Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Стабилизатор переменного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (Я) 4 G 05 F 1!44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4073828/24-07 (22) 05.05.86. (46) 15.05.88. Бюл. 11 - 18 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологичес- . кий институт силовой полупроводниковой техники Завода "Электровыпрямитель (72) Б.К.Бурдасов, В.А.Толстых, В.H.Рнович и IO.М.Балахно (53) 621.316,722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР, У 907519, кл. G 05 F 1/44, 1980.

Стабилизатор напряжения СПН-400.

ТУ 16-539. 283-75. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации переменного напряжения с малым уровнем нелинейных искажений, Цель изобретения — повышение надежности работы, сниже ние коэффициента нелинейных искажений, упрощение схемы и повы„„SU„„1396129 д1 шение точности стабилизации. С подачей входного напряжения на обмотку автотрансформатора l получают пи— тание блок управления 5 первым понижающим ключом 4 и общий блок управления 6 ключами 2,3. С повышением входного напряжения увеличивается напряжение на выходе выпрямителя 7, которое поступает на вход регулируемого нелинейного узла 13, обеспечивающего повышение скорости изменения напряжения на своем выходе по отно:,шению к скорости изменения напряжения íà его входе. На блок сравнения 10 поступают сигналы от формирователя пилообразного напряжения 9 и от нелинейного узла 13. Разностный сигнал после усиления в выходном блоке 11 поступает на управляющий вход соответствующего ключа. Использование нелинейного.узла 13 позволяет осуществлять изменение фазы управляющего сигнала с целью обеспечения неизменности выходного напряжения. 3 ил.!

396129

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации переменного напряжения с малым уровнем нелинейных ис5 кажений.

Цель изобретения — повышение надежности работы, снижение коэффициента нелинейных искажений, упрощение схемы и повьппение точности стабилиза- 10 ц и.

На фиг.1 представпена блок-схема, стабилизатора переменного напряжения, на фиг,2 — пример блок -схемы регулируемого нелинейного узла. l5

Стабилизатор (фиг. 1 ) состоит из автотрансформатора 1, выводы секцион рованной обмотки которого подключены к входным выводам и через управляемые ключи переменного тока 2О

2,;3,4 — к выходным выводам., На первый понижающий ключ 4 управляющий сигнал поступает с первого блока 5 управления, подключенного к отдельной обмотке автотрансформатора 1. 25

Общий блок 6 управления ключами

2,,3 (в общем .случае и-I ключами) состоит из общего выпрямителя ?, вход которого подключен к отдельной обмотке автотрансформатора ., общего вспо- 3О могательного стабилизатора 8 и общего, формирователя пилообразного напряжения 9, выход которого подключен к блоку 10 сравнения, состоящему из (и- 1) узлов по числу управляемых ключей (n-1), один соотве.тствующий выход блока 10 узла сравнения через выходной блок 11 подключен непосредственно, к входу управления одного повышающего ключа (например,2), другие выходы блока 10 сравнения через выходной блок 1? подключены к входам управления соответствующих ключей посредством элементов гальванической развязки 12, а соответствующие выходы регулируемого нелинейного узла !3 подключены к соответствующим входам блока 10 сравнения. Количество узлов элементов 10,11, 13 равно числу управляемых ключей или они делаются многоканальными.

Регулируемый нелинейный узел (фиг,2) может быть выполнен из опорного элемента 14, входом подключенного к входу 15 узла 13, к которому

55 подключен также вход регулирующего элемента 16, выходом соединенного с первым входом усилителя 17, второй вход которого подключен к выходу опорного элемента 14, из делителя 18, вход которого подключен к выходу усилителя 17, а выход. делителя 18 подключен к выходу 19 нелинейного узла.

Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.

С подачей входного напряжения на обмотку автотрансформатора 1 получают питание блоки .управления. При пониженном входном напряжении ключи 2, 3,4 открываются в очередности 4 — 3

2 с малым фазовым сдвигом (фиг.3).

C повьппением входного напряжения увеличивается напряжение на выходе выпрямителя 7 блока 6 управления.

