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.
Симисторный стабилизатор напряжения
Симисторный стабилизатор напряжения (разности потенциалов) – устройство, предназначенное для защиты подключаемых к электрической двух,- или трехфазной сети приборов и оборудования от скачков напряжения.Применяют их, как правило,в квартирах и загородных коттеджах для подачи напряжения требуемого значения на бытовые приборы, настенные газовые котлы с встроенными циркуляционными насосами и микроконтроллерами, наружное и внутреннее освещение, насосное оборудование для систем холодного и горячего водоснабжения.
Конструктивные характеристики
По сравнению с аналогами, стабилизаторы данного типа обладают следующими конструктивными особенностями:
Плюсы и минусы
К плюсам подобного устройства относятся:
К минусам таких стабилизаторов относятся:
На заметку. Несмотря на высокую стоймость таких устройств, их приобретение при проблемах с напряжением в сети будет очень выгодным и окупится достаточно быстро – при остуствии стабилизатора могут произойти серьезные поломки чувствительной бытовой техники, насосоного и отопительного оборудования. В некоторых случаях подобные скачки не просто портят подключенные к сети приборы, а выводят их из строя, что влечет их замену, приводя к незапланированным и занчительным финансовым расходам и другим неудобствам.
Устройство
Основными деталями самого простого бытового симисторного стабилизатора являются:
Все данные детали компактно размещаются в металлическом корпусе с вентиляционными щелевидными отверстиями, благодаря чему вся тепловая энергия, накапливаемая при работе трансформатора, отводится наружу. Для контроля значений входного и выходного напряжения передняя панель корпуса оснащается небольшим дисплеем.
Подключают устройство к входной сети силовым кабелем, на конце которого находится евровилка. Включение и отключение стабилизатора производятся при помощи автоматического выключателя. Также в некоторых моделях на боковой или задней стенке имеется специальная розетка для подключения к нему электроприборов напрямую.
Принцип работы
Работает подобное стабилизирующее устройство следующим образом:
Данный многоступенчатый процесс занимает доли секунд. При этом, в отличие от релейных моделей, наличие симисторов позволяет сделать включение и отключение обмоток трансформатора бесшумным и очень быстрым делом.
Схема стабилизатора 220 В своими руками для дома
Простой стабилизатор симисторного типа для частного дома или квартиры можно собрать своими руками по приведенной ниже схеме.
Какой лучше: релейный или симисторный
Если сравнить стабилизатор симисторный и релейный или тиристорный, то первый, несомненно, является более надежным, долговечным и безопасным устройством. Объясняется это отсутствием переключателей с подвижными контактами, наличием управляющей платы, мощного автотрансформатора и силовых ключей-симисторов. Единственным недостатком симисторных стабилизаторов, по сравнению с другими устройствами, является их высокая стоимость, которая со временем оправдывает себя длительным сроком эксплуатации и высокой надежностью.
Таким образом, описанное в данной статье устройство позволяет эффективно бороться с такой проблемой многих владельцев квартир, дачных и загородных домов, как скачки напряжения в электрической сети. Использование стабилизатора позволяет свести к нулю риск поломки электроприборов и последующего дорогостоящего их ремонта от кратковременных перепадов напряжения в сети. Большая разница в цене таких устройств, по сравнению с аналогами, в разы меньше, чем затраты на ремонт или приобретение новых приборов и оборудования, поврежденных скачками нестабильного сетевого электрического тока.
Видео
Симисторные и тиристорные стабилизаторы напряжения: что выбрать?
Основу современных стабилизаторов напряжения составляет автоматический трансформатор. Управление нагрузкой, подаваемой на его обмотки с целью нормализации выходных параметров тока, осуществляется релейным, сервоприводным или электронным методом. Последний обеспечивает бесшумность, малую инерционность и наиболее высокую точность стабилизации.
При этом устройство почти не нуждается в обслуживании и способно служить на протяжении более 15 лет. В результате спрос на электронные устройства растёт не по дням, а по часам, несмотря на по-прежнему высокую стоимость.
Работает стабилизатор напряжения электронного типа по принципу, схожему с принципом действия электромеханических и релейных устройств.
Помимо автоматического трансформатора схема такого оборудования включает:
Тип электронных ключей, которые осуществляют переподключение витков обмоток трансформатора в процессе нормализации параметров выходного тока, определяет категорию устройства стабилизации напряжения и, соответственно, его конструктивные и функциональные особенности.
Главные отличия и потребительские качества
Симисторы и тиристоры – полупроводниковые приборы, характеристики которых определяются наличием в пластине полупроводника слоёв с различными показателями проводимости. Принципиальное различие между этими двумя видами электронных ключей состоит в том, что тиристоры пропускают ток в одном направлении, а симисторы делают это в обе стороны.
