Схемы стабилизаторов и преобразователей напряжения, самодельные инверторы

В статье рассматривается возможность безразрывного переключения цепей переменного тока с помощью электромеханических реле. Показана возможность уменьшения эрозии контактов реле и, как следст

Содержание

Параметрический стабилизатор

Его принцип работы заключается в свойствах полупроводниковых приборов. Вольтамперная характеристика полупроводника – стабилитрона показана на графике.

Схема стабилизатора напряжения

Во время включения стабилитрона свойства подобны характеристике простого диода на основе кремния. Если стабилитрон включить в обратном направлении, то электрический ток сначала будет расти медленно, но при достижении некоторой величины напряжения наступает пробой. Это режим, когда малый прирост напряжения создает большой ток стабилитрона. Пробойное напряжение называют напряжением стабилизации. Во избежание выхода из строя стабилитрона, течение тока ограничивают сопротивлением. При колебании тока стабилитрона от наименьшего до наибольшего значения, напряжение не изменяется.

Схема стабилизатора напряжения

На схеме показан делитель напряжения, который состоит из балластного сопротивления и стабилитрона. К нему параллельно подключена нагрузка. Во время изменения величины питания меняется и ток резистора. Стабилитрон берет изменения на себя: меняется ток, а напряжение остается постоянным. При изменении резистора нагрузки ток изменится, а напряжение останется постоянным.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

Общее строение стабилизационных устройств

Бытовые стабилизаторы могут быть электромеханическими, релейно-трансформаторными и электронными. Также на рынке еще можно встретить феррорезонансные стабилизационные приборы. Они пользовались большой популярностью в прошлом, однако их сегодня практически не используют.

Люди отказываются от них через большое количество недостатков.

Стоит отметить, что независимо от вида стабилизаторы работают по похожей схеме. Эта схема предусматривает наличие:

  1. — трансформатора;
  2. — регулирующего элемента;
  3. — управляющего элемента.

Данную схему можно увидеть на рисунке, который приводится ниже.


рис.1 схема стабилизатора

На этой схеме трансформатор обозначен, как Т1. Регулирующий элемент обозначается РЭ, управляющий элемент — УЭ. Задачей трансформатора является либо повышение, либо понижение напряжения, если оно не является равным 220-ти вольтам.

Для того, чтобы он мог выполнять эту цель, производители монтируют регулирующий элемент. Именно он управляет работой трансформатора. Чтобы этот регулирующий компонент «знал», как управлять трансформатором, в стабилизатор монтируют управляющий элемент.

Он осуществляет измерение напряжения на входе, сравнивает его с оптимальным напряжением и дает необходимую команду регулирующему элементу. Каждый стабилизационный прибор работает по такой схеме. Разница между ними заключается в строении регулирующих элементов и особенностях трансформатора.

Метки: стабилизатор напряжения, своими руками

Участвовать в обсуждениях могут только зарегистрированные пользователи.

Составные части трехфазной Ресанты АСН

Прежде, чем переходить к ремонту стабилизатора напряжения, сначала коротко рассмотрим, из чего состоит и как устроен наш ящик.

Итак, как я уже говорил в предыдущей статье про трехфазные стабилизаторы, трехфазный стабилизатор – это три однофазных. Так же обстоит дело и с Ресанта асн-20000/3-эм:

Стабилизатор трехфазный электромеханический - устройство

Стабилизатор трехфазный электромеханический – устройство

Видно, что этот стабилизатор состоит из трёх одинаковый частей – из трёх однофазных стабилизаторов, каждый из которых стабилизирует только свою фазу.  Это относится к таким распространенным однофазным моделям, как АСН 10000 1 эм и др.

То есть, даже если будет значительный перекос фазных напряжений на входе, то на выходе по всем фазам будет 220 В +-3%. Подробнее о параметрах таких стабилизаторов можно почитать в инструкции, которую можно будет скачать в конце статьи.

А если перекос фаз произошёл в результате обрыва нуля, о последствиях этого можно прочитать здесь. Трехфазный стабилизатор до определённой степени исправит ситуацию, а если не справится – отключится и спасёт потребителя.

