Какие бывают стабилизаторы напряжения?
• Релейные;
• Электромеханические;
• Электромагнитные;
• Электронные.
Каждый из них имеет свои особенности, собственную сферу применения, преимущества и недостатки.
Релейные стабилизаторы напряжения
В релейных стабилизаторах напряжения, как нетрудно догадаться из самого их названия, коммутационными элементами являются реле. Именно с их помощью осуществляется переключение между обмотками автотрансформатора. При этом то, насколько быстро осуществляется стабилизация напряжения, зависит от двух параметров: скорости срабатывания реле и количества обмоток. Что касается всех остальных важных характеристик этих агрегатов, то они определяются конкретными параметрами автотрансформатора.
К главным достоинствам релейных стабилизаторов напряжения необходимо отнести высокую скорость реакции, а также то, что они имеют довольно высокую точность стабилизации (последняя находится в прямо пропорциональной зависимости от количества ключей и ступеней). Эти агрегаты обладают двукратной перегрузочной способностью, которая может длиться до нескольких секунд, в течение которых цепь нагрузки не коммутируется.
Релейные стабилизаторы напряжения могут работать с нулевой нагрузкой, в широком диапазоне температур. Наличествующие в конструкции большинства моделей вольтодобавочные трансформаторы обеспечивают значительные пределы стабилизации напряжения, форма которого при этом остается неискаженной. К прочим плюсам релейных стабилизаторов следует причислить относительно небольшой вес и малые габариты.
Есть у них и некоторое недостатки, среди которых на первое место можно поставить то, что со временем реле изнашиваются и требуют замены. Эти стабилизаторы не рекомендуется эксплуатировать при низких температурах, они имеют довольно высокий уровень шума, а поскольку в их конструкции наличествует немалое количество коммутационных элементов, то это отрицательно сказывается на надежности всей системы в целом. Чем выше их быстродействие, тем ниже точность стабилизации, которая осуществляется ступенчатым способом.
Электромеханические стабилизаторы напряжения
В основе конструкции этих устройств лежат вольтодобавочные трансформаторы с последовательно соединенными с питающей сетью вторичными обмотками. Для компенсации скачков напряжения они оборудуются автотрансформаторами, имеющие сервоприводы: именно они регулируют то напряжение, которое поступает на первичные обмотки вольтодобавочных трансформаторов.
Основные параметры каждой конкретной модели электромеханического стабилизатора напряжения определяются характеристиками щеточного узла и вольтодобавочного трансформатора. Регулировка того напряжения, которое подается на нагрузку, осуществляется за счет того, что токосъемные щетки перемещаются по обмоткам трансформатора. Такая конструкция обеспечивает малые ступени переключения и, следовательно, высокую точность стабилизации, к тому же эти агрегаты довольно дешевы в производстве.
Именно это, а также отсутствие искажения формы напряжения, высокая перегрузочная способность и возможность функционирования с нулевой нагрузкой являются основными преимуществами электромеханических стабилизаторов напряжения. Что касается недостатков, то таковыми являются относительно невысокое быстродействие, малый ресурс щеток, высокий уровень шума при работе и необходимость в частом проведении мероприятий по обслуживанию (очистки поверхностей мест коммутации). Ко всему прочему, из-за искрении при плохом примыкании щеток эксплуатировать электромеханические стабилизаторы напряжения можно только при наличии определенных условий.
Электромагнитные стабилизаторы напряжения
Принцип работы стабилизаторов напряжения этого типа состоит в том, что в сердечнике трехфазного трансформатора производится регулировка магнитных потоков. Осуществляется этот процесс за счет того, что оказывается воздействие на магнитную проницаемость зазора сердечника. Следствием этого является изменение коэффициента трансформации и, следовательно, величины выходного напряжения. Для коммутации обмоток электромагнитных стабилизаторов напряжения используются такие полупроводниковые приборы, как симисторы или тиристоры. На быстродействие электромагнитных стабилизаторов напряжения влияют такие параметры, как быстродействие систем измерения и подмагничивания, а также постоянная времени.
Эти устройства успешно функционируют в довольно широком диапазоне температур, причем демонстрируют достаточно высокое быстродействие и точность стабилизации. Благодаря отсутствию механических деталей они отличаются высокой надежностью. В то же самое время электромагнитные стабилизаторы напряжения обладают низкой перегрузочной способностью и узким диапазоном входного напряжения. Они весьма чувствительны к перекосу фаз, а синусоидальность выходного напряжения под воздействием помех часто искажается. Эти агрегаты боятся перегрузок, не могут функционировать с нулевой нагрузкой, достаточно шумные, тяжелые и имеют значительные габаритные размеры.
Электронные стабилизаторы напряжения
В этих устройствах стабилизация напряжения происходит за счет того, что при помощи таких коммутирующих элементов, как симисторы или тиристоры, производится переключение обмоток автотрансформатора. Для расширения диапазона входного напряжения в конструкции электронных стабилизаторов напряжения присутствуют вольтодобавочные трансформаторы. Скорость стабилизации этих агрегатов зависит от того, по какому принципу работают ключи и какое количество обмоток им приходится переключать.
Среди достоинств электронных стабилизаторов напряжения нужно выделить высокую скорость реакции и хорошую точность стабилизации. Они практически бесшумны, в них нет механических деталей, они имеют малую массу и размеры, могут работать с нулевой нагрузкой. Диапазон стабилизации у них довольно широк.
К недостаткам электронных стабилизаторов напряжения относится проблематичность их использования в промышленных сетях из-за наличия в них помех, а также ограниченная перегрузочная способность. Поскольку они имеют немало коммутационных элементов, то это отрицательно сказывается на их надежности. Нужно также отметить, что чем выше быстродействие электронного стабилизатора, тем ниже точность стабилизации.
