В современном мире ни одна сфера деятельности человека не обходится без применения электрических приборов. Данные устройства используются и на работе, и дома. Некоторые электроприборы требуют поддержания стабильного напряжения в определенных диапазонах. Для этого используется стабилизатор напряжения.
Применение стабилизаторов напряжения
Все электроприборы производятся с характеристиками, соответствующими стандартам, установленным в сфере электропитания. В России данные нормы регламентирует ГОСТ 13109-97.
Для эффективной бесперебойной эксплуатации электрических приборов и с целью продления срока их эксплуатации требуется обеспечение поступления постоянного напряжения электрического тока. Но по разным причинам ГОСТ 13109-97 при подаче электроэнергии не всегда соблюдается. Для устранения скачков напряжения применяются стабилизаторы.
В зависимости от своих технических характеристик данные устройства используются в следующих целях:
- для стабилизации напряжения электросетей низкого качества;
- при эксплуатации электроприборов в условиях минусовых температур;
- для защиты бытовой и профессиональной техники от перепадов напряжения;
- для защиты чувствительных электроприборов от последствий отключения электроэнергии;
- для защиты техники от критических нагрузок.
В домашних условиях применение стабилизатора позволяет обеспечить стабильную работу электрических приборов и бытовой техники.
Стабилизатор напряжения сети. Для телевизора. 500 Вт.
В офисе использование данного устройства позволяет исключить риски поломки оргтехники с последующей утратой важных документов.
В условиях производства применение стабилизаторов способствует снижению рисков возникновения аварий, а также сбоев работы электрического оборудования.
Виды стабилизаторов
По принципу действия стабилизаторы напряжения делятся на следующие виды:
- ступенчатые;
- электромеханические;
- феррорезонансные;
- гибридные;
- с подмагничиванием трансформатора;
- с двойным преобразованием энергии;
- высокочастотные транзисторные регуляторы.
Стабилизаторы с двойным преобразованием энергии и высокочастотные транзисторные регуляторы на сегодняшний день находятся на стадии разработки и не представлены в широком доступе.
Стабилизаторы с подмагничиванием трансформатора имеют существенный недостаток — ограничение диапазона регулировки. В связи с этим они пользуются низким спросом у потребителей.
По количеству фаз стабилизаторы напряжения бывают следующих видов:
- однофазные — используются в бытовых условиях;
- трехфазные — применяются на производстве для защиты оборудования, которое требует обеспечения стабильного поступления тока.
По мощности бытовые стабилизаторы делятся на несколько видов:
- Маломощные — для подключения к одному-двум электроприборам, например, только к телевизору или к компьютеру и монитору.
- Средней мощности — для подключения к небольшой группе электроприборов, например, к бытовой технике.
- Мощные — для жилого помещения в целом. Данные приборы устанавливаются в месте ввода проводки в дом или в квартиру. Таким образом вся электросистема помещения оказывается под защитой от перепадов напряжения.
Существует несколько самых распространенных видов стабилизаторов:
Стабилизатор напряжения для дома: когда и зачем он нужен, что может защитить и как подключить?
- Релейные. Устройства данного типа обеспечивают ступенчатую регулировку напряжения. Релейные конструкции состоят из трансформатора и силового реле. Подходят в наибольшей степени для техники с низкой мощностью и для электросетей плохого качества, а также для эксплуатации в условиях минусовых температур. Выдерживают нагрузки до 9–10 кВт при стабильном входном напряжении. Отличаются ненадежностью, потребностью в частой замене комплектующих и низкой точностью регулировки. Для устранения данных недостатков можно усложнить конструкцию трансформатора, но это приведет к повышению стоимости стабилизатора.
- Симисторные или электронные. Стабилизаторы данного типа работают по принципу релейных моделей. Отличие заключается в отсутствии у них механического реле. Вместо него используются симисторы. Такие устройства более надежные. Кроме того, они создают меньше шума. Но так же как и релейные, электронные стабилизаторы не способны обеспечить точную регулировку напряжения. Высокая скорость работы позволяет данным устройствам эффективно предотвращать частые небольшие перепады напряжения. Благодаря своим свойствам электронные стабилизаторы применяются для защиты чувствительной техники, в т. ч. электроники, компьютеров, газовых котлов и др. Они надежны и просты в обслуживании и эксплуатации. Срок их работы составляет в среднем 10–15 лет. Около 85 % всех стабилизаторов, представленных на рынке, относятся именно к этому типу.
- Электромеханические или сервоприводные. Данные устройства работают по принципу реостата. Благодаря этому они способны плавно изменять выходное напряжение и поддерживать широкий диапазон на входе. Электромеханические стабилизаторы отличаются высоким уровнем шума, поэтому не могут использоваться в домашних условиях. Такое оборудование, как правило, применяется для сетей с отсутствием резких перепадов напряжения.
Принцип действия и схема
Принцип действия стабилизаторов заключается в определении уровня напряжения на входе с дальнейшей его корректировкой на выходе. Алгоритм работы устройства выглядит следующим образом:
- Замер напряжения на входе. В среднем данная процедура занимает около 20 миллисекунд у электронных моделей и около 50 миллисекунд — у электромеханических.
