Меню

Электромагнитный стабилизатор напряжения принцип

Выбираем электромеханический стабилизатор напряжения: принцип работы и особенности

Электромеханический стабилизатор напряжения является наиболее популярным вариантом защиты потребителей электроэнергии от аномалий входного напряжения в сетях питания различного назначения.

Устройства этого класса осуществляют нормализацию параметров тока последовательной активацией или отключением витков автотрансформатора с помощью регулирующего электромеханического шагового сервопривода (электродвигателя).

Высокое качество напряжения на выходе сервоприводного устройства стабилизации реализуется за счёт плавности и равномерности нормализации с погрешностью в рамках всего 1-3%, а также отсутствия искажений токовой синусоиды.

Кроме того, стабилизаторы электромеханического типа проявляют невысокую чувствительность к внешним помехам, а также входным характеристикам тока. В результате они прекрасно подходят для сетей с регулярными скачками или проседаниями напряжения и обеспечивают стабильный режим работы питающегося от сети оборудования.

Схема устройства и главные особенности

Основу схемы сервоприводного стабилизирующего устройства составляет пара силовых элементов:

  1. Автоматический трансформатор с тороидальным ферромагнитным сердечником;
  2. Вольтодобавочный вспомогательный транформатор.

Компенсация отклонений входного напряжения от нормативного выходного показателя выполняется путём наращивания или уменьшения коэффициента трансформации.

Управляет работой устройства микропроцессорный блок. Он анализирует параметры тока на входе, вычисляет изменения, необходимые для их нормализации, и отдаёт команды сервоприводу. Последний имеет специальный подвижный контакт, который в соответствии с указаниями блока управления перемещается по трансформаторным обмоткам, отключая или активируя определённое количество их витков для поддержки заданного выходного напряжения.

По типу исполнения сервоприводные стабилизаторы напряжения могут быть:

  • Напольными (стационарными);
  • Переносными.

В зависимости от количества фаз сетевого питания и параметров стабилизации, нормализаторы, принадлежащие классу электромеханических, бывают:

  • Однофазными;
  • Трёхфазными со среднефазной регулировкой выходного напряжения;
  • Трёхфазными с независимой стабилизации параметров тока на каждой фазе.

Разновидностью электромеханических стабилизаторов напряжения являются так называемые электродинамические устройства. В отличие от первых, вторые имеют не щёточный, а роликовый подвижный контакт, выполненный из графита. Это обеспечивает снижение уровня шума при работе, снижает риск выхода системы из строя при отклонениях параметров входного тока за рамки критического диапазона и в целом обеспечивает высокую стабильность работы устройства стабилизации и увеличивает срок его службы.

Принцип действия и область применения

Работает однофазный электромеханический стабилизатор напряжения по следующему принципу:

  1. При подключении устройства к сети, блок управления устанавливает фактическую величину входного напряжения и рассчитывает коэффициент трансформации, необходимый для достижения требуемого на выходе показателя;
  2. В соответствии с выполненными расчётами, управляющий блок подаёт сигнал электродвигателю, который приводит в движение щёточные или роликовые коммутационные контакты;
  3. Посредством сервоприводной коммутации последовательно активируется или отключается определённое число витков основной и вторичной (вольтодобавочной) трансформаторных обмоток. В результате достигается необходимый коэффициент трансформации и на выход стабилизатора подаётся стабильное без помех напряжение 220В.

Трёхфазное устройство стабилизации сервоприводного типа включает 3 однофазных стабилизирующих устройства с одинаковыми техническими характеристиками, совместная работа которых обеспечивается посредством опции синхронизации. Трёхфазные системы стабилизации применяются для защиты от аномалий входного сетевого тока потребителей с соответствующим количеством фаз и низкими требованиями к скорости стабилизации.

Однофазные стабилизаторы с электромеханическим принципом работы широко применяются в быту с целью обеспечения стабильного напряжения питания для:

  • Холодильников;
  • Отопительных котлов;
  • Радиаторных систем обогрева;
  • Телевизионной и радиотехники;
  • Музыкальной аппаратуры (усилителей, звуковых процессоров, акустики и пр.);
  • Компьютеров и серверных систем;
  • Сетей освещения и отдельного осветительного оборудования;
  • Стиральных машин;
  • Бытовых и кухонных электроприборов и т.д.

