Тиристорный стабилизатор напряжения принцип работы

Тиристорные стабилизаторы

Тиристорные стабилизаторы напряжения дороже релейных и сервоприводных, но при этом набирают все большую популярность, в чем их плюсы разберемся вместе со СтабЭксперт.ру.

Принцип работы

Тиристорные стабилизаторы работают по тому же ступенчатому принципу, что и релейные, рассмотренные ранее. Отличие заключается в том, что роль контактов электромеханических реле играют электронные управляемые ключи — тиристоры.

Тиристор представляет собой полупроводниковый прибор, имеющий три электрода — анод, катод и электрод управления. И в зависимости от наличия сигнала управления, он может находиться в закрытом или открытом состоянии. Проводимость в данной схеме имеет односторонний характер. В открытом состоянии движение электрического тока происходит от анода к катоду. Для использования этих электронных ключей в схемах переменного тока обычно поступают следующим образом. Два тиристора соединяют по так называемой встречно-параллельной схеме, то есть, анод одного прибора соединяют с катодом другого и наоборот.

В результате получается комбинированный ключ, обеспечивающий проводимость в обоих направлениях. Аналогично релейным приборам, каждый тиристорный ключ управляет только одной отпайкой вторичной обмотки автотрансформатора и одновременное открытие нескольких ключей не допускается.

Управление тиристорными ключами осуществляется электронным блоком. Алгоритм работы системы управления аналогичен тому, что применяется в релейных стабилизаторах. Система осуществляет постоянный контроль уровня напряжения и при его отклонении подаёт сигнал на открывание соответствующего ключа.

Топ-3 популярных марок

Плюсы и минусы

Тиристорные стабилизаторы напряжения обладают рядом преимуществ по сравнению с устройствами релейного типа, основными из которых являются:

  • более высокая скорость переключения ступеней, т.е. тиристоров по сравнению с электромеханическими реле. Благодаря этому качеству тиристорные приборы быстрее реагируют на изменение напряжения;
  • стабилизаторы с электронными ключами не имеют механических контактов и движущихся частей, что обеспечивает их бОльшую искробезопасность (не абсолютную!) и более длительный эксплуатационный ресурс.

Общим недостатком всех регуляторов ступенчатого типа, переключающих отводы вторичной обмотки автотрансформатора (и релейных в том числе), является неизбежность наличия определённой погрешности регулирования. Проблема заключается в следующем. СтабЭксперт.ру напоминает, что проектировщики при создании оборудования этого типа всегда ищут компромисс между пределами регулирования напряжения и погрешностью этого самого регулирования.

Предел регулирования зависит от количества витков между крайними выводами обмотки, подключаемыми к нагрузке контактами реле или электронными ключами. Точность же стабилизации определяется числом витков одной секции, составляющей ступень регулирования. Таким образом, при большом диапазоне регулирования получить низкую погрешность можно, если разделить этот диапазон на большое количество ступеней с малым числом витков. Однако стабилизатор с большим числом отводов обмотки автотрансформатора и ключевых элементов становится тяжёлым, громоздким и дорогим.

Для дома

Нужно понимать, что для дома даже погрешность релейных моделей в 8-10% является приемлемой и большинство приборов «переваривают» такие отклонения спокойно. У тиристорных точность работы выше, она обычно 3-5%, казалось бы, зачем это в быту? Но наряду с этим они реагирует быстрее, как писали ранее и перегрузки, в моменте, терпят гораздо бОльшие, а это важно при пусковых токах насосов, станков и пр. Ну и дорогая аудио- и видео-техника тяготеет к хорошему питанию.

Пример

В качестве примера, рассмотрим стабилизаторы от одного производителя: тиристорные Энергия Classic и Энергия Ultra имеют точность работы 5 и 3% соответственно, а перегрузку терпят в 180%. Представители релейного сегмента Энергия Voltron работают с точностью 5% и способны вытерпеть кратковременную перегрузку в 110%.

Тиристорные трехфазные стабилизаторы

Тиристорные стабилизаторы, на данный момент, выпускают только однофазные, но для сети 380 В приобретается модульный комплект из 3-х однофазных приборов, а если появляется прибор требующий ровно 380 В, то докупается блок контроля сети.

Тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения: в чем отличие?

Эти два типа стабилизаторов напряжения относятся к электронным приборам. В них отсутствуют любые механические и электромеханические устройства. Они собраны полностью на полупроводниковых элементах, отличаются бесшумностью, высокой скоростью реакции на изменение напряжения и надёжностью. Такие стабилизаторы широко применяются в быту и на производстве.