Автотрансформатор

Сердце электромеханического трансформатора – это повышающий автотрансформатор. Это “сердце” бьётся в такт с изменением напряжения на входе стабилизатора, пытаясь выровнять его до нормы.

Автотрансформатор повышающий

Автотрансформатор повышающий – сердце электромеханического стабилизатора

Почему используется повышающий, а не понижающий автотрансформатор? Потому что стабилизаторам чаще всего приходится иметь дело с пониженным входным напряжением. Но это не значит конечно, что он не может понизить завышенное входное напряжение. Впрочем, принципы работы автотрансформатора здесь описывать не буду.

Рассмотрим устройство стабилизатора на следующей фотографии:

Устройство стабилизатора Ресанта с пояснениями

Устройство стабилизатора с пояснениями

Первое, что надо усвоить – автотрансформатор состоит из двух равноценных частей, соединенных параллельно для увеличения мощности. Соответственно, есть две обмотки, по ним ездят две щётки (на фото щётку не видно, она указана стрелкой).

Поскольку щётка – это контакт, причём довольно плохой, то она греется. Это нормально, но для её охлаждения предусмотрен радиатор. В радиаторе щётки закреплен термодатчик, который при превышении допустимой температуры (105°С) размыкает контрольную цепь и отключает нагрузку от выхода стабилизатора.

Двигатель перемещает щётки по поверхности обмотки, подстраивая напряжение. На конце хода щёток, соответствующему наименьшему напряжению (140 В) установлены концевые выключатели, останавливающие двигатель. Это наиболее сложный режим работы, поскольку выходная мощность стабилизатора при этом падает. Если напряжение понижается и дальше, то автотрансформатор уже не справляется, и весь стабилизатор отключается. Это происходит за счет размыкания контактов реле KL (см. принципиальную схему ниже).

На корпусе трансформатора закреплен (приклеен) термодатчик, которой при перегреве выше 125 °С размыкает контрольную цепь, предохраняя от дальнейшего теплового разрушения.

Оба типа датчиков – самовосстанавливающиеся. То есть, при остывании контрольная цепь собирается, и стабилизатор снова готов к работе.

Электронная плата

Что же заставляет двигаться двигатель автотрансформатора? Это электронная схема, которая измеряет входное фазное напряжение, и выдает напряжение на серводвигатель, который двигает щётку автотрансформатора, изменяя напряжение на выходе до нужного уровня:

Плата электронного управления

Плата электронного управления

На приведенном фото видны последствия устранения частой неисправности – пробой биполярных силовых транзисторов, через которые управляется двигатель. С ними заодно выгорают и резисторы, которые исходно имеют мощность 2Вт, но заменены на 5Вт. Но по неисправностям и ремонту – в конце статьи.

Пускатель контрольной цепи

Этот пускатель необходим для защиты (отключения) стабилизатора и нагрузки в случае неготовности, неисправности или перегрева.

Пускатель контрольной цепи

Пускатель контрольной цепи

Подробнее рассмотрим его работу при разборе принципиальной электрической схемы.

Электрическая схема трехфазного стабилизатора напряжения Ресанта

Рассмотрим схему однофазного электромеханического стабилизатора Ресанта АСН – 10000/1-ЭМ. Возьмем эту схему, поскольку, как я говорил три однофазных – это один трехфазный стабилизатор.

Схему, как обычно, можно приблизить, а потом ещё увеличить до 100%, нажав на стрелки в правом нижнем углу изображения. Затем нажать правой кнопкой мышки, Сохранить картинку как… и т.д.

Как распечатать такую большую схему – обязательно ознакомьтесь в этой статье.

Схему скачал в интернете, автор, отзовись!

Схема электрическая Ресанта-10000

Схема электрическая стабилизатора напряжения Ресанта-АСН-10000-1-эм

Для удобства восприятия я отметил на схеме основные структурные части.