Выпрямитель 7 одновременно обеспечивает синхронизацию формирователя пилообразного напряжения (ФПН) 8. Напряжение с выхода выпрямителя 7 поступает на вход регулируемого нелинейного узла 13. На первый вход блока 10 сравнения подается пилообразное напряжение, а на вторые входы поступают сигналы с соответствующих выходов узла 13, В момент равенства напряжений на выходе блока 10 сравнения формируется сигнал, который после усиления в выходном блоке

11 поступает на вход управления, например, ключа 2. В результате увеличения напряжения на выходе нелинейного узла 13 блока управления;.начинает увеличиваться фаза открытия ключа 2. Фазы открытия остальных ключей не изменяются. При дальнейшем повышении напряжения фаза открытия ключа

2 превысит 180 эл.град и управление с этого ключа снимается, в этот момент начинает увеличиваться фаза открытия ключа 3 и т.д. В результате последовательно изменяйтся фазы открытия ключей 2, 3 и т.д. до 180 эл. град. Фаза открытия понижающего клю- ча 4 не меняется. Регулирующий нелинейный узел 13 построен таким образом, что начальное выходное напряжение регулируемого нелинейного узла каждого высшего ключа превышает соответствующее напряжение следующего низшего ключа„ а характеристики регулируемых нелинейных узлов блока 6 управления подобраны таким образом, что при превьппении выходного напряжения регулируемого нелинейного узла высшего ключа амплитуды напряжения на выходе формирователя пилообразного напряжения начинает увеличиваться выходное напряжение регулируемого не1396129 линейного узла следующего низшего ключа, причем управление с высшего ключа снимается. В результате напряжение на выходе стабилизатора оста5 ется неизменным, а нелинейные искажения минимальными и определяются величиной ступеней управляемых ключей, которые выбираются пропорциональными величине входного напряже- 1О ния, чтобы коэффициенты нелинейных искажений на всех зонах оставались постоянными

Общий блок 6 управления гальванически связан только с одним повышаю- 15 щим ключом (2), связь с другими ключами осуществляется через элементы гальванической развязки 12 (например, импульсные трансформаторы или оптоэлектрические пары) . В результате 2п упрощается автотрансформатор 1 и количество элементов в блоке 6 управления, б

Регулируемый нелинейный узел 13 работает следующим образом. 25

При изменении уровня входного сигнала от нуля до определенной величины усилитель 17 закрыт, а напряжение на выходе делителя 18 равно минимальной величине, определяемой номером 3 > управляемого ключа, подключенного к блоку 6 управления..При достижении напряжения на входе заданного уровня напряжение на входе регулирующего элемента 16 начинает превышать напря35 жение опорного элемента 14, в результате усилитель открывается и его выходное напряжение, поступающее на делитель 18, начинает быстро возрастать, В этом режиме скорость роста выход- 4О ного напряжения делителя 18 превышает скорость роста напряжения на входе регулируемого нелинейного узла 13 так, что при изменении входного напряжения с опреде- 45 ленной скоростью осуществляется увеличение фазы управляющего сигнала управляемого ключа с целью обеспечения неизменности выходного напряжения. Регулирующий элемент 16 и делитель 18 в узле 13 служат для установки необходимого входного уровнянапряжения начала работы, минимального выходного напряжения и необходимой характеристики регулирующего нелинейного узла 13.

В предлагаемом стабилизаторе возм жно увеличение числа зон регулирования. что снижает нелинейные искажения выходного напряжения, без обеспечения блокировки. Кроме того, здесь отсутствует положительная обратная связь отрегулированного напряжения на блок управления, что повышает стабильность работы н упрощает схему, а также повышает надежность ее работы. формулаизобретения

