Принцип работы стабилизаторов напряжения

Главная » Информация » Полезные статьи » Принцип работы стабилизаторов напряжения

Принцип действия стабилизаторов напряжения основан на применении трансформаторов, с регулируемыми параметрами.

Трансформатор – это электромагнитный аппарат, преобразующий величины переменных напряжений и токов в заданных пределах. Самый простой трансформатор включает в себя две изолированные друг от друга катушки, намотанные на общий сердечник. К первичной катушке подключают источник тока, а к вторичной подключают нагрузку. За счет электромагнитной индукции во вторичной катушке так же образуется электрический ток, но уже с другими параметрами. Как правило, в конструкции стабилизаторов напряжения подобные простейшие трансформаторы не используются, вместо них применяют автотрансформаторы, в которых все обмотки (катушки) соединены гальванически.
В конструкцию современных стабилизаторов напряжения, кроме автотрансформатора, входят:
- устройство контролирующее (измеряющее входное напряжение и выдающее сигнал на управляющее устройство);
- устройство управляющее (переключает ток посредством подачи напряжения на сервопривод «бегунка», который, двигаясь, переключает соединения между различными отводами автотрансформатора, или напрямую (в электронных приборах) переключающее обмотки);
- основные элементы защиты (тепловой и магнитный расщепители, защищающие от перегрузки и короткого замыкания);
- дополнительные элементы защиты (в частности, защита от кратковременных высоковольтных импульсов (попадание молнии));
- устройство, обеспечивающее непрерывность электропитания (By-Pass).


Условно стабилизаторы напряжения можно разделить на несколько видов:
1. по принципу работы:
- электронные (ступенчатые) стабилизаторы – с дискретным регулированием напряжения.
Отличаются высокой скоростью реакции на изменение входного напряжения.

работа цифрового стабилизатора напряжения

-электромеханические стабилизаторы – электродинамические аппараты с плавной регулировкой напряжения и высокой точностью стабилизации.
Отличаются высокой скоростью реакции на изменение входного напряжения.

работа электромеханического стабилизатора напряжения

- феррорезонансные стабилизаторы - стабилизаторы напряжения, работающие по принципу магнитного усилителя. Обладают высокой точностью, скоростью и в тоже время плавностью регулировки напряжения
2. по типу подключения:

  • однофазные – автоматически поддерживают напряжение на заданном уровне  220В + 3% при изменении напряжения в электрической сети от 150В до 250В. Применяются для защиты оргтехники, компьютеров, бытовой техники и других электро- и радиоаппаратуры.
  • трехфазные – незаменимы при использовании трехфазного электропитания на промышленных объектах и в жилых помещениях. Предназначен для автоматического поддержания на постоянном уровне напряжение в сети переменного тока частотой 50 Гц.

Таблица сравнения электромеханических и ступенчатых стабилизаторов напряжения

Тип стабилизатора

Достоинства стабилизатора

Недостатки стабилизатора

Ступенчатый стабилизатор напряжения

- высокая точность регулирования;
- высокое быстродействие;
- широкий диапазон входного напряжения;
- возможность работы на холостом ходу;
- отсутствие искажения формы входного напряжения;
- широкий диапазон нагрузки (от 0-100%);
- высокое значение КПД;
- возможность экономии затрат за эл./энергию;

- ступенчатое изменение выходного напряжения у стабилизаторов напряжения с невысокой точностью регулирования (у высокоточных стабилизаторов напряжения этот недостаток отсутствует)

Электромеханический стабилизатор напряжения

- высокая точность регулирования
- высокая перегрузочная способность;
- широкий диапазон регулирования;

- крайне низкое быстродействие(в 20 раз ниже чем у ступенчатых);
- требует регулярного обслуживания для сохранения рабочего ресурса(1 раз в 6 месяцев);
- наличие открытого скользящего электрического контакта(угольная щётка скользит по медной обмотке(очень быстрый износ)),
- ограничение по среде использования;
- пожароопасен