Меню

Тиристорный или симисторный регулятор напряжения

Тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения

Принципиальная разница между тиристорами и симисторами заключается в том, что тиристоры пропускают ток только в одну сторону, а симистор в обе. Поэтому для коммутации переменного напряжением требуется либо два тиристора (включенные встречно-параллельно) либо один симистор. Их применение в стабилизаторах в качестве силовых переключающих ключей даёт в основном только одни преимущества в сравнении с релейными или электромеханическими устройствами.

Однако тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения имеют один небольшой недостаток — это ступенчатая стабилизация. Правда, этот недостаток больше относится к принципу работы самого стабилизатора, нежели именно к тиристорам или симисторам. Например, при точности стабилизации 5% шаг напряжения на выходе составляет всего 11 вольт, что лишь немного заметно только на лампочках накаливания. При точности 3% и выше шаг напряжения уже совсем незначителен и составляет всего 6 вольт и менее.

Тиристорный стабилизатор напряжения

Характеризуется отличным быстродействием и высоким КПД, выдерживает большие токи и имеет достаточный запас по кратковременным перегрузкам. Наработка на отказ собственно самих тиристоров значительно превышает срок службы всего стабилизатора напряжения в целом.

Благодаря микропроцессорному управления и отработанным алгоритмам, тиристорный стабилизатор напряжения совершенно не искажает выходное напряжение, т.к. все переключения происходят только при прохождении синусоиды через «ноль». Он отличается низким уровнем собственного энергопотребления вследствие того, что нет никаких дополнительных внутренних потребителей в виде обмоток реле или серводвигателя.

Встречно-параллельное включение тиристоров
Встречно-параллельное включение тиристоров

Тиристорный стабилизатор напряжения

Тиристорный стабилизатор напряжения

Поэтому тиристорные стабилизаторы напряжения являются самым совершенным классом устройств стабилизации практически без каких либо недостатков и повсеместно применяются и в быту и на производстве. Некоторые производители по-умолчанию проводят их климатическую обработку, чтобы обеспечить работоспособность при низких температурах (-40. -40°С) в неотапливаемых помещениях. При этом стоимость возрастает лишь на несколько процентов, например, универсальный стабилизатор Lider PS10000W-50 на 10 кВА —
49 000 руб.

Симисторный стабилизатор напряжения

Симистор — это одна из разновидностей тиристора, и с точки зрения обычного пользователя симисторный стабилизатор напряжения полностью аналогичен тиристорному. Однако главным недостатком симистора является его низкая устойчивость к выбросам напряжения, например, при работе с индуктивной нагрузкой, и поэтому приходится предпринимать ряд дополнительных мер для обеспечения надёжности их работы.

Кроме вышесказанного в симисторных схемах управления при максимальных нагрузках необходимо тщательно контролировать и не допускать превышения тока и напряжение управляющего электрода, обеспечивать эффективное охлаждение корпуса прибора и учитывать рассеивание мощности.

Симисторный стабилизатор напряжения
Симисторный стабилизатор напряжения

Вследствие этих недостатков симисторные стабилизаторы напряжения ограничены в практическом применении, так как тиристорные более надёжны в работе и компактны в габаритах, например, один симистор занимает площадь 4-6 тиристоров. Справедливости ради надо отметить, что для управления симистором требуется менее сложная электронная схема, чем для тиристора, но это преимущество блекнет в сравнении с основным недостатком.

Заключение

В последннее время (начиная с 2015 года) тиристорные стабилизаторы наряжения уступают свои лидирующие позции инверторным моделям, которые работают по принципу двойного преобразования сетевого напряжения, поэтому не содержат массивных автотрасформаторов, более компактны и легки. Их широкий входной диапазон напряжения 90

310 вольт и точность его стабилизации на выходе в 2% заведомо лучше, чем у большинства тиристорых устройств.

Кроме этого, тиристорные стабилизаторы не улучшают форму напряжения, они только стабилизируют его амплитуду до 220 В ± погрешность. У инверторных моделей сетевое напряжение сначала выпрямляется, а затем инвертором преобразуется обратно в переменное, тем самым обеспечивается его идеальная синусоидальная форма. Это очень благоприятно сказывается на работе подключенных электроприборов. А мгновенная реакция на изменения сетевого напряжения (т.е. время быстродействия равно 0 мс) вообще кладёт на обе лопатки любые тиристорные модели.

Читайте также:  Что означает напряжение короткого замыкания

Инверторный стабилизатор напряжения Штиль ИнСтаб IS5000

К примеру, инверторный стабилизатор напряжения Штиль ИнСтаб IS5000 за
29 900 руб. находится вне конкуренции — его тиристорные аналоги по качеству и характеристикам стоят намного дороже. К тому же у него ещё и идеальное синусоидальное напряжение на выходе и мгновенная скорость реакции.

Практические рекомендации

Посмотрите катаоги инверторных и тиристорных стабиилизаторов напряжения россйских производителей.

Источник



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.

