Краткий обзор типов стабилизаторов напряжения

Требования, предъявляемые к стабилизаторам напряжения, и, в частности, к допустимому отклонению напряжения электропитания потребителей промышленного и бытового назначения, определяются ГОСТ 13109-97 "Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения".

По принципу действия стабилизаторы можно классифицировать следующим образом:

• ступенчатые корректоры напряжения (стабилизаторы со ступенчатым регулированием);
• феррорезонансные стабилизаторы;
• электромеханические стабилизаторы с электроприводом;
• стабилизаторы с подмагничиванием трансформатора;
• системы с двойным преобразованием энергии.
• высокочастотные транзисторные регуляторы (стабилизаторы с дискретным ВЧ регулированием).

1. Стабилизаторы напряжения со ступенчатом регулированием представляют наиболее широкий класс устройств, обеспечивающих поддержание выходного напряжения с определенной точностью. Принцип стабилизации основан на автоматической коммутации (переключении) секций (обмоток) автотрансформатора (или трансформатора) с помощью силовых ключей (реле, тиристоров, симисторов). В силу ряда достоинств ступенчатые корректоры напряжения нашли наибольшее распространение на рынке стабилизаторов.

Достоинства:

• быстродействие;
• широкий диапазон входного напряжения;
• возможность работы при холостом ходе;
• отсутствие искажения синусоидальности формы выходного напряжения;
• высокое значение КПД.

Недостатки:

• ступенчатое изменение выходного напряжения, ограничивающее точность стабилизации.

2. Феррорезонансные стабилизаторы напряжения построены на основе использования эффекта феррорезонанса напряжения в контуре трансформатор - конденсатор, обеспечивающего непрерывное регулирование выходного напряжения в определенных пределах изменения нагрузки. В настоящее время находят ограниченное применение из-за ряда недостатков.

Достоинства:

• высокое быстродействие;
• большой ресурс работы.

Недостатки:

• высокий уровень шумов при работе стабилизатора;
• искажение формы входного напряжения;
• недопустимость работы в режимах холостого хода и при перегрузках;
• зависимость выходного напряжения от частоты питающей сети;
• низкое значение КПД.

3. Электромеханические стабилизаторы напряжения представляют собой следящую систему с использованием электродвигателя, автотрансформатора и системы управления двигателем. Такие стабилизаторы позволяют непрерывно и плавно регулировать выходное напряжение без искажения синусоидальной формы.

Достоинства:

• высокая точность регулирования;
• отсутствие помех;
• высокая перегрузочная способность;
• широкий диапазон регулирования.

Недостатки:

• низкое быстродействие;
• ограниченный ресурс службы при наличие требования по проведению периодических регламентных работ;
• наличие открытого скользящего электрического контакта, ограничивающее среду использования.

4. Стабилизаторы напряжения с подмагничиванием трансформатора основаны на компенсации изменения напряжения сети путем регулирования коэффициента трансформации за счет локального подмагничивания стержней автотрансформаторов со специально выполненным магнитопроводом и системой обмоток. Подмагничивание осуществляется с помощью тиристорного регулятора. Такие стабилизаторы характеризуются высокими перегрузочными способностями, но имеют ограниченный диапазон регулирования и повышенный коэффициент искажения синусоидальной формы выходного напряжения по сравнению со ступенчатыми корректорами напряжения.

5. Стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием энергии содержат выпрямитель и транзисторный инвертор с ШИМ управлением, обеспечивающий стабильное синусоидальное напряжение с частотой 50 Гц. В настоящее время находятся в стадии промышленного освоения.

6. Стабилизаторы напряжения с высокочастотным транзисторным регулированием основаны на использовании быстродействующих силовых транзисторов, коммутируемых с высокой частотой на каждом периоде сетевого напряжения. Являются перспективным направлением в развитии стабилизаторостроения. В настоящее время находятся на стадии разработок, в промышленном производстве отсутствуют.

Производители стабилизаторов напряжения в Российской Федерации и СНГ

1. ЗАО "Тэнси-Техно", г.Тула: стабилизаторы "Штиль", серии "R", "P", "T": тип - ступенчатый корректор, диапазон мощностей: однофазные 110 - 33000 ВА, трехфазные 3,6 - 100 кВА.

2. ООО "Энергетические Технологии", г.Москва: серия "ССК": тип - ступенчатый корректор, диапазон мощностей: однофазные 0.4 - 33000 ВА, трехфазные 18 - 100 кВА; стабилизаторы "Solby", серия "SVC" (контрактное производство): тип - электромеханический, однофазные 0,5 - 30 кВА, трехфазные 3 - 60 кВА.

3. ООО НПП "Интепс", г.Псков: модель "Лидер", тип стабилизатора - ступенчатый корректор, диапазон мощностей : однофазные 100 - 50000 ВА, трехфазные 6 - 150 кВА.

4. НПВФ "Бином-2", г.Москва: модель "Элтор", тип стабилизатора - ступенчатый корректор, диапазон мощностей: однофазные 5,5 - 12 кВА, трехфазные 16,5 - 45 кВА.

5. МЭИ, г.Москва: модель "Varcon", тип стабилизатора - ступенчатый корректор, диапазон мощностей: однофазные 4 - 11 кВА, трехфазные 12 - 33 кВА.

6. НПФ "Полигон", г. Санкт-Петербург: модель "СН", тип стабилизатора - ступенчатый корректор, однофазные 400 - 5500 ВА, трехфазные 6,6 - 16,5 кВА, модель "СНЭ", тип стабилизатора - электромеханический, однофазные 4,4 - 22 кВА, трехфазные 13,2 - 132 кВА.

7. г.Волгоград: модель "НОНС" - однофазный ступенчатый корректор 5,5 - 15 кВА, модель «ННСТ» - трехфазный ступенчатый корректор 22,5 - 45 кВА.

8. НП АО "Электромаш", г.Тирасполь : модель "СТС" - трехфазный стабилизатор с подмагничиванием 10 - 200 кВА.

9. ЗИС, г.Москва : модель "Сенезис" - однофазный ступенчатый корректор 700 ВА.