Сервоприводный стабилизатор напряжения

Описание, принцип работы, достоинства и недостатки

В статье «Из чего состоит и как работает электронный стабилизатор напряжения» мы рассмотрели устройство, оснащение и принцип работы электронных стабилизаторов напряжения. В этой статье рассмотрим устройство и принцип работы сервоприводных стабилизаторов. Еще одним рабочим названием сервоприводных стабилизаторов встречается:  электромеханический стабилизатор напряжения.

Электронные и сервоприводные стабилизаторы существенно отличаются друг от друга. Если, например, релейный и симисторный стабилизатор различаются только по одному из элементов (симистор или реле) – все равно относятся к электронному типу стабилизации, то сервоприводный это стабилизатор совершенно другого класса.  Основными элементами сервоприводного стабилизатора напряжения являются: трансформатор,  контроллер управления и электродвигатель с токосъемным элементом. В недорогих стабилизаторах используются графитовые стержни в качестве токосъемного элемента (такие как в электроинструменте), а в промышленных сервоприводных стабилизаторах используются графитовые колесики.  В промышленных стабилизаторах опционально могут входить специальные платы для удаленного мониторинга по Интернет.

Как работает сервоприводный стабилизатор напряжения. Контроллер управления анализирует состояние напряжения на входе стабилизатора и на его выходе. При изменении напряжения на входе, контроллер управляет двигателем для перемещения токосъемного механизма  по обмотке трансформатора на необходимое расстояние для изменения выходного напряжения с заданным значением.  Стоит отдельно отметить главное отличие работы сервоприводного стабилизатора от принципа работы электронного, – непрерывность стабилизации. В электронных стабилизаторах при переключении со ступени на ступень происходит разрыв синусоиды на время до 20мс. Для большинства техники это проходит бесследно, но для промышленного, медицинского и телекоммуникационного оборудования это может быть критичным. Кроме того, вследствие непрерывности стабилизации, в стабилизаторах этого типа нет эффекта «мерцания» лампочек.

Преимущества и недостатки сервоприводных стабилизаторов.

Благодаря непрерывности стабилизации обеспечивается плавная стабилизация, отсутствуют переходные токи и нет искажений от работы полупроводниковой техники (синусоида не искажается и остается « чистой »). Чистая синусоида очень важна для электродвигателей и приборов с трансформаторами и дросселями. Из-за искаженной синусоиды могут давать сбои некоторые типы электроники, а электродвигатели подвержены перегреву.  Сервоприводные стабилизаторы легко выдерживают пусковые токи и перегрузки до 200% от своей номинальной мощности. В электронных стабилизаторах напряжения сдерживающим фактором являются пропускаемый ток симистора (пиковая нагрузка как правило составляет не более 120% от своей мощности и длительность такой перегрузки не более 1-3 сек). Также неоспоримым преимуществом сервоприводных стабилизаторов является их мощность, что для промышленного применения является главным. Сервоприводный стабилизатор 100 кВт или 200 кВт по мощности еще конкурируют с электронными стабилизаторами, а вот начиная с мощности 300 кВт является единственным стабилизатором напряжения. Мощности сервоприводных стабилизаторов напряжения достигают 2000 кВт. 

Главным недостатком сервоприводного стабилизатора является его «медлительность». Поясним: скорость передвижения токосъемного элемента по обмотке трансформатора  электродвигателем существенно меньше скорости переключения между обмотками автотрансформатора в электронном стабилизаторе.  В стабилизаторах напряжения европейского производства скорость реакции на изменение входного напряжения составляет 40-200В/сек, что является достаточно хорошим показателем, однако не на столько быстрым как в электронных. Еще одним недостатком является сам механизм стабилизации –  он подвержен изнашиванию и требует проведения периодического ТО (борьба с пылью и смазка трущихся элементов). При правильной эксплуатации и регулярном проведении ТО срок службы таких стабилизаторов превышает 15 лет.

Какой же стабилизатор напряжения лучше: сервоприводный или электронный? Какой стабилизатор выбрать?

Основными критериями выбора между электронными и сервоприводным являются следующие:

• характер электропотребителей и их чувствительность к искажениям в синусоиде. Если преобладают чувствительные приборы и для них не предусмотрены ИБП с двойным преобразованием – рекомендуем купить сервоприводный стабилизатор напряжения.
• импульсные и очень частые «скачки» напряжения с большой амплитудой. Для решения такой проблемы больше подходит электронный стабилизатор напряжения. Сервоприводный стабилизатор напряжения лучше справится с дневными перепадами(днем завышенное напряжение, вечером заниженное и  изменяющееся) и сезонными перепадами напряжения (лето-зима).