Стабилизатор переменного напряжения, -содержащий автотрансформатор, выводы секционированной обмотки которого связаны с входным и выходным выводами, а один из выводов секционированной обмотки подключен к общей шине, и управляемых ключей неременного тока, блок управления первым понижающим ключом, общий блок управления (n-1) управлыемыми ключами, состоящий из выпрямителя, вход которого подключен к отдельной обмотке автотрансформатора, а первый выход— к входу вспомогательного стабилизатора, выход которого подключен к выводам питания формирователя пилообразного напряжения, блока сравнения и выходного блока, а выход формирователя пилообразного напряжения соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с входом выходного блока, выходом связанного с управляницими входами (и-1)-х управляемых ключей, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения надежности работь1, снижения коэффициен,та нелинейных искажений, упрощения схемы и повышения точности стабилизации, в его общий блок управления (n-1)-ми управляемыми ключами введен регулируемый нелинейный узел,обеспечивающий повышение скорости изменения напряжения на своем выходе по отношению к скорости изменения напряжения на его входе при превышении напряжений на его входе заданного уровня, вход регулируемого нелинейного узла подключен к первому выходу выпрямителя, а выходы — к соответствующим вторым входам блока сравнения, второй выход выпрямителя соединен с входом формирователя управлявшего напряжения, кроме того, число выходов регулируемого нелинейного узла и блока сравнения равно (n-1), связь (и-1)-х выходов выходного блока с

lI 396129

Составитель А.Волкова

Техред А.Кравчук

Корректор А.Тяско

Редактор Г1.Товтин

Заказ 2493/49 Тираж 8бб

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Г1осква, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 4 управляющими входами соответствующих (й-2)-х ключей выполнена через элемвнты гальванической развязки, а с управляющим входом и-го ключа - не5 посредственно, связь одного из выводов секционированной обмотки с входным выводом выполнена непосредственно, а связь и-х выводов с выходным выводом — через управляемые ключи переменного тока.

Стабилизатор переменного напряжения Стабилизатор переменного напряжения
 Стабилизатор переменного напряжения Стабилизатор переменного напряжения 

findpatent.ru

Стабилизатор напряжения для дома | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта http://zametkielectrika.ru.

Тема сегодняшней статьи относится к таким неотъемлемым в настоящее время устройствам, как стабилизаторы напряжения для дома. Сейчас я Вам поясню почему неотъемлемые. Энергоснабжающая организация не уделяет должного внимания на качество поставляемой электроэнергии потребителям. Причиной этому может являться отсутствие законов и наложение санкций при несоответствующем качестве. К тому же не стоит забывать, что энергоснабжающая организация является монополистом по поставке электрической энергии.

Поставляемая электроэнергия является товаром. И если этот «товар» будет не надлежащего качества, то это может привести к выходу из строя электрооборудования. Поэтому каждый потребитель должен позаботиться о себе сам, применив стабилизаторы напряжения для дома, которые предназначены для поддержания стабильного напряжения питания нагрузок бытового и промышленного назначения.

 

Что же такое «качество» электрической энергии?

Для этого обратимся к следующим нормативным документам, где регламентируются параметры электрической сети от источника питания до потребителя.

1. Гражданский кодекс Российской Федерации

2. ГОСТы

В этих ГОСТах представлена расшифровка параметров и цифровые показатели качества электрической энергии, методы их измерения, причины и вероятности появления того или иного отклонения качества.

3. ПУЭ

Кстати, скачать ПУЭ 7 издание Вы можете с моего сайта. 

Теперь давайте рассмотрим основные показатели качества электрической энергии, согласно ГОСТ 13109-97.

 

Основные показатели электрической энергии

1. Отклонение напряжения

Существуют следующие нормы отклонений:

  • нормально-допустимые (±5%)
  • предельно-допустимые (±10%)

Согласно ГОСТа 21128-83, номинальное действующее напряжение однофазной бытовой сети должно составлять 220 (В). Отсюда следует, что предел напряжений от 209 — 231 (В) является нормально-допустимым отклонением, а предел напряжений от 198 — 242 (В) — предельно-допустимым отклонением.

2. Провал напряжения

Провал напряжения — это падение напряжения ниже, чем 198 (В) длительностью более 30 секунд. Глубина провала напряжения может достигать до 100%.

3. Перенапряжение

Перенапряжение — это превышение амплитудного значения напряжения больше 339 (В).

Напоминаю, что амплитудное значение 310 (В) соответствует действующему значению 220 (В).

Более подробно о причинах возникновения перенапряжений читайте в моей статье: виды перенапряжений и их опасность.

 

Стабилизатор напряжения для дома

Так что же такое стабилизатор напряжения для дома?

Стабилизатор напряжения — это автоматическое устройство, которое при изменении входного напряжения, на выход выдает стабильное заданное напряжение 220 (В). Схематично можно изобразить так:

Рассмотрим проблемы, которые могут возникнуть с питающим напряжением в своих домах, коттеджах и садах. 

Наружная электропроводка для большинства дачных поселков была построена и рассчитана еще в прошлом веке, когда нормы потребления на каждый дом принимались около 2 (кВт). В настоящее время только один электрический чайник потребляет около 1 (кВт), стиральная машинка около 2 (кВт), не говоря уже об электрических плитах, мощность которых достигает 10 (кВт) и больше.

По причине долгого срока эксплуатации состояние питающих линий с каждым годом ухудшается. Обслуживающие электрики приезжают на линию только по аварийным заявкам и вызовам. Периодические проверки и обслуживание линий ведется по минимуму.

От воздействий атмосферных осадков происходит окисление проводов, что уменьшает их сечение, в местах соединений проводов ухудшается электрический контакт, что приводит к  дополнительным потерям. Также увеличивается число потребителей на одну и ту же линию. Хотя в последнее время в технических условиях на подключение дома энергоснабжающая организация обязывает установку ограничителей мощности.

Что в итоге мы имеем?

Когда линия не нагружена, то величина питающего напряжения не выходит за рамки норм. Как только нагрузка на линии начинает постепенно расти (люди приходят с работы), питающее напряжение начинает уменьшаться. По личному примеру скажу, что в одной из деревень величина напряжения в вечернее время достигала 150 (В). При таком напряжении холодильники выходят из строя, лампочки светят тускло, электрические печи не греют до номинальной температуры и т.д.

Как выходит из данной ситуации энергоснабжающая организация?

Очень просто.

Они выставляют на питающем трансформаторе с помощью привода ПБВ или РПН изначально повышенный уровень напряжения, чтобы в часы максимальной нагрузки напряжение было в норме, ну или почти в норме. Но ведь изначально выставленный повышенный уровень напряжения на питающем трансформаторе приводит к скорому перегоранию лампочек, а также к выходу из строя бытовой аппаратуры и техники.

Что же получается? Палка о «двух концах»?

Кто в данном тексте увидел свою проблему, то рекомендую Вам позаботиться о себе самостоятельно, вооружившись стабилизатором напряжения для дома. Ниже я познакомлю Вас с типами стабилизаторов.

 

Типы стабилизаторов напряжения для дома

Рассмотрим классификацию стабилизаторов напряжения для дома.

1. Феррорезонансные или магниторезонансные стабилизаторы напряжения

Это самые «древние» стабилизаторы напряжения для дома, которые применялись для питания первых цветных телевизоров. Помните, такую «коробку»?

Стабилизатор напряжения для дома «Украина-2″ мощностью всего то 315 (Вт).

А это еще один феррорезонансный стабилизатор напряжения.

Принцип их работы основывается на явлении магнитного насыщения ферромагнитных сердечников трансформаторов или дросселей.

У этих стабилизаторов напряжения недостатков пожалуй гораздо больше, чем достоинств. Во-первых, они выпускались небольшой мощности (до 600 Вт). Во-вторых, они очень сильно искажают синусоидальную форму выходного напряжения. В-третьих, они очень сильно гудят, а также у них узкий диапазон стабилизации и они частенько выходят из строя при повышенном напряжении в сети.

Пользуясь случаем, рекомендую Вам прочитать статью «Как пользоваться мультиметром (часть 1)», в которой Вы найдете подробную инструкцию по измерению напряжения бытовой однофазной сети.

2. Дискретные (ступенчатые) стабилизаторы напряжения

Следующий тип стабилизаторов напряжения для дома, который мы рассмотрим, называются дискретными или ступенчатыми.

Принцип их работы основывается на ступенчатой коррекции напряжения, осуществляемой переключением отводов обмотки автотрансформатора с помощью ключей.

