Kservistorg.ru

Все о бытовой технике
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Линейный регулятор напряжения

Линейный регулятор напряжения

Для подключения модулей к платформе нужно стабильное напряжение 5 или 3,3 вольта, но в большинстве случаев напряжение оказывается выше. Для того, чтобы всё работало правильно, напряжение нужно понизить и стабилизировать.

Линейный регулятор напряжения поможет получить нужные 3,3 В для питания управляющих платформ и модулей, а лишнюю мощность рассеять в виде тепла.

Стабилизаторы напряжения — типы, особенности, выбор

Электромеханический или электронный прибор, преобразующий на входе электрическую энергию и поддерживающий в сети напряжение в нужном диапазоне при достаточно больших отклонениях входного напряжения и тока нагрузки на выходе, — это стабилизатор напряжения.

Поскольку число электроприборов в домах быстро увеличивается в связи с новыми разработками и растущими потребностями хозяев, нагрузка на сети возрастает. Особенно это заметно за чертой города, в загородных коттеджах, на дачах, где перепады напряжения становятся неизбежными. При этом пострадать может совсем недешевая электроника, которую именно стабилизатор напряжения предохранит от выхода из строя. Лучшие автоматические приборы отрегулируют выходное напряжение до оптимальных значений без вмешательства человека.

Сетевые стабилизаторы подключаются к обычной розетке и контролируют отдельные устройства.

Магистральные — имеют мощность более 4 кВт и встраиваются непосредственно в электромагистраль, обеспечивая работу всех потребителей в доме, включая освещение.

Стабилизаторы при работе в бытовых условиях либо повышают, либо понижают напряжение до 220-230 В, либо отключают питание совсем в случае перепадов ниже 160 и выше 250 В.

Типы стабилизаторов напряжения

Проблема выбора стабилизатора для дома, прежде всего, решается изучением типов стабилизаторов, их особенностей и достоинств. Наиболее распространенные устройства:

  • релейные;
  • электромеханические;
  • электронные.

Релейные или «ступенчатые» стабилизаторы — это бытовые приборы, принцип работы которых построен на использовании силовых реле. Функционируя в автоматическом режиме, они переключают обмотки трансформатора. При анализе напряжения на входе и на выходе срабатывает определенное реле, понижающее напряжение или повышающее.

Фото релейного стабилизатора напряжения в разбореФото - Навесной релейный стабилизатор для дачи

К преимуществам такого стабилизатора можно отнести:

  • невысокую чувствительность к искажениям напряжения на входе;
  • значительный диапазон настройки входного напряжения;
  • бесшумную работу;
  • возможность выдерживать длительные перегрузки — 110% от номинала, а также двукратные кратковременные — до 4 сек;
  • работу при температуре окружающей среды от -20 + 40 о С;
  • небольшие габаритные размеры;
  • срок службы — до 10 лет.

Небольшим недостатком можно считать изменение освещенности в обычной лампочке накаливания при ступенчатой стабилизации.

Стоит отметить, что за последние годы появились новые релейные стабилизаторы с улучшенными характеристиками, которые выпускает российский производитель «Энергия». Это модели разной серии и мощности — на 5, 8, 10 кВт, а также мощные трехфазные «гибридные» — на 24-30 кВт, сочетающие в себе регулировку, как релейного типа, так и электромеханическую.

Читайте так же:
Окна veka регулировка своими руками

Фото - модельный ряд стабилизаторов Энергия

В новых стабилизаторах «Энергия» предусмотрена более надежная защита от перегрузок и короткого замыкания, а также система принудительного охлаждения. Поэтому, потребители стали отдавать предпочтение долговечным стабилизаторам отечественного производителя. Кроме того, разработчики создали универсальный корпус, получив два варианта: стабилизатор для размещения на поверхности и стабилизатор навесной, еще более удобный в эксплуатации.

Электромеханические стабилизаторы

Электромеханические стабилизаторы еще называются сервоприводными, они широко используются, благодаря плавности регулировки и точности поддержания выходного напряжения в рабочем диапазоне. Конструктивно они состоят из электродвигателя, автотрансформатора и системы, которая управляет электродвигателем.

