Виды существующих реле-регуляторов
С момента начала появления автомобилей прошел уже целый век. За это время регуляторы не один раз меняли свою начинку и внешний вид. Рассмотрим в первую очередь современные стабилизаторы, а потом уже устаревшие.
Регуляторы наших дней бывают двух видов:
встроенные — такие крепятся непосредственно к корпусу генератора и выпускаются совмещенными со щеточным узлом;
Читать также: Прибор для измерения давления жидкости и газа
отдельно закрепленные — крепятся к кузову автомобиля.
Оба вида имеют неразборные корпуса и не подлежат ремонту. Если на генераторе выходное напряжение имеет отклонения от нормального, и есть уверенность, что виноват именно стабилизатор, то в этом случае просто меняем его на новый.
Схема электронного стабилизатора
Основным элементом стабилизаторов электронного типа является автотрансформатор с первичной (повышающей) и вторичной (понижающей) обмотками. Витки обмоток разделены на группы и имеют отдельные выводы.
Помимо трансформатора в схему устройства включены:
- Частотный фильтр входного напряжения;
- Плата контроля и управления с микропроцессором;
- Силовые ключи (тиристоры или симисторы);
- Байпас;
- Датчики, следящие за различными показателями работы устройства;
- Система LED-индикации рабочего режима (сеть, нагрузка, перегрузка, минимальное и максимальное входное напряжение).
В современных моделях за индикацию параметров работы стабилизирующего устройства отвечает цифровой информационный дисплей.
Релейный или электромеханический
Сетевое напряжение, поступающее в жилые дома, регламентируется стандартом, при котором отклонение от 220В должно составлять не более ± 10%. При этом некоторые бытовые устройства допускают нормальную работу с отклонениями сети от номинала до 15% так, что напряжение, на выходе релейного стабилизатора, изменяющееся в пределах 198-242 вольта, можно считать нормой.
Скорость переключения обмоток трансформатора релейного стабилизатора составляет 15-20 мс, что вполне нормально для большинства бытовых электронных устройств. Стоимость релейного стабилизатора невысока, а срок его службы обычно соответствует сроку службы реле, равному числу срабатываний, которое в большинстве случаев превышает 1 000 000.
Принцип действия релейного стабилизатора напряжения
В первую очередь, в стабилизаторе замеряется входящее напряжение, далее, в зависимости от полученных результатов, с платы управления посылается сигнал на открытие того или иного реле, соответственно электрический ток с одной из отпаек автотрансформатора, уменьшенный или увеличенный до нужного значения, поступает на выводы стабилизатора, к потребителю.
В качестве примера работы стабилизатора, давайте примем, что каждый отвод автотрансформатора даёт +/- 15 Вольт изменения напряжения, работает это следующим образом:
— Если напряжение в сети 220В – оно сразу передаётся к потребителю, коэффициент трансформации при этом 1. Соответственно в пределах от 205В до 235В (220В +/-15В), напряжение на выход стабилизатора, будет передаваться без изменений.
— Как только входящее напряжение опускается до значения, меньшего чем 205 Вольт, задействуется первая вторичная обмотка автотрансформатора, с коэффициентом трансформации 1,075, тем самым на выходе снова получается 220 В (205*1,075). В этот момент отвечающее за этот отвод автотрансформатора рале замыкается, пуская ток на выходные контакты стабилизатора, а все другие размыкаются.
Далее, пока напряжение не упадет еще на 15В т.е. до 190В (205В-15В), будет продолжать действовать эта вторичная обмотка с тем же коэффициентом трансформации, таким образом, если в сети напряжение упадет до 196В (граница переключения на следующий режим), на выходе получается 211В (196*1,075).
— Когда входящее напряжение опускается ниже 190В, срабатывает очередное реле, а предыдущее размыкается, тем самым включается следующая вторичная обмотка автоматического трансформатора, с коэффициентом трансформации уже 1,15 и напряжение на выходе опять становится 220В (196*1.15) и так далее, каждые 15В переключается обмотка до, допустим, 145В – после чего стабилизатор уходит в защиту.