Источник



Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Электромагнитный стабилизатор

Электромагнитный стабилизатор предназначен для предварительной стабилизации напряжения сети переменного тока. [1]

Электромагнитный стабилизатор представляет собой трансформатор с магнитным шунтом между первичной и вторичной обмотками, работающий в режиме электромагнитного насыщения. Вторичная обмотка имеет емкостную нагрузку. Правильный выбор витков в компенсационной обмотке позволяет поддерживать постоянство выходного напряжения при изменении напряжения сети в определенном диапазоне. [2]

Электромагнитные стабилизаторы обладают малой инерционностью, надежны в работе и просты в обслуживании. [3]

Электромагнитные стабилизаторы основаны на использовании явления магнитного насыщения. На рис. 7.19 а показан такой стабилизатор в виде трансформатора, у которого первичная обмотка ffifi находится на среднем широком стержне сердечника. Вторичная основная обмотка W2 намотана на тонком стержне, который работает в режиме магнитного насыщения. Дополнительная обмотка WK, называемая компенсационной, имеет сердечник с воздушным зазором и поэтому в нем асыщение не достигается. Графики на рис. 7.196, дающие зависимость напряжений от тока Л в первичной обмотке, поясняют работу стабилизатора. [5]

Читайте также:  Стабилизатор напряжения cyberpower инструкция

Электромагнитный стабилизатор , схема которого изображена на рис. 9.17 6, практического применения не имеет. Он не обеспечивает высокой стабильности, имеет низкий КПД и малый коэффициент мощности cos p, так как на балластном резисторе г выделяются значительные потери энергии, а для насыщения сердечника дросселя L стабилизатор потребляет от сети большой реактивный ток. [7]

Электромагнитные стабилизаторы применяются при мощностях начиная с десятка вольтампер и кончая несколькими киловольтамперами. При очень малых мощностях с ними могут конкурировать стабилизаторы типа бареттеров и ламповые стабилизаторы. [9]

Электромагнитный стабилизатор состоит из трех основных частей. Главную часть стабилизатора составляет магнитный усилитель дроссельного типа; остальные две части представляют измерительную систему и вспомогательный нерегулируемый селеновый выпрямитель. [11]

Электромагнитный стабилизатор типа СНЭ-120-01 или С-009 обеспечивает стабилизацию напряжения в цепи датчика детонации при условии, если колебание напряжения в сети не превышает величин, указанных в паспорте стабилизатора. [13]

Схема электромагнитного стабилизатора показана на рис. П-8, а. Дроссель Др имеет насыщенный сердечник. Индуктивность такого дросселя зависит от величины тока /, текущего через обмотку дросселя. При увеличении / я индуктивность уменьшается, при уменьшении — повышается. [14]

Конструкции простейших электромагнитных стабилизаторов приведены на рис. VIII. Поясним работу стабилизаторов, рассмотрев эквивалентные схемы ( рис. VIII. [15]

Источник

Принцип работы стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения — применение, принцип работы

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от каких-либо изменений или колебаний на входе, то есть входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения заключается в защите электрических или электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и так далее) от возможного повреждения в результате скачков напряжения или колебаний, повышенного или пониженного напряжения.

Рис.1 — Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения).

Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним или офисным оборудованием, которое получает электропитание извне.

Даже места, которые имеют свои собственные внутренние источники питания в виде дизельных генераторов переменного тока, сильно зависят от этих AVR для безопасности своего оборудования.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения и его важность

Все электрические устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью с типичным источником питания, который известен как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от расчетного безопасного предела эксплуатации рабочий диапазон (с оптимальной эффективностью) электрического устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.

Из-за многих проблем источник входного напряжения, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся источнику входного напряжения. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 — Проблемы из-за колебаний напряжения

Как работает стабилизатор напряжения

Основная работа стабилизатора напряжения заключается в выполнении двух необходимых функций: функции понижения и повышения напряжения.

Функция понижения и повышения — это не что иное, как регулирование постоянного напряжения от перенапряжения.

Эта функция может выполняться вручную с помощью селекторных переключателей или автоматически с помощью дополнительных электронных схем.

