Стабилизаторы напряжения с высокочастотным транзисторным регулированием основаны на использовании быстродействующих силовых транзисторов, коммутируемых с высокой частотой на каждом периоде сетевого напряжения.
В последние годы предпринимаются интенсивные попытки создания высокочастотных стабилизаторов (далее, ВЧ-стабилизаторы) на базе современных силовых транзисторов. Примером для разработчиков является успешное использование высокочастотных приводов для управления асинхронными электродвигателями, построенные на сходной элементной базе. Попыткам создания ВЧ-стабилизаторов способствует также общая тенденция удешевления электронных комплектующих и рост цен на сырье, используемое в производстве низкочастотных стабилизаторов (медь, электротехническое железо и т.п.). Кроме того, ВЧ-стабилизаторам по определению присущ целый ряд важных преимуществ: они легче обычных, у них более высокая скорость стабилизации, выше точность стабилизации выходного напряжения. Однако вплоть до последнего времени стабилизаторы не получили широкого распространения. Этому есть одна основная причина: практически все попытки построения ВЧ-стабилизаторов используют схему со звеном постоянного тока. Как следствие, такие приборы имеют КПД намного ниже традиционных приборов (т.к. используется двойное преобразование энергии). Кроме того, нагрузка при подключении к ВЧ-стабилизатору со звеном постоянного тока гальванически развязана от питания, что делает невозможным сброс реактивной энергии в сеть.
Тем не менее, в последнее время удалось создать ВЧ-стабилизатор без звена постоянного тока. Эти приборы производятся и продаются под торговой маркой LEGAT. Кратко можно перечислить их следующие преимущества:
- Стабилизаторы почти в два раза легче традиционных.
- Обеспечивают очень высокую точность стабилизации выходного напряжения: ±1 - 2 В.
- Имеют высокую скорость реакции на скачки входного напряжения.
- Обеспечивают сохранение 100% мощности в очень широком диапазоне входных напряжений: 120 - 280 В.
- В диапазоне входных напряжений 100 - 120 В работают с некоторым падением мощности.
- Не имеют гальванической развязки, что позволяет подключать любые типы активных и реактивных нагрузок.
- Позволяют регулировать выходное напряжение (180 - 240 В) и задержку на повторный пуск (3 - 999 сек.).
- Обеспечивают кратковременное увеличение тока (до 10 сек.) для обеспечения пуска электродвигательных нагрузок.
- Сохраняют работоспособность в широком диапазоне температур: -20; +40 С.
Резюмируя, можно сказать, что развитие стабилизаторов, по-видимому, будет происходить в сторону увеличения количества ВЧ-приборов. Определяющим здесь будет то, что, как уже указывалось, цены на основное сырье для производства обычных низкочастотных стабилизаторов постоянно растут, что вызывает рост цены самих изделий. В то же время, стоимость электронных комплектующих только падает. Поэтому можно ожидать, что со временем ВЧ-стабилизаторы станут дешевле традиционных низкочастотных приборов.
Указанные системы регулирования имеют ряд собственных преимуществ и недостатков.
Название | Достоинства | Недостатки |
Ступенчатое регулирование |
| 1 ступенчатое изменение выходного напряжения, ограничивающее точность стабилизации. |
Феррорезонансные стабилизаторы напряжения |
|
|
Электромеханические стабилизаторы напряжения |
|
|
Подмагничивание трансформатора | 1 высокие перегрузочные способности |
|
Двойное преобразование энергии | 1 широкий диапазон регулирования. |
|
Высокочастотное транзисторное регулирование |
| 1 малая мощность устройства до 10 кВА. |
Магнитное регулирование |
|
|
С учетом особенностей принципов используемых в устройствах стабилизации напряжения для средней (30-100 кВА) и большой (более 100 кВА) мощности, наибольшее распространение получили 3 типа стабилизаторов:
- ступенчатые корректоры напряжения (стабилизаторы со ступенчатым регулированием);
- электромеханические стабилизаторы с электроприводом;
- стабилизаторы с подмагничиванием трансформатора.
Наиболее широко на Российском рынке представлены устройства производства «Лидер», г. Псков, «Энергия» г. Москва и «Orion» Италия. Сравнительные характеристики устройств приведены в таблице.
Sirius
Существует так же 3-х фазные стабилизаторы напряжения таких марок как: Vega (7150 кВА), Sirius (50-3150 кВА) фирмы N-Power и ряд других, имеющие внутреннее исполнение и значительные габаритные размеры, предназначенные для установки в ячейках РУ.
Discovery
Стабилизатор напряжения Taurus 2500 кВА 11 кВ ±20%
Марка | ТСС АСНУ Т | Лидер PS SQ | Volter СНПТТ | СНТ-П | СНТ-ПС | SBW (энергия) | СНЭ-Т | Ortea Orion Y | Solby (Sassin) SVC | СДТ | СТЭМ-2 | СТС-3 (5) | Штиль R | |
Страна производитель | РФ | РФ | РФ | РФ | РФ | РФ | РФ | Италия | Китай | Русэлт | Русэлт | Русэлт | Штиль | |
Принцип регулирования напряжения | Эл. Механич еский | Эл. Механич еский | Ступенч атый | Под- | Под- | Подмагни чивание трансфор матора | Эл. Механич еский | Эл. Механич еский | Ступенч атый | Эл. Механич еский | Эл. Механич еский | Подмагни чивание трансфор матора | Ступенч атый | |
Мощность, кВт | 30-100 | 45-225 | 40-210 | 40-630 | 40-631 | 30-250 | 40-250 | 45-230 | 45-150 | 40-100 | 45-1000 | 40-250 | 48-100 | |
Диа- | Напряжение на входе, В | 280-430 | 259-467 | 260-450 | 278-442 | 278-443 | 304-456 | 271-467 | 289-476 | 289-477 | 285-437 | 285-475 | 285-456 | 320-418 |
Напряжение на выходе, В | 380±3% | 380±1.4 | 380±5% | 380± 5.7% | 380± 5.7% | 380±1-5% | 380±1% | 380±5% | 380±3% | 380±2% | 380±5% | 380±2% | 380±4% | |
Точность | 3 | 1.4 | 5 | 5.7 | 5.7 | 1-5 | 1 | 5 | 3 | 2 | 5 | 2 | 4 | |
Масса, кг | 120-400 | 270-960 |
| 270- 2500 | 295- 2650 | 300-550 | 225-950 | 190-900 |
| 275-451 | 256-2400 |
| 250-320 | |
Байпас | нет | есть | нет | нет | нет | нет | есть | есть | нет | нет | есть | нет | есть | |
Симметрирующая функция | есть | нет | нет | есть | есть | есть | нет | нет | нет | нет | есть | нет | есть | |
Защита от токов КЗ | есть | есть | нет | нет | нет | нет | есть | есть | есть | есть | есть | нет | есть | |
Защита от перегрузки | есть | есть | 63 А | нет | нет | 150 A | есь | есть | есть | нет | есть | нет | есть | |
Исполнение | внутрен нее | внутрен нее | внутрен нее | нару- | нару- | внут-ренне е | вну-трен нее | внутрен | внутрен нее | внутрен нее | внутрен | наружное | внутрен ние | |
Особенности | 1 блок | 3 о/ф в 1 блоке + АПВ | 3 блока | 1 блок | 1 блок | 1 блок | 3 блока | 1 блок | 1 блок | 1 блок | 1 блок | 1 блок | 3 о/ф + БУ | |
Внешний вид стабилизаторов представлен ниже:
