Тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения
Принципиальная разница между тиристорами и симисторами заключается в том, что тиристоры пропускают ток только в одну сторону, а симистор в обе. Поэтому для коммутации переменного напряжением требуется либо два тиристора (включенные встречно-параллельно) либо один симистор. Их применение в стабилизаторах в качестве силовых переключающих ключей даёт в основном только одни преимущества в сравнении с релейными или электромеханическими устройствами.
Однако тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения имеют один небольшой недостаток — это ступенчатая стабилизация. Правда, этот недостаток больше относится к принципу работы самого стабилизатора, нежели именно к тиристорам или симисторам. Например, при точности стабилизации 5% шаг напряжения на выходе составляет всего 11 вольт, что лишь немного заметно только на лампочках накаливания. При точности 3% и выше шаг напряжения уже совсем незначителен и составляет всего 6 вольт и менее.
Тиристорный стабилизатор напряжения
Характеризуется отличным быстродействием и высоким КПД, выдерживает большие токи и имеет достаточный запас по кратковременным перегрузкам. Наработка на отказ собственно самих тиристоров значительно превышает срок службы всего стабилизатора напряжения в целом.
Благодаря микропроцессорному управления и отработанным алгоритмам, тиристорный стабилизатор напряжения совершенно не искажает выходное напряжение, т.к. все переключения происходят только при прохождении синусоиды через «ноль». Он отличается низким уровнем собственного энергопотребления вследствие того, что нет никаких дополнительных внутренних потребителей в виде обмоток реле или серводвигателя.
Встречно-параллельное включение тиристоров
Тиристорный стабилизатор напряжения
Поэтому тиристорные стабилизаторы напряжения являются самым совершенным классом устройств стабилизации практически без каких либо недостатков и повсеместно применяются и в быту и на производстве.
Некоторые производители по-умолчанию проводят их климатическую обработку, чтобы обеспечить работоспособность при низких температурах (-40. -40°С) в неотапливаемых помещениях. При этом стоимость возрастает лишь на несколько процентов.
Симисторный стабилизатор напряжения
Симистор — это одна из разновидностей тиристора, и с точки зрения обычного пользователя симисторный стабилизатор напряжения полностью аналогичен тиристорному. Однако главным недостатком симистора является его низкая устойчивость к выбросам напряжения, например, при работе с индуктивной нагрузкой, и поэтому приходится предпринимать ряд дополнительных мер для обеспечения надёжности их работы.
Кроме вышесказанного в симисторных схемах управления при максимальных нагрузках необходимо тщательно контролировать и не допускать превышения тока и напряжение управляющего электрода, обеспечивать эффективное охлаждение корпуса прибора и учитывать рассеивание мощности.
Симисторный стабилизатор напряжения
Вследствие этих недостатков симисторные стабилизаторы напряжения ограничены в практическом применении, так как тиристорные более надёжны в работе и компактны в габаритах, например, один симистор занимает площадь 4-6 тиристоров.
Справедливости ради надо отметить, что для управления симистором требуется менее сложная электронная схема, чем для тиристора, но это преимущество блекнет в сравнении с основным недостатком.
Заключение
В последннее время (начиная с 2015 года) тиристорные стабилизаторы наряжения уступают свои лидирующие позции инверторным моделям, которые работают по принципу двойного преобразования сетевого напряжения, поэтому не содержат массивных автотрасформаторов, более компактны и легки. Их широкий входной диапазон напряжения 90~310 вольт и точность его стабилизации на выходе в 2% заведомо лучше, чем у большинства тиристорых устройств.
Кроме этого, тиристорные стабилизаторы не улучшают форму напряжения, они только стабилизируют его амплитуду до 220 В ± погрешность. У инверторных моделей сетевое напряжение сначала выпрямляется, а затем инвертором преобразуется обратно в переменное, тем самым обеспечивается его идеальная синусоидальная форма. Это очень благоприятно сказывается на работе подключенных электроприборов. А мгновенная реакция на изменения сетевого напряжения (т.е. время быстродействия равно 0 мс) вообще кладёт на обе лопатки любые тиристорные модели.
К примеру, Штиль IS7000 находится вне конкуренции — его тиристорные аналоги стоят намного дороже.
Практические рекомендации
Посмотрите каталоги тиристорных стабиилизаторов напряжения россйских производителей.
- выезд специалиста и подбор стабилизатора;
- доставка и подключение стабилизатора;
- сервисное и гарантийное сопровождение.
Посмотрите нашу ФОТОГАЛЕРЕЮ
установленных стабилизаторов напряжения!
Симисторные стабилизаторы
Симисторные стабилизаторы напряжения — это прямые родственники тиристорных моделей, но имеют определенные отличия, о них и поговорим на СтабЭксперт.ру.