В условиях перенапряжения функция «понижения напряжения» обеспечивает необходимое снижение интенсивности напряжения. Аналогично, в условиях пониженного напряжения функция «повышения напряжения» увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом заключается в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Рис. 4 — Принципиальная схема функции понижения в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в функции «Понижения». В функции понижения полярность вторичной катушки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом вычитания напряжения первичной и вторичной катушек.

Читайте также:  Как измениться нормальное напряжения по ширине сечения

В стабилизаторе напряжения есть схема переключения. Всякий раз, когда обнаруживается превышение напряжения в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную или автоматически переключается в конфигурацию режима «Понижения» с помощью переключателей (реле).

Рис. 6 — Принципиальная схема функции повышения напряжения в стабилизаторе напряжения

На рисунке выше показано подключение трансформатора в функции «Повышения». В функции повышения полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом сложения напряжения первичной и вторичной обмоток.

Видео совет при выборе стабилизатор напряжения

Особенности сетевых стабилизаторов

Принципиальная схема стабилизатора напряжения данного типа представляет собой набор транзисторов, а также диодов. В свою очередь механизм замыкания в ней отсутствует. Регуляторы при этом имеются обычного типа. В некоторых моделях дополнительно устанавливается система индикации.

Она способна показать мощность скачков в сети. По чувствительности модели довольно сильно отличаются. Конденсаторы, как правило, в цепи имеются компенсационного типа. Система защиты у них отсутствует.

Устройства моделей с регулятором

Для холодильного оборудования востребованным является регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его подразумевает возможность настройки прибора перед началом использования. В данном случае это помогает в устранении высокочастотных помех. В свою очередь электромагнитное поле проблем для резисторов не представляет.

Конденсаторы также включаются в регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его не обходится без транзисторных мостов, которые соединяются между собой по коллекторной цепочке. Непосредственно регуляторы могут устанавливаться различных модификаций. Многое в данном случае зависит от предельного напряжения. Дополнительно учитывается тип трансформатора, который имеется в стабилизаторе.

Стабилизаторы «Ресанта»

Схема стабилизатора напряжения «Ресанта» представляет собой набор транзисторов, которые взаимодействуют между собой по коллектору. Для охлаждения системы имеется вентилятор. С высокочастотными перегрузками в системе справляется конденсатор компенсационного типа.

Также схема стабилизатора напряжения «Ресанта» включает в себя диодные мосты. Регуляторы во многих моделях устанавливаются обычные. Ограничения по нагрузке у стабилизаторов «Ресанта» есть. В целом помехи ими воспринимаются все. К недостаткам следует отнести высокую шумность трансформаторов.

Схема моделей с напряжением 220 В

Схема стабилизатора напряжения 220 В отличается от прочих устройств тем, что в ней имеется блок управления. Данный элемент соединяется напрямую с регулятором. Сразу за системой фильтрации имеется диодный мост. Для стабилизации колебаний дополнительно предусмотрена цепь из транзисторов. На выходе после обмотки располагается конденсатор.

С перегрузками в системе справляется трансформатор. Преобразование тока осуществляется им же. В целом диапазон мощности у данных устройств довольно высокий. Работать эти стабилизаторы способны и при минусовой температуре. По шумности они не отличаются от моделей других типов. Параметр чувствительности сильно зависит от производителя. Также на нее влияет тип установленного регулятора.

Принцип работы импульсных стабилизаторов

Схема электрическая стабилизатора напряжения данного типа схожа с моделью релейного аналога. Однако отличия в системе все же есть. Главным элементом в цепи принято считать модулятор. Занимается данное устройство тем, что считывает показатели напряжения. Далее сигнал переносится на один из трансформаторов. Там проходит полная обработка информации.

Для изменения силы тока имеется два преобразователя. Однако в некоторых моделях он установлен один. Чтобы справиться с электромагнитным полем, задействуется выпрямительный делитель. При повышении напряжения он снижает предельную частоту. Чтобы ток поступил на обмотку, диоды передают сигнал на транзисторы. На выходе стабилизированное напряжение проходит по вторичной обмотке.

Высокочастотные модели стабилизаторов

По сравнению с релейными моделями, высокочастотный стабилизатор напряжения (схема показана ниже) является более сложным, и диодов в нем задействуется больше двух. Отличительной особенность приборов данного типа принято считать высокую мощность.

