Симисторные стабилизаторы напряжения что это

Симисторные и тиристорные стабилизаторы напряжения: что выбрать?

Симисторные и тиристорные

Основу современных стабилизаторов напряжения составляет автоматический трансформатор. Управление нагрузкой, подаваемой на его обмотки с целью нормализации выходных параметров тока, осуществляется релейным, сервоприводным или электронным методом. Последний обеспечивает бесшумность, малую инерционность и наиболее высокую точность стабилизации.

При этом устройство почти не нуждается в обслуживании и способно служить на протяжении более 15 лет. В результате спрос на электронные устройства растёт не по дням, а по часам, несмотря на по-прежнему высокую стоимость.

Работает стабилизатор напряжения электронного типа по принципу, схожему с принципом действия электромеханических и релейных устройств.

Помимо автоматического трансформатора схема такого оборудования включает:

  • Электронную схему управления;
  • Частотные фильтры;
  • Датчики рабочих параметров системы;
  • Электронные силовые ключи (симисторы или тиристоры).

Внутреннее строение

Тип электронных ключей, которые осуществляют переподключение витков обмоток трансформатора в процессе нормализации параметров выходного тока, определяет категорию устройства стабилизации напряжения и, соответственно, его конструктивные и функциональные особенности.

Главные отличия и потребительские качества

Симисторы и тиристоры – полупроводниковые приборы, характеристики которых определяются наличием в пластине полупроводника слоёв с различными показателями проводимости. Принципиальное различие между этими двумя видами электронных ключей состоит в том, что тиристоры пропускают ток в одном направлении, а симисторы делают это в обе стороны.

Таким образом, 1 симистор заменяет тиристорную пару с подключением элементов по встречно-параллельному принципу. Это значит, что схема симисторного стабилизатора напряжения в плане проектирования менее затратная.

Схема симисторных стабилизаторов

Кроме того, этот тип электронных ключей обеспечивает наиболее высокие показатели быстродействия системы нормализации сетевых параметров тока. А это имеет ключевое значение при защите от аномалий входного и выходного тока мощных и высокочувствительных потребителей.

Равно как и симисторное оборудование, тиристорный стабилизатор напряжения работает под управлением микропроцессора. Последний обеспечивает высокую точность и скорость сравнения и обработки входных и выходных параметров тока. При этом все переподключения электронных ключей осуществляются только при условии прохождения синусоиды входного напряжения через нулевую отметку, что полностью исключает искажения сетевых параметров на выходе.

Если сравнивать тиристорный и симисторный стабилизатор напряжения, ключи последнего имеют существенный минус. Заключается он в малой устойчивости к резким всплескам или проседаниям входного тока, к примеру, прииндуктивном характере нагрузки. Поэтому надёжность симисторных стабилизаторов обеспечивает с помощью дополнительных мер защиты.

Большое количество тиристорных стабилизаторов представлено в ассортименте официального дилера компании Энергия.

Принцип работы, сильные и слабые стороны тиристорных стабилизаторов

Тиристорный стабилизатор напряжения функционирует следующим образом:

  1. При изменении входного тока фаза задержки (около 20 мс) используется для замера текущих параметров напряжения на входе;
  2. После сравнения реальных и требуемых токовых характеристик процессор даёт команду на выравнивание выходного напряжения;
  3. Если отклонения входного тока не вышли за допустимые рамки, стабилизатор выравнивает напряжение на выходе до номинального уровня 220В;
  4. При резких избыточных всплесках тока на входе система защиты устройства аварийно отключает питание;
  5. При проседаниях входного напряжения стабилизатор поднимает его значение на выходе настолько, насколько позволяет мощность трансформатора.

Схема простейшего тирсторного стабилизатора

Однофазный тиристорный стабилизатор напряжения регулирует выходное напряжение с помощью переподключения витков на обмотках дополнительного трансформатора. Таким же образом работает и трёхфазное оборудование, оснащённое системой синхронизации фазовых блоков.

