доме своими руками пошагово

Релейный стабилизатор

Это устройство, относящееся к классу автотрансформаторов, имеющих ступенчатое регулирование выходного напряжения. Оно осуществляется при помощи переключения обмоток (отводов) трансформатора при отклике на изменения входного напряжения.

Конструктивные особенности

На вторичной обмотке автотрансформатора выполнен ряд отводов от средней точки. Переключение при смене вывода выполняется электромеханическими реле.

Принцип действия

Регулирование осуществляется в ступенчатом режиме. Перестраивание напряжения на выходе происходит параллельно с его изменением на входе. Согласно ГОСТ 13109-97, бытовые приборы должны нормально функционировать при Uпит = 220В±10%.

При значении Uвх = 190 В на выходе релейного стабилизатора при переключении отвода будет Uпит = 228 В. Но при достижении 200 В на входе переключение обмотки будет таким, что Uпит = 218 В.

Важно! Такая особенность ступенчатого регулирования исключает наличие на выходе 220 В стабильно. Если стабилизатор, заявленный как «релейный», постоянно показывает на своём дисплее значение Uпит = 220 В, значит, эти данные нереальные. Производителем заложено некорректное отображение информации, рассчитанное на обман покупателя.

Достоинства устройства

Если перечислять положительные моменты работы такого аппарата, то нужно начинать с главного – скорости стабилизации. У этого типа устройств она начинается от 25 мс. Так указано в технических характеристиках, в режиме реальной эксплуатации она лежит в интервале 0,09-0,15 с. Важно то, что она зависит от точности стабилизации, а не от величины значения скачков напряжения.

К следующим плюсам этого вида устройств можно отнести:

  • скромные габариты;
  • длительное время допустимых перегрузок и возможность выдерживать двукратные перегрузки до 4-5 с.;
  • форма выходной синусоиды не чувствительна к изменениям входной частоты и напряжения;
  • низкий уровень шумов;
  • температурный рабочий режим в пределах от -20 ºС до +40 ºС;

Большой рабочий ресурс и невысокая стоимость выделяют этот тип стабилизаторов, по сравнению с другими разновидностями.

Недостатки релейного стабилизатора

Принцип работы – есть главный недостаток. Ступенчатое регулирование, при всём его быстродействии, визуально заметно. Во время стабилизации, при просадках или скачках напряжения, не только слышен звук переключающихся реле, но и происходит заметное глазу изменение яркости нитей накала ламп.

Ещё один минус – чем точнее регулирование напряжения, тем больше нужно выполнить на трансформаторе обмоток и увеличить число ступеней. Это значит, что при отработке всплеска напряжения увеличится время переключения на нужную ступень. К тому же это влечёт за собой удорожание оборудования.

Информация. Электронные ступенчатые устройства отличаются от релейных только способом переключения отводов. В электросхемах вместо реле применяются бесконтактные электронные полупроводниковые элементы: тиристоры и семисторы. Это повышает скорость переключения, убирает шум работы реле и увеличивает срок службы за счёт отсутствия износа механических частей.

Электромеханический стабилизатор

Аппараты такого типа состоят из вольтодобавочного трансформатора и электромеханического привода, который перемещает щёточный контакт по выводам обмотки. Управление приводом автоматическое, согласно заданному уровню напряжения на выходе.

Классификация

Если провести небольшую классификацию, то пунктов всего несколько. Эти устройства в основном делятся на аппараты:

  • однофазные и трёхфазные (220 В или 380 В);
  • по месту установки (настенные или напольные);
  • по способу крепления (вертикально или горизонтально).

Однофазные конструкции используются в небольших офисах и домашних сетях. Вторые применяют для стабилизации питания сетей переменного тока с линейным напряжением 380 В. Это производственные помещения и, возможно, большие частные дома, куда подведены все три фазы от линии электропередачи.

Преимущества и недостатки

Основные плюсы подобных устройств:

  • входной диапазон напряжений – 130-260 В;
  • напряжение на выходе устойчиво по всем параметрам;
  • 200% перегрузка в течение 10-15 с. не выводит аппарат из строя;
  • абсолютная бесшумность работы;
  • пониженная чувствительность к искажениям параметров входного напряжения.

