Принцип работы электромеханического и гибридного стабилизатора напряжения

Виктор Павлович 18/06/2018 11.30AM

Электромеханические стабилизаторы напряжения еще 10 лет назад были одним из самых популярных типов стабилизаторов, обеспечивающих высокую точность выходного напряжения. Даже в настоящее время они все еще пользуются небольшим спросом как недорогой вариант для дачи или дома, и при своей низкой цене могут обеспечить надежную защиту оборудования в сетях с определенным типом перепадов напряжения. Работа данного типа стабилизаторов была кратко описана в статье «Принцип работы бытового стабилизатора напряжения», здесь мы подробнее рассмотрим основные отличительные черты данного типа.

Электромеханический стабилизатор состоит из тех же основных элементов что и электронный стабилизатор напряжения, он имеет блок управления, устройство для коммутации и трансформатор.

  • Блок управления призван отлеживать значения параметров электросети в текущий момент времени и в зависимости от этих значений подавать сигнал на блок коммутации для повышения или понижения напряжения на выходе.
  • Блок коммутации и трансформатор в данном типе стабилизаторов представляет собой не отдельные узлы, а один, комбинированный. Сам трансформатор выполнен в форме кольца с большим количеством контактных площадок (повышающих и понижающих обмоток). Вдоль этих контактных площадок постоянно перемещается щеточный узел. В зависимости от положения щеточного узла на трансформаторе, напряжение на выходе стабилизатора будет повышаться или понижаться. Щеточный узел перемещается благодаря сервоприводу (небольшой электромотор), а непосредственно сам сервопривод контролируется блоком управления.

В целом устройство и принцип работы данного стабилизатора достаточно просты. Наиболее уязвимыми элементами в данном типе стабилизаторов являются сервопривод и щеточный узел, то есть как и в любом другом – все подвижные части. Щеточный узел имеет свойство изнашиваться со временем и требует замены. Многие надежные компании, которые дорожат своей репутацией, устанавливают щеточный узел повышенной износостойкости, который может отработать весь расчетный срок службы стабилизатора, например, 10 лет, без необходимости в обслуживании. Среди таких компаний присутствует российская ЭТК Энергия.

Электромеханические стабилизаторы имеют как плюсы, так и недостатки. Плюсом является то, что регулировка напряжения происходит последовательным перемещением щеточного узла вдоль всех контактных площадок, достигая определенного (правильного) положения. Этот тип регулировки получил название «плавный», он не создает дополнительных помех в электросети, подходит для использования совместно с чувствительным оборудованием. В то же время плавный тип регулировки не сможет справится с короткими, но резкими скачками напряжения. Например, в вашей электросети пониженное напряжение в районе 160 Вольт, электромеханический стабилизатор выставит требуемые 220 Вольт на выходе без особых проблем и будет поддерживать их с высокой точностью. Но если в данной момент произойдет скачек входного напряжения на 0.3 секунды до 250 Вольт, то стабилизатор не сможет мгновенно погасить его, как это сделает электронный (ступенчатый), потому что скорость перемещения щеточного узла по трансформатору ограничена и зависит от сервопривода.

Электромеханический стабилизатор идеально подходит для сетей с перепадами напряжения носящими периодически повторяющийся во времени характер, например, когда утром напряжение в сети повышается, а к вечеру понижается.

В попытке совместить преимущества плавной регулировки электромеханического стабилизатора и скорость реакции электронного, объединив их узлы вместе, были разработаны гибридные стабилизаторы напряжения. Гибридный стабилизатор напряжения использует для коммутации как щеточный узел, так и релейный (или симисторный) блок. Блок управления гибридного стабилизатора настроен таким образом, чтоб все плавные изменения напряжения обрабатывал щеточный узел, и только в моменты критических и резких перепадов срабатывала релейная коммутация обмоток трансформатора. По причине того, что в конструкции гибридного стабилизатора используется больше компонентов, два коммутационных узла, более совершенный блок управления и модернизированный трансформатор, его стоимость значительно выше чем у релейных или электромеханических аналогов.