Однофазный_тиристорный_стабилизатор_напряжения_ЭНЕРГИЯ_Ultra_20000

Главный узел такого прибора — автотрансформатор, меняющий коэффициент трансформации и, тем самым, компенсирующий изменение напряжения на входе. Если напряжение в сети упало, то графитовая щетка приходит в движение и на выходе получается 220 В, если напряжение повысилось, то электродвигатель автотрансформатора перемещает контактор в противоположную сторону, и стабилизатор выдает те же 220 В. При большом скачке, выше 260 В, стабилизатор совсем отключит приборы-потребители.

Преимущества электромеханических стабилизаторов состоят в том, что они:

  • не вносят искажения во внешнюю сеть;
  • имеют хороший КПД — 97%;
  • плавно обрабатывают изменение входного напряжения;
  • обеспечивают высокую точность выходного напряжения с погрешностью не более 2%;
  • регулируют напряжение в широком диапазоне — от 140 до 260 В.

Электромеханические стабилизаторы отлично подходят для работы при сезонных или суточных изменениях напряжения в сети. Например, при вечерних массовых подключениях к сети, когда напряжение падает, такой стабилизатор незаменим. Но при выборе учитывайте и некоторые недостатки:

  • скорость регулировки невысока: после скачка или просадки напряжения требуется некоторое время;
  • трущиеся части, в том числе, угольные щетки изнашиваются;
  • не работает при низких температурах;
  • нуждается в техобслуживании, смазывании трущихся частей один раз в год.

При резких и частых повторяющихся скачках напряжения электромеханический стабилизатор может выйти из строя, в этом случае, поможет только релейный стабилизатор.

Электронные стабилизаторы напряжения

Электронный стабилизатор выполняет аналогичные функции: поддерживает максимально приближенное к 220 В выходное напряжение. В основе работы, так же, как и у электромеханических стабилизаторов, используется трансформатор с регулировкой коэффициента трансформации в ответ на изменение входного напряжения.

Читайте так же:
Как регулировать двери на встроенном шкафу

Фото - Электронный стабилизатор

Управление происходит с помощью электроники (микропроцессора), при этом, электронные ключи переключают обмотки трансформатора по ступенчатому типу. Это влияет на плавность работы и является, пожалуй, единственным недостатком таких стабилизаторов, если не считать достаточно высокую стоимость.

Преимуществ значительно больше, чем недостатков:

  • точность регулировки напряжения высока, погрешность выходного напряжения менее 1%;
  • работа трансформатора бесшумная;
  • отсутствие задержек, быстродействие — реакция на изменение входных параметров составляет доли секунды;
  • в режиме стабилизации мощность сохраняется;
  • чистая синусоида на выходе, без помех.

Фото конструкции электронных стабилизаторов

Электронные стабилизаторы наиболее выносливые и долговечные. Эффект бесшумности достигается отсутствием двигающихся механических деталей при переключении ступеней — в отличие от электромеханического стабилизатора. Поскольку количество ступеней огромное, то и точность результата высокая. Многие пользователи выбирают электронные стабилизаторы, благодаря полному набору функций защиты приборов-потребителей:

  • защита от перегрузок;
  • аварийно низкого или высокого напряжения;
  • короткого замыкания;
  • сверхтоков;
  • от утечки тока в землю;
  • от перегрева электронных ключей и трансформатора.

Все это происходит с помощью предусмотренных конструкцией автоматических выключателей, цифровых температурных датчиков, принудительного охлаждения вентилятором. Приобретение электронного стабилизатора означает наличие стабильного энергоснабжения в вашем жилище.

Инверторы

Кроме стабилизаторов постоянное напряжение обеспечивают такие приборы, как инверторы. В них совмещены несколько важных функций, поэтому, они могут исполнять роль стабилизатора напряжения, ИБП (источника бесперебойного питания) и зарядного устройства.

Фото инвертора - вид спередиФото инвертора сзади

С инвертором у вас не будет перерыва в электроснабжении, даже если оно отключится совсем. Особенно качественную систему электроснабжения дома можно получить с помощью инверторов «Энергия». По сравнению с обычным ИБП они создают на выходе более точные показатели, работают долго и непрерывно за счет возможности применения дополнительных аккумуляторов.

Солидный перечень стабилизаторов и инверторов компании «Энергия» и других производителей ожидает вас в интернет-магазине стройматериалов Kuzmich24.ru. Вы подберете для своего загородного дома или дачи устройство стабилизации напряжения любого типа и мощности, подходящих габаритов и способа установки, которое станет надежным «щитом» для всего имеющегося в вашем хозяйстве оборудования.