К достоинствам тиристорных нормализаторов относят:

  • Бесшумность в работе;
  • Долговечность (1 тиристор обеспечивает более 1 млрд срабатываний);
  • Отсутствие дуговых разрядов при выравнивании выходного тока;
  • Низкое энергопотребление;
  • Компактные габариты;
  • Высокое быстродействие;
  • Небольшую погрешность нормализации (не более +/-3% от номинального значения);
  • Широкий диапазон параметров входного тока (в пределах 100-300 В).

Недостатки такого оборудования заключаются в:

  • Ступенчатой стабилизации выходного напряжения;
  • Необходимости перезагрузки устройства в случае «подвисания» электронной схемы;
  • Высокой стоимости.

Тиристорные устройства стабилизации обеспечивают выравнивание выходного тока в рамках 214-226 В, что является весьма высоким показателем. В то же время, они требуют надёжной защиты от перегрева и токовых перегрузок, что приводит к усложнению конструкции оборудования.

Симисторные стабилизаторы: основные плюсы и минусы

Симисторный стабилизатор напряжения работает по схожему принципу с тиристорным, но имеет ряд особенностей, которые нужно обязательно учитывать при выборе.

Во-первых, один симистор занимает площадь, достаточную для размещения 4-6 тиристоров. Как следствие растут габариты и вес всего устройства стабилизации.

Стабилизатор на симисторах

Во-вторых, симисторы нагреваются куда сильнее тиристорных ключей, в частности, при возникновении пусковых токов, в несколько раз превышающих рабочие. Это повышает риск выхода из строя электронных ключей при дефиците запаса выходной мощности стабилизатора, который должен составлять как минимум 25% от номинальной потребляемой.

В-третьих, и трёхфазный, и однофазный симисторный стабилизатор напряжения в процессе работы образует кратковременные всплески и провалы нагрузки аналогично с релейными стабилизаторами. Поэтому чувствительные к помехам и аномалиям тока потребители, подключённые к такому нормализатору, должны дополнительно оснащаться элементами, позволяющими компенсировать отклонения параметров напряжения, К примеру, варисторами.

В-четвёртых, симисторные устройства стабилизации весьма сложны в управлении, которое реализуется посредством определённой программной прошивки контроллера. Последний при внештатных режимах работы, например, снижении качества охлаждения или длительных избыточных импульсов на входе может выйти из строя, равно как и прошивка может в любой момент «слететь». Замена схемы – занятие не из дешёвых, однако главную сложность представляет восстановление программы, поскольку производители редко распространяют её содержание.

К прочим недостаткам симисторного оборудования можно отнести:

Симисторный трехфазный стабилизатор

  • Ступенчатость регулировки параметров тока на выходе, которую можно компенсировать только путём увеличения числа ступеней (определяется соотношением количества витков обмоток трансформатора к количеству электронных ключей);
  • Высокую стоимость;
  • Сложность настойки и обслуживания;
  • Трудоёмкость и сложность ремонта и замены комплектующих.

  • Высокое быстродействие системы — не более 10-20 мс, что составляет половину или всего одну фазу синусоиды нагрузки;
  • Полная бесшумность в работу;
  • Долговечность службы;
  • Высокий КПД.

Наконец, именно симисторные стабилизирующие аппараты обладают наилучшим соотношением надёжности в работе и стоимости, что и определяет их стремительно растущую популярность на рынке.

Дополнительные рекомендации по выбору

Стабилизатор тиристорного типа Энергия

При выборе электронного стабилизатора напряжения крайне важно учитывать условия, в которых он будет эксплуатироваться. Например, тиристорное оборудование не может работать в помещениях с влажностью воздуха выше 80%, а симисторное часто нуждается в дополнительном охлаждении и защите от токовых аномалий.

В любом случае облегчить поиск модели, удовлетворяющей требования по защите конкретной электросети, позволит лишь внимательное изучение и сравнение характеристик представителей обеих категорий электронных стабилизаторов.

Источник

Симисторные стабилизаторы

Симисторные стабилизаторы напряжения — это прямые родственники тиристорных моделей, но имеют определенные отличия, о них и поговорим на СтабЭксперт.ру.

Принцип работы

Симисторные стабилизаторы напряжения являются практически полными аналогами рассмотренных в предыдущей статье тиристорных стабилизаторов. Дело в том, что симистор является разновидностью тиристора. По-другому его называют симметричным тиристором (реже триаком).