Содержание:

Принцип работы электронных стабилизаторов

Принцип работы электронных стабилизаторов этого типа можно сравнить с принципом работы полупроводникового стабилизатора. В основе конструкции лежит использование мощного силового трансформатора. Только роль элементов переключающих его обмотки выполняют не электромагнитные реле, а мощные полупроводниковые ключи, собранные на тиристорах или симисторах.

Большое количество тиристорных стабилизаторов представлено на сайте официального партнера компании Энергия — ВольтМаркет.ру.

Если вы хотите приобрести симисторный стабилизатор, тогда посмотрите варианты на сайте компании по этой ссылке.

Поскольку все жилые дома, а также офисы и большинство общественных учреждений питаются по двухпроводной линии, состоящей из одной фазы и нуля, то для питания различных технических устройств используется однофазный тиристорный стабилизатор напряжения. Стабилизатор напряжения состоит из следующих элементов:

  • Входной фильтр напряжения сети;
  • Плата управления и контроля;
  • Трансформатор;
  • Силовые ключи;
  • Устройство индикации.

Очень часто в линиях электропитания переменного тока могут наводиться импульсные высокочастотные помехи, а так же короткие (5-15 мск) выбросы напряжения. Всё это может привести к нарушениям в работе электронной техники, поэтому напряжение на входе стабилизатора проходит через фильтр. Он собран на дросселях, выполненных на ферритовых кольцах и конденсаторах. Такой L/C фильтр препятствует проникновению на вход стабилизатора напряжения сетевых наводок.

Силовой трансформатор имеет секционированную вторичную обмотку, что позволяет менять коэффициент трансформации в ступенчатом режиме, и, следовательно, управлять величиной выходного напряжения. Однофазный симисторный стабилизатор напряжения собран по аналогичной схеме, а вся разница между этими стабилизаторами заключается в типе полупроводниковых ключей.

Плата управления и контроля постоянно анализирует величину напряжения сети и при её отклонении в любую сторону, с помощью электронных ключей переключает секции вторичной обмотки, изменяя тем самым величину напряжения на выходе стабилизатора. Переключающими элементами являются тиристоры или симисторы.

Схема симисторного стабилизатора напряжения может иметь до 15 переключаемых ступеней, что обеспечивает высокую точность установки напряжения на выходе. Для питания платы управления и контроля в схеме стабилизатора предусмотрен дополнительный трансформатор и выпрямитель.

Для удобства пользователей, стабилизаторы напряжения оборудованы светодиодной индикацией режимов работы:

  • «Сеть»;
  • «Нагрузка»;
  • «Перегрузка»;
  • «U вх. min»;
  • «U вх.max».

Кроме этого стабилизатор может иметь цифровой дисплей, на который выводятся данные о напряжении на входе, на выходе и частота сети переменного тока.

Большое количество тиристорных стабилизаторов представлено на сайте официального партнера компании Энергия — ВольтМаркет.ру.

Если вы хотите приобрести симисторный стабилизатор, тогда посмотрите варианты на сайте компании по этой ссылке.

Тиристорный стабилизатор

Тиристорный стабилизатор напряжения представляет собой трансформаторное устройство, в котором выравнивание напряжения осуществляется с помощью переключения обмоток силового трансформатора с помощью электронных ключей. Тиристор – это полупроводниковый прибор являющийся аналогом электромагнитного реле. Он имеет анод, катод и управляющий электрод.

Поскольку тиристор проводит ток только в одном направлении, то для работы в цепях переменного тока применяется встречно-параллельное соединение тиристоров. Следовательно, один ключ, подключающий часть обмотки трансформатора, будет состоять из двух тиристоров.

Тиристорный стабилизатор может обеспечить достаточно большую точность установки напряжения. Это достигается увеличением числа переключающих ступеней. Практические схемы электронных стабилизаторов на тиристорах могут обеспечить точность стабилизации порядка 3-5%.

Стабилизатор такого типа обладает следующими положительными качествами:

  • Высокая скорость стабилизации;
  • Хорошая защита от внешних помех;
  • Большой диапазон регулировки;
  • Высокая надёжность устройства.

При своих достоинствах, тиристорный стабилизатор напряжения имеет определённые недостатки, которые заметно ограничивают его сферу применения.

Большой выбор тиристорных стабилизаторов напряжения отечественного производства смотрите на сайте официального представителя компании Энергия по этой ссылке.