- Выравнивание показателей напряжения до 220 В. Если на входе показатели имеют пониженное значение, стабилизатор повышает их на выходе на столько, на сколько позволяет мощность оборудования. Если напряжение выше стандартного, стабилизатор блокирует поступление напряжения. Задача данного устройства — не допустить контакт электроприборов с импульсными скачками.
Источник: www.smsm.ru
Как работает стабилизатор напряжения для телевизора?
В детстве помню был у нас какой-то агрегат типа трансформатора. Мы через него телик подключали, когда напряжение падало. Что это такое и как он работает?
в избранное up —>
Михаи л Белод едов [26.2K]
9 лет назад
Да, это феррорезонансный стабилизатор переменного напряжения. Идея работы очень простая. Если входное переменное напряжение очень высоко, магнитный сердечник начинает входить в насыщение (потому что магнитное поле в нем делается слишком большое), в результате коэффициент передачи на вторичную обмотку уменьшается. Достоинство — ни одного активного элемента. Были распространены в 50е — 60е годы. См. подробности в Розенблат «Магнетоника»
автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
Источник: www.bolshoyvopros.ru
Принцип работы стабилизатора напряжения
Основное назначение стабилизатора напряжения заключается в защите электрических или электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и так далее) от возможного повреждения в результате скачков напряжения или колебаний, повышенного или пониженного напряжения.
Рис.1 — Различные типы стабилизаторов напряжения
Стабилизатор напряжения также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения).
Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним или офисным оборудованием, которое получает электропитание извне.
Даже места, которые имеют свои собственные внутренние источники питания в виде дизельных генераторов переменного тока, сильно зависят от этих AVR для безопасности своего оборудования.
Зачем нужны стабилизаторы напряжения и его важность
Все электрические устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью с типичным источником питания, который известен как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от расчетного безопасного предела эксплуатации рабочий диапазон (с оптимальной эффективностью) электрического устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.
Из-за многих проблем источник входного напряжения, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся источнику входного напряжения. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.
Рис. 2 — Проблемы из-за колебаний напряжения
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.
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.
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).
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.
Видео совет при выборе стабилизатор напряжения
Особенности сетевых стабилизаторов
Принципиальная схема стабилизатора напряжения данного типа представляет собой набор транзисторов, а также диодов. В свою очередь механизм замыкания в ней отсутствует. Регуляторы при этом имеются обычного типа. В некоторых моделях дополнительно устанавливается система индикации.
Она способна показать мощность скачков в сети. По чувствительности модели довольно сильно отличаются. Конденсаторы, как правило, в цепи имеются компенсационного типа. Система защиты у них отсутствует.
Устройства моделей с регулятором
Для холодильного оборудования востребованным является регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его подразумевает возможность настройки прибора перед началом использования. В данном случае это помогает в устранении высокочастотных помех. В свою очередь электромагнитное поле проблем для резисторов не представляет.
Конденсаторы также включаются в регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его не обходится без транзисторных мостов, которые соединяются между собой по коллекторной цепочке. Непосредственно регуляторы могут устанавливаться различных модификаций. Многое в данном случае зависит от предельного напряжения. Дополнительно учитывается тип трансформатора, который имеется в стабилизаторе.
Стабилизаторы «Ресанта»
Схема стабилизатора напряжения «Ресанта» представляет собой набор транзисторов, которые взаимодействуют между собой по коллектору. Для охлаждения системы имеется вентилятор. С высокочастотными перегрузками в системе справляется конденсатор компенсационного типа.
Также схема стабилизатора напряжения «Ресанта» включает в себя диодные мосты. Регуляторы во многих моделях устанавливаются обычные. Ограничения по нагрузке у стабилизаторов «Ресанта» есть. В целом помехи ими воспринимаются все. К недостаткам следует отнести высокую шумность трансформаторов.
Схема моделей с напряжением 220 В
Схема стабилизатора напряжения 220 В отличается от прочих устройств тем, что в ней имеется блок управления. Данный элемент соединяется напрямую с регулятором. Сразу за системой фильтрации имеется диодный мост. Для стабилизации колебаний дополнительно предусмотрена цепь из транзисторов. На выходе после обмотки располагается конденсатор.
С перегрузками в системе справляется трансформатор. Преобразование тока осуществляется им же. В целом диапазон мощности у данных устройств довольно высокий. Работать эти стабилизаторы способны и при минусовой температуре. По шумности они не отличаются от моделей других типов.
Параметр чувствительности сильно зависит от производителя. Также на нее влияет тип установленного регулятора.
Принцип работы импульсных стабилизаторов
Схема электрическая стабилизатора напряжения данного типа схожа с моделью релейного аналога. Однако отличия в системе все же есть. Главным элементом в цепи принято считать модулятор. Занимается данное устройство тем, что считывает показатели напряжения. Далее сигнал переносится на один из трансформаторов.