Принцип работы
Симисторные стабилизаторы напряжения являются практически полными аналогами рассмотренных в предыдущей статье тиристорных стабилизаторов. Дело в том, что симистор является разновидностью тиристора. По-другому его называют симметричным тиристором (реже триаком).
Прибор сконструирован специально для коммутации цепей переменного тока и имеет двунаправленную проводимость в открытом состоянии. По сути, симметричный тиристор совмещает в одном корпусе два тиристора, обеспечивающих проводимость в противоположных направлениях.
Не все производители выпускают симисторные модели, но на рынке есть определенные лидеры, сравним их параметры в таблице.
Популярные марки
Отличие симисторных от тиристорных
Использование в конструкции стабилизаторов симистора вместо комбинированного ключа, собранного из двух тиристоров, соединённых встречно-параллельно позволяет заметно снизить габариты приборов и их вес. Дело в том, что кроме лишнего тиристора в каждой ступени регулирования, отпадает потребность и в радиаторе для его охлаждения.
Но это не все, т.к. технология не относится к бюджетной, производители пытаются наделить свои продукты максимальными возможностями, т.е. комплектуют всеми вариантами защиты, что есть в арсенале, наделяют расширенным диапазоном, повышенной точностью и другими бонусами поменьше. Можно сказать, это премиальная комплектация массового стабилизатора. Кстати, как вы уже успели заметить из таблицы, один из представителей, так и называется — Энергия Premium.
Плюсы и минусы
В остальном, технические характеристики симисторных приборов, а так же плюсы и минусы относительно других технических аспектов совпадают с параметрами тиристорных стабилизаторов.
Симисторные стабилизаторы напряжения для жилых и промышленных помещений
Стабилизаторы напряжения устанавливаются на производственных объектах и в домашних условиях. Основное их предназначение — защита оборудования и бытовой техники от перепадов и скачков электросети, предотвращение их выхода из строя. Конечно, в домашней электролинии предусмотрена автоматическая система, которая страхует электроприборы от аварийных ситуаций, однако ее действие не всегда эффективно. Для тех, кто привык рассчитывать на себя и делать все необходимое для сохранения своего имущества и для личной безопасности, в настоящее время есть отличное решение — установка стабилизатора Lider PS2000W. Такое устройство позволяет экономить денежные траты на электроэнергию. Самым современным типом стабилизаторов является симисторный. Это наиболее распространенный вид защиты, в конструкции предусмотрены две функциональные схемы:
- Микропроцессор. Предназначен для осуществления замеров и их обработки. Результат дает понять, как преобразовать входящий сигнал.
- Трансформатор с обмоткой — для понижения и повышения напряжения.
Назначение симисторных стабилизаторов
Данный тип устройств можно разделить на два типа: бытовые, промышленные. Первые применяются в жилых помещениях, например, в квартире, загородном доме или на даче. Способны защитить от скачков напряжения стиральные машины, котлы отопления, телевизоры, холодильники и прочую домашнюю технику. Второй вид используется в условиях крупных предприятий, в офисах и больших торговых точках. Мощность таких стабилизаторов намного выше, чем у домашних.
Симисторный стабилизатор напряжения функционирует ступенчато. Это может негативно отразиться на работе различных световых приборов. Если вы решили установить в своем доме или квартире такой тип стабилизатора, то учтите, что может наблюдаться мигание лампочек. Поэтому, советуется вкручивать энергосберегающие источники света.
Преимущества симисторного стабилизатора
Среди достоинств такого типа стабилизатора выделяют следующие:
- Чувствительность к помехам. Это позволяет использовать прибор для телевизоров, акустических систем и другой подобной домашней техники.
- Высокая скорость реакции — 11 000 раз /1 секунда. Быстрое принятие решений.
- Универсальность. Функционирует с низким и высоким напряжением.
- Логическая обработка информации. Микропроцессор «думает» дискурсивно, то есть, предохраняет работу системы от ложных срабатываний.
- Постоянный контроль входного и выходного напряжения.
- Нет необходимости в сервисном обслуживании.
- Долговечность и надежность эксплуатации.
- Бесшумная работа.
Симисторный стабилизатор способен защитить от скачков напряжения практически все виды электрооборудования. Владельцы дорогостоящих телевизоров или прочих подобных систем чаще всего приобретают этот вид защиты. Они оптимальны для использования в домашних условиях и на промышленных объектах. Цены на них немного выше, чем на другие защитные системы, зато они отвечают всем существующим требованиям надежности и безопасности, обладают прекрасной функциональностью, обеспечивают стопроцентную охрану от колебаний электросети.
Симисторный и тиристорный стабилизатор напряжения: отличия и принцип работы
Тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения относятся к семейству электронных стабилизаторов. Стабилизацию напряжения реализуют ключи, собранные на полупроводниковых приборах, – тиристорах или симисторах. Назначение этих аппаратов – нормализация параметров входного тока, что позволяет защитить дорогостоящее оборудование, технику и инструмент от повреждений из-за некачественного сетевого напряжения.
