Стабилизатор напряжения — преобразователь электрической энергии, позволяющий получить на выходе напряжение, находящееся в заданных пределах при значительно больших колебаниях входного напряжения и сопротивления нагрузки.Необходимость стабилизации напряжения вызвана его нестабильным поведением в течении суток, а также возможным включением-выключением мощных электроустановок, подключенных к той же линии электропередачи, или нагрузок с большим пусковым током.
Неполадки с электропитанием можно разделить на 2 типа: внешние, например, кратковременные перенапряжения из-за грозовых разрядов и внутренние (внутрисетевые), такие как перенапряжение или провалы вызванные коммутацией и переключением различного мощного оборудования внутри электрической сети.
Сети могут быть как с тенденцией к завышенному напряжению ("перенапряженные"), так и тяготеющие к заниженному значению ("недонапряженные"). Это зависит от их перегруженности, изношенности, сечения проводников, расстояния до трансформаторной подстанции и др. В обоих случаях нагрузка подвергается повышенному риску выхода из строя при эксплуатации. Необходимо заметить, что в сельской местности наиболее распространены "недонапряженные" сети, а в городской "перенапряженные".
В реальности стабилизатор напряжения - это законченный блок, состоящий из совокупности технических элементов, выполняющих определенные функции. Однако определить содержание устройства по названию «стабилизатор напряжения» однозначно нельзя.
В настоящее время существует большое количество разнообразных приборов для выполнения функции стабилизации напряжения:
- электродинамические сервоприводные (механические)
- статические (электронные переключаемые)
- компенсационные (электронные плавные)
Делятся по принципу:
-
Электромеханические стабилизаторы напряжения
-
Релейные стабилизаторы напряжения
-
Тиристорные (электронные) стабилизаторы напряжения
Модели производятся как в однофазном (220/230 В), так и трёхфазном (380/400 В) исполнении, мощность их от нескольких сотен ватт до нескольких мегаватт.
Трёхфазные модели выпускаются двух модификаций: с независимой регулировкой по каждой фазе или с регулировкой по среднефазному напряжению на входе стабилизатора. Выпускаемые модели также различаются по допустимому диапазону изменения входного напряжения, который может быть, например, таким: ±15%, ±20%, ±25%, ±30%, ±50%, -25%/+15%, -35%/+15% или -45%/+15% и т.д.
Чем шире диапазон (особенно в отрицательную сторону), тем больше габариты стабилизатора и выше его стоимость при той же выходной мощности.
» Калькулятор расчета мощности стабилизатора напряжения
Важной характеристикой стабилизатора напряжения является его быстродействие, то есть чем выше быстродействие, тем быстрее стабилизатор отреагирует на изменения входного напряжения.
Быстродействие - это промежуток времени (миллисекунды) за которое стабилизатор способен изменить напряжение на один вольт. У разного типа стабилизаторов разная скорость быстродействия, например у электродинамических быстродействие 12...18 мс/В, статические стабилизаторы обеспечат 2 мс/В, а вот у электронных, компенсационного типа этот параметр 0,75 мс/В.
Ещё одним важным параметром является точность стабилизации выходного напряжения. Хорошие стабилизаторы имеют отклонение не более ±3%.
Важным потребительским параметром является способность сохранения заявленных параметров при перегрузках по мощности.
- Например, большая скорость реакции - как правило, и большая чувствительность к помехам. Малая скорость - входной сигнал может быть за интегрирован и не будет чувствительности к помехам. При большой скорости стабилизации напряжения надо оперативно принимать решения или использовать очень сложный алгоритм для подавления помех. Особенно важно определение начала синусоиды, и только ошибка определения начала синусоиды может вызвать сбой всего стабилизатора.
- Если есть постоянные скачки напряжения более 20 - 30 В то необходимо выбирать бесконтактные быстродействующие стабилизаторы.
- Если напряжение просто низкое или высокое, то контактные стабилизаторы (релейные или сервоприводные) имеют преимущества хотя бы по КПД.
- Если рассматривать вопрос выбора стабилизатора напряжения через призму тематики журнала - котлы отопления, то у котлов отопления есть внутренний стабилизатор, который обеспечивает работу в диапазоне более 190 -255В, поэтому диапазон стабилизатора может быть очень широким (195- 245В).
Получается, что нет одного идеального типа стабилизатора, все имеют свои достоинства и недостатки, и это естественно