Журнал «Электротехнический рынок» №12 (18) декабрь 2007 г.

46
СТАТЬИ И ОБЗОРЫ ОБОРУДОВАНИЯ
Резюмируя, отметим, что стремление
китайских производителей максимально
удешевить свою продукцию не
способствует продолжительности работы
их приборов. Стабилизаторы такого
же типа, производства Великобритании
стоят, по крайней мере, на
порядок дороже.
Ступенчатые
стабилизаторы напряжения
Большая часть отечественных стабилизаторов
напряжения принадлежит
именно к этому типу. Принцип их
действия можно кратко описать как
работу автотрансформатора с большим
количеством отводов, каждый из
которых повышает или понижает входное
напряжение на заданную величину.
В зависимости от величины отклонения
входного напряжения, управляющая
электронная схема переключает
нагрузку на необходимый отвод автотрансформатора,
обеспечивая минимальное
отклонение выходного напряжения
от номинального. Переключение
осуществляется либо электромеханическими
реле (в недорогих
версиях), либо электронными ключами
– симисторами.
Достоинства и недостатки стабилизаторов
данного типа опять таки обусловлены
самой схемой их построения.
Основным преимуществом является
то, что эти приборы отрабатывают
скачки сетевого напряжения намного
быстрее, чем сервоприводные. Переключение
с обмотки на обмотку даже
в недорогих ступенчатых стабилизаторах,
использующих электромеханические
реле, происходит за время
порядка всего нескольких десятков
миллисекунд. Это значит, что ступенчатые
стабилизаторы отрабатывают
скачки сетевого напряжения в десятки
раз быстрее сервоприводных.
Вторым преимуществом является
отсутствие движущихся механических
деталей. Как следствие, стабилизаторы
данного типа менее подвержены
износу в результате длительной
эксплуатации. Особенно это относится
к более дорогим моделям с симисторным
переключением обмоток.
Основной проблемой ступенчатых
стабилизаторов является необходимость
поиска компромисса между рабочим
диапазоном входного напряжения,
точностью стабилизации выходного
напряжения и ценой прибора.
Легко понять, что повышение точности
стабилизации требует либо сужения
рабочего диапазона входных напряжений,
либо увеличения количества
отводов и усложнения схемы управления.
Последнее влечет за собой существенный
рост цены стабилизатора.
Чаще всего в качестве компромисса
между этими параметрами выбирают
точность стабилизации порядка
±10-15 В и рабочий диапазон входных
напряжений 150-260 В. При этом увеличение
точности стабилизации в два
раза (при сохранении рабочего диапазона
входных напряжений) ведет к
удорожанию прибора приблизительно
в полтора раза.
Как уже упоминалось выше, общей
проблемой всех низкочастотных стабилизаторов
(и сервоприводных, и
ступенчатых) является падение мощности
при уменьшении входного напряжения.
Вызвано это тем, что оба типа
приборов, по сути, являются низкочастотными
автотрансформаторами.
При больших отклонениях от номинальных
напряжений их работа требует
использования сердечников большего
сечения, что ведет к удорожанию
стабилизатора и к существенному
увеличению его веса.
Еще одной небольшой проблемой
является сам момент переключения
нагрузки с одной обмотки стабилизатора
на другую. В этот момент неизбежно
происходит кратковременный
разрыв в питании, вызывающий
при каждом переключении небольшой
«токовый удар». Тем не менее, как показывает
практика, большая часть бытовых
приборов этот процесс переключения
переносит нормально.
Высокочастотные
стабилизаторы
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. Наконец, самый большой
недостаток таких стабилизаторов
– их очень высокая цена: они почти на
порядок дороже, чем обычные низкочастотные
компенсаторы.
Тем не менее, в последнее время
удалось создать ВЧ-стабилизатор без
звена постоянного тока, цена которого
практически не отличается от цены
отечественных низкочастотных стабилизаторов.
Эти приборы производятся
и продаются под торговой маркой
LEGAT. Как показывают результаты
сравнения, стабилизаторы LEGAT превосходят
обычные низкочастотные
стабилизаторы по всем основным параметрам.
Кратко можно перечислить
их следующие преимущества:
1. Стабилизаторы LEGAT почти в два
раза легче традиционных.
2. Обеспечивают очень высокую точность
стабилизации выходного напряжения:
±1-2 В.
3. Имеют высокую скорость реакции
на скачки входного напряжения.
4. Обеспечивают сохранение 100%
мощности в очень широком диапазоне
входных напряжений: 120-280 В.
5. В диапазоне входных напряжений
100-120 В работают с некоторым падением
мощности.
6. Не имеют гальванической развязки,
что позволяет подключать любые
типы активных и реактивных нагрузок.
7. Позволяют регулировать выходное
напряжение (180-240 В) и задержку
на повторный пуск (3-999 сек.).
8. Обеспечивают кратковременное
увеличение тока (до 10 сек.) для обеспечения
пуска электродвигательных
нагрузок.
9. Сохраняют работоспособность
в широком диапазоне температур:
от -20 до +40 °С.
Как видно из представленного перечня,
ВЧ-стабилизаторы LEGAT по
любому из технических параметров
превосходят любой из традиционных
низкочастотных стабилизаторов: они
легче, точнее, быстрее, функциональнее.
При этом их цена не отличается от
цены традиционных отечественных
изделий.
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.
Михаил СОРКИНД.
«Электротехнический рынок» № 12 (18) | Декабрь 2007