Стабілізатори напруги: основні типи та особливості конструкції

На нинішнє мирне життя, killgurubecomeguru.org точніше сказати, життя в тилу, дуже вплинула і продовжує сильно впливати війна з сусідньою державою – агресором. Сьогодні українців не здивуєш бензиновими/дизельними генераторами, що пирхають на вулицях населених пунктів, або портативними зарядними станціями, якими обзавелося багато місцевих підприємств і офісів. Не так давно одна з медіакомпаній у місті Суми, в якому живе автор статті, придбала комп’ютерну техніку. Після чого відразу ж постало питання про купівлю стабілізатора напруги. Якщо серед читачів статті є такі, що теж зацікавлені в придбанні цього важливого приладу, то радимо не відкладати покупку на майбутнє і пройти за посиланням https://stabilizatori.com/stabilizatory-naprjazhenija-  на сторінку інтернет – магазину, де представлено досить широкий асортимент цієї техніки.

Стабілізатор напруги (СН) дуже важливе обладнання. Восени 2022 року через часті аварійні відключення електрики в Сумах у автора статті вийшов з ладу холодильник, у знайомих зламався ноутбук. У зв’язку з цим виникла ідея написати статтю про стабілізатори напруги, яку ми пропонуємо вашій увазі. Сподіваємося, ця інформація допоможе вам вибрати відповідний прилад.

Що являє собою стабілізатор напруги?

Стабілізатор напруги https://oracal.net/polezno-znat/pravilnyj-vybor-stabilizatora-naprjazhenija-dlja.html – це прилад, який призначений для захисту під’єднаних до нього пристроїв (побутової техніки, комп’ютерів, серверів, медичних приладів, промислового устаткування тощо) від можливих ушкоджень, що можуть бути спричинені коливаннями напруги в мережі, та забезпечення цих пристроїв електроживленням, що має постійний і стабільний рівень напруги. Іншими словами, у разі зміни напруги в мережі (наприклад, різких стрибків, спричинених аварійним вимкненням/вмиканням електрики), стабілізатор напруги автоматично коригує вихідну напругу.

Принцип та етапи роботи стабілізатора напруги

• Вимірювання вхідної напруги. СН безперервно вимірює вхідну напругу від джерела електроживлення;
• Порівняння із заданим значенням. Внутрішній контролер приладу порівнює вхідну напругу із заданим бажаним рівнем напруги (стандартною напругою для даної електромережі);
• Регулювання напруги. Якщо виміряна вхідна напруга відрізняється від бажаної, стабілізатор починає регулювати вихідну напругу. Це досягається за допомогою автоматичного управління, що використовує компоненти, такі як трансформатори, стабілітрони, тиристори та інші;
• Корекція вихідної напруги. Стабілізатор напруги коригує вихідну напругу таким чином, http://killgurubecomeguru.org/ щоб вона відповідала заданому рівню. Якщо вхідна напруга знижується, стабілізатор підвищує вихідну напругу, і навпаки;
• Підтримка стабільності. СН безперервно стежить за змінами вхідної напруги та коригує вихідну напругу, щоб вона залишалася постійною і стабільною.

Конструкція стабілізатора напруги

Практично всі типи цих приладів складаються з таких основних компонентів, як:

• Датчик напруги  –  контролює поточну напругу в мережі, даючи змогу приладу своєчасно реагувати на зміни напруги в мережі;
• Автотрансформатор (або інший електричний, електромеханічний чи електронний механізм, який виконує те саме завдання, що й автотрасформатор)  –  регулює (змінює) вхідну напругу, забезпечує її первинну стабілізацію;
• Стабілізаційна схема  –  регулює вихідну напругу. Може бути виготовлена з використанням реле, тиристорів, інверторів та інших елементів;
• Підсилювальна схема  –  підтримує стабільність вихідної напруги, коригуючи її залежно від вхідної напруги мережі.

Типи стабілізаторів напруги

Пристрій конкретного стабілізатора напруги залежить від його типу. На сьогодні виділяють п’ять основних типів цих приладів:

• Інверторні (їх також називають безступінчатими);
• Релейні;
• Симісторні (тиристорні);
• Ферорезонансні;
• Електромеханічні.

Розглянемо конструкцію і принцип дії стабілізаторів напруги трьох типів: симісторного (тиристорного), інверторного і релейного.

1. Симісторні (тиристорні) стабілізатори напруги

Цей тип стабілізаторів використовують тиристори (особливі напівпровідникові пристрої) для управління потоком електричного струму і підтримки стабільної напруги. Ось основні компоненти та їхні функції в тиристорному стабілізаторі напруги:

• Тиристори  –  це напівпровідникові прилади, виготовлені на основі монокристала напівпровідника з кількома p – n – переходами. Вони мають два стійкі стани: “закритий” стан із низькою провідністю та “відкритий” стан із високою провідністю. Це дає змогу тиристорам виконувати роль електронних ключів для регулювання вихідної напруги. За необхідності підтримки заданої напруги тиристори переходять у “відкритий” стан, забезпечуючи високу провідність і даючи змогу пропустити більше електричного струму. Коли потрібно зменшити напругу, вони переходять у “закритий” стан, що обмежує струм. Таким чином, шляхом управління процесом відкриття і закриття тиристорів стабілізатори напруги можуть регулювати вихідну напругу, підтримуючи її на заданому рівні;
• Трансформатор  –  служить для зміни вихідної напруги. Трансформатор також може забезпечувати гальванічну ізоляцію між входом і виходом, що сприяє безпеці та знижує вплив перешкод;
• Керуюча електроніка (мікроконтролери)  –  використовується для моніторингу вхідної напруги, контролю тиристорів і забезпечення стабілізації вихідної напруги. Мікроконтролери реагують на зміни вхідної напруги та керують відкриттям і закриттям тиристорів;
• Датчики напруги і струму  –  застосовуються для контролю стану електричного кола і вихідної напруги. Ці дані передаються керуючій електроніці для корекції роботи тиристорів;
• Фільтри і згладжувальні компоненти  –  слугують для зниження перешкод і шумів у вихідній напрузі, роблячи її більш стабільною і чистою для підключених пристроїв.