Принцип действия

Стабилизаторы напряжения бывают разных типов, каждый из которых отличается принципом регулирования. Эти отличия мы рассмотрим далее. Если обобщить принцип работы и структуру всех типов, то стабилизатор сетевого напряжения состоит из 2 основных частей:

  1. Система управления — отслеживает уровень входного напряжения и даёт команду силовой части увеличить или уменьшить его, чтобы на выходе получились стабильные 220В в пределах установленной погрешности (точности регулирования). Эта погрешность лежит в пределах 5-10% и у каждого прибора отличается.
  2. Силовая часть — в сервоприводных (или сервомоторных), релейных и электронных (симисторных) — это автотрансформатор, с помощью которого входное напряжение повышается или понижается до нормального уровня, а в инверторных стабилизаторах, или как их еще называют «с двойным преобразованием» — используется инвертор. Это устройство, которое состоит из генератора (ШИМ-контроллер), трансформатора и силовых ключей (транзисторов), которые пропускают или отключают ток через первичную обмотку трансформатора, формируя выходное напряжение нужной формы, частоты и, что самое главное — величины.
Читайте так же:
Регулировка дверей шкафа electrolux

Если напряжение на входе в норме, то у некоторых моделей стабилизаторов есть функция «байпас» или «транзит», когда входное напряжение просто подаётся на выход до тех пор, пока не выйдет из заданного диапазона. Например, от 215 до 225 вольт будет включен «байпас», а при больших колебаниях, допустим, при просадке до 205-210В — система управления переключит цепь на силовую часть и начнет регулировку, повысит напряжение и на выходе будут уже стабильные 220В с заданной погрешностью.

Плавная и самая точная регулировка выходного напряжения у инверторных СН, на втором месте — сервоприводные, а у релейных и электронных регулировка происходит ступенчато, и точность зависит от количества ступеней. Как упоминалось выше, лежит в пределах 10%, чаще около 5%.

Кроме упомянутых выше двух частей в стабилизаторе напряжения 220В есть и блок защиты, а также источник вторичного электропитания для цепей системы управления, тех же защит и других функциональных элементов. Общее устройство наглядно демонстрирует картинка ниже:

Структурная схема стабилизатора напряжения

Условная схема функций стабилизатора

В то же время схема работы в простейшей форме выглядит так:

Вкратце рассмотрим, как работают стабилизаторы напряжения основных типов.

Релейные

В релейном стабилизаторе регулирование происходит за счет переключения реле. Эти реле замыкают определенные контакты трансформатора, повышая или понижая выходное напряжение.

Контролирующим органом выступает электронная микросхема. Элементы на ней сравнивают опорное и сетевое напряжение. При несоответствии отдается сигнал переключающим реле на подключение повышающих или понижающих обмоток автотрансформатора.

Принципиальная схема релейного стабилизатора

Релейные СН обычно регулируют электроэнергию в пределах ± 15% с точностью на выходе от ± 5% до ± 10%.

Преимущества релейных стабилизаторов:

  • дешевизна;
  • компактность.
  • медленная реакция на колебания напряжения;
  • небольшой срок службы;
  • низкая надежность;
  • при переключениях возможны кратковременное отключение питания приборов;
  • неспособны выдерживать перенапряжения;
  • шум, щелчки при переключениях.
Читайте так же:
Регулировка температуры радиатора ручной вентиль

Сервоприводные

Основные элементы сервостабилизаторов это автотрансформатор и сервомотор. При отклонении напряжения от нормы контроллер отдает сигнал сервомотору, который переключает нужные обмотки автотрансформатора. В итоге применения такой системы обеспечивается плавное регулирование и точность до 1% от общего диапазона.

Функциональная схема стабилизатора с сервоприводом

В сервоприводном СН один конец первичной обмотки трансформатора подключен к жесткому ответвлению автотрансформатора, а второй конец первичной обмотки подключен к подвижному контакту (графитовой щетке), который передвигается серводвигателем. Один вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к входному источнику питания, а второй вывод подключен к выходу стабилизатора напряжения.

Плата управления сравнивает входное и опорное напряжение. При любых отклонениях от заданных вступает в работу сервопривод. Он перемещает щетку по ответвлениям автотрансформатора. Серводвигатель будет продолжать работать, пока разность между опорным и выходным напряжением станет равным нулю. Весь этот процесс, от поступления электроэнергии плохого качества до выхода стабилизированного тока, проходит за десятки миллисекунд и ограничен скоростью перемещения щетки сервоприводом.