Последний пункт позволяет использовать такие устройства для обеспечения производственного процесса на предприятиях.

Список недостатков невелик, к ним относятся:

  • механический контакт между обмотками и щёткой привода со временем нуждается в замене;
  • скорость регулирования невысокая (полсекунды Uвых изменяется всего на 10%);
  • при температуре ниже -5ºС эксплуатировать прибор не рекомендуется.

Информация. Добавление изготовителями двух щёток на стабилизатор значительно увеличивает время переключения в момент просадки напряжения, но это приводит к удорожанию изделия.

Советы по выбору стабилизатора

Многообразие видов стабилизаторов, представленных на рынке сбыта, не то, что упрощает процесс выбора, даже его усложняет. Бытовые приборы не придирчивы к небольшим скачкам напряжения в сети. Но газовый котёл, отапливающий жильё, без этого устройства обойтись не может. И электронная начинка, и электромеханические компоненты котла могут надёжно работать только при устойчивых характеристиках питающего напряжения. Если позволяют средства, то электромеханический тип устройства – наиболее подходящий выбор для сложного оборудования.

Несмотря на разнообразие типов стабилизаторов напряжения есть несколько нюансов, на которые следует обратить внимание.

При выборе стабилизатора необходимо уточнить страну производителя и внимательно изучить характеристики. У дешёвых приборов китайского производства они могут быть занижены. Поэтому при покупке нужно останавливать выбор на моделях, имеющих запас 20-35% по мощности.

Дальше, при выборе, надо ориентироваться на следующие критерии:

  • минимальная мощность устройства (зависит от максимального количества одновременно работающих бытовых приборов): для средней квартиры – 7,5 КВА, для частного дома – не менее 22 КВА;
  • минимальное входное напряжение (если оно постоянно занижено, то нижний предел регулирования должен начинаться от 140 В);
  • КПД прибора – от 90%;
  • точность стабилизации – нужно выбирать ближе к 5% (максимум 8%);
  • вид установки при монтаже (зависит от конструкции и места);
  • класс электробезопасности (степень защиты) – не ниже IP24.

Правильно подобранный и установленный стабилизатор напряжения повысит надёжность работы бытовой техники и электроприборов, избавит от плохого качества освещения и защитит от перегрузки комнатной проводки. Выбрать по принципу «доступное качество по доступной цене» легко, понимая, как работают различные системы стабилизации напряжения в сети.

Видео

Источник: amperof.ru

Электромеханические стабилизаторы напряжения в Балашихе

Стабилизатор напряжения электромеханический Ресанта АСН.

Стабилизатор напряжения Powerman AVS 2000M

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-3000/1-Ц

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА С500

Стабилизатор напряжения Штиль IS550

Стабилизатор напряжения Ortea Orion 20

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-1000/1-Ц

Стабилизатор напряжения Энергия Voltron 2000 (5%)

Стабилизатор напряжения RUCELF SRWII-9000-L

Стабилизатор напряжения SUNTEK СНЭТ-8500

Стабилизатор напряжения SUNTEK СНЭТ-2000

Стабилизатор напряжения SVEN AVR SLIM 1000 LCD

Однофазный стабилизатор напряжения электромеханического.

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-5000/1-Ц

Стабилизатор напряжения Энергия Voltron 10000 (5%)

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-1500/1-ЭМ

Стабилизатор напряжения SUNTEK СНЭТ-11000

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-500/1-ЭМ

Однофазный стабилизатор напряжения электромеханического.

Стабилизатор напряжения RUCELF SRW-10000-D

Стабилизатор напряжения электромеханический Энергия Hyb.

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА LUX АСН-5000Н/1-Ц

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-1000/1-ЭМ

Стабилизатор напряжения Стабилизатор напряжения Ресанта.

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-9000/3-ЭМ

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-500/1-Ц

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-3000/1-ЭМ

Читайте также:  Лучшие сорта капусты для засолки и хранения!

