Стабілізаитори напруги та ІБП

Стабілізатори напруги - суть застосування та принцип роботи

Безсумнівно, багато хто з нас в побутових і робочих ситуаціях могли зустрічати таке явище, як перепад напруги, або його падіння, що в підсумку могло призвести до збоїв у роботі електроустаткування, і навіть до виходу його з ладу. Такі ситуації своїм виникненням нерідко порушували робочий процес, а також приводили до простою у використанні обладнання, що працює від електромережі, на коротке, а часом і на досить довгий час. Особливо актуальними такі ситуації стають для тих приміщень, в будові яких використовуються старі комунікації, а також при при перевантаженні мережі, яка виникає у разі одночасного використання багатьох приладів. А якщо при цьому один або декілька з них споживають високу потужність - збоїв у роботі електромережі практично не уникнути.

Незалежно від того, яке саме обладнання і які електроприлади використовуються - для забезпечення їх коректної роботи і комфортного застосування варто стежити за тим , щоб не виникало перевантаження мережі по потужності, а також, щоб напруга, що подається на прилади, мало стабільний характер. Але ж за фактом, від наявності перепадів напруги в електромережі ніхто не застрахований. Але в цілому, дана ситуація є цілком вирішуваною. Для стабілізації параметрів достатньо буде встановити і використовувати додаткове обладнання, яким є стабілізатори напруги.

Стабілізатори напруги являють собою пристрої електронного або електромеханічного типу, основною функцією якого є підтримка оптимальних параметрів напруги, що подається з електромережі для живлення приладів, у разі наявності перепадів вхідної напруги (будь-якої величини), і зміни параметрів вихідного струму навантаження мережі.

Якщо описати роботу стабілізатора простими словами - він забезпечує прийом вхідного сигналу з наявністю перепадів, і виконує його стабілізацію за параметрами, щоб на виході надати напругу з постійним значенням. При цьому, якість стабілізації має бути максимальним, з похибкою, що дорівнює або наближеній до нуля, незалежно від того, які параметри мав сигнал, поданий на вхід стабілізатора.

Сигнал стабільного напруги візуально представлений у вигляді правильної синусоїди. Правильною є синусоїда, в кроках якої виключена наявність нерівномірних підйомів і перешкод.

Технічно стабілізатор являє собою єдину в роботі сукупність елементів, які, виконуючи кожен свою функцію, спільним взаємозалежним дією забезпечують приведення перепадів сигналу до стабільної величині.

Класифікація сучасних стабілізаторів напруги

Основну класифікацію стабілізаторів можна зробити, виходячи з типу напруги, яка даний пристрій надасть на виході:

• Постійної напруги;
• Змінної напруги.

У цілому, більшість типів стабілізаторів надають на виході той тип напруги, який був отриманий на вході. Деякі типи стабілізаторів на вході мають один тип напруги, а на виході - інший.

Друге поділ стабілізаторів можна виконати, виходячи з номінальної напруги електричної мережі, яке допускає застосування стабілізатора. Сюди входять два типи пристроїв:

• Однофазні (номінальну напругу 220/230 В);
• Трифазні (номінальну напругу 380/400 В).

Що стосується діапазону потужності роботи стабілізаторів - тут якесь поділ на класи буде виконати досить складно. В цілому можна сказати, що спектр потужності роботи стабілізаторів напруги є дуже широким. Представлені моделі з показником потужності від декількох Вт, а також зустрічаються і пристрої з потужністю в кілька МВт. Власне, в залежності від потужності роботи стабілізаторів, серед них можна виділити пристрої промислового типу - які розраховані на роботу в електромережах з великою кількістю приладів, і великий нерівномірним навантаженням.

Відрізняються стабілізатори також процентним діапазоном зміни напруги на вході. Варіантів даних показників досить багато, і залежить діапазон від принципу роботи стабілізатора. Але в цілому, тут можна виділити зв'язок цього параметра з габаритами пристрою. Звичайно ж, при всіх показниках технічних і функціональних характеристик, розмір даного приладу не є останнім фактором, який враховується користувачем при виборі. Головна закономірність - чим більше діапазон зміни вхідної напруги - тим габарити стабілізатора більше (навіть якщо показник його вихідної потужності не буде відрізнятися від показника іншого пристрою, з меншим діапазоном).

Також, виділяють дві основні групи стабілізаторів, залежно від принципу виконання процесу стабілізації:

• Пристрої, що виконують коригування параметрів напруги, шляхом компенсації;
• Пристрої, які виконують нагромадження енергії та її подальше надання на вихід у вигляді стабільного напруги.