Устройство и принцип работы тиристорных и симисторных стабилизаторов напряжения
В конструкцию стабилизирующих аппаратов на полупроводниковых ключах входят:
- Входной фильтр. Предназначен для устранения помех высокой частоты и кратких скачков напряжения, негативно влияющих на работоспособность техники на электронных компонентах.
- Схема контроля и управления. Контролирует входной сетевой ток и при его изменениях с помощью полупроводниковых ключей управляет секциями вторичной обмотки.
- Силовой трансформатор. В его конструкции присутствует секционированная вторичная обмотка, обеспечивающая ступенчатое изменение выходных характеристик тока.
- Силовые ключи – тиристорные или симисторные. В симисторном аппарате может присутствовать более 10 ступеней, обеспечивающих получение достаточно точных параметров тока, поступающего к потребителям.
Принцип работы трансформатора на полупроводниковых ключах:
- При изменениях характеристик входного тока схема контроля и управления сравнивает текущие и допустимые параметры.
- Если колебания параметров сетевого тока находятся в установленных пределах, подается сигнал на полупроводниковый ключ, который корректирует выходное напряжение.
- При скачках входного напряжения за допустимые пределы защитная система в аварийном режиме обесточивает цепь.
В чем разница между тиристорами и симисторами
Общей характеристикой тиристоров и симисторов является тот факт, что ими управляют подачей на управляющий электрод положительного потенциала. Различия заключаются в конструкции полупроводников.
Тиристор – однонаправленный преобразователь, в структуре которого имеются анод, катод, управляющий электрод. Симистор – полупроводниковый прибор, состоящий из двух параллельно соединенных тиристоров. Благодаря такой конструкции симисторный переключатель обладает двунаправленным действием – он может проводить ток в двух направлениях.
Преимущества и недостатки стабилизаторов тиристорного типа
Преимущества тиристорных стабилизаторов:
- достаточно высокая скорость стабилизации – до 20 мс;
- хороший КПД;
- защищенность от сетевых помех;
- значительный интервал регулирования;
- устойчивость к перегрузам;
- надежность, долговечность.
Минусы стабилизаторов на тиристорных ключах, ограничивающих их применение:
- низкая эффективность при работе с реактивными потребителями;
- значительное снижение мощности при низких напряжениях на входе;
- высокая стоимость;
- сложность ремонтных мероприятий;
- форма выходного напряжения, далекая от синусоиды, что делает невозможным применение этих аппаратов для обслуживания электродвигателей.
Ступенчатая стабилизация и ее недостаточная точность ограничивают использование аппаратов для питания потребителей с особой чувствительностью к качеству электропитания.
Плюсы и минусы симисторных стабилизаторов
Для симисторных аппаратов характерны следующие преимущества:
- хорошее быстродействие и достаточно точная коррекция;
- высокая величина КПД;
- малый уровень шума, что принципиально при использовании в закрытых помещениях, в которых часто находятся люди;
- широкий допустимый интервал параметров сетевого тока на входе;
- надежность, длительный рабочий период.
К минусам относят ступенчатую стабилизацию, форму напряжения, отличную от синусоидальной, большие габариты, меньшую стойкость к перегрузкам по току, более высокую степень нагрева по сравнению с тиристорными аналогами. Симисторные аппараты отличаются низкой стойкостью при индуктивных нагрузках.
Какой стабилизатор лучше выбрать – тиристорный/симисторный или электронно-релейный
Еще один тип электронных стабилизаторов – электронно-релейный. К таким аппаратам относятся модели серии «Каскад». При их создании использовались технологии, устраняющие недостатки тиристорных и симисторных аппаратов. Обмотки трансформатора в этих моделях переключают электронные ключи, состоящие из транзистора и реле. Они устойчивы к сетевым помехам и не провоцируют их появление.
Преимущества электронно-релейных стабилизирующих аппаратов по сравнению с тиристорными/симисторными:
- Возможность работать с перегрузками до 1000 %, для тиристорных/симисторных моделей допустимый перегруз не превышает 40 %.
- Синусоидальная форма напряжения на выходе.
- Наличие оригинальной схемы коррекции параметров напряжения не в силовой, а во вторичной цепи исключает вероятность замыкания трансформаторных обмоток. В аппаратах с полупроводниковыми ключами такое замыкание может произойти при импульсных помехах и грозовых разрядах.
Стабилизаторы электронно-релейного типа относятся к наиболее надежным, поскольку они эффективно защищают промышленное оборудование, технику, инструменты от аварий в электросети, помех, грозовых разрядов, коротких замыканий. При включении электронно-релейные аппараты серии «Каскад» анализируют параметры сети и тестируют защитные системы.