Ключи бывают либо релейными, либо полупроводниковыми (симисторы).

Ниже на рисунке приведена упрощенная схема дискретного стабилизатора для дома с прямым включением 5 ключей. Обычно такая схема применяется у самых дешевых моделей. Каждый ключ (реле или симистор) настроен на определенный порог срабатывания по уровню входного напряжения сети. При достижении этого значения ключ замыкает часть обмотки автотрансформатора.

Про достоинства таких типов стабилизаторов напряжения для дома могу сказать то, что они обладают высокой скоростью реакции на изменение входного напряжения, что необходимо для двигательных нагрузок, таких как холодильник, стиральная машина, глубинный насос и др.

Время реакции на изменение входного напряжения зависит от количества обмоток и скорости работы ключей.

Также у них небольшой вес и габариты, отсутствуют движущиеся части, в отличие от электромеханических стабилизаторов, а также широкий диапазон входных напряжений.

Из недостатков можно отметить то, что напряжение на выходе меняется ступенчато и во время процесса регулирования происходит прерывание выходного напряжения.

3. Электромеханические стабилизаторы напряжения

Сейчас мы рассмотрим электромеханические стабилизаторы напряжения для дома. Их принцип работы основан на регулировании напряжения за счет перемещения щетки по обмотке автотрансформатора.

Непрерывность фазы выходного напряжения обеспечивается конструкцией токосъемника, т.е. щеткой. Ширина щетки приблизительно равна 2,2 диаметра провода обмотки автотрансформатора, чтобы при переходе с одного витка на другой электрический контакт не терялся.

Достоинства электромеханического стабилизатора напряжения:

  • плавное регулирование
  • отсутствие помех при работе
  • отсутствие искаженной формы напряжения
  • отсутствие электронных ключей, коммутирующих рабочий ток
  • высокая точность удержания выходного напряжения — 220 ± 3% (в отличие от дискретных — 220 ± 7%)

Недостатки электромеханического стабилизатора напряжения:

  • необходимо следить за износом щетки
  • искрение во время перемещения щетки по обмотке автотрансформатора
  • во время работы двигателя сервопривода слышно гудение

 

Выводы

Про необходимость установки стабилизаторов напряжения для дома я Вам пояснил. Далее решать только Вам. С типами стабилизаторов я Вас познакомил. Рекомендую Вам приобретать только дискретные или электромеханические стабилизаторы (сам лично склоняюсь к последним), про феррорезонансный вообще забудьте.

P.S. В следующей статье мы научимся выбирать стабилизатор напряжения по мощности. Покажу Вам пример расчета мощности стабилизатора для своей квартиры. А также поговорим о месте их установки и креплении. Чтобы не пропустить выход новых статей — пройдите процедуру подписки. Форма находится в конце каждой статьи и в правой колонке сайта. 

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


zametkielectrika.ru

Стабилизатор 400В на L6560. | Мастер Винтик. Всё своими руками!


Удобно использовать для питания Анодов ламп передатчика.




П О П У Л Я Р Н О Е:

  • Ремонт модуля S20609 в инверторных сварках
  • В некоторых моделях сварочных инверторов, например Helper Prestige, ProfHelper, BestWeld и др., принадлежащих к условному семейству TECNICA устанавливают залитый эпоксидным компаундом субмодуль блока управления S20609.

    О его ремонте и пойдёт речь в статье, ниже…

    Подробнее…

  • Стабилизатор напряжения на LM2596
  • Импульсный стабилизатор напряжения 1,2 — 37 В, 3А на LM2596

    На микросхеме LM2596 можно собрать стабилизированный источник напряжения, на основе которого легко сделать простой и надёжный импульсный  лабораторный блок питания с защитой от короткого замыкания.

    Подробнее…

  • Ремонтируем бесперебойник (UPS).
  • У Вас бесперебойник (UPS) быстро выключается или перестал включаться совсем? Это скорее всего из-за  аккумулятора, находящегося внутри блока. Подробнее…


- н а в и г а т о р -


Популярность: 1 089 просм.


ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ


www.mastervintik.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о