Types de stabilisateurs de tension selon le principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d'un stabilisateur de tension à relais, d'un thyristor et plus tard

L'article explique comment le dispositif d'un stabilisateur de tension affecte son fonctionnement, discute des types de stabilisateurs de tension par type et caractéristiques, fournit plusieurs exemples concernant les astuces publicitaires des fabricants et décrit également le principe de fonctionnement d'un stabilisateur de tension de tout type.

Parmi les meilleurs stabilisateurs de tension présentés sur le marché russe, quatre groupes principaux peuvent être distingués selon le principe de fonctionnement, et il s'agit d'une sorte de classification des stabilisateurs de tension :

Types de stabilisateurs de tension

Nous apprenons à choisir les meilleurs stabilisateurs de tension, en tenant compte d'un certain nombre de caractéristiques.

Les magasins d'électronique rivalisaient pour proposer différents types de stabilisateurs de protection pour la maison. Choisir le meilleur stabilisateur de tension parmi tant d'autres est une tâche assez difficile, mais possible. Le meilleur sera celui qui résoudra les problèmes de votre réseau, sera fiable et durable.

Les meilleurs stabilisateurs de tension sont à bien des égards dominés par les marques nationales de dispositifs de protection.

La classification des stabilisateurs de tension pour la maison comprend des modèles de dispositifs à thyristors, plus tard (électromécaniques) et à relais. Nous pouvons affirmer avec certitude que les stabilisateurs de tension de fabrication russe dotés de commutateurs sur des relais et contacteurs électroniques puissants et modernes sont les meilleurs en termes d'ensemble de paramètres. En termes de « capacité de survie », il est inégalé. Test du stabilisateur de tension, identifie les faibles et points forts conception de circuit pour chaque modèle.

Pour comprendre quel type de stabilisateurs mérite notre attention, considérons en quoi consiste chacun d’entre eux.

Dispositif stabilisateur de tension

• Autotransformateur
• Circuit de commande électronique
• Clés de fermeture - relais, thyristors (triacs), latr

Une bonne connaissance de la structure de l'appareil vous dira quel stabilisateur de tension est meilleur que ceux proposés en magasin.

Autotransformateurs installer du type cuivre et aluminium. Les stabilisateurs bon marché utilisent de l'aluminium, ceux de haute qualité utilisent du cuivre.

Circuit de commande électronique Les stabilisateurs de différentes marques sont individuels, certains sont uniques. En raison du circuit de commande, les régulateurs du même type, par exemple les stabilisateurs à relais de différents fabricants, ne remplissent PAS leurs fonctions de la même manière. Qualitativement différents les uns des autres.

Le schéma électrique du stabilisateur de tension détermine l'algorithme de fermeture des touches et introduit des différences de fonctionnement assez significatives entre deux stabilisateurs de type identique de fabricants différents.

Clés de fermeture déterminer le type de stabilisateur par la méthode de commutation.

En fonction de leur vitesse, les stabilisateurs de tension sont divisés en électroniques et électromécaniques.

La vitesse de réponse des stabilisateurs de tension électroniques est de 10 à 20 ms. Ceux-ci incluent des modèles à thyristors et des modèles de relais modernes. Un stabilisateur de tension électronique est préférable à un type électromécanique.

Les stabilisateurs électromécaniques incluent des modèles de type ultérieur, la vitesse de réponse des interrupteurs de fermeture peut atteindre 50 ms.

Examen des stabilisateurs de tension

Les types de stabilisateurs de tension les plus populaires sont régulés par étapes et en douceur avec des commutateurs basés sur des thyristors (triacs), des relais et des relais.

Examen des stabilisateurs de tension ferrorésonants

L'un des types de stabilisateurs les plus anciens se trouvait en Union soviétique, produit par nos grands-parents.

Actuellement, ils sont rarement utilisés en raison d'un certain nombre d'inconvénients importants.

Défauts:

• Bruit élevé
• Plage de tension d'entrée étroite (176-256 V ;)
• Distorsion de l'onde sinusoïdale de la tension de sortie
• Émet beaucoup d’interférences sur le réseau
• Grandes dimensions
• Limitations de capacité de charge (inadmissibilité du ralenti et charges inférieures à 20 %)
• Pas de surcharge
• limites de charge COS(F);

Avantages :

Examen des stabilisateurs de tension ultérieurs

Les stabilisateurs de tension à servomoteur (plus tard) avec régulation en douceur (haute précision, ces mêmes 3-1 %), utilisent un plus tard pour la commutation. Les appareils sont principalement fabriqués à base d'autotransformateurs avec servomoteurs - latr.

Avantages :

• Large gamme ;

Type latéral - les stabilisateurs de tension les moins chers. Sur le marché russe, il existe un grand nombre de modèles de production chinoise, taïwanaise et nationