Широкое распространение в применении стабилизаторов этого типа в бытовом и промышленном использовании связано с эффективностью их работы, хорошими техническими характеристиками и относительно невысокой стоимостью.
Первые стабилизатора напряжения появились во второй половине прошлого века; многие из нас наверняка помнят устройство со стрелочным вольтметром, по которому, вращая вручную ручку регулятора приходилось настраивать выходное напряжение.
Современные электромеханические стабилизаторы - это уже полностью автоматические устройства, не требующие никаких вмешательств в работу, значительно превосходящие свои более ранние аналоги по надежности, эффективности работы и функциональным возможностям.
Объединяют сравниваемые устройства используемый принцип преобразования напряжения, основанный на явлении электромагнитной индукции - при помощи автотрансформатора, а также способ снятия выходного напряжения с его витков.
Основой конструкции является регулируемый автотрансформатор тороидальной формы, сервопривод - исполнительный механизм, перемещающий токосъемные контакты и электронный блок управления этим приводным механизмом.
Принцип работы электромеханического стабилизатора
Изменение входного напряжения при помощи автотрансформатора осуществляется снятием напряжения с разных витков его вторичной обмотки (т. е. изменением коэффициента трансформации). Вторичное напряжение снимается скользящей по очищенной от изоляции верхней части витков обмотки токосъемной щетк
Если в старых образцах устройств для перемещения щетки необходимо было вручную крутить ручку пока вольтметр не покажет номинальное (или близкое к нему) ой (она может быть выполнена в виде ролика). значение, то в современных сервоприводных стабилизаторах (альтернативное название устройств) перемещение щеток в нужное положение выполняется сервоприводом.
Из приведенной выше схемы можно понять общий принцип работы устройства. Напряжение сети проходя через сетевой фильтр на входе поступает на блок управления и контроля, вольтметром постоянно осуществляется контроль его значения. При отклонении напряжения от нормы с платы управления подается сигнал на сервопривод, приводящий его в движение, что приводит перемещение токосъемного контакта по обмотке автотрансформатора.
Перемещение - изменение количества витков (а по сути, коэффициента трансформации) будет выполняться до тех пор, пока на выходе не будет достигнуто значение напряжения соответствующее номинальному.
Плюсы и минусы сервоприводных стабилизаторов
Плюсы. Очевидными преимуществами использования можно назвать:
- высокая точность коррекции напряжения;
- плавность регулировки;
- не вносят изменений в форму выходного (чистая синусоида);
- достаточно высокий КПД;
- хорошая устойчивость к токовым перегрузкам;
- невысокая стоимость (на сегодня уступают лишь устройствам релейного типа).
Минусы. Большинство недостатков “электромеханики” обусловлено наличием сервопривода и большого количества движущихся и вращающихся деталей:
- низкая скорость коррекции напряжения (серьезно ограничена скоростью передвижения токосъемных контактов);
- необходимость проведения регулярного обслуживания, контроля состояния и замены “расходников” (чаще всего, графитовых щеток);
- довольно узкий диапазон рабочих температур (при средних значениях -5...40°C требуется установка в отапливаемых помещениях);
- возможно наличие шума в работе - что не всегда делает возможным их установку в жилых комнатах.