Конструктивные особенности мощных стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения – это электронное устройство, которое должно располагаться между электросетью и потребителями. В его задачи входит обеспечение потребителей напряжением, которое колеблется в намного меньшем диапазоне, чем может гарантировать поставщик электроэнергии.

Стабилизация происходит на основании истинного среднеквадратичного значения напряжения и не подвергается влиянию гармонических колебаний со стороны сети. Поскольку при регулировании напряжения не имеет место дробление синусоидальной формы волны (что характерно для электронных преобразователей мощности наподобие инвертора и ИБП), на выходе стабилизатора не вносятся ни сколь-нибудь заметные гармонические искажения, ни сдвиги фаз.

Стабилизатор не чувствителен к коэффициенту мощности нагрузки. Скорость регулирования зависит от отношения колебаний входного напряжения к номинальному значению и типа конструкции стабилизатора. Как правило, скорость регулирования лежит в диапазоне между 8 и 30 мс/В. Конструктивно стабилизатор напряжения представляет собой систему из вольтодобавочного трансформатора, регулятора напряжения и электронной платы управления.

Основой данной платы является микропроцессор, который считывает значения выходного напряжения с большой частотой и управляет движением регулирующего мотора-редуктора. В соответствии с полученной командой ролики регулятора меняют свое положение, за счет чего также изменяется напряжение, получаемое из сети и подаваемое на первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора.

Снимаясь со вторичной обмотки в фазе или противофазе с напряжением сети, оно прибавляется или вычитается из последнего, тем самым компенсируя его колебания.

Регулятор напряжения, в сущности, представляет собой автотрансформатор с непрерывно изменяющимся коэффициентом трансформации. В зависимости от мощности стабилизатора, регулятор может быть выполнен в виде тора или колонны.

Компановка мощного стабилизатора на примере Ortea

Вольтодобавочный трансформатор. Стандартный сухой трансформатор, вторичная обмотка которого последовательно подключена к сети, а первичная обмотка запитывается от регулятора напряжения.

Регулятор напряжения. Принципиально представляет собой автотрансформатор с непрерывно изменяющимся коэффициентом трансформации. С изменением положения контактов изменяется доля отбираемого напряжения и, следовательно, напряжение, подаваемое на первичную обмотку трансформатора. Напряжение между контактами регулятора (и, следовательно, напряжение на вторичной обмотке вольтодобавочного трансформатора) находится в фазе или противофазе относительно напряжения сети и суммируется с ним или вычитается из него, что и обеспечивает компенсацию колебаний входного напряжения.

Электронная плата управления на основе микропроцессора. Плата управления на основе DSP- микропроцессора (специально разработана для полностью цифрового управления сервоприводом) сравнивает выходное напряжение с опорным, измеряя его величину со скоростью 2000 раз в секунду. Если обнаруживается отклонение от требуемого значения, плата приводит в действие мотор-редуктор регулятора. В соответствии с полученной командой ролики регулятора меняют свое положение, за счет чего изменяется напряжение, получаемое из сети и подаваемое на первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора. Снимаясь со вторичной обмотки в фазе или противофазе, оно суммируется с напряжением в сети, тем самым компенсируя его колебания. Плата управления разработана таким образом, чтобы поддерживать выходное напряжение в заданном интервале с точностью ±0,5%.