Сервоприводные стабилизаторы сетевого напряжения производят в различном исполнении.

  1. Однофазные. Состоят из одного автотрансформатора и одного сервопривода.
  2. Трехфазные. Подразделяются на два типа. Сбалансированные – имеют три трансформатора и один сервопривод и одну цепь управления. Регулирование осуществляется на всех трех фазах одновременно. Используются для защиты трехфазных электрических аппаратов, станков, приборов. Несимметричные – имеют три автотрансформатора, три серводвигателя и три цепи управления. То есть стабилизация происходит в каждой фазе, независимо друг от друга. Область применения: защита электрооборудования зданий, цехов, промышленных объектов.

Достоинства сервоприводных стабилизирующих устройств:

  • быстродействие;
  • высокая точность стабилизации;
  • высокая надежность;
  • стойкость к перенапряжениям;
  • нуждаются в периодическом обслуживании;
  • требуют минимальных навыков настройки устройства.

Инверторные

Основным отличием этого типа СН является отсутствие подвижных частей и трансформатора. Регулирование напряжения осуществляется методом двойного преобразования. На первом этапе входной переменный ток выпрямляется и проходит через фильтр пульсаций, состоящий из конденсатора. После этого выпрямленный ток поступает на инвертор, где опять преобразуется в переменный и подаётся в нагрузку. При этом выходное напряжение стабильно как по величине, так и по частоте.

Блок схема инверторных стабилизирующих устройств.

В следующем ролике вы узнаете о принципе работы одного из вариантов реализации преобразователя напряжения из 12В постоянного тока, в 220В переменного тока. Который от инверторного стабилизатора напряжения отличается в первую очередь входным напряжением, в остальном принцип работы во многом похож и видео позволит понять как работает этот тип устройств:

Читайте так же:
Как отрегулировать элеватор отопления

  • быстродействие (самое высокое из перечисленных);
  • большой диапазон регулируемого напряжения (от 115 до 300В);
  • высокий коэффициент полезного действия (более 90%);
  • бесшумная работа;
  • малые габариты;
  • плавное регулирование.
  • уменьшение диапазона регулирования при увеличении нагрузки;
  • высокая стоимость.

Вот мы и рассмотрели, как работает стабилизатор напряжения, для чего он нужен и где применяется. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Типичные схемы регуляторов оборотов

На рынке сегодня есть широкий выбор регуляторов и частотных преобразователей для асинхронных двигателей. Тем не менее, для бытовых нужд подъемного или обрабатывающего оборудования вполне можно сделать расчет и сборку на микросхеме самодельного прибора на базе тиристоров или мощных транзисторов.

Ниже представлен пример схемы достаточно мощного регулятора для асинхронного двигателя. За счет чего можно добиться плавного контроля параметров его работы, снижения энергопотребления до 50%, расходов на техническое обслуживание.

Схема мощного регулятора для асинхронного двигателя

Данная схема является сложной. Для бытовых нужд ее можно значительно упростить, используя в качестве рабочего элемента симистор, например, ВТ138-600. В этом случае схема будет выглядеть следующим образом:

Схема регулятора для асинхронного двигателя с симистром

Обороты электродвигателя будут регулироваться за счет потенциометра, который определяет фазу входного импульса, открывающего симистор.

Как можно судить из информации, представленной выше, от оборотов асинхронного двигателя зависят не только параметры его работы, но и эффективность функционирования питаемого подъемного или обрабатывающего оборудования. В торговой сети сегодня можно приобрести самые разнообразные регуляторы, но также можно совершить расчет и собрать эффективное устройство своими руками.

Экономические преимущества

Это в первую очередь цена и комплексный подход к решению задач, осуществляемый нашей командой. Он включает в себя полный цикл сопутствующих услуг, а также гарантийное и послегарантийное обслуживание.

Наши специалисты:

  • Обладают всеми необходимыми допусками и сертификатами.
  • Быстро и точно осуществят расчет мощности, потребляемой в вашем конкретном случае.
  • Помогут выбрать тип и мощность сетевого стабилизатора.
  • Осуществят все электромонтажные работы.
  • В краткие сроки решат любые возникающие проблемы как при гарантийном обслуживании стабилизаторов, так и после его окончания.

За все сопутствующие услуги мы ручаемся так же, как за надежность наших приборов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector