Недостатки тиристорных стабилизаторов напряжения

Тиристорные стабилизаторы: достоинства и недостатки

О пагубном влиянии колебаний напряжения в линиях электропередач на работу бытовой техники и ее долговечность известно давно, и радикальное средство решения этой проблемы есть – это установка стабилизатора.

Из всех типов современных устройств, приводящих в соответствие уровень номинального и фактического напряжения в электросетях, большой популярностью заслуженно пользуются тиристорные стабилизаторы. В этой статье мы рассмотрим типы ТС, принципы и главные режимы их работы, преимущества и недостатки.

По принципу работы ТС напоминают релейные приборы. Основное их отличие от других типов стабилизаторов — наличие тиристорных ключей (полупроводников), а главным достоинством – исключительная надежность. Именно применением тиристорных ключей обусловлена стабильность при эксплуатации данных устройств, причем при повышении нагрузок точность их работы повышается еще больше.

Даже в режиме интенсивного и использования значительный запас по габаритам и сечению сердечника и шины обеспечивает качественную безостановочную работу тиристорых стабилизаторов. При этом агрегаты включаются автоматически только в моменты колебаний напряжения во входящей электроцепи (осуществляют работу в транзитном режиме), что существенно увеличивает их ресурс и, как следствие, срок службы. Вся внутренняя проводка устройства изготовляется из медных кабелей с термоустойчивой изоляцией, что также положительно сказывается на качестве их работы.

Все ТС очень просты и выполнены так, чтобы их было удобно крепить на стену. Важные узлы закрыты крышкой, обеспечивающей безопасность при использовании.

Что происходит после подключения ТС к сети?

В режиме ожидания с подключением к сети тиристорные стабилизаторы производят мониторинг показателей напряжения. При малейшем их колебании устройство проводит замеры (скорость реакции – 0,10- 0,15 сек.) Дальше происходит оценка уровня напряжения и в зависимости от ситуации следует определенное действие: либо подъем напряжения до необходимых значений, либо его понижение в пределах возможностей трансформатора. В случае скачка, выходящего за рамки регулирования (свыше 255В), агрегат автоматически отключается.

Выравнивание сетевого напряжения происходит с помощью тиристорных ключей, алгоритм работы которых задает специальная программа. При этом данные выводятся на процессор, который проводит анализ и замыкает необходимые ключи. Нормализация осуществляется не только при перепадах во внешней сети, но и при импульсных скачках в моменты включения и отключения бытовых электроприборов.

Есть несколько режимов работы ТС, которые можно увидеть на дисплее:

• транзит – устройство функционирует в режиме защиты от резких изменений напряжения; входящее напряжение находится в нормальном диапазоне;
• задержка – происходит нормализация скачка в период включения или отключения элекроэнергии;
• повышенный режим — напряжение в сети снижено, ТС производит выравнивание;
• аварийный режим – напряжение превысило границы, поддающиеся регулировке, агрегат отключился от питания. После того, как напряжение во внешней сети будет приведено к норме, произойдет автоматическое подключение.

На российском рынке можно приобрести 1- и 2-каскадные ТС. Первые производят нормализацию напряжения в 1 этап, вторые – в 2 этапа.

Двухкаскадная система регуляции дает возможность использования ТС с большей эффективностью. На первоначальном этапе происходит первичная (грубая) стабилизация, на втором этапе выходное напряжение приобретает необходимые характеристики. 2-каскадная система подразумевает большее число комбинаций включения тиристоров. Например, если на обоих каскадах расположено по 4 тиристора, то их включение можно производить 16 способами. Соответственно с увеличением количества тиристоров на каскаде увеличивается количество способов включения. 2-каскадные стабилизаторы действуют несколько медленнее чем однокаскадные (время реакции — до 20 микросекунд).

Многие модели ТС могут эксплуатироваться в постоянном режиме подключения к электросети десятки лет, особенно это касается агрегатов известных торговых марок-производителей данного типа оборудования. При этом никакого особенного обслуживания или ухода они не требуют. На каждом приборе есть дисплей, где отражаются текущие показатели сетевого напряжения. В случае автоматического отключения устройства на нем отражается код ошибки, что дает возможность обслуживающему персоналу предпринять правильные действия. Все ТС имеют защиту от перегревания при повышенных загрузках и от короткого замыкания в сети.

• отсутствие шума;
• долговечность (ресурс ТС рассчитан на 1 млрд и более эпизодов нормализации уровня напряжения);
• низкий уровень энергопотребления;
• отсутствие во время работы дугового разряда;
• малые габариты;
• высокая скорость реагирования;
• высокий уровень точности (до +-3%) нормализации напряжения;
• способность работы при экстремально низком и высоком уровне напряжения ( от 120 до 300 Вт).

• ступенчатая система стабилизации напряжения;
• микроконтроллерное управление электронной схемой (аналогом компьютерного процессора), которая периодически может подвисать.