Отрицательные стороны:

  • Ограничение работы с реактивными нагрузками;
  • Потеря мощности при заниженных входных напряжениях;
  • Высокая стоимость;
  • Сложный ремонт.

Дело в том, что стабилизаторы напряжения собранные на тиристорах выдают на выходе форму напряжения далёкую от синусоидальной. Она может иметь форму трапеции или меандра. Питание электродвигателей от такого стабилизатора, особенно асинхронного типа, может привести к выходу мотора из строя. Существуют модели стабилизаторов, которые выдают нормальную форму напряжения на выходе, но такие устройства имеют сложную электронную схему и стоят заметно дороже. В связи с этим сфера применения данных стабилизаторов уже ограничивается, их нельзя будет использовать в качестве стабилизаторов для циркуляционных насосов в системах отопления, скважинах, и т. д.

Читайте также  Удлинитель с предохранителем от скачков напряжения

Тиристорный стабилизатор напряжения при работе сам является источником помех, поэтому к нему не рекомендуется подключать измерительную аппаратуру высокой точности.

Симисторный стабилизатор

В этом устройстве в качестве электронных ключей, управляющих переключением секций силового трансформатора, используются симисторы. Это полупроводниковые приборы, объединяющие в одном корпусе два тиристора. Симистор, или симметричный тиристор, проводит ток в двух направлениях, поэтому силовой ключ выполнен на одном полупроводниковом приборе.

Симисторный стабилизатор напряжения имеет ряд недостатков по сравнению с тиристорными устройствами. Стабилизатор очень критичен к выбросам напряжения при работе с индуктивной нагрузкой. Вместе с тем он обеспечивает высокую точность регулирования.

Если вы хотите приобрести симисторный стабилизатор, тогда посмотрите варианты на сайте официального представителя компании Энергия по этой ссылке.

В отличие от электромагнитных реле, симисторы переключаются за короткий промежуток времени, а отсутствие контактов и других механических элементов делает такие стабилизаторы очень надёжными. Мощные электронные ключи сильно нагреваются в процессе работы, поэтому симисторы монтируются на радиаторы, что увеличивает габариты прибора. Для лучшего охлаждения электронных компонентов симисторный стабилизатор напряжения оборудуется вентилятором.

Мощный электронный стабилизатор

Одним из лидеров в производстве энергетических систем является компания «Энергия», она применяет в своих разработках инновационные технологии, что позволяет свести до минимума некоторые недостатки тиристорных стабилизаторов напряжения.

Однофазный тиристорный стабилизатор «Энергия Classic 12 000» представляет собой современное и надёжное устройство с высокими параметрами. Устройство работает в интервале входных напряжений от 125 до 254 вольт. Предельно допустимые величины могут составлять 60 вольт по минимуму и 265 вольт по максимуму. Стабилизатор имеет переключающую схему на 12 ступеней, выполненную на мощных тиристорах. Время переключения не превышает 20 мс.

Этот, и большое количество других тиристорных стабилизаторов представлено на сайте официального партнера компании Энергия — ВольтМаркет.ру.

Если вы хотите приобрести симисторный стабилизатор, тогда посмотрите варианты на сайте компании по этой ссылке.

Стабилизатор имеет защиту от пониженного напряжения, повышенного напряжения и перегрузки. При температуре силового трансформатора свыше 120°C так же срабатывает защита и стабилизатор отключается. Допустимая кратковременная перегрузка до 180%, может составлять 0,3 секунды. Входной фильтр подавляет все виды высокочастотных и импульсных помех. При питании нагрузки с нормальным напряжением сети используется система «байпас». Данный стабилизатор компании Энергия рассчитан на эксплуатацию в отапливаемом помещении с уровнем влажности не более 80%.

Тиристорный стабилизатор — плюсы и минусы устройства

Содержание статьи (ссылки кликабельны):

Использование различных электроприборов является одним из обязательных условий нашей жизни. Каждый из таких приборов предназначен для выполнения определенной функции, и осуществляя ее, упрощает и совершенствует нашу жизнь.

Однако всегда есть явление, которое создает препятствия в работе электрических приборов. Этим явлением являются перепады напряжения в линиях электропередач.

Такие перепады являются весьма неприятными для наших электроприборов, поскольку большой скачок тока в лучшем случае ухудшает качество их работы, а в худшем случае вызывает фатальные последствия для отдельных компонентов электроприборов.

Для того, чтобы такой скачок не мог повлиять на работу, а также на состояние наших электроприборов, необходимо использовать стабилизатор напряжения. Сегодня есть много видов стабилизаторов, однако наибольшей эффективностью могут похвастаться тиристорные стабилизаторы.

