Устройство и принцип работы тиристорного (симисторного) стабилизатора
- Принцип работы стабилизатора заключается в отслеживании изменений входного напряжения и корректировке в соответствии с ситуацией напряжения на выходе.
- При изменении входного напряжения, первую фазу (20 миллисекунд) стабилизатор использует для замера напряжения.
- После замера происходит реагирование на ситуацию.
При изменении напряжения в пределах диапазона, происходит выравнивание выходного напряжения до 220В.
- При падении напряжения ниже диапазона, стабилизатор переходит в режим "вытягивания" - поднимает напряжение, насколько хватает ресурса трансформатора. При этом соответственно напряжение на выходе стабилизатора тоже снижается. При резком скачке напряжения выше диапазона, происходит аварийное отключение.
- Импульсные скачки и скачки при отключениях и включениях электроэнергии не пропускаются.
- Регулировка напряжения в стабилизаторе организована методом переключения добавочных обмоток специального трансформатора.
Переключение осуществляется электронными ключами (симисторами) в момент прохождения синусоиды напряжения через нулевую отметку.
Электронные ключи управляются процессором по специальной программе.
Процессор собирает данные с датчиков и коммутирует ключи по заданному алгоритму. Также, процессор не допускает включения более одного ключа и следит за исправностью ключей.
Процессор также собирает данные с сопутствующих датчиков, не обозначенных на схеме (силы тока, нагрева трансформатора, питания процессора, и др.).
- В алгоритм программы процессора заложены следующие режимы:
- Транзит - режим, когда напряжение на входе нормальное и стабилизатор обеспечивает защиту только от внезапных скачков.
- Повышение - режим, когда напряжение на входе ниже нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор поднимает выходное напряжение до номинального.
- Вытягивание - аварийный режим, когда напряжение на входе ниже нормы и ниже диапазона. Обратите внимание! Стабилизатор напряжения не отключается, а поднимает напряжение, насколько хватает ресурса трансформатора.
- Авария - режим, когда напряжение на входе выше диапазона регулирования, стабилизатор отключается, переходя в дежурный режим и "ждет" падения напряжения. Этот режим аналогичен по своему действию такому прибору как «Барьер».
- Задержка включения - режим обеспечивает сглаживание скачка при включении электроэнергии
ДОСТОИНСТВА
- Высокое быстродействие. Время реакции стабилизатора порядка 10-20 мс (одна волна/полуволна синусоиды)
- Бесшумность коммутационных элементов: нет щелканья релюшек, тиканья шагового двигателя по сравнению с дешевыми релейными и электромеханическими стабилизаторами.
- Долговечность вследствие отсутствия механических элементов.
- Полностью электронная схема стабилизации напряжения.
- Высокий КПД с малым падением напряжения.
- Наилучшее соотношение качества, цены и надежности.
НЕДОСТАТКИ
- Ступенчатость регулировки напряжения. Для преодоления этого недостатка приходиться увеличивать число ступеней регулирования напряжения. Вследствие чего, возрастает цена стабилизатора.
Что такое Тиристоры?
– это полупроводниковые приборы, изготавливаемые на основе монокристалла полупроводника, имеющего три или более p-n-перехода. Такие приборы характеризуются двумя устойчивыми состояниями – закрытым (состояние малой проводимости) и открытым (состояние высокой проводимости). В открытом состоянии тиристоры пропускают ток в одном направлении, поэтому их нередко сравнивают с управляемыми диодами.Применяются приборы в качестве электронных бесконтактных переключателей, служащих для управления мощной нагрузкой посредством слабых сигналов. Производятся несколько типов тиристоров, которые отличаются проводимостью и способом управления.
Существуют также тиристоры, пропускающие ток в обоих направлениях, и получившие название «симисторы».
В конструкции тиристора предусмотрены три вывода, один из которых предназначен для его перевода во «включенное» состояние. Прибор одновременно совмещает в себе несколько функций: выключателя, выпрямителя и усилителя. Также он применяется как регулятор, в основном, при питании схемы переменным напряжением.
Благодаря чрезвычайно низким токопотерям, тиристоры силовые являются оптимальным вариантом при управлении большими токами и энергией. Поэтому регуляторы на тиристорах нашли широкое применение для регулировки мощности постоянного или переменного тока в самых различных схемах, например, схемах управления скоростью вращения электродвигателя или регулировки уровня освещенности.
На сегодняшний день, тиристоры используются в широком спектре электронных устройств: преобразователях, генераторах, выпрямителях, источниках питания, зарядных устройствах и т.д.
ПРЕИМУЩЕСТВА БЕСКОНТАКТНОЙ КОММУТАЦИИ ТОКА
Бесконтактная коммутация тока, которую позволяет осуществлять тиристорный ключ, обладает массой достоинств. Контактные реле и электромагнитные пускатели обладают ограниченным ресурсом переключений, обусловленным механической и коммутационной износостойкостью устройств. В сравнении с ними, тиристорный пускатель, срок службы которого определяется, в основном, перепадами рабочих температур, на несколько порядков долговечнее и надежнее.
Он может выдержать фактически неограниченное количество переключений. Использование контактных коммутаторов имеет смысл только в случае редкой коммутации нагрузки, например, с периодом не менее 10 минут.