Обычно в стабилизаторе напряжения работает ha17324a – это микросхема операционного усилителя, она сравнивает напряжения и выдает сигнал на транзисторы TIP41 и TIP42, которые подают питание на двигатель автотрансформатора.

Полностью рассматривать работу электроники не буду, кому интересно – задавайте вопросы в комментариях.

Теперь – чем отличается эта схема от схемы трехфазного стабилизатора:

Главное отличие – в контрольной цепи. В однофазной версии (на схеме) видно, что контрольная цепь для питания пускателя КМ собирается собирается так: Нейтраль – Реле задержки включения KL – Термореле 1 трансформатора (125°С) – Термореле 2 трансформатора (125°С) – Термореле щётки 1 (105°С)  – Термореле щётки 2 (105°С). Итого – 5 контактов. Если эта цепь собирается, контактор КМ включается, и напряжение поступает на выход стабилизатора.

В трехфазной версии, чтобы стабилизатор запустился, необходимо выполнение 15 (!) условий – именно столько контактов должны быть замкнуты, чтобы включился контактор КМ.

При нормальной работе при включении стабилизатора можно услышать, как собирается КЦ – примерно через 10 секунд щелчок (на одной из электронных плат), потом ещё один, и третий щелчок запускает контактор и весь стабилизатор.

Что такое контрольная цепь, её отличие от аварийной и тепловой цепей, и почему ремонт любой серьезной автоматики надо начинать с проверки контрольной цепи – подробно расписано в другой моей статье, очень рекомендую, если дочитали до этого места)

Второе – отсутствие вентилятора охлаждения, в данном случае охлаждение естественное.

Третье – отсутствие байпаса, его реализация потребует применение трехполюсного контактора с нормально закрытыми контактами (либо двух обычных контакторов), это дорогое удовольствие, поэтому производитель обошелся без него.

Об этой проблеме я также пишу в статье про подключение бензинового генератора к дому через АВР.

Ну и далее – логичные отличия: Три трансформатора тока, три амперметра, и т.д.. Не будем лить воду, а перейдем к тому, ради чего мной и задумывалась данная статья – к ремонту электромеханического стабилизатора напряжения своими руками.

Основные типы стабилизаторов напряжения

В настоящее время большее распространение получили следующие типы стабилизаторов напряжения:

  • релейные стабилизаторы;
  • электронные стабилизаторы;
  • электромеханические стабилизаторы.

Выбор типа стабилизатора напряжения определяется спецификой задачи, которую нужно решить. Различные схемы построения стабилизатора напряжения определяют основные параметры приборов. Среди важных параметров стабилизаторов следует выделить следующие:

  • точность стабилизации;
  • скорость стабилизации;
  • надёжность работы;
  • защита от электрических помех;
  • срок эксплуатации;
  • стоимость стабилизатора.

Рассмотрим принципы работы основных типов стабилизаторов напряжения и их принципиальные электрические схемы.

Схемы простых стабилизаторов напряжения

Чаще всего радиотехнические устройства для своего функционирования нуждаются в стабильном напряжении, не зависящем от изменений сетевого питания и от тока нагрузки. Для решения этих задач используются компенсационные и параметрические устройства стабилизации.

Стабилизация напряжения бытовой сети

Стремления обеспечить стабилизированное напряжение бытовой сети – явление очевидное. Такой подход обеспечивает сохранность эксплуатируемой техники, зачастую дорогостоящей, постоянно необходимой в хозяйстве. Да и в целом, фактор стабилизации – это залог повышенной безопасности эксплуатации электрических сетей.

Для бытовых целей чаще всего приобретают стабилизатор для газового котла, автоматика которого требует подключения к электропитанию, для холодильника, насосного оборудования, сплит систем и подобных потребителей.

Мощный стабилизатор промышленного исполнения

Промышленная конструкция стабилизатора сетевого напряжения, которую несложно приобрести на рынке. Ассортимент подобного оборудования огромен, но всегда остаётся возможность сделать собственную конструкцию

Решить подобную задачу можно разными способами, самый простой из которых – купить мощный стабилизатор напряжения, изготовленный промышленным способом.