Эти стабилизаторы обеспечивают плавное выравнивание напряжения и по принципу работы являются похожими на релейные приборы. Главная особенность, которая отличает их от всех стабилизаторов, состоит в наличии тиристорных ключей. Эти ключи являются полупроводниками.

Внутреннее устройство

Для того чтобы понять, что представляет собой и каким образом работает этот стабилизатор, рассмотрим его устройство и опишем особенности работы его составных элементов.

Итак, сняв верхнюю крышку корпуса таких стабилизационных приборов, мы можем увидеть:

  1. Автоматический трансформатор.
  2. Электронные схемы, которые вместе образуют механизм управления.
  3. Собственно тиристорные ключи.
  4. А также различные светодиодные индикаторы.

Как работает трансформатор

Как и в большинстве стабилизаторов напряжения, так и в приборе нашего типа главным элементом является автоматический трансформатор. Именно он осуществляет процесс нормализации тока.

Схема работы простейшего трансформатора

Для того, чтобы понять, каким образом трансформатор тиристорного стабилизатора стабилизирует ток, рассмотрим его строение. Этот главный элемент тиристорных приборов состоит из двух обмоток, а именно первичной и вторичной.

На первичную поступает входной ток. Далее этот ток проходит на вторичную обмотку и из нее попадает в любой электроприбор.

Обе обмотки представляют собой определенное количество витков проволоки. Количество витков на каждой из них может быть разным.

Рассмотрим работу обмоток на примере. Будем считать, что количество витков в обеих обмотках является равным 20. Если ток с напряжением в 200 вольт пройдет через 20 витков первичной обмотки и 20 витков вторичной обмотки, то на выходе он будет иметь такое же напряжение.

В том случае, когда он пройдет через 20 витков первой обмотки и 10 витков вторичной обмотки, напряжение на выходе будет не 200, а 100 вольт. Таким образом происходит уменьшение напряжения.

Для того, чтобы увеличить напряжение (в нашем случае 200 вольт до 220), нужно подключить еще один виток второй обмотки, т.е. ток должен проходить через 21 виток (в нашем примере это невозможно, поскольку вторая обмотка имеет только 20 витков). Таковым является общий принцип работы трансформатора.

На практике каждая обмотка имеет сотни витков. При этом максимальное количество витков во второй обмотке должно быть большим, чем количество витков в первой обмотке. Надобность этого отчетливо видна на вышеуказанном примере.

В вас может возникнуть вопрос, каким же образом можно подключать то или иное количество витков? Для того, чтобы можно было подключать определенное количество витков, производитель делает выводы от определенного витка второй обмотки.

Количество этих выводов может быть разным. Собственно на конце каждого такого вывода и находятся тиристоры. Они и осуществляют подключение определенного количества витков.

В результате получается так, что, когда нужно повысить напряжение, происходит подключение дополнительного количества витков. Когда стабилизатор напряжения, который относится к тиристорному типу, должен снизить напряжение, происходит отключение определенного количества витков.

Стоит обратить внимание на тот факт, что все витки являются как бы поделенными на группы. Подсоединение каждой из группы осуществляется через выводы.

Грубо говоря, если количество витков равно цифре 100 и выводов пять, то подключение одного вывода означает, что ток проходит через 20 витков. В данном случае напряжение изменится на определенную фиксированную величину, то есть на определенную степень. Собственно такое изменение напряжения и называется ступенчатой стабилизацией.

На практике в некоторых стабилизаторах подключение одного определенного количества витков приводит к увеличению или уменьшению напряжения на 15-20 вольт. Чем больше выводов (то есть в отдельной группе становится меньше витков), тем на меньшую величину изменяется выходное напряжение при подключении одного вывода.

Подытоживая, отметим, что при росте/падении напряжения на входе происходит отключение/подключение определенного вывода второй обмотки благодаря работе тиристоров. Между переключениями обмоток наблюдается интересный факт: насколько меняется ток на входе, настолько же он меняется на выходе.

На практике выглядит так: на входе есть напряжение в 180 вольт и на выходе обеспечивается 220. Когда напряжение растет, например до 185, на выходе напряжение возрастает до 225-ти.

Далее происходит переключение обмотки и на выходе снова становится 220. Конечно, величина изменений выходного тока определяется особенностями различных моделей тиристорных стабилизаторов напряжения, которые используются дома.

Читайте также  Тиристорный стабилизатор напряжения 220в для дома

Для этих стабилизаторов она может колебаться от 2 до 10 вольт.