— Если же наоборот, напряжение в сети возрастает выше 235В, с помощью соответствующего реле задействуется понижающая вторичная обмотка, с коэффициентом трансформации 0,94 и опять же напряжение в сети выравнивается до требуемых 220В (235*0,94).
Думаю, теперь, принцип действия релейного стабилизатора вам понятен, теперь давайте рассмотрим какие у стабилизатора этого типа сильные и слабые стороны, в каких сферах его лучше всего применять.
В чем разница между релейным стабилизатором напряжения и серво-стабилизатором напряжения?
Прежде чем мы укажем на различия между типом реле и стабилизатором напряжения сервопривода, давайте посмотрим на тип технологии, используемой в стабилизаторах напряжения. Благодаря этому мы можем четко уведомить вас о различиях между компонентами и стабилизаторами напряжения обоих типов.
Типы стабилизаторов напряжения
Тип реле стабилизаторов напряжения. В этом типе стабилизатора электронная схема и набор реле помимо трансформатора содержат схему выпрямителя, блок контроллера и другие крошечные компоненты. Электронная схема сравнивает выходное напряжение с опорным значением, представленного встроенным источником опорного напряжения. Всякий раз, когда напряжение повышается или падает, схема управления переключает соответствующее реле для подключения требуемого ответвления к выходному напряжению. Типы реле стабилизаторов напряжения обычно изменяют точность выходного напряжения на ± 10%. Это используется для приборов низкого рейтинга в домах, офисах и отраслях промышленности. Многие электрооборудование и машины страдают от нескольких ограничений, таких как непредвиденная производительность, меньшая долговечность, перерывы в цепи питания и т. д. Поэтому это помогает обеспечить надежное напряжение для защиты большого количества оборудования. В то же время исследователь разработал новейшую технологию, называемую сервоуправляемой системой, для очень быстрой стабилизации уровня колебаний напряжения. Давайте узнаем вторую и самую популярную технологию, используемую для стабилизации напряжения.
Серво стабилизаторы напряжения. В этом стабилизаторе фаза первичной обмотки повышающего трансформатора подключается к фиксированному отводу автотрансформатора, а другая соединяется с подвижным рычагом, который управляется серводвигателем. Кроме того, основной повышающий трансформатор первичной обмотки сервостабилизатора подключается к серии входящего напряжения. Эти стабилизаторы называются сервостабилизаторами, поскольку в них используется серводвигатель для коррекции напряжения. В основном используется для высокой точности выходного напряжения. Обычно ± 1% при входном напряжении изменяется до ± 50%. Он наиболее популярен для низкокачественных приборов, используемых в домах, офисах и на предприятиях, для обеспечения правильного уровня напряжения для защиты оборудования и его желаемой производительности. Эти стабилизаторы могут быть однофазными, трехфазными, с масляным и воздушным охлаждением, сбалансированными или с трехфазным дисбалансом. В однофазном сервостабилизаторе двигатель подключен к переменному трансформатору для коррекции напряжения. Между тем, в трехфазном сбалансированном типе серводвигатель соединен с тремя автотрансформаторами, так что стабилизированный выходной сигнал обеспечивается во время колебаний путем регулировки выходной мощности трансформаторов
Принимая во внимание, что в несбалансированных сервостабилизаторах есть три независимых серводвигателя в сочетании с тремя автотрансформаторами
Если мы сравним сервостабилизаторы с релейными стабилизаторами, то обнаружим различные преимущества сервостабилизатора напряжения, такие как более высокая скорость коррекции, высокая точность стабилизированного выходного сигнала, способность выдерживать пусковые токи и, что самое важное, высокая надежность. Существует много различных типов нагрузок, для которых требуется стабилизатор напряжения сервопривода
Можно выделить разные между двумя типами стабилизатора напряжения следующие:
Электронный стабилизатор напряжения
К этой группе относятся тиристорные или симисторные устройства для выравнивания напряжения, а так же приборы, использующие двойное преобразование или инверторы. Феррорезонансные стабилизаторы уже давно не используются для питания домашней техники, и могут применяться только на производстве.
Электронный стабилизатор напряжения, выполненный на полупроводниковых ключах, работает на том же принципе, что и релейный прибор, только в качестве коммутирующих элементов в нём используются тиристоры или симисторы.