Таким образом, 1 симистор заменяет тиристорную пару с подключением элементов по встречно-параллельному принципу. Это значит, что схема симисторного стабилизатора напряжения в плане проектирования менее затратная.
Кроме того, этот тип электронных ключей обеспечивает наиболее высокие показатели быстродействия системы нормализации сетевых параметров тока. А это имеет ключевое значение при защите от аномалий входного и выходного тока мощных и высокочувствительных потребителей.
Равно как и симисторное оборудование, тиристорный стабилизатор напряжения работает под управлением микропроцессора. Последний обеспечивает высокую точность и скорость сравнения и обработки входных и выходных параметров тока. При этом все переподключения электронных ключей осуществляются только при условии прохождения синусоиды входного напряжения через нулевую отметку, что полностью исключает искажения сетевых параметров на выходе.
Если сравнивать тиристорный и симисторный стабилизатор напряжения, ключи последнего имеют существенный минус. Заключается он в малой устойчивости к резким всплескам или проседаниям входного тока, к примеру, прииндуктивном характере нагрузки. Поэтому надёжность симисторных стабилизаторов обеспечивает с помощью дополнительных мер защиты.
Большое количество тиристорных стабилизаторов представлено в ассортименте официального дилера компании Энергия.
Принцип работы, сильные и слабые стороны тиристорных стабилизаторов
Тиристорный стабилизатор напряжения функционирует следующим образом:
Однофазный тиристорный стабилизатор напряжения регулирует выходное напряжение с помощью переподключения витков на обмотках дополнительного трансформатора. Таким же образом работает и трёхфазное оборудование, оснащённое системой синхронизации фазовых блоков.
К достоинствам тиристорных нормализаторов относят:
Недостатки такого оборудования заключаются в:
Тиристорные устройства стабилизации обеспечивают выравнивание выходного тока в рамках 214-226 В, что является весьма высоким показателем. В то же время, они требуют надёжной защиты от перегрева и токовых перегрузок, что приводит к усложнению конструкции оборудования.
Симисторные стабилизаторы: основные плюсы и минусы
Симисторный стабилизатор напряжения работает по схожему принципу с тиристорным, но имеет ряд особенностей, которые нужно обязательно учитывать при выборе.
Во-первых, один симистор занимает площадь, достаточную для размещения 4-6 тиристоров. Как следствие растут габариты и вес всего устройства стабилизации.
Во-вторых, симисторы нагреваются куда сильнее тиристорных ключей, в частности, при возникновении пусковых токов, в несколько раз превышающих рабочие. Это повышает риск выхода из строя электронных ключей при дефиците запаса выходной мощности стабилизатора, который должен составлять как минимум 25% от номинальной потребляемой.
В-третьих, и трёхфазный, и однофазный симисторный стабилизатор напряжения в процессе работы образует кратковременные всплески и провалы нагрузки аналогично с релейными стабилизаторами. Поэтому чувствительные к помехам и аномалиям тока потребители, подключённые к такому нормализатору, должны дополнительно оснащаться элементами, позволяющими компенсировать отклонения параметров напряжения, К примеру, варисторами.
В-четвёртых, симисторные устройства стабилизации весьма сложны в управлении, которое реализуется посредством определённой программной прошивки контроллера. Последний при внештатных режимах работы, например, снижении качества охлаждения или длительных избыточных импульсов на входе может выйти из строя, равно как и прошивка может в любой момент «слететь». Замена схемы – занятие не из дешёвых, однако главную сложность представляет восстановление программы, поскольку производители редко распространяют её содержание.
К прочим недостаткам симисторного оборудования можно отнести:
Наконец, именно симисторные стабилизирующие аппараты обладают наилучшим соотношением надёжности в работе и стоимости, что и определяет их стремительно растущую популярность на рынке.
Дополнительные рекомендации по выбору
При выборе электронного стабилизатора напряжения крайне важно учитывать условия, в которых он будет эксплуатироваться. Например, тиристорное оборудование не может работать в помещениях с влажностью воздуха выше 80%, а симисторное часто нуждается в дополнительном охлаждении и защите от токовых аномалий.
В любом случае облегчить поиск модели, удовлетворяющей требования по защите конкретной электросети, позволит лишь внимательное изучение и сравнение характеристик представителей обеих категорий электронных стабилизаторов.
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.
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.
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.
Практические рекомендации
Посмотрите каталоги тиристорных стабиилизаторов напряжения россйских производителей.
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:
Принцип работы трансформатора на полупроводниковых ключах:
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:
Минусы стабилизаторов на тиристорных ключах, ограничивающих их применение:
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:
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:
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.