Трансформаторы в цепи рассчитаны на большие помехи. В результате данные приборы способны защитить любую бытовую технику в доме. Система фильтрации в них настроена на различные скачки. За счет контроля напряжения величина тока может изменяться. Показатель предельной частоты при этом будет увеличиваться на входе, и уменьшаться на выходе. Преобразование тока в этой цепи осуществляется в два этапа.

Читайте также:  Напряжение линий железных дорог

Первоначально задействуется транзистор с фильтром на входе. На втором этапе включается диодный мост. Для того чтобы процесс преобразования тока завершился, системе требуется усилитель. Устанавливается он, как правило, между резисторами. Таким образом, температура в устройстве поддерживается на должном уровне. Дополнительно в системе учитывается источник питания. Использование блока защиты зависит от его работы.

Стабилизаторы на 15 В

Для устройств с напряжением 15 В используется сетевой стабилизатор напряжения, схема которого по своей структуре является довольно простой. Порог чувствительности у приборов находится на малом уровне. Модели с системой индикации встретить очень сложно. В фильтрах они не нуждаются, поскольку колебания в цепи незначительные.

Резисторы во многих моделях есть только на выходе. За счет этого процесс преобразования происходит довольно быстро. Входные усилители устанавливаются самые простые. Многое в данном случае зависит от производителя. Используются стабилизатор напряжения (схема показана ниже) этого типа чаще всего в лабораторных исследованиях.

Особенности моделей на 5 В

Для устройств с напряжением 5 В используют специальный сетевой стабилизатор напряжения. Схема их состоит из резисторов, как правило, не более двух. Применяют такие стабилизаторы исключительно для нормального функционирования измерительных приборов. В целом они являются довольно компактными, а работают тихо.

Модели серии SVK

Модели данной серии относятся к стабилизаторам латерного типа. Чаще всего их используют на производстве для уменьшения скачков от сети. Схема подключения стабилизатора напряжения этой модели предусматривает наличие четырех транзисторов, которые расположены попарно. За счет этого ток преодолевает меньшее сопротивление в цепи. На выходе у системы имеется обмотка для обратного эффекта. Фильтров в схеме предусмотрено два.

За счет отсутствия конденсатора процесс преобразования также происходит быстрее. К недостаткам следует отнести большую чувствительность. На электромагнитное поле прибор реагирует очень остро. Схема подключения стабилизатора напряжения серии SVK регулятор предусматривает, как и систему индикации. Напряжение максимум устройством воспринимается до 240 В, а отклонение при этом не может превышать 10 %.

Автоматические стабилизаторы «Лигао 220 В»

Для систем сигнализации является востребованным от компании «Лигао» стабилизатор напряжения 220В. Схема его построена на работе тиристоров. Использоваться данные элементы способны исключительно в полупроводниковых цепях. На сегодняшний день типов тиристоров существует довольно много. По степени защищенности они делятся на статические, а также динамические. Первый вид используется с источниками электричества различной мощности. В свою очередь динамические тиристоры имеют свой предел.

Если говорить про компании «Лигао» стабилизатор напряжения (схема показана ниже), то в нем имеется активный элемент. В большей степени он предназначен для нормального функционирования регулятора. Представляет он собой набор контактов, которые способны соединяться. Необходимо это для того чтобы увеличивать или уменьшать предельную частоту в системе. В других моделях тиристоров может иметься несколько. Устанавливаются они между собой при помощи катодов. В результате коэффициент полезного действия устройства можно значительно повысить.

Низкочастотные устройства

Для обслуживания устройств с частотой менее 30 Гц существует такой стабилизатор напряжения 220В. Схема его схожа со схемами релейных моделей за исключением транзисторов. В данном случае они имеются с эмиттером. Иногда дополнительно устанавливается специальный контроллер. Многое зависит от производителя, а также модели. Контроллер в стабилизаторе необходим для передачи сигнала на блок управления.

Для того чтобы связь была качественной, производители используют усилитель. Устанавливается он, как правило, на входе. На выходе в системе имеется обычно обмотка. Если говорить про предел напряжения в 220 В, конденсаторов можно найти два. Коэффициент передачи тока у таких устройств довольно низкий. Причиною этого принято считать малую предельную частоту, которая является следствием работы контроллера. Однако коэффициент насыщения находится на высокой отметке. Во многом это связано именно с транзисторами, которые устанавливаются с эмиттерами.

Источник

Adblock
detector