Читайте также:  Импульсные стабилизаторы отрицательного напряжения

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

Симисторный и тиристорный стабилизатор напряжения: отличия и принцип работы

Тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения относятся к семейству электронных стабилизаторов. Стабилизацию напряжения реализуют ключи, собранные на полупроводниковых приборах, – тиристорах или симисторах. Назначение этих аппаратов – нормализация параметров входного тока, что позволяет защитить дорогостоящее оборудование, технику и инструмент от повреждений из-за некачественного сетевого напряжения.

Устройство и принцип работы тиристорных и симисторных стабилизаторов напряжения

В конструкцию стабилизирующих аппаратов на полупроводниковых ключах входят:

  • Входной фильтр. Предназначен для устранения помех высокой частоты и кратких скачков напряжения, негативно влияющих на работоспособность техники на электронных компонентах.
  • Схема контроля и управления. Контролирует входной сетевой ток и при его изменениях с помощью полупроводниковых ключей управляет секциями вторичной обмотки.
  • Силовой трансформатор. В его конструкции присутствует секционированная вторичная обмотка, обеспечивающая ступенчатое изменение выходных характеристик тока.
  • Силовые ключи – тиристорные или симисторные. В симисторном аппарате может присутствовать более 10 ступеней, обеспечивающих получение достаточно точных параметров тока, поступающего к потребителям.
Читайте также:  Трансформатор напряжения 220 кв типа нами 220

Принцип работы трансформатора на полупроводниковых ключах:

  • При изменениях характеристик входного тока схема контроля и управления сравнивает текущие и допустимые параметры.
  • Если колебания параметров сетевого тока находятся в установленных пределах, подается сигнал на полупроводниковый ключ, который корректирует выходное напряжение.
  • При скачках входного напряжения за допустимые пределы защитная система в аварийном режиме обесточивает цепь.

В чем разница между тиристорами и симисторами

Общей характеристикой тиристоров и симисторов является тот факт, что ими управляют подачей на управляющий электрод положительного потенциала. Различия заключаются в конструкции полупроводников.

Тиристор – однонаправленный преобразователь, в структуре которого имеются анод, катод, управляющий электрод. Симистор – полупроводниковый прибор, состоящий из двух параллельно соединенных тиристоров. Благодаря такой конструкции симисторный переключатель обладает двунаправленным действием – он может проводить ток в двух направлениях.

Преимущества и недостатки стабилизаторов тиристорного типа

Преимущества тиристорных стабилизаторов:

  • достаточно высокая скорость стабилизации – до 20 мс;
  • хороший КПД;
  • защищенность от сетевых помех;
  • значительный интервал регулирования;
  • устойчивость к перегрузам;
  • надежность, долговечность.

Минусы стабилизаторов на тиристорных ключах, ограничивающих их применение:

  • низкая эффективность при работе с реактивными потребителями;
  • значительное снижение мощности при низких напряжениях на входе;
  • высокая стоимость;
  • сложность ремонтных мероприятий;
  • форма выходного напряжения, далекая от синусоиды, что делает невозможным применение этих аппаратов для обслуживания электродвигателей.

Ступенчатая стабилизация и ее недостаточная точность ограничивают использование аппаратов для питания потребителей с особой чувствительностью к качеству электропитания.

Плюсы и минусы симисторных стабилизаторов

Для симисторных аппаратов характерны следующие преимущества:

  • хорошее быстродействие и достаточно точная коррекция;
  • высокая величина КПД;
  • малый уровень шума, что принципиально при использовании в закрытых помещениях, в которых часто находятся люди;
  • широкий допустимый интервал параметров сетевого тока на входе;
  • надежность, длительный рабочий период.

К минусам относят ступенчатую стабилизацию, форму напряжения, отличную от синусоидальной, большие габариты, меньшую стойкость к перегрузкам по току, более высокую степень нагрева по сравнению с тиристорными аналогами. Симисторные аппараты отличаются низкой стойкостью при индуктивных нагрузках.

Какой стабилизатор лучше выбрать – тиристорный/симисторный или электронно-релейный

Еще один тип электронных стабилизаторов – электронно-релейный. К таким аппаратам относятся модели серии «Каскад». При их создании использовались технологии, устраняющие недостатки тиристорных и симисторных аппаратов. Обмотки трансформатора в этих моделях переключают электронные ключи, состоящие из транзистора и реле. Они устойчивы к сетевым помехам и не провоцируют их появление.

Cтабилизатор каскад

Преимущества электронно-релейных стабилизирующих аппаратов по сравнению с тиристорными/симисторными:

  • Возможность работать с перегрузками до 1000 %, для тиристорных/симисторных моделей допустимый перегруз не превышает 40 %.
  • Синусоидальная форма напряжения на выходе.
  • Наличие оригинальной схемы коррекции параметров напряжения не в силовой, а во вторичной цепи исключает вероятность замыкания трансформаторных обмоток. В аппаратах с полупроводниковыми ключами такое замыкание может произойти при импульсных помехах и грозовых разрядах.

Стабилизаторы электронно-релейного типа относятся к наиболее надежным, поскольку они эффективно защищают промышленное оборудование, технику, инструменты от аварий в электросети, помех, грозовых разрядов, коротких замыканий. При включении электронно-релейные аппараты серии «Каскад» анализируют параметры сети и тестируют защитные системы.

Источник

Adblock
detector