Предложений стабилизаторов напряжения на коммерческом рынке масса. Однако нередко возможности приобретения ограничиваются стоимостью устройств или другими моментами. Соответственно, альтернативой покупке становится сборка стабилизатора напряжения своими руками из доступных электронных компонентов.

При условии обладания соответствующими навыками и знаниями электромонтажа, теории электротехники (электроники), разводки схем и пайки элементов самодельный стабилизатор напряжения можно реализовать и успешно применять на практике. Такие примеры есть.

Самодельный стабилизатор напряжения

Примерно так может выглядеть оборудование стабилизации, изготовленное своими руками из доступных и недорогих радиодеталей. Шасси и корпус можно подобрать от старого промышленного оборудования (например, от осциллографа)

Схемы стабилизаторов напряжения на транзисторах

Качественные трансформаторы, применяемые в электрической цепи, эффективно справляются даже с большими помехами. Они надежно защищают бытовую технику и оборудование, установленные в доме. Настроенная система фильтрации позволяет бороться с любыми скачками напряжения. За счет контроля над напряжением происходят изменения величины тока. Предельная частота на входе увеличивается, а на выходе – уменьшается. Таким образом, ток в цепи преобразуется в течение двух этапов.

В начале на входе задействуют транзистор с фильтром. Далее происходит включение в работу диодного моста. Для завершения преобразования тока в схеме применяется усилитель, чаще всего устанавливаемый между резисторами. За счет этого в устройстве поддерживается необходимый уровень температуры.

26504933.jpg

Схема выпрямления действует следующим образом. Выпрямление переменного напряжения с вторичной обмотки трансформатора происходит с помощью диодного моста (VD1-VD4). Сглаживание напряжения выполняет конденсатор С1, после чего оно попадает в систему компенсационного стабилизатора. Действие резистора R1 задает стабилизирующий ток на стабилитроне VD5. Резистор R2 является нагрузочным. При участии конденсаторов С2 и С3 происходит фильтрация питающего напряжения.

Значение выходного напряжения стабилизатора будет зависеть от элементов VD5 и R1 для выбора которых существует специальная таблица. Транзистор VT1 устанавливается на радиаторе, у которого площадь охлаждающей поверхности должна быть не менее 50 см2. Отечественный транзистор КТ829А может быть заменен зарубежным аналогом BDX53 от компании Моторола. Остальные элементы имеют маркировку: конденсаторы – К50-35, резисторы – МЛТ-0,5.

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.

Различные типы стабилизаторов напряжения - фото 5

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.

Стабилизаторы напряжения типа реле - фотография 6

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.

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).

Серво стабилизаторы напряжения - фотография 7

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.

Зачем нужен стабилизатор:

Для поддержания напряжения в сети 220 вольт. К сожалению крайне часто встречается, что напряжение падает и зачастую просто до неприемлемых величин, при которых приборы просто перестают работать. А еще более печально, что такая ситуация становится нормой для Подмосковья (о других вотчинах, не говорю ибо не знаю). Причины просты: 1. Изношенность сетей 2. Перегрузка сетей 3. Элементарный преступный умысел. 

Скажу, про преступный умысел, все просто: Вы платите за каждый потребленный киловатт электроэнергии (вне зависимости от мощности). «Кто то» понижает мощность на 1/3 с 220 вольт до 150 вольт и теперь для Вам требуется уже больше энергии, то есть там где нужен был киловатт, Вам потребуется 1.3 кВт (для тех же нужд), но сами «они» получают энергию чистую 220 вольт, Вам отдают 150 вольт и таким образом из воздуха имеют 30% прибыли плюс маржа процентов 50. Хороший бизнес и всегда можно оправдаться в виде: сети изношены, перегруз ну и т.д. Для примера: я понижаю октановое число бензина и вроде бы наливаю Вам 10 литров, вот только проехать на этом бензине вы сможете меньше чем на 10 литрах нормального бензина. Знаете почему заявленный расход автомобилей на 100 км. всегда ниже чем реальный? Мерили в тепличных условиях? Да именно так, а еще ездили на нормальном бензине. Почему расход топлива одинаковых машин за границей 10 литров, а у нас 12? Гоняем? Все просто, у нас бензин хуже, а стоит столько же. Обманули? Нет, ведь мы же голосуем за тех кто продает нам этот бензин и электроэнергию.