Полезный совет: при переключении тиристоров можно будет заметить небольшое мерцание ламп накаливания. Данный факт является следствием вышеописанного процесса выравнивания тока и он не означает, что тиристорный стабилизатор сломался. Это стандартный режим его работы.
В общем, тиристорные стабилизаторы обеспечивают уровень выходного напряжения, который колеблется в пределах 214-226 вольт. Это является высоким показателем их работы.

Особенности работы тиристоров

Как уже отмечалось, главным отличием тиристорного стабилизатора напряжения от других приборов для стабилизации напряжения является наличие в его схеме тиристорных ключей. Их работа также сопровождается определенными особенностями.

Их включение/выключение может приводить к искажению синусоидальной формы тока. Учитывая это, микроконтроллер должен включать/выключать любой тиристор, когда ток находится в нулевой точке синусоиды.

Для осуществления этого алгоритм электронной схемы предусматривает проведение измерения напряжения в несколько десятков раз и определение момента включения тиристора. Сам процесс занимает не более одной микросекунды, поэтому он никоим образом не приводит к долгому выравниванию тока.

Также в это же время процессор определяет, является ли включенным, или выключенным тиристор, чтобы затем дать правильную команду.

Примечательным фактом является то, что тиристоры боятся перегрузки и во время таких ситуаций они перегорают. Для устранения такого сценария при появлении чрезмерной нагрузки микроконтроллер дает команду на выключение тока, то есть отключение стабилизатора.

Еще одна особенность кроется в том, что во время своей работы тиристоры сильно греются. Учитывая это, производители обязаны ставить радиаторы для охлаждения.

Такие особенности работы тиристоров и трансформатора приводят к тому, что тиристорные приборы должны обладать мощными электронными схемами.

Типы тиристорных стабилизаторов

Сегодня на рынке можно увидеть одно- и двухкаскадные тиристорные стабилизаторы напряжения. Однокаскадным стабилизатором является такой, который регулирует напряжение в один этап.

Двухкаскадные проводят нормализацию тока в два этапа. В течение первого происходит грубое выравнивание. На втором этапе выходной ток получает идеальные характеристики.

Двухкаскадная система регулирования позволяет использовать тиристоры с большей эффективностью, поскольку растет количество комбинаций их включения. Так, если на обоих каскадах находятся по четыре тиристоры, то их можно включать шестнадцатью способами.

Конечно, с ростом количества тиристоров на каскадах, растет количество их способов включения.

Двухкаскадный способ регулирования тока является несколько медленным однокаскадного. Он занимает до 20 миллисекунд, тогда как 1-каскадный длится 10 миллисекунд.

Преимущества и недостатки

Итак, зная детальное строение и особенности работы тиристорного стабилизатора можно определить, какими достоинствами и недостатками он обладает.
К преимуществам относятся:

  1. Отсутствие шума при нормализации тока.
  2. Один тиристор может сработать более 1 млрд. раз, что является очень высоким показателем.
  3. Во время размыкания не образуется дуговой разряд.
  4. Небольшой уровень энергопотребления.
  5. Небольшие габариты.
  6. Высокая скорость выравнивания напряжения.
  7. Высокий уровень точности нормализации напряжения (до ± 3 процентов).
  8. Возможность работы при очень низких или высоких уровнях напряжения (120-300 вольт).

Что касается недостатков тиристорного стабилизатора, то они кроются:

  • в ступенчатом способе стабилизации тока;
  • в микрокотроллерном управлении. Его осуществляет электронная схема, которая является аналогом процессора компьютера. Соответственно она также требует стабильного тока и может «подвисать»;
  • в высокой цене (она является следствием дорогих тиристоров и электронных схем управления).

Как подключить?

Использование тиристорных стабилизаторов напряжения в доме позволит уберечь технику от изменений тока в течение многих лет. Однако перед использованием его нужно подключить.

В зависимости от назначения тиристорные стабилизаторы могут подключаться после счетчика и распределительного щитка (то есть будут подавать стабильный ток на весь дом), или же перед отдельным прибором.

В первом случае тиристорные приборы имеют большую мощность и их подключают через клеммы. В этом случае к клеммам подключаются входные, выходные провода, а также заземляющий. При подключении как входящих, так и выходных проводов соблюдается правило: к фазной клемме подсоединяют фазный кабель, к нулевой — нулевой кабель. Также необходимым условием является осуществление заземления.

Большинство моделей, которые предназначены для подачи питания для одного прибора, имеют кабель и розетки. Благодаря кабелю стабилизатор подключается к сети. Далее к розетке, расположенной на нем, подсоединяют вилки кабелей подключаемых приборов.