По сути, эти полупроводниковые приборы представляют собой электронные реле, управляемые напряжением. Они так же переключают обмотки трансформатора по аналогии с реле. Вместо реле в электронном стабилизаторе используется два тиристора или один симистор. Отсутствие механических деталей обеспечивает длительный срок службы, а возможность полупроводниковых приборов коммутировать большие токи позволяет таким устройствам работать с мощными нагрузками.
Недостатки тиристорных стабилизаторов:
- Сильно искажённая форма напряжения на выходе;
- Высокая стоимость;
- Невысокая точность.
Самым перспективным классом электронных стабилизаторов можно считать устройства, работающие с двойным преобразованием сетевого напряжения. Кроме высокой цены, они не имеют серьёзных недостатков. При решении вопроса, какой стабилизатор лучше релейный или электронный, предпочтение отдаётся инверторном устройству, полностью собранному на полупроводниках, если цена не играет существенной роли.Такой прибор обладает рядом преимуществ перед другими моделями:
- Мгновенная скорость обработки любых изменений;
- Отличная точность коррекции;
- Гладкая синусоида на выходе;
- Большой диапазон входных величин;
- Поддержка стабильной частоты.
Единственное, что очень важно для данной конструкции – это охлаждение мощных полупроводниковых приборов. Для этого в стабилизаторе предусмотрен малошумный вентилятор
Также подобные устройства имеют очень высокую цену, поэтому если это является решающим моментом при выборе, то лучше всего отдавать предпочтение релейным стабилизаторам, как наиболее практичному варианту для применения в самых различных областях, а в особенности в быту.
Причины поломок
Основной причиной неисправности стабилизатора напряжения Ресанта 10000ВТ является неправильная эксплуатация оборудования. Достаточно часто отмечается перегрев выпрямителей при использовании техники в пыльном помещении. Внутри корпуса оседает грязь, что ухудшает охлаждение устройства, возникают проблемы с перенапряжением силовой части и исполнительных плат.
Также причиной поломки электрических выпрямителей может стать эксплуатация в условиях повышенной влажности. Контакты и платы начинают окисляться, ухудшается соединение, что в конечном счете приводит к серьезным поломкам стабилизаторов — восстановить их можно заменой сервопривода или силовых элементов.
В инструкции по эксплуатации стабилизатора можно найти все рекомендации по использованию техники, что позволит предупредить появление характерных поломок и необходимость дорогостоящего и сложного ремонта оборудования.
В линейке Ресанта можно найти как простые и недорогие бытовые модели, которые предназначены для эксплуатации внутри помещений, так и специализированные промышленные установки, которые могут использоваться в условиях повышенной влажности и пыльных загрязненных цехах. Правильно подобрав стабилизатор, можно гарантировать беспроблемность работы и отсутствие поломок даже при повышенной нагрузке.
Вам это будет интересно Как проверить микросхему на работоспособность мультиметром не выпаивая
Отечественные стабилизаторы напряжения
На рынке отечественных электротехнических устройств одним из безусловных лидеров является . В числе её продукции имеются линейки стабилизаторов напряжения. Это сервоприводные New Line, релейные Voltron и тиристорные Classic, а так же Hybrid, в которых используется электромеханический и релейный принцип стабилизации, в зависимости от значения напряжения в сети.
Стабилизаторы рассчитаны на мощность от 500 Вт до 30 кВт и на большой диапазон колебаний сетевого напряжения. Все стабилизаторы «Энергия» имеют электронную систему защиты по всем параметрам, а некоторые устройства оборудованы информационным дисплеем.
С этим читают:
Выбираем источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления
Стабилизатор напряжения для дачи на 220В: критерии выбора и виды
Правильные критерии выбора ИБП с двойным преобразованием
1 комментарий
- Альбина 07.07.2017 в 14:11
Спасибо! Познавательная статья, написанная доходчивым языком без особых премудростей.
Ответить ↓
Сервоприводные или электромеханические стабилизаторы
Сервопривод — это устройство из реверсивного (работающего в обе стороны) двигателя, расположенного внутри тороидального трансформатора. Двигатель получает команды от электронной платы управления и перемещая контакты, увеличивает или уменьшает количество витков на вторичной обмотке. Таким образом сервопривод, в отличии от двух других устройств рассмотренных выше, является бесступенчатым регулятором.