Схемные решения стабилизации электросети 220В

Рассматривая возможные схемные решения под стабилизацию напряжения с учётом относительно высокой мощности (не менее 1-2 кВт), следует иметь в виду разнообразие технологий.

Существует несколько схемных решений, которыми определяются технологические способности приборов:

  • феррорезонансные;
  • сервоприводные;
  • электронные;
  • инверторные.

Какой вариант выбрать, зависит от ваших предпочтения, имеющихся материалов для сборки и навыков работы с электротехническим оборудованием.

Вариант #1 – феррорезонансная схема

Для самостоятельного изготовления самым простым вариантом схемы видится первый пункт списка – феррорезонансная схема. Она работает на использовании эффекта магнитного резонанса.

Схема простого стабилизатора

Структурная схема простого стабилизатора, выполненного на основе дросселей: 1 – первый дроссельный элемент; 2 – второй дроссельный элемент; 3 – конденсатор; 4 – сторона входного напряжения; 5 – сторона выходного напряжения

Конструкцию достаточно мощного феррорезонансного стабилизатора допустимо собрать всего на трёх элементах:

  1. Дроссель 1.
  2. Дроссель 2.
  3. Конденсатор.

Однако простота в данном варианте сопровождается массой неудобств. Конструкция мощного стабилизатора, собранная по феррорезонансной схеме, получается массивной, громоздкой, тяжелой.

Вариант #2 – автотрансформатор или сервопривод

Фактически речь идет о схеме, где используется принцип автотрансформатора. Трансформация напряжения автоматически осуществляется за счет управления реостатом, ползунок которого перемещает сервопривод.

В свою очередь сервопривод управляется сигналом, получаемым, к примеру, от датчика уровня напряжения.

Схема сервоприводного стабилизатора напряжения

Принципиальная схема сервоприводного аппарата, сборка которой позволит создать мощный стабилизатор напряжения для дома или на дачу. Однако этот вариант считается технологически устаревшим

Примерно по такой же схеме действует устройство релейного типа с той лишь разницей, что коэффициент трансформации меняется, в случае надобности, подключением или отключением соответствующих обмоток с помощью реле.

Схемы подобного рода выглядят уже более сложными технически, но при этом не обеспечивают достаточной линейности изменения напряжения. Собрать вручную прибор релейный или на сервоприводе допустимо. Однако разумнее выбрать электронный вариант. Затраты сил и средств практически одинаковые.

Вариант #3 – электронная схема

Сборка мощного стабилизатора по схеме электронного управления при обширном ассортименте радиодеталей в продаже становится вполне возможной. Как правило, такие схемы собираются на электронных компонентах – симисторах (тиристорах, транзисторах).

Также разработан целый ряд схем стабилизаторов напряжения, где в качестве ключей используются силовые полевые транзисторы.

Структурная схема электронного стабилизатора

Структурная схема модуля электронной стабилизации: 1 – входные клеммы устройства; 2 – симисторный блок управления трансформаторными обмотками; 3 – микропроцессорный блок; 4 – выходные клеммы на подключение нагрузки

Изготовить мощный аппарат полностью под электронным управлением руками неспециалиста достаточно сложно, лучше купить готовое устройство. В этом деле без опыта и знаний в сфере электротехники не обойтись.

Под самостоятельное производство рассматривать этот вариант целесообразно, если имеется сильное желание построить стабилизатор, плюс наработанный опыт электронщика. Далее в статье рассмотрим конструкцию электронного исполнения, пригодную для изготовления своими руками.

Классификация

Конструкция стабилизаторов зависит от физических принципов, на которых они работают. В связи с этим они подразделяются на:

  • электромеханические;
  • феррорезонансные;
  • инверторные;
  • полупроводниковые;
  • релейные.

По количеству фаз могут быть однофазными и трехфазными. Большой диапазон мощностей позволяет выпускать стабилизаторы как для дома, так и для небольших бытовых приборов:

  • для телевизора;
  • для газового котла;
  • для холодильника.

Так и для для крупных объектов:

  • промышленных агрегатов (например, трехфазные промышленные стабилизаторы Сатурн);
  • цехов, зданий.

Стабилизаторы достаточно энергоэффективны. Потребление электроэнергии составляет от 2 до 5%. Некоторые стабилизирующие устройства могут иметь дополнительные защиты:

  • от перенапряжений;
  • от перегрузок;
  • от коротких замыканий;
  • от перепадов частоты.

Видео совет при выборе стабилизатор напряжения

//www.youtube.com/embed/RnxfLGxw9zU

Предложения по модернизации

Если напряжение колеблется примерно в одном узком диапазоне, и на этом участке дорожка трансформатора выгорела (как на последнем фото), предлагаю изменить схему, чтобы щётка “ездила” по другому участку. Для этого надо перепаять провод с нижнего конца обмотки (N) на несколько витков выше (см. схему). Конечно, на обеих частях автотрансформатора. В результате – щётка будет скользить по другой, относительно чистой части дорожки. Минус данного решения – сужение диапазона регулировки.

Другой вариант решения этой проблемы – покупать новые трансформаторы, что экономически нецелесообразно – после трех лет работы лучше купить новый стабилизатор.

Другое усовершенствование – на каждый трансформатор установить кулера (вентиляторы) на 12 В, которые бы дули на щётки. В идеальном случае – 6 вентиляторов. Они будут в буквальном смысле сдувать пылинки. Это существенно продлит срок службы стабилизатора.

А как ремонтируете такие стабилизаторы вы? Жду конструктивной критики и обмена опытом в комментариях.

Стабилизаторы на микросхемах

Такие устройства в интегральном варианте имею повышенные характеристики параметров и свойств, которые отличаются от подобных приборов на полупроводниках. Также они обладают повышенной надежностью, небольшими габаритами и весом, а также небольшой стоимостью.

Последовательный стабилизатор

Схема стабилизатора напряжения

  • 1 – источник напряжения;
  • 2 – Элемент регулировки;
  • 3 – усилитель;
  • 4 – источник основного напряжения;
  • 5 – определитель напряжения выхода;
  • 6 – сопротивление нагрузки.

Элемент регулировки выступает в качестве изменяемого сопротивления, подключенного по последовательной схеме с нагрузкой. При колебании напряжения меняется сопротивление элемента регулировки так, что происходит компенсация таких колебаний. Воздействие на элемент регулировки производится по обратной связи, которая содержит элемент управления, источник основного напряжения и измеритель напряжения. Этот измеритель является потенциометром, с которого приходит часть напряжения выхода.

Обратная связь регулирует напряжение выхода, использующееся для нагрузки, напряжение выхода потенциометра становится равным основному напряжению. Колебания напряжения от основного создает некоторое падение напряжения на регулировке. Вследствие этого, измеряющим элементом в определенных границах можно осуществлять регулировку напряжения выхода. Если стабилизатор планируется изготовить на определенную величину напряжения, то измеряющий элемент создается внутри микросхемы с компенсацией температуры. При наличии большого интервала напряжения выхода, измеряющий элемент выполняется за микросхемой.

Параллельный стабилизатор

Схема стабилизатора напряжения

  • 1 – источник напряжения;
  • 2 –элемент регулирующий;
  • 3 – усилитель;
  • 4 – источник основного напряжения;
  • 5 – измерительный элемент;
  • 6 – сопротивление нагрузки.

Если сравнить схемы стабилизаторов, то прибор последовательного вида имеет повышенный КПД при неполной загрузке. Прибор параллельного вида расходует неизменную мощность от источника и выдает ее на элемент регулировки и нагрузку. Стабилизаторы параллельные рекомендуется использовать при неизменных нагрузках при полной загруженности. Стабилизатор параллельный не создает опасности при КЗ, последовательный вид при холостом ходе. При неизменной нагрузке оба прибора создают высокий КПД.

Выбор стабилизатора напряжения по мощности

Для выбора стабилизатора по мощности можно воспользоваться двумя методиками.

Первая – рассчитать суммарную нагрузку всех подключаемых электроприборов. Тогда вам пригодится таблица вроде той, что приведена ниже

Мощность энергопотребления электроприборов

Обратите внимание на приборы с электродвигателем: холодильники, насосы, стиральные машины, пылесосы и т.п. Из-за того что у двигателей большой пусковой ток, мощность приборов следует умножить на 3: при включении они дают большую нагрузку на сеть. Для других приборов — телевизоров, ламп, утюгов — увеличивать мощность не нужно.

Вторая, рекомендуемая, методика – посмотреть ток отсечки

автомата

на входе. Он уже выбирается с учетом максимальной нагрузки и с запасом мощности.

Тогда при установленном автоматическом выключателе на 50 А мощность стабилизатора должна равняться 220 х 50=11 кВт. По этому значению выбирается ближайший по нагрузке стабилизатор (в данном случае 10 и 15 кВт). При полной нагрузке берется большее значение, при неполной нужно подбирать меньшее.

Если ставится трехфазный стабилизатор, мощность умножается на 3. Для автомата на 16 А мощность равна 16 х 220 х 3=10,56 кВт.

При выборе мощности руководствуются тем, что нормальная работа обеспечивается при наличии запаса, не менее чем 20-30%.

Запас мощности важен при пониженном напряжении сети.

Чем ниже входное напряжение, тем сильнее снижается допустимая мощность нагрузки.

Схема симисторного стабилизатора напряжения 220в

Симисторные стабилизаторы работают по аналогии с релейными устройствами. Существенным отличием является наличие узла, переключающего обмотки трансформатора. Вместо реле используются мощные симисторы, работающие под управлением контроллеров.

Управление обмотками с помощью симисторов – бесконтактное, поэтому при переключениях нет характерных щелчков. Для намотки автотрансформатора используется медный провод. Симисторные стабилизаторы могут работать при пониженном напряжении от 90 вольт и высоком – до 300 вольт. Регулировка напряжения осуществляется с точностью до 2%, отчего лампы совершенно не моргают. Однако во время переключений возникает ЭДС самоиндукции, как и в релейных устройствах.

44438141.jpg

Симисторные ключи обладают повышенной чувствительностью к перегрузкам, в связи с чем они должны иметь запас по мощности. Данный тип стабилизаторов отличается очень сложным температурным режимом. Поэтому установка симисторов осуществляется на радиаторы с принудительным вентиляторным охлаждением. Точно так же работает схема тиристорного стабилизатора напряжения 220В своими руками.

Существуют устройства с повышенной точностью, работающие по двухступенчатой системе. На первой ступени выполняется грубая регулировка выходного напряжения, а на второй ступени этот процесс осуществляется значительно точнее. Таким образом, управление двумя ступенями выполняется с помощью одного контроллера, что фактически означает наличие двух стабилизаторов в едином корпусе. Обе ступени имеют обмотки, намотанные в общем трансформаторе. При наличии 12 ключей, эти две ступени позволяют регулировать выходное напряжение в 36 уровнях, чем и обеспечивается его высокая точность.

Литература

  • Вересов Г.П. Электропитание бытовой радиоэлектронной аппаратуры. — М.: Радио и связь, 1983. — 128 с.
  • В.В. Китаев и др Электропитание устройств связи. — М.: Связь, 1975. — 328 с. — 24 000 экз.
  • Костиков В.Г. Парфенов Е.М. Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование: Учебник для ВУЗов. — 2. — М.: Горячая линия — Телеком, 2001. — 344 с. — 3000 экз. — ISBN 5-93517-052-3
  • Штильман В. И. Микроэлектронные стабилизаторы напряжения. — Киев: Технiка, 1976.

