Сервопривідний стабілізатор напруги

Опис, принцип роботи, переваги та недоліки

У статті “З чого складається і як працює електронний стабілізатор напруги” ми розглянули будову, оснащення і принцип роботи електронних стабілізаторів напруги. У цій статті розглянемо будову і принцип роботи сервопривідних стабілізаторів. Ще однією робочою назвою сервопривідних стабілізаторів зустрічається: електромеханічний стабілізатор напруги.

Електронні та сервопривідні стабілізатори істотно відрізняються один від одного. Якщо, наприклад, релейний і симісторний стабілізатор різняться тільки за одним з елементів (симістор або реле) – однаково відносяться до електронного типу стабілізації, то сервопривідний – це стабілізатор зовсім іншого класу. Основними елементами сервопривідного стабілізатора напруги є: трансформатор, контролер управління і електродвигун з струмознімним елементом. У недорогих стабілізаторах використовують графітові стрижні як струмоз’ємний елемент (такі як в електроінструменті), а в промислових сервопривідних стабілізаторах використовують графітові коліщатка. У промислових стабілізаторах опціонально можуть входити спеціальні плати для віддаленого моніторингу через Інтернет.

Як працює сервопривідний стабілізатор напруги. Контролер керування аналізує стан напруги на вході стабілізатора і на його виході. У разі зміни напруги на вході, контролер керує двигуном для переміщення струмоз’ємного механізму по обмотці трансформатора на необхідну відстань для зміни вихідної напруги із заданим значенням. Варто окремо відзначити головну відмінність роботи сервопривідного стабілізатора від принципу роботи електронного, – безперервність стабілізації. В електронних стабілізаторах під час перемикання зі ступені на ступінь відбувається розрив синусоїди на час до 20мс. Для більшості техніки це проходить безслідно, але для промислового, медичного та телекомунікаційного обладнання це може бути критичним. Крім того, внаслідок безперервності стабілізації, у стабілізаторах цього типу немає ефекту “мерехтіння” лампочок.

Переваги та недоліки сервопривідних стабілізаторів.

Завдяки безперервності стабілізації забезпечується плавна стабілізація, відсутні перехідні струми і немає спотворень від роботи напівпровідникової техніки (синусоїда не спотворюється і залишається “чистою”). Чиста синусоїда дуже важлива для електродвигунів і приладів із трансформаторами та дроселями. Через спотворену синусоїду можуть давати збої деякі типи електроніки, а електродвигуни схильні до перегріву. Сервоприводні стабілізатори легко витримують пускові струми і перевантаження до 200% від своєї номінальної потужності. В електронних стабілізаторах напруги стримувальним фактором є пропускний струм симістора (пікове навантаження зазвичай становить не більше 120% від своєї потужності і тривалість такого перевантаження не більше 1-3 сек). Також незаперечною перевагою сервопривідних стабілізаторів є їхня потужність, що для промислового застосування є головним. Сервопривідний стабілізатор 100 кВт або 200 кВт за потужністю ще конкурують з електронними стабілізаторами, а от починаючи з потужності 300 кВт є єдиним стабілізатором напруги. Потужності сервопривідних стабілізаторів напруги сягають 2000 кВт.

Головним недоліком сервопривідного стабілізатора є його “повільність”. Пояснимо: швидкість пересування струмознімального елемента по обмотці трансформатора електродвигуном істотно менша за швидкість перемикання між обмотками автотрансформатора в електронному стабілізаторі. У стабілізаторах напруги європейського виробництва швидкість реакції на зміну вхідної напруги становить 40-200В/сек, що є досить гарним показником, проте не на стільки швидким, як в електронних. Ще одним недоліком є сам механізм стабілізації – він схильний до зношування і потребує проведення періодичного ТО (боротьба з пилом і змащування елементів, що труться). При правильній експлуатації та регулярному проведенні ТО термін служби таких стабілізаторів перевищує 15 років.

Який же стабілізатор напруги кращий: сервопривідний чи електронний? Який стабілізатор вибрати?

Основними критеріями вибору між електронними та сервопривідними є такі:

• характер електроспоживачів і їхня чутливість до спотворень у синусоїді. Якщо переважають чутливі прилади і для них не передбачено ДБЖ з подвійним перетворенням – рекомендуємо купити сервопривідний стабілізатор напруги.
• імпульсні та дуже часті “стрибки” напруги з великою амплітудою. Для вирішення такої проблеми більше підходить електронний стабілізатор напруги. Сервопривідний стабілізатор напруги краще впорається з денними перепадами (вдень завищена напруга, ввечері – занижена і змінна) і сезонними перепадами напруги (літо-зима).