Полезный совет: для того, чтобы заземлить такой тиристорный стабилизатор, вилку его кабеля всего-то нужно вставить в трехполюсную розетку.

Условия эксплуатации

Тиристорные стабилизаторы выгодны не только тем, что не создают шума, но и тем, что являются неприхотливыми к окружающим условиям. Так, многие модели могут работать в условиях, когда температура воздуха превышает -40 градусов Цельсия и является меньшей +40 градусов Цельсия.

Полезный совет: будет лучше, если тиристорный стабилизатор не использовать при морозной температуре, даже если он может работать в таких условиях. Идеальной температурой для работы будет такая, которая превышает +5 градусов Цельсия.

Тиристорный стабилизатор может отлично работать в помещении, уровень влажности в котором не является большим 80-ти процентов. Некоторые производители предлагают стабилизаторы с устойчивостью к высшим уровням влажности. Однако их делают на заказ.

Конечно, близ тиристорного устройства не должно находиться легковоспламеняющихся предметы, а также вокруг него должно быть пространство в как минимум пять сантиметров.

Техобслуживание сводится к очистке вентиляционных отверстий и проверке качества крепления входных и выходных проводов.

Симисторные и тиристорные стабилизаторы напряжения: что выбрать?

Основу современных стабилизаторов напряжения составляет автоматический трансформатор. Управление нагрузкой, подаваемой на его обмотки с целью нормализации выходных параметров тока, осуществляется релейным, сервоприводным или электронным методом. Последний обеспечивает бесшумность, малую инерционность и наиболее высокую точность стабилизации.

При этом устройство почти не нуждается в обслуживании и способно служить на протяжении более 15 лет. В результате спрос на электронные устройства растёт не по дням, а по часам, несмотря на по-прежнему высокую стоимость.

Работает стабилизатор напряжения электронного типа по принципу, схожему с принципом действия электромеханических и релейных устройств.

Помимо автоматического трансформатора схема такого оборудования включает:

  • Электронную схему управления;
  • Частотные фильтры;
  • Датчики рабочих параметров системы;
  • Электронные силовые ключи (симисторы или тиристоры).

Тип электронных ключей, которые осуществляют переподключение витков обмоток трансформатора в процессе нормализации параметров выходного тока, определяет категорию устройства стабилизации напряжения и, соответственно, его конструктивные и функциональные особенности.

Главные отличия и потребительские качества

Симисторы и тиристоры – полупроводниковые приборы, характеристики которых определяются наличием в пластине полупроводника слоёв с различными показателями проводимости. Принципиальное различие между этими двумя видами электронных ключей состоит в том, что тиристоры пропускают ток в одном направлении, а симисторы делают это в обе стороны.

Таким образом, 1 симистор заменяет тиристорную пару с подключением элементов по встречно-параллельному принципу. Это значит, что схема симисторного стабилизатора напряжения в плане проектирования менее затратная.

Кроме того, этот тип электронных ключей обеспечивает наиболее высокие показатели быстродействия системы нормализации сетевых параметров тока. А это имеет ключевое значение при защите от аномалий входного и выходного тока мощных и высокочувствительных потребителей.

Равно как и симисторное оборудование, тиристорный стабилизатор напряжения работает под управлением микропроцессора. Последний обеспечивает высокую точность и скорость сравнения и обработки входных и выходных параметров тока. При этом все переподключения электронных ключей осуществляются только при условии прохождения синусоиды входного напряжения через нулевую отметку, что полностью исключает искажения сетевых параметров на выходе.

Если сравнивать тиристорный и симисторный стабилизатор напряжения, ключи последнего имеют существенный минус. Заключается он в малой устойчивости к резким всплескам или проседаниям входного тока, к примеру, прииндуктивном характере нагрузки. Поэтому надёжность симисторных стабилизаторов обеспечивает с помощью дополнительных мер защиты.

Большое количество тиристорных стабилизаторов представлено в ассортименте официального дилера компании Энергия.

Принцип работы, сильные и слабые стороны тиристорных стабилизаторов

Тиристорный стабилизатор напряжения функционирует следующим образом:

  1. При изменении входного тока фаза задержки (около 20 мс) используется для замера текущих параметров напряжения на входе;
  2. После сравнения реальных и требуемых токовых характеристик процессор даёт команду на выравнивание выходного напряжения;
  3. Если отклонения входного тока не вышли за допустимые рамки, стабилизатор выравнивает напряжение на выходе до номинального уровня 220В;
  4. При резких избыточных всплесках тока на входе система защиты устройства аварийно отключает питание;
  5. При проседаниях входного напряжения стабилизатор поднимает его значение на выходе настолько, насколько позволяет мощность трансформатора.
Читайте также  Как на мультиметре проверить напряжение 220 v?