Тиристорні стабілізатори здатні забезпечувати стабільну напругу в ситуаціях з великими коливаннями вхідної напруги.

Приклад тиристорного стабілізатора напруги

До тиристорних стабілізаторів належить, наприклад, модель ЕЛЕКС АМПЕР У 12 – 1/40А (9000) v2.1, з характеристиками якої можна ознайомитися, пройшовши за посиланням: https://stabilizatori.com/stabilizator-naprjazhenija-eleks-amper-12-1-40a-9000-v2-0 Це потужний стабілізатор напруги, який має низку переваг, а саме:

• Висока потужність  –  9 кВА (7,2 кВт);
• Широкий діапазон вхідної напруги: верхній поріг  –  275 В, нижній поріг  –  145 В;
• Тиристорна технологія забезпечує точність стабілізації 3,5%;
• Кількість фаз  –  одна;
• Кількість ступенів регулювання  –  12;
• Захисні функції: оберігає обладнання від високої/низької напруги, перевантажень, коротких замикань, стрибків напруги.

Недоліки:

Основний недолік  –  це маса приладу, яка становить 20 кг.

2. Інверторні стабілізатори напруги

Вони забезпечують захист від перебоїв в електропостачанні та стрибків напруги в мережі шляхом автоматичного перемикання на живлення від акумуляторів та інвертування постійного струму назад у змінний. Головні компоненти та їхні функції в інверторному стабілізаторі напруги:

• Вхідний фільтр/регулятор напруги  –  забезпечує фільтрацію і стабілізацію вхідної напруги від електромережі, а також захищає обладнання від сплесків напруги і перешкод;
• Випрямляч  –  перетворює змінний струм від електромережі на постійний. Це робиться для зарядки акумуляторів, які використовуються в разі перебоїв в електропостачанні;
• Акумулятори  –  служать джерелом живлення в разі перебоїв в електропостачанні або перепадів напруги. Вони заряджаються, коли електромережа працює, і підтримують навантаження, коли мережу вимкнено;
• Інвертор  –  перетворює постійний струм з акумуляторів назад у змінний у разі вимкнення або падіння/зростання напруги в електромережі. Цей змінний струм має стабільну частоту й амплітуду. Інвертори також забезпечують регулювання вихідної напруги в широкому діапазоні;
• Автоматичний стабілізатор напруги. Деякі інверторні стабілізатори можуть також мати вбудований автоматичний стабілізатор напруги для корекції вхідної напруги перед її перетворенням акумуляторами та інвертором;
• Пристрій виявлення перебоїв в електропостачанні  –  у разі зниження/підвищення або відключення напруги від електромережі автоматично перемикає стабілізатор напруги на живлення від акумуляторів, після чого починає інвертуватися струм;
• Керувальна електроніка та мікроконтролер  –  координують роботу всіх компонентів, контролюють заряд акумуляторів, моніторять стан електромережі та акумуляторів, а також забезпечують плавний перехід між режимами роботи.

Інверторні стабілізатори напруги зазвичай використовують для забезпечення безперервної роботи чутливого до перепадів напруги обладнання, такого як комп’ютери, сервери, moodle.spice-training.com медичні пристрої та інші пристрої.Релейні стабілізатори напруги

3. Релейні стабілізатори напруги

Цей тип стабілізаторів напруги найпростіший порівняно з переліченими вище. У ньому використовується механічні реле і автотрансформатори для підтримки стабільної напруги. Основні компоненти та їхні функції в релейному стабілізаторі напруги:

• Автотрансформатор. Має загальну обмотку для вхідної та вихідної напруги, а також кілька тапів (виводів), які використовуються для різних рівнів напруги. Шляхом зміни тапа автотрансформатора можна регулювати вихідну напругу;
• Реле  –  використовується для автоматичного перемикання між різними тапами автотрансформатора залежно від змін вхідної напруги. Коли вхідна напруга змінюється, реле перемикається на відповідний тап, щоб підтримувати стабільну вихідну напругу;
• Стабілітрони та діоди  –  застосовуються для додаткового захисту та стабілізації напруги;
• Датчик напруги  –  моніторить вхідну напругу і визначає, коли потрібно зробити перемикання на інший тап автотрансформатора для підтримки стабільної вихідної напруги;
• Керуюча електроніка  –  автоматично керує перемиканням тапів автотрансформатора на основі моніторингу вхідної напруги.

Релейні стабілізатори, незважаючи на те, що вони менш складні, ніж інверторні та симісторні (тиристорні), здатні забезпечувати базову стабілізацію напруги і захист підключених пристроїв від перебоїв напруги. Релейні стабілізатори напруги застосовують зазвичай у ситуаціях, де потрібна відносно невисока точність стабілізації напруги, і коли складніші стабілізатори можуть виявитися нерентабельними.