Это очень популярная модель, так как имеет относительно невысокую стоимость и обладает следующими плюсами:
плавная регулировка по принципу реостата
Для стабильной и надежной работы хотя бы раз в три года производите его обслуживание — чистите щетки и смазывайте движущиеся механизмы.
От резких перепадов при электросварке, сервопривод с контактами будет крутиться как «белка в колесе». Что существенно снизит ресурс работы стабилизатора. Поэтому думайте при покупке об условиях его эксплуатации.
Защита стабилизаторов
Большинство современных моделей имеют защиту от перенапряжения. Они не способны бесконечно выравнивать сколь угодно большие или малые значения входного напряжения, и через определенное время отключат питание, тем самым сохранив ваше оборудование.
Более того, после нормализации входного напряжения, оно подается на выход не сразу, а с некоторой задержкой в несколько секунд. Данное время может быть установлено жестко или варьироваться и настраиваться самостоятельно, все зависит от модели и производителя.
Основные виды стабилизаторов широко представленные сегодня в магазинах можно подразделить на 4 типа:
релейные
Вот сравнительная таблица по каждому из видов стабилизатора, включая примерные цены за 1квт:
Ознакомиться с текущими ценами на сегодняшний день и подобрать себе нужную модель можно здесь.
Рассмотрим каждый из них более подробно.
Основные характеристики релейного стабилизатора
Стабилизаторы релейного типа подбираются по следующим параметрам:
- Пиковая мощность — суммарная активная (кВт) и реактивная (кВА) мощность потребителей;
- Активная нагрузка — полезная мощность, потребляемая электрооборудованием, которое преобразовывает нагрузку в энергию другого типа – механическую, тепловую и т.д;
- Допустимые отклонения входного напряжения и время срабатывания устройства — чем значительнее всплески или проседания входного тока, тем быстрее должен срабатывать стабилизатор;
- Пороги защиты от всплесков и проседаний входного тока — при преодолении пороговых значений параметров тока на входе система защиты стабилизатора на несколько секунд отключает нагрузку, после чего возобновляет подачу тока при условии нормализации входного напряжения;
- Наличие «байпаса» — режим «байпас» или «обход» позволяет подачу напряжения напрямую на выход стабилизатора в обход его схемы, что упрощает сервисное обслуживание устройства, которое в этом случае выполняется без отключения потребителей;
- Наличие тепловой защиты — при нагреве трансформатора до критической температуры система отключает питание стабилизатора на время, необходимое для остывания трансформаторных обмоток;
- Диапазон и временный интервал защиты от всплесков и проседаний выходного напряжения — если отклонения параметров выходного тока превышают допустимые пределы, срабатывает защитное реле, которое отключает питание нагрузки.
Время регулирования
Время регулирования напряжения, она же скорость стабилизации, еще один наиважнейший показатель и здесь ситуация складывается совсем другая.
Так релейный стабилизатор, реагирует на изменения входящего напряжения со скоростью 10 миллисекунд, при этом ему не важно на сколько оно упало или выросло (в пределах своего рабочего диапазона 140-260В), он за эти доли секунды сменит режим и будет выдавать напряжение 200+/- 8%. В это же время электромеханический стабилизатор имеет скорость стабилизации всего 10 Вольт в секунду
Таким образом, если падение напряжения составит 30 Вольт (входящее напряжение будет 190В), сервоприводной модели потребуется порядка 3 секунд чтобы на выходе было 200+/- 2%. Все эти 3 секунды, приборы подключенные к стабилизатору будут работать при пониженном напряжении
В это же время электромеханический стабилизатор имеет скорость стабилизации всего 10 Вольт в секунду. Таким образом, если падение напряжения составит 30 Вольт (входящее напряжение будет 190В), сервоприводной модели потребуется порядка 3 секунд чтобы на выходе было 200+/- 2%. Все эти 3 секунды, приборы подключенные к стабилизатору будут работать при пониженном напряжении.
По времени регулирования релейный стабилизатор значительно превосходит электромеханический.