Однофазный тиристорный стабилизатор напряжения регулирует выходное напряжение с помощью переподключения витков на обмотках дополнительного трансформатора. Таким же образом работает и трёхфазное оборудование, оснащённое системой синхронизации фазовых блоков.

К достоинствам тиристорных нормализаторов относят:

  • Бесшумность в работе;
  • Долговечность (1 тиристор обеспечивает более 1 млрд срабатываний);
  • Отсутствие дуговых разрядов при выравнивании выходного тока;
  • Низкое энергопотребление;
  • Компактные габариты;
  • Высокое быстродействие;
  • Небольшую погрешность нормализации (не более +/-3% от номинального значения);
  • Широкий диапазон параметров входного тока (в пределах 100-300 В).

Недостатки такого оборудования заключаются в:

  • Ступенчатой стабилизации выходного напряжения;
  • Необходимости перезагрузки устройства в случае «подвисания» электронной схемы;
  • Высокой стоимости.

Тиристорные устройства стабилизации обеспечивают выравнивание выходного тока в рамках 214-226 В, что является весьма высоким показателем. В то же время, они требуют надёжной защиты от перегрева и токовых перегрузок, что приводит к усложнению конструкции оборудования.

Симисторные стабилизаторы: основные плюсы и минусы

Симисторный стабилизатор напряжения работает по схожему принципу с тиристорным, но имеет ряд особенностей, которые нужно обязательно учитывать при выборе.

Во-первых, один симистор занимает площадь, достаточную для размещения 4-6 тиристоров. Как следствие растут габариты и вес всего устройства стабилизации.

Во-вторых, симисторы нагреваются куда сильнее тиристорных ключей, в частности, при возникновении пусковых токов, в несколько раз превышающих рабочие. Это повышает риск выхода из строя электронных ключей при дефиците запаса выходной мощности стабилизатора, который должен составлять как минимум 25% от номинальной потребляемой.

В-третьих, и трёхфазный, и однофазный симисторный стабилизатор напряжения в процессе работы образует кратковременные всплески и провалы нагрузки аналогично с релейными стабилизаторами. Поэтому чувствительные к помехам и аномалиям тока потребители, подключённые к такому нормализатору, должны дополнительно оснащаться элементами, позволяющими компенсировать отклонения параметров напряжения, К примеру, варисторами.

В-четвёртых, симисторные устройства стабилизации весьма сложны в управлении, которое реализуется посредством определённой программной прошивки контроллера. Последний при внештатных режимах работы, например, снижении качества охлаждения или длительных избыточных импульсов на входе может выйти из строя, равно как и прошивка может в любой момент «слететь». Замена схемы – занятие не из дешёвых, однако главную сложность представляет восстановление программы, поскольку производители редко распространяют её содержание.

К прочим недостаткам симисторного оборудования можно отнести:

  • Ступенчатость регулировки параметров тока на выходе, которую можно компенсировать только путём увеличения числа ступеней (определяется соотношением количества витков обмоток трансформатора к количеству электронных ключей);
  • Высокую стоимость;
  • Сложность настойки и обслуживания;
  • Трудоёмкость и сложность ремонта и замены комплектующих.

  • Высокое быстродействие системы — не более 10-20 мс, что составляет половину или всего одну фазу синусоиды нагрузки;
  • Полная бесшумность в работу;
  • Долговечность службы;
  • Высокий КПД.

Наконец, именно симисторные стабилизирующие аппараты обладают наилучшим соотношением надёжности в работе и стоимости, что и определяет их стремительно растущую популярность на рынке.

Дополнительные рекомендации по выбору

При выборе электронного стабилизатора напряжения крайне важно учитывать условия, в которых он будет эксплуатироваться. Например, тиристорное оборудование не может работать в помещениях с влажностью воздуха выше 80%, а симисторное часто нуждается в дополнительном охлаждении и защите от токовых аномалий.

В любом случае облегчить поиск модели, удовлетворяющей требования по защите конкретной электросети, позволит лишь внимательное изучение и сравнение характеристик представителей обеих категорий электронных стабилизаторов.

Тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения

Принципиальная разница между тиристорами и симисторами заключается в том, что тиристоры пропускают ток только в одну сторону, а симистор в обе. Поэтому для коммутации переменного напряжением требуется либо два тиристора (включенные встречно-параллельно) либо один симистор. Их применение в стабилизаторах в качестве силовых переключающих ключей даёт в основном только одни преимущества в сравнении с релейными или электромеханическими устройствами.

Однако тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения имеют один небольшой недостаток — это ступенчатая стабилизация. Правда, этот недостаток больше относится к принципу работы самого стабилизатора, нежели именно к тиристорам или симисторам. Например, при точности стабилизации 5% шаг напряжения на выходе составляет всего 11 вольт, что лишь немного заметно только на лампочках накаливания. При точности 3% и выше шаг напряжения уже совсем незначителен и составляет всего 6 вольт и менее.

Тиристорный стабилизатор напряжения

Характеризуется отличным быстродействием и высоким КПД, выдерживает большие токи и имеет достаточный запас по кратковременным перегрузкам. Наработка на отказ собственно самих тиристоров значительно превышает срок службы всего стабилизатора напряжения в целом.

Благодаря микропроцессорному управления и отработанным алгоритмам, тиристорный стабилизатор напряжения совершенно не искажает выходное напряжение, т.к. все переключения происходят только при прохождении синусоиды через «ноль». Он отличается низким уровнем собственного энергопотребления вследствие того, что нет никаких дополнительных внутренних потребителей в виде обмоток реле или серводвигателя.

Поэтому тиристорные стабилизаторы напряжения являются самым совершенным классом устройств стабилизации практически без каких либо недостатков и повсеместно применяются и в быту и на производстве. Некоторые производители по-умолчанию проводят их климатическую обработку, чтобы обеспечить работоспособность при низких температурах (-40. -40°С) в неотапливаемых помещениях. При этом стоимость возрастает лишь на несколько процентов, например, универсальный стабилизатор Lider PS10000W-50 на 10 кВА —
49 000 руб.

Симисторный стабилизатор напряжения

Симистор — это одна из разновидностей тиристора, и с точки зрения обычного пользователя симисторный стабилизатор напряжения полностью аналогичен тиристорному. Однако главным недостатком симистора является его низкая устойчивость к выбросам напряжения, например, при работе с индуктивной нагрузкой, и поэтому приходится предпринимать ряд дополнительных мер для обеспечения надёжности их работы.

Кроме вышесказанного в симисторных схемах управления при максимальных нагрузках необходимо тщательно контролировать и не допускать превышения тока и напряжение управляющего электрода, обеспечивать эффективное охлаждение корпуса прибора и учитывать рассеивание мощности.

Вследствие этих недостатков симисторные стабилизаторы напряжения ограничены в практическом применении, так как тиристорные более надёжны в работе и компактны в габаритах, например, один симистор занимает площадь 4-6 тиристоров. Справедливости ради надо отметить, что для управления симистором требуется менее сложная электронная схема, чем для тиристора, но это преимущество блекнет в сравнении с основным недостатком.

Заключение

В последннее время (начиная с 2015 года) тиристорные стабилизаторы наряжения уступают свои лидирующие позции инверторным моделям, которые работают по принципу двойного преобразования сетевого напряжения, поэтому не содержат массивных автотрасформаторов, более компактны и легки. Их широкий входной диапазон напряжения 90

310 вольт и точность его стабилизации на выходе в 2% заведомо лучше, чем у большинства тиристорых устройств.

Кроме этого, тиристорные стабилизаторы не улучшают форму напряжения, они только стабилизируют его амплитуду до 220 В ± погрешность. У инверторных моделей сетевое напряжение сначала выпрямляется, а затем инвертором преобразуется обратно в переменное, тем самым обеспечивается его идеальная синусоидальная форма. Это очень благоприятно сказывается на работе подключенных электроприборов. А мгновенная реакция на изменения сетевого напряжения (т.е. время быстродействия равно 0 мс) вообще кладёт на обе лопатки любые тиристорные модели.

К примеру, инверторный стабилизатор напряжения Штиль ИнСтаб IS5000 за
29 900 руб. находится вне конкуренции — его тиристорные аналоги по качеству и характеристикам стоят намного дороже. К тому же у него ещё и идеальное синусоидальное напряжение на выходе и мгновенная скорость реакции.

Практические рекомендации

Посмотрите каталоги тиристорных стабиилизаторов напряжения россйских производителей.

Посмотрите нашу ФОТОГАЛЕРЕЮ
установленных стабилизаторов напряжения!

Добавить комментарий