Еще одним весьма существенным не достатком ТС является высокая стоимость. Именно потому данный тип стабилизаторов чаще всего приобретают для обслуживания дорогостоящего высокоточного оборудования, последствия выхода которого из строя и ремонт будут стоить значительно дороже, чем любая система защиты.

ТС абсолютно неприхотливы к окружающим условиям – и в этом еще одно их преимущество. Многие модели прекрасно работают при температуре ниже -40 или выше +40 градусов. Конечно, ресурс и точность работы их в при этом несколько понижается, поэтому производители отмечают температуру +5 до +22 градусов как идеальные и рекомендованные условия для эксплуатации ТС.

Стандартные тиристорные устройства рассчитаны на уровень влажности в помещении не выше 80%. Отдельные ТМ предлагают индивидуальное изготовление агрегатов, подходящих для работы в местах с повышенной влажностью.

Устанавливать ТС нужно в помещениях, свободных от воспламеняющихся предметов, оставляя вокруг свободное пространство минимум в 5 см. Техническое обслуживание предусматривает очистку вентиляционных ходов и проверку надежности крепления проводов.

Таким образом, ТС на сегодня являются самым надежным и функциональным способом выравнивания напряжения в сети, способным обеспечить нормальную работу даже самого чувствительного современного электрооборудования.

Источник

Тиристорные стабилизаторы напряжения

Тиристорные стабилизаторы напряжения — это электронные полупроводниковые устройства ступенчатого принципа работы; наиболее распространенные среди российских производителей стабилизаторов.
По схожему принципу работают и симисторные стабилизаторы. Они также относятся к электронным устройствам.
В СССР начали разрабатываться в 80-х годах после появления полупроводниковых компонентов (к тому моменту уже были феррорезонансные, севоприводные и релейные модели).

Отличия тиристорных стабилизаторов от релейных

Тиристорные и релейные стабилизаторы являются 2-мя самыми популярными типами стабилизаторов на российском рынке. Они относятся к группе электронных устройств преобразования напряжения, наряду с симисторными, инверторными и феррорезонансными моделями.

Принцип работы и тиристорного и релейного стабилизатора аналогичен. Эти полупроводниковые устройства используют для коммутации обмотки трансформатора различные ключи — тиристорные или релейные. Регулировка напряжения в обоих типах происходит ступенчато, что визуально заметно по морганию ламп накаливания. Вот только переключение симисторов и тиристоров происходит бесшумно, а реле немного пощелкивает.

Какие же основные отличия в работе этих двух типов между собой? Правда ли, что тиристорные модели дороже, но надёжнее релейных?

Реле и тиристоры: в чём отличия?

Итак, разберём основные отличия между релейными и тиристорными стабилизаторами.
• Реле работают шумнее, щелкают при переключении контактов. Тиристоры работают бесшумно, подходят для установки в любых помещениях.
• При переключении реле более заметны изменения в освещении, моргание ламп накаливания.
• Реле занимают в разы больше места, чем компактные тиристоры, но не нуждаются в радиаторах охлаждения.
• Реле менее термостойки, а тиристоры чаще применяются в морозоустойчивых стабилизаторах для работы в неотапливаемых помещениях.
• К перегрузкам реле относятся более лояльно, чем тиристоры, критичные к перегрузкам. Поэтому тиристоры ставят с большим запасом по характеристикам, разрабатывают разные схемотехнические ухищрения, чтобы режим их работы не нарушался и они массово не выгорали. Цена из-за этого на тиристорные стабилизаторы еще больше увеличивается.
• Реле имеют открытую коммутацию, сопровождающуюся искрением и подгоранием контактов. Во многом по этой причине тиристоры многими считаются более надёжными, имеют длительную гарантию производителя.
• Т.к. у тиристорных моделей ключи более компактные, то их можно больше разместить в одном стабилизаторе. С увеличением количества ключей повышается точность стабилизации напряжения. Например, стабилизатор с 36-ю ступенями регулировки позволяет снизить погрешность стабилизации до 1,5% — модели Энерготех TOP 12000 и Вольт ГЕРЦ Э 36-1/40.
  Есть даже тиристорные стабилизаторы LIDER серии «SQ-DeLUXe». Они имеют целых 120 ступеней стабилизации! Это позволяет достичь максимальной точности напряжения — 220В ± 0,5%.

Надёжнее ли тиристоры?

Можно ли сказать, что тиристорный тип стабилизаторов в целом надёжнее релейного?
Да, если имеются ввиду релейные стабилизаторы китайского производства.
Многое зависит от качества непосредственно релейных и тиристорных ключей, системы их охлаждения и продуманности микропроцессорного управления.
Например, если производитель тиристорной модели сэкономил на её защите от импульсных скачков, то тиристоры может пробить высокое напряжение и они выйдут из строя.
У релейных моделей частой проблемой является подгорание релейных контактов из-за частого переключения под напряжением. Для устранения указанной проблемы один производитель модернизировал конструкцию релейного стабилизатора, добавив в неё симисторы. Получилась такая гибридная модель, симбиоз релейного и симисторного стабилизатора — Вольт Гибрид Э 9-1/40А. В результате реле не искрят при переключении, а симисторным ключам не требуются радиаторы охлаждения, т.к. задействованы они лишь на доли секунд.

Итак, нельзя однозначно утверждать, что релейные ключи менее надёжны, чем тиристорные или симисторные.
Есть релейные стабилизаторы российского производства, которые не уступают в надёжности тиристорным аналогом. Кстати, стоимость их сравнима. Например, такие модели есть у производителя стабилизаторов Стабвольт и Штиль.
Например, релейные стабилизаторы Стабвольт имеют высокую перегрузочную способность, кратковременно — до 700%. Это дает возможность работы с импульсной нагрузкой, с нагрузкой в составе которой есть двигатели с большими пусковыми токами. К такой нагрузке относятся насосы, компрессоры, различные станки и т.п.

Отличие тиристорных стабилизаторов от симисторных

Тиристорные и симисторные модели стабилизаторов во многом схожи, в некоторых случаях их даже обобщают, называя оба варианта «тиристорными». Однако есть некоторые различия между ними. Рассмотрим их подробнее.
• основное отличие симисторных стабилизаторов — способность пропускать ток в обоих направлениях (как 2 тиристора с общим управлением, подключённые встречно-параллельно). Симистор — симметричный тиристор (или триак — от англ. TRIAC — triode for alternating current).
• симисторы занимают больше места (примерно в 4 раза), поэтому конструкция симисторных стабилизаторов более габаритная
• симисторы менее устойчивы к резким всплескам входного тока, перегрузкам (например, при стартовых токах электромоторов в индуктивной нагрузке). Для снижения риска выхода из строя электронных ключей нужно делать соответствующий запас по мощности при покупке симисторной модели (хотя бы на треть от номинальной мощности нагрузки).
• симисторы нагреваются сильнее тиристоров, больше нуждаются в радиаторах охлаждения
• симисторные стабилизаторы имеют более сложное микропроцессорное управление. При плохой работе вентилятора охлаждения или чрезмерных импульсах напряжения контроллер может выйти из строя, а его прошивка «слететь».
• симисторы из-за своих особенностей обычно применяются в стабилизаторах небольшой мощности — до 10 кВт

Производители тиристорных стабилизаторов

На нашем рынке в основном присутствуют российские производители тиристорных стабилизаторов напряжения. Реже встречаются украинские (из Донецка и Одессы) и китайские аппараты.
Средняя цена стабилизатора на 10 кВт составляет 35-45 тыс. руб. Более высокой стоимостью отличаются многоступенчатые тиристорные аппараты, рассчитанные на работу с высокоточной техникой.

Некоторые производители тиристорных и симисторных стабилизаторов:
• Вольт Инжиниринг — модели до 40А включительно — на симисторах, от 50А — на тиристорах
• Энерготех — модели до 12 кВА включительно — на симисторах, от 15 кВА — на тиристорах
• Лидер — все стабилизаторы выпускаются на тиристорах
• Бастион — от 5 до 20 кВА — симисторные (9 и 16 ступеней регулировки)

Краткие выводы

Теперь давайте обобщим вышесказанное.
В целом, тиристорные стабилизаторы российского производства обладают хорошим соотношением цены и надёжности в работе. Например, сравним их с инверторными моделями, цены на которые больше всего соответствуют тиристорным. Практически на все модели инверторных стабилизаторов устанавливается гарантийный срок 2 года. Т.е. производитель сомневается, что его стабилизатор прослужит без поломок даже 3-5 лет. Оно и понятно. Технология достаточно новая, опыта эксплуатации таких устройств недостаточно.
На аппараты же тиристорного типа обычно даётся 5-ти летняя гарантия, как подтверждение их высокой надёжности.
Наибольшей популярностью пользуются тиристорные модели мощностью от 10 кВт. Одна из причин — меньшая разница в цене (в сравнении с маломощными аппаратами) с китайскими релейными аналогами при несравнимо более высоком качестве и характеристиках.
Тиристорные модели имеют самый широкий ассортимент. Если напряжение проседает несильно и нет высокоточной техники, то достаточно будет 9-12-ти ступенчатой модели.
Необходимо, чтобы стабилизатор работал от 100-120 вольт? Есть подходящие 16-ти ступенчатые модели. Нужно обеспечить качественным напряжением высокоточную технику? К вашим услугам 36-ти ступенчатые модели повышенной точности.
Такая вот универсальность, желание многих потребителей купить один раз надёжный стабилизатор и забыть о нём на долгие годы и определяет стремительно растущую популярность тиристорных аппаратов.

Если вам необходима подробная консультация по выбору стабилизатора напряжения, то можете позвонить по телефону (495) 972-00-90 и получить ответы на интересующие вопросы.

Источник