Там проходит полная обработка информации.
Для изменения силы тока имеется два преобразователя. Однако в некоторых моделях он установлен один. Чтобы справиться с электромагнитным полем, задействуется выпрямительный делитель. При повышении напряжения он снижает предельную частоту. Чтобы ток поступил на обмотку, диоды передают сигнал на транзисторы.
На выходе стабилизированное напряжение проходит по вторичной обмотке.
Высокочастотные модели стабилизаторов
По сравнению с релейными моделями, высокочастотный стабилизатор напряжения (схема показана ниже) является более сложным, и диодов в нем задействуется больше двух. Отличительной особенность приборов данного типа принято считать высокую мощность.
Трансформаторы в цепи рассчитаны на большие помехи. В результате данные приборы способны защитить любую бытовую технику в доме. Система фильтрации в них настроена на различные скачки. За счет контроля напряжения величина тока может изменяться. Показатель предельной частоты при этом будет увеличиваться на входе, и уменьшаться на выходе.
Преобразование тока в этой цепи осуществляется в два этапа.
Первоначально задействуется транзистор с фильтром на входе. На втором этапе включается диодный мост. Для того чтобы процесс преобразования тока завершился, системе требуется усилитель. Устанавливается он, как правило, между резисторами. Таким образом, температура в устройстве поддерживается на должном уровне.
Дополнительно в системе учитывается источник питания. Использование блока защиты зависит от его работы.
Стабилизаторы на 15 В
Для устройств с напряжением 15 В используется сетевой стабилизатор напряжения, схема которого по своей структуре является довольно простой. Порог чувствительности у приборов находится на малом уровне. Модели с системой индикации встретить очень сложно. В фильтрах они не нуждаются, поскольку колебания в цепи незначительные.
Резисторы во многих моделях есть только на выходе. За счет этого процесс преобразования происходит довольно быстро. Входные усилители устанавливаются самые простые. Многое в данном случае зависит от производителя. Используются стабилизатор напряжения (схема показана ниже) этого типа чаще всего в лабораторных исследованиях.
Особенности моделей на 5 В
Для устройств с напряжением 5 В используют специальный сетевой стабилизатор напряжения. Схема их состоит из резисторов, как правило, не более двух. Применяют такие стабилизаторы исключительно для нормального функционирования измерительных приборов. В целом они являются довольно компактными, а работают тихо.
Модели серии SVK
Модели данной серии относятся к стабилизаторам латерного типа. Чаще всего их используют на производстве для уменьшения скачков от сети. Схема подключения стабилизатора напряжения этой модели предусматривает наличие четырех транзисторов, которые расположены попарно. За счет этого ток преодолевает меньшее сопротивление в цепи.
На выходе у системы имеется обмотка для обратного эффекта. Фильтров в схеме предусмотрено два.
За счет отсутствия конденсатора процесс преобразования также происходит быстрее. К недостаткам следует отнести большую чувствительность. На электромагнитное поле прибор реагирует очень остро. Схема подключения стабилизатора напряжения серии SVK регулятор предусматривает, как и систему индикации. Напряжение максимум устройством воспринимается до 240 В, а отклонение при этом не может превышать 10 %.
Автоматические стабилизаторы «Лигао 220 В»
Для систем сигнализации является востребованным от компании «Лигао» стабилизатор напряжения 220В. Схема его построена на работе тиристоров. Использоваться данные элементы способны исключительно в полупроводниковых цепях. На сегодняшний день типов тиристоров существует довольно много. По степени защищенности они делятся на статические, а также динамические.
Первый вид используется с источниками электричества различной мощности. В свою очередь динамические тиристоры имеют свой предел.
Если говорить про компании «Лигао» стабилизатор напряжения (схема показана ниже), то в нем имеется активный элемент. В большей степени он предназначен для нормального функционирования регулятора. Представляет он собой набор контактов, которые способны соединяться. Необходимо это для того чтобы увеличивать или уменьшать предельную частоту в системе.
В других моделях тиристоров может иметься несколько. Устанавливаются они между собой при помощи катодов. В результате коэффициент полезного действия устройства можно значительно повысить.
Низкочастотные устройства
Для обслуживания устройств с частотой менее 30 Гц существует такой стабилизатор напряжения 220В. Схема его схожа со схемами релейных моделей за исключением транзисторов. В данном случае они имеются с эмиттером. Иногда дополнительно устанавливается специальный контроллер. Многое зависит от производителя, а также модели.
Контроллер в стабилизаторе необходим для передачи сигнала на блок управления.
Для того чтобы связь была качественной, производители используют усилитель. Устанавливается он, как правило, на входе. На выходе в системе имеется обычно обмотка. Если говорить про предел напряжения в 220 В, конденсаторов можно найти два. Коэффициент передачи тока у таких устройств довольно низкий.
Причиною этого принято считать малую предельную частоту, которая является следствием работы контроллера. Однако коэффициент насыщения находится на высокой отметке. Во многом это связано именно с транзисторами, которые устанавливаются с эмиттерами.
Источник: principraboty.ru