Сучасний ринок стабілізаторів напруги, коригувальних параметри, залежно від конструкції і принципу роботи, включає в себе кілька їх типів: < / span>

• Електронні (ступінчасті) - виконують стабілізацію, за допомогою перемикання обмотки спеціального трансформатора шляхом використання електронних ключів. Для управління ключами використовується процесор, і програмний алгоритм управління;
• Статичні (електронні перемикається типу);
• Компенсаційні (електронні плавного перемикання);
• Сервопривідні (електродинамічні, механічного / електромеханічного типу) - вихідна напруга в яких регулюється з використанням автоматичного переміщення токосьемних елементів по трансформаторної обмотці , до моменту досягнення необхідних показників стабільного напруги. Тільки даний тип коригувальних стабілізаторів виконує плавне регулювання без спотворення, формуючи на виході правильну синусоїду;
• Релейні - напруга в яких стабілізується, шляхом зміни стану обмотки трансформатора за допомогою поступового перемикання силових реле, до виконання необхідних параметрів на виході;
• Ферорезонансні (феромагнітні) - мають просту конструкцію, у складі якої - два дроселі, один з яких має сердечник з магнітним зазором , і конденсатор. Стабілізація напруги виконується завдяки підбору дроселів і конденсатора з певними необхідними параметрами. Дані стабілізатори на сьогоднішній день не є достатньо широко використовуваними, проте застосовуються для стабілізації напруги простих побутових електроприладів, таких як телевізор, холодильник та інші;
• Комбіновані (гібридні).

Остання група (накопичують енергію стабілізатори) включає в себе такі типи:

• Система «двигун-генератор» - основний принцип роботи якої заснований на перетворенні електричної енергії за допомогою електродвигуна в кінетичну, після чого виконується зворотне перетворення із застосуванням генератора. Застосовується в трифазних системах, в більшості на важливих стратегічних об'єктах;
• Стабілізатори феррорезонансного типу - в основі роботи застосовують електромагнітні коливання. Застосовуються спільно з приладами і механізмами, використання яких тягне за собою наявність сильних перешкод в електромережі;
• Інверторні стабілізатори - використовують проміжні ємності, які накопичують енергію, отриману після перетворення змінної напруги, після чого виконують перетворення постійної напруги назад в змінну (за допомогою електронного генератора) зі стабільними характеристиками;
• Джерела безперебійного живлення - виконують накопичення енергії в акумулятори, після чого за допомогою генератора перетворюють постійну напругу в змінну, з необхідними стабільними характеристиками, і передають його на вихід, для живлення електроприладів.

Важливі показники в роботі стабілізатора

При виборі стабілізатора головне правильно врахувати всі необхідні параметри. Це дозволить виконати стабілізацію напруги з максимальною ефективністю, і заощадити витрати як при покупці стабілізатора, так і в наслідку, в процесі його використання.

Виділяють такі основні параметри, які є основними, що характеризують роботу стабілізатора:

• Швидкість стабілізації (швидкодія) - являє собою часовий проміжок у мілісекундах, за який стабілізатор реагує і виконує зміна параметрів вхідного напруги на 1 Вольт. Відповідно, чим менший показник присвоєно даному параметру - тим краще;
• Точність стабілізації - показує допустимий відсоток відхилення (похибки) реальних отриманих на виході параметрів напруги (після виконання стабілізації) від номінальних параметрів ;
• Можливість забезпечення роботи з вказаною виробником потужністю у всьому діапазоні напруги входу;
• Можливість ефективного уникнення перевантажень;
• ККД (який, залежно від типу стабілізатора, може становити до 98%).

Якщо спиратися на інформацію, взяту з застосовуваних стандартів - виходячи з вимог ГОСТ 13109-97, максимальне допустиме відхилення напруги, використовуваного для живлення електроприладів, складає 10%. При цьому, більшість електроприладів, які у великій кількості використовуються в побутових умовах, можуть успішно працювати при харчуванні з напругою, параметри якого відхиляються від номінальних на 8%.

Показник похибки роботи сучасних стабілізаторів, завдяки застосуванню мікропроцесорних технологій, складає порядку декількох відсотків, а то й менше одного. Тому, кожен може бути впевненим, що застосування стабілізатора в мережі електроживлення дійсно буде доречним.

У свою чергу, показник точності стабілізації в 1-2% забезпечує такі переваги: ​​

• При такому параметрі фактична потужність електроприладів, які живляться від даної електромережі, максимально відповідає потужності, зазначеної в паспорті пристрою (заявленої виробником) ;
• При відхиленні до 1% можлива ефективна і точна робота високотехнологічного і точного обладнання (яким є, наприклад, медичне). До слова, саме такий показник є допустимим для складних електроприладів, що вимагають високої точності.