Сервоприводные стабилизаторы

Схема стабилизатора напряжения сервоприводного типа включает:

  • Блок защиты от перегрузки;
  • Автотрансформатор;
  • Серводвигатель с редуктором;
  • Блок управления

Сервоприводные стабилизаторы напряжения осуществляют выравнивание выходного тока посредством сервопривода, который приводит в движение коммутационные контакты – графитовые щётки. Перемещение последних в нужную позицию обмотки трансформатора осуществляется плавно без прерывания фазы и искажений синусоиды выходного напряжения. При скачках или проседаниях входного тока в пределах 10 В блок управления выдаёт команду серводвигателю, который двигает коммутационные контакты до достижения требуемых на выходе 220 В.

Принцип работы электромеханического сервоприводного стабилизатора

Схема регулируемого стабилизатора напряжения сервоприводного типа включает подвижные элементы, что снижает его надёжность и долговечность. Кроме того, устройства этого класса поддерживают достаточно узкий диапазон входного напряжения (150-260 В) и допустимой нагрузки (в пределах 250-500 Вт). В то же время, работают они практически бесшумно и обеспечивают погрешность выравнивания параметров тока не более 2-3%.

Схема сервоприводного стабилизатора

Видео по ремонту

Ниже привожу видео, в котором описывается принцип работы, проверка и ремонт электромеханического стабилизатора своими руками.

Ссылки

  • Стабилизаторы. Изготовители. Описание. (Как сохранить свой дом и технику от скачков напряжения и как правильно выбрать стабилизатор, который вам в этом поможет)
  • Стабилизатор напряжения для дома (Зачем необходим стабилизатор напряжения для дома, как его выбрать, типы стабилизаторов)
  • ГОСТ Р 52907-2008 «Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Термины и определения»
  • Пример схемы регулируемого стабилизатора напряжения/тока (30В/5А, с применением интегрального линейного стабилизатора LM317, ОУ и силового транзистора)

Видео по теме

Часть 1. Инверторный стабилизатор

Часть 2. Корректор мощности

Выбор места установки стабилизатора напряжения

Нужно заранее выбрать место, в которое будет установлен стабилизатор. Размеры стабилизатора определяются его выходной мощностью. Маленькие стабилизаторы могут устанавливаться рядом с аппаратурой на столе. Крупногабаритные модели требуют стационарного монтажа. Местом установки может быть пол, стена или заранее оборудованная ниша.

Работающий стабилизатор нагревается, из-за чего нужно проводить систему отвода тепла. По этой причине стабилизатор следует установить в место, в котором доступ к вентиляционным отверстиям будет открыт. Тогда внутри будет создаваться необходимый воздухообмен.

Минимальное расстояние от стены до задней стенки корпуса стабилизатора — 5-10 см. Это не относится к моделям имеющим специальное настенное крепление. У которых основные радиаторные решетки охлаждения выведены с других сторон.

Остальные стенки корпуса должны быть удалены на 20-30 см.

Не рекомендуется размещать стабилизатор напряжения под потолком: именно туда поднимается весь теплый воздух в комнате. А если это жаркое лето и помещение без кондиционера — то перегрев обмоток при полной нагрузке будет обеспечен. Также будет не удобно включать байспас, делать ревизию и т.п.

Место установки должно быть незапыленным, без влажного воздуха, вдали от легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. Высокие температуры, пыль, влага могут вывести стабилизатор из строя.

Есть отдельные марки стабилизаторов, специально рассчитанные для монтажа на улице. Они обладают всеми необходимыми степенями защиты от пыли, дождя, морозов и т.д. Но и цена их соответственно в разы превышает стоимость обычных.

Можно выделить основные рекомендации для оптимального места установки стабилизатора напряжения:

  • после счетчика
  • как можно ближе к распредщитовой
  • на высоте 1,5-1,7м от уровня пола
  • 20-30 см от соседних стен и перегородок
  • в теплом помещении
  • спальня, подсобка, место под потолком не рекомендуется
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...