Прибор сконструирован специально для коммутации цепей переменного тока и имеет двунаправленную проводимость в открытом состоянии. По сути, симметричный тиристор совмещает в одном корпусе два тиристора, обеспечивающих проводимость в противоположных направлениях.

Не все производители выпускают симисторные модели, но на рынке есть определенные лидеры, сравним их параметры в таблице.

Популярные марки

Отличие симисторных от тиристорных

Использование в конструкции стабилизаторов симистора вместо комбинированного ключа, собранного из двух тиристоров, соединённых встречно-параллельно позволяет заметно снизить габариты приборов и их вес. Дело в том, что кроме лишнего тиристора в каждой ступени регулирования, отпадает потребность и в радиаторе для его охлаждения.

Но это не все, т.к. технология не относится к бюджетной, производители пытаются наделить свои продукты максимальными возможностями, т.е. комплектуют всеми вариантами защиты, что есть в арсенале, наделяют расширенным диапазоном, повышенной точностью и другими бонусами поменьше. Можно сказать, это премиальная комплектация массового стабилизатора. Кстати, как вы уже успели заметить из таблицы, один из представителей, так и называется — Энергия Premium.

Плюсы и минусы

В остальном, технические характеристики симисторных приборов, а так же плюсы и минусы относительно других технических аспектов совпадают с параметрами тиристорных стабилизаторов.

Источник

Симисторный стабилизатор напряжения

Симисторный стабилизатор напряжения (разности потенциалов) – устройство, предназначенное для защиты подключаемых к электрической двух,- или трехфазной сети приборов и оборудования от скачков напряжения.Применяют их, как правило,в квартирах и загородных коттеджах для подачи напряжения требуемого значения на бытовые приборы, настенные газовые котлы с встроенными циркуляционными насосами и микроконтроллерами, наружное и внутреннее освещение, насосное оборудование для систем холодного и горячего водоснабжения.

Симисторный стабилизатор напряжения

Конструктивные характеристики

По сравнению с аналогами, стабилизаторы данного типа обладают следующими конструктивными особенностями:

  • В качестве силовых ключей в данном устройстве применяются такие полупроводниковые детали, обладающие высоким быстродействием, как симисторы;
  • Для получения стабильной выходной разности потенциалов в стабилизаторах данного типа применяют встроенный автотрансформатор с последовательно подключенными обмотками;
  • Управление работой устройства производится электронным контроллером – специальной платой с размещенной на ней микросхемой.

Симистор

Плюсы и минусы

К плюсам подобного устройства относятся:

  • Высокое быстродействие – устройство, благодаря наличию обладающих высокой скоростью переключения симситоров, способно очень быстро реагировать на скачки напряжения в сети, сглаживая их до необходимого значения;
  • Широкий диапазон входного напряжения – стабилизаторы данного типа способны работать при значениях входного наряжения от 95 до 275 В (для однофазной модели), от 260 до 470-471 В ( для трехфазных стабилизаторов);
  • Высокая точность стабилизации – выходное напряжение, выдаваемое такими устройствами, имеет максимальное колебание в пределах 1,5 % (3,3-5,7 В), что не оказывает отрицательного влияния на работу подключенных к нему приборов.
  • Контроль значений входной и выходной разности потенциалов с погрешностью не более 0,5%;
  • Высокое КПД – благодяря использованию симистора, значение данного показателя у большинства моделей достигает 95-97%;
  • Бесшумность – отсутствие в конструкции стабилизатора релейных переключателей и подвижных контактов позволяет работать ему практически бесшумно;
  • Небольшие размеры – собранные на симисторах стабилизаторы, по сравнению с релейными, имеют небольшие размеры и могут быть компактно размещены на полу или стене даже самого небольшого помещения;
  • Длительный срок эксплуатации – большинство современных качетвенных моделей могут нормально выполнять свои функции в течение 10 и более лет;
  • Большая мощность – разлиные модели способны обеспечить нормальную работу подключаемых приборов и оборудования суммарной мощностью от 3 до 10 кВт.

