Что такое стабилизатор напряжения?

Стабилизатор напряжения - это устройство необходимое для автоматического поддержания необходимого  напряжения с заданной степенью точности.

Часто можно услышать вопрос: У меня в квартире (офисе, даче, предприятии) бывают перепады напряжения, но все работает. Тем более, например, в инструкции к телевизору указано, что допустимое напряжение 190-230 V.

Действительно все бытовое приборы рассчитаны на некоторую компенсацию напряжения. Однако на практике все обстоит по-другому.

Возьмем, к примеру, стандартное значение напряжения для однофазной сети – 220V. Назовем его U(норм). Примем допустимые отклонения от нормы ±10% что составит 198 – 242 V. Очевидно, что это далеко не редкость в наших электросетях, тем более что по ГОСТу 5237 – 69, напряжение может отличаться от номинального в пределах от +5% до -10%. Теперь рассмотрим шкалу  зависимости перепадов напряжения и различного оборудования

 

Электрооборудование

Снижение на 10 % от U(норм)

Превышение на 10 % от U(норм)

Асинхронные электродвигатели


Момент двигателя изменяется пропорционально квадрату напряжения

Момент двигателя снижается на 19%. Температура повышается на 7оС. Увеличивается время пуска. Скольжение повышается на 27,5%, ток ротора – на 14%, ток статора 10%.

Увеличенный момент двигателя, служит причиной перегрузки валов, ременных передач, увеличивается пусковой удар. Пусковой ток повышается на 12%, вращающий момент на 21%, коэффициент мощности снижается на 5%.

Осветительные приборы (лампы накаливания, люминесцентные, инфракрасные, ртутные, газонаполненные). Также балластные сопротивления, стартеры, конденсаторы

Срок службы ламп накаливания изменяется пропорционально напряжению в степени 13,1, светоотдача – 3,4, светоотдача на 1 кВт-час – в степени 1,8

Для нормального освещения потребуется на 30% больше ламп накаливания, на 15% – люминесцентных. Световой поток снижается на 10%.

Срок службы ламп накаливания снижается в 2,5 раза. Возрастает температура балластных сопротивлений, инфракрасные источники света увеличивают выделение тепла на 21 %.

Электронная аппаратура

Срок службы электронных компонентов сокращается в 4 раза. Возникают ошибки цифровой техники. Выходит из строя программное обеспечение.

Тиратроны выходят из строя в течение нескольких минут

Сгорают сетевые фильтры, блоки питания, адаптеры

 Что мы видим? А то, что даже при крайних допустимых значениях напряжения, некачественное электропитание может, привести к катастрофе! Даже если ваше оборудование не выйдет из строя, срок его службы сокращается в разы.

 Далее, рассмотрим, к примеру, обычную электрическую лампочку. Из таблицы видно, что превышение напряжения на 10% сокращает срок её службы в 2,5 раза. Но даже превышение всего на 6% заставляет её служить в 2 раза меньше расчетного срока службы (примерно 1000 ч.)! Именно поэтому лампочки, которые постоянно горят на лестничных площадках, часто перегорают  – ночью напряжение в сети часто повышенно, а днем наоборот пониженно.

 У меня есть трехфазная сеть. Мне необходим трехфазный стабилизатор?

 Если вы планируете подключать хотя бы одну трехфазную нагрузку то, безусловно, трехфазный стабилизатор это то, что нужно вам. Если же у вас вся нагрузка однофазная, но сеть трехфазная, вам лучше всего использовать три однофазных стабилизатора. Преимущества этого способа в том, что этот способ дешевле. Кроме того, особенность трехфазного стабилизатора – при пропадании хотя бы одной фазы в сети (по любой причине), приводит к отключению всего устройства в целом.

 Каким способом стабилизаторы регулируют напряжение?

 Стабилизаторы бывают двух видов – параметрические и компенсационные. Наиболее широкие применение получили компенсационные стабилизаторы. У каждого вида есть своя сфера применения, свои преимущества и недостатки.

 Параметрические стабилизаторы. Параметрические стабилизаторы напряжения (ПСН) используются в маломощных ИВЭ (источник вторичного электропитания) с выходным током до 15...20 мА, а также в качестве источников опорного напряжения в компенсационных стабилизаторах и контрольно-измерительной аппаратуре. Для стабилизации постоянного напряжения в них применяются элементы с нелинейной вольтамперной характеристикой, напряжение на которых мало зависит от протекающего через них тока. Наиболее подходящее оборудование для этого вида стабилизации – приборы и оборудование где напряжение мало зависит от дестабилизирующих факторов. К ним относятся стабилитроны, лампы накаливания и др.

 Компенсационные стабилизаторы. Компенсационные стабилизаторы напряжения обладают более высоким коэффициентом стабилизации и меньшим выходным сопротивлением по сравнению с параметрическими. Их принцип работы основан на том, что изменения напряжения на нагрузке передается на специально вводимый в схему регулирующий элемент, препятствующий изменению напряжения.

Comments