Стабилизаторы напряжения сети:
Принципы действия распостраненых стабилизаторов:
1 электромеханический: трансформатор сделан тороидальный, типа Латр, по обмотке движется щетка с помощью электродвигателя и редуктора, есть плата управления, которая выдает напряжение на двигатель приводящий в движение щетку.
При пониженом напряжении сети щетка двигается в одну сторону, при повышеном в другую. Напряжение сети входное подается через эту щетку, стабилизированое напряжение снимается с обмоток трансформатора. В настоящее время ставиться один трансформатор в стабилизаторе, ранее использовалось два трансформатора, второй был вольтодобавочный и получал питание от первого, первый подавал питание на второй. Щетка двигалась по первому, второй, вольдобавочный обычный тор без щетки и без электропривода. В более мощных 8 и более киловаттных используется 2 щетки включенных в параллель через небольшой согласующий трансформатор.
Достоинство этого типа стабилизатора : плавность регулирования, достаточная точность, отсутствие бросков напряжений на нагрузке в процессе регулирования и бросков токов.
Недостаток: малая скорость регулирования, инерционность, не отслеживает быстрые скачки напряжения сети.
Например в сети упало напряжение до 180 вольт на некоторое время, например включили сварку соседи. Стабилизатор отследил падение и поднял напряжение на выходе до 220 вольт. "Вдруг" сосед перестал варить и напряжение резко поднялось до 220 вольт на входе стабилизатора. Стабилизатор инерционен и выдал 260 вольт на выход кратковременно, а потом отследил и выровнял до 220 вольт. Однако этого скачка может хватить для выхода аппаратуры из строя которая подключена к стабилизатору.
К недостаткам можно отнести сравнительно малую надежность двигателя, редуктора, щетки, подгорание контактов и образование дуги, которая выжигает трансформатор. Если отказал двигатель или редуктор стабилизатор не будет отслеживать напряжение сети, будет выдавать с тем коэффициентом трансформации который был до этого. В схеме есть защитное реле которое отключит нагрузку при этом, однако сам трансформатор под напряжением и может войти в насыщение магнитопровод, резко увеличиться ток холостого хода и трансформатор может выгореть при этом. Нужна схема контроля и защитного отключения в этом случае, однако изготовители не предусматривают с целью уменьшения себестоимости изделия, а надо бы.
Тем не менее стабилизаторы этого типа благополучно работают там где нет скачков напряжения сети, а только плавное изменение и способны питать нагрузку без скачков, плавно регулируя напряжение с достаточно большой точностью, обычно +- 2 вольта.
Следующий тип - релейный.
Принцип действия переключение отводов трансформатора с помощью контактов реле.
Достоинство: скорость переключения выше по сравнению с электромеханическим. Отсутвие щетки, редуктора и электродвигателя, за счет этого более надежный. Недостаток: грубая регулировка с бросками напряжений, провалами в момент переключений, малопозиционный, обычно 6-8 позиций, точность регулирования примерно +-20 вольт, дает броски тока при переключениях. Пригоден для питание некритичной нагрузки. Подгорание контактов реле при недостаточных искрогасящих цепочках. Однако если доработать его: увеличить количество позиций, убрать всплески токов и провалы напряжения, то качество регулирование будет соизмеримо с электромеханикой, плюс быстрота и надежность, но при этом возрастет цена примерно на 20-30 %.
Следующий тип тиристорный или симмисторный. Также переключаются отводы трансформатора, но вместо реле используются тиристоры или симмисторы. Как правило используется 2 трансформатора в стабилизаторе: регулировочный и вольтдобавочный.
Достоинство: быстрота и точность регулирования напряжения сети. Недостатки: возможен выход из строя тиристоров или симмисторов при коротком замыкании в нагрузке. Возможна нестабильная работа если нагрузка имеет несинусоидальное потребление тока или большая реактивная составляющая тока или же броски пускового тока значительны.
Достаточно большая стоимость стабилизаторов этого типа. Однако сейчас используются достаточно и расширяется их использование в "народном хозяйстве".
При выборе стабилизатора необходимо знать состояние сети, как меняется напряжение сети, знать мощность нагрузки и ее характер, потребление тока и форму тока нагрузки, пусковые токи, требование потребителей к стабильности напряжения сети.
Исходя из этого принимается решение о выборе типа стабилизатора.