К минусам таких стабилизаторов относятся:

  • Высокая стоимость – качественные модели стабилизаторов имеют достаточно высокую, не всегда доступную для многих владельцев квартир и домов стоимость.
  • Скачкообразное изменение разности потенциалов на выходе устройства – данный недостаток характерен для недорогих моделей китайского производства. В более дорогостоящих аналогах правтически не проявляется.

На заметку. Несмотря на высокую стоймость таких устройств, их приобретение при проблемах с напряжением в сети будет очень выгодным и окупится достаточно быстро – при остуствии стабилизатора могут произойти серьезные поломки чувствительной бытовой техники, насосоного и отопительного оборудования. В некоторых случаях подобные скачки не просто портят подключенные к сети приборы, а выводят их из строя, что влечет их замену, приводя к незапланированным и занчительным финансовым расходам и другим неудобствам.

Устройство

Основными деталями самого простого бытового симисторного стабилизатора являются:

  • Автотрансформатор с несколькими обмотками, охлаждаемый специальным кулером (вентилятором);
  • Управляющая плата (контроллер);
  • 4-7 силовых ключей – симисторов, располагающихся на входе и выходе из трансформатора и соединяемых с ним при помощи медных шинок (толстых проводников из меди).

Стабилизатор симисторного типа изнутри

Все данные детали компактно размещаются в металлическом корпусе с вентиляционными щелевидными отверстиями, благодаря чему вся тепловая энергия, накапливаемая при работе трансформатора, отводится наружу. Для контроля значений входного и выходного напряжения передняя панель корпуса оснащается небольшим дисплеем.

Подключают устройство к входной сети силовым кабелем, на конце которого находится евровилка. Включение и отключение стабилизатора производятся при помощи автоматического выключателя. Также в некоторых моделях на боковой или задней стенке имеется специальная розетка для подключения к нему электроприборов напрямую.

Принцип работы

Работает подобное стабилизирующее устройство следующим образом:

  1. Поступающее из внешней сети на устройство напряжение замеряется управляющей платой (контроллером) при помощи специального датчика;
  2. На основании полученных замеров контроллер принимает решение о корректировке напряжения;
  3. Контроллер посылает соответствующий сигнал на вводные симисторы;
  4. При помощи посланного на симисторы контроллером сигнала производится подача выровненного до определённого значения напряжения;
  5. При помощи расположенного в корпусе автотрансформатора происходит выравнивание подаваемого из внешней сети напряжения до необходимого для нормальной работы электроприборов значения.

Данный многоступенчатый процесс занимает доли секунд. При этом, в отличие от релейных моделей, наличие симисторов позволяет сделать включение и отключение обмоток трансформатора бесшумным и очень быстрым делом.

Схема стабилизатора 220 В своими руками для дома

Простой стабилизатор симисторного типа для частного дома или квартиры можно собрать своими руками по приведенной ниже схеме.

Схема самодельного стабилизирующего напряжение устройства на симисторах

Какой лучше: релейный или симисторный

Если сравнить стабилизатор симисторный и релейный или тиристорный, то первый, несомненно, является более надежным, долговечным и безопасным устройством. Объясняется это отсутствием переключателей с подвижными контактами, наличием управляющей платы, мощного автотрансформатора и силовых ключей-симисторов. Единственным недостатком симисторных стабилизаторов, по сравнению с другими устройствами, является их высокая стоимость, которая со временем оправдывает себя длительным сроком эксплуатации и высокой надежностью.

Таким образом, описанное в данной статье устройство позволяет эффективно бороться с такой проблемой многих владельцев квартир, дачных и загородных домов, как скачки напряжения в электрической сети. Использование стабилизатора позволяет свести к нулю риск поломки электроприборов и последующего дорогостоящего их ремонта от кратковременных перепадов напряжения в сети. Большая разница в цене таких устройств, по сравнению с аналогами, в разы меньше, чем затраты на ремонт или приобретение новых приборов и оборудования, поврежденных скачками нестабильного сетевого электрического тока.

Видео

Источник

Поделиться с друзьями
Электрика и электроника
Adblock
detector