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-1500/1-Ц

Стабилизатор напряжения SUNTEK СНЭТ-5000-ЭМ

Стабилизатор напряжения RUCELF SDWII-12000-L

Стабилизатор напряжения RUCELF SRW-12000-D

Стабилизатор напряжения RUCELF SRWII-6000-L

Стабилизатор напряжения SUNTEK СНЭТ-5000

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-5000/1-ЭМ

Стабилизатор напряжения Powerman AVS 1000M

Стабилизатор напряжения APC by Schneider Electric Line-.

Стабилизатор напряжения РЕСАНТА ACH-10000/1-Ц

Источник: balashiha.yavitrina.ru

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Параметры электрической энергии, подающейся на объекты потребителей, к сожалению, весьма часто отклоняются от допустимых величин.

Происходит это по причинам, среди которых:

1. Питание потребителей, удалённых от точек генерации длинными линиями электропередачи, обладающими значительной ёмкостью и активным сопротивлением проводов.

В режиме малых нагрузок, показание вольтметра на конце такой линии может существенно превышать номинальное значение за счёт влияния ёмкости, в часы максимумов потребления, напротив, происходит его падение на активном сопротивлении.

2. Отсутствие эффективного регулирования параметров электроснабжения на питающих трансформаторных подстанциях.

3. Плохое техническое состояние линий 0,4 кВ, приводящее к частым обрывам и перехлёстам проводов.

Резкие скачки параметров электроэнергии и значительные их отклонения от номинальной величины приводят к порче дорогой бытовой техники и электроприборов. Наиболее эффективный метод борьбы с этим явлением – установка стабилизатора, который может защищать либо отдельные, наиболее чувствительные электроприборы, либо весь объект (квартиру, дом, офис и т.п.).

Существует несколько типов стабилизаторов, по принципу действия их они бывают:

  • электромеханические;
  • релейные;
  • тиристорные;
  • инверторные.

Попробуем выяснить, какой стабилизатор лучше – релейный или электромеханический. Принцип действия электромеханического однофазного стабилизатора напряжения состоит в плавном изменении коэффициента трансформации автотрансформатора, являющегося основным элементом конструкции.

Магнитный сердечник автотрансформатора обычно изготавливается в форме кольца (тора), состоящего из ленточной электротехнической стали. Такая форма сердечника, называемая тороидальной, обеспечивает минимальные магнитные потери и бесшумность при работе. Обмотка автотрансформатора намотана по всей окружности тора в несколько слоёв.

Часть её наружного слоя, которую называют вольтодобавочной обмоткой, зачищена от изоляции с наружной стороны.

Эта область обмотки контактирует с подвижным токосъёмным контактом щёточного или роликового типа, перемещение которого приводит к изменению количества витков первичной обмотки, следовательно, к изменению коэффициента трансформации и величины вторичного напряжения.

Токосъёмный контакт приводится в движение специальным сервоприводом, состоящим из электродвигателя с редуктором. Для автоматического управления серводвигателем, в моделях электромеханических стабилизаторов применяются микропроцессорные контроллеры.

Контроллер в непрерывном режиме отслеживает уровень напряжения на нагрузке, и при его отклонении формирует соответствующий сигнал управления серводвигателем.

Вращение сервопривода приводит в движение токосъёмный контакт, который изменяет коэффициент трансформации, возвращая параметры на выходе устройства к номинальному значению.

Таким образом осуществляется стабилизация напряжения, поступающего к потребителю.

РЕЛЕЙНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Релейный стабилизатор напряжения также изменяет коэффициент трансформации автотрансформатора. Разница в том, что вольтодобавочная обмотка релейного стабилизатора разделена на несколько секций с отдельными выводами (отпайками). Подключение каждого вывода обмотки к питающей сети производится контактами электромагнитного реле.

Регулирование напряжения в данной схеме осуществляется ступенчато (или дискретно). Каждую отпайку включает отдельное реле, то есть, сколько ступеней регулирования имеет стабилизатор, столько в нём установлено реле. Одновременно может быть включено только одно из них.

