Типы 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.