Строго говоря, электромеханические стабилизаторы тоже изменяют коэффициент трансформации дискретно, просто шаг изменения в них составляет всего один виток обмотки, что на практике выглядит как плавное регулирование. Ступенчатый релейный стабилизатор напряжения регулирует его заметными скачками.

Вместо электромагнитных реле могут применяться электронные приборы – тиристоры или симисторы (симметричные тиристоры). В случае тиристоров, их устанавливают в паре, включая встречно – параллельно, так как проводимость у этих приборов односторонняя. Симистор справляется с этой задачей самостоятельно, за счет двунаправленной проводимости.

Сравнение характеристик электромеханических и релейных стабилизаторов.

К важнейшим техническим характеристикам стабилизаторов относятся:

  • точность стабилизации;
  • диапазон изменения уровня напряжения на входе;
  • скорость реагирования на изменение параметров электропитания.

Электромеханическая система по точности стабилизации превосходит релейный или тиристорный стабилизатор. Это связано с тем, что электромеханические стабилизаторы изменяют количество витков первичной обмотки с шагом в один виток, количество же витков в секции вольтодобавочной обмотки релейного стабилизатора между соседними отпайками значительно больше.

Диапазон входного напряжения в технических характеристиках стабилизаторов обычно разделён на два интервала. В рамках более узкого интервала, стабилизатор обеспечивает уровень выходного напряжения в пределах заявленной точности стабилизации, например 220В ± 3%, 220В ± 5% и т.п.

Кроме этого указывается более широкий интервал, при котором устройство ещё функционирует, но уже с большей погрешностью, обычно достигающей 10 – 15%. Отклонение параметров электропитания за рамки допустимого интервала вызывает отключение нагрузки защитами, которыми оснащаются все современные устройства стабилизации.

Входной диапазон зависит от количества витков вольтодобавочной обмотки. В электромеханических типах этот параметр ограничивается числом витков наружного слоя, по которому перемещается токосъёмный контакт.

Что касается релейных устройств, то с одной стороны, такое ограничение отсутствует, но с другой, расширение диапазона неизбежно приводит к увеличению числа витков между отпайками, что снижает точность стабилизации.

Проблему можно решить увеличением числа отпаек, однако нужно помнить, что к каждому отводу обмотки подключается отдельное реле или электронный ключ (в случае с тиристорным стабилизатором), чрезмерное число которых делают конструкцию более громоздкой и дорогой.

Теперь о скорости реагирования. Этот параметр важен в случае резких скачков параметров электропитания. Здесь выигрывают устройства релейного типа. Скорость реагирования определяется временем, протекающим от момента возмущения сетевого параметра до установления требуемого коэффициента трансформации, нормализующего выходные характеристики.

В релейных приборах, это время обычно не превышает 10 – 20 мс, в зависимости от типа применяемых реле. В электромеханических устройствах этот параметр обычно не нормируется. Вместо него в технических характеристиках приводится скорость изменения выходного напряжения при движении сервопривода (время регулирования), которая измеряется в вольтах в секунду (В/с).

Обычно этот параметр составляет порядка 30 В/с. Таким образом, если предположить, что произошёл скачок показаний входного вольтметра на величину 30 вольт, то релейное устройство нормализует выходной параметр в течение 20 мс, а электромеханическое в течение 1 секунды.

Резюмируя сказанное, можно так охарактеризовать особенности электромеханических и релейных стабилизаторов:

  • электромеханические обеспечивают более точную стабилизацию, но хуже справляются с резкими скачками электросетевых параметров, их лучше использовать там, где отклонения показаний вольтметра от номинала на входе питания носят длительный характер;
  • релейные – хороши когда имеют место частые и резкие скачки параметров электроэнергии.

Что касается шумности работы, оба рассмотренных типа устройств имеют движущиеся механические части. Шум могут издавать как работающий сервопривод, так и переключающиеся электромагнитные реле.

Бесшумность в большой степени определяется качеством применяемых комплектующих и культурой их сборки.

© 2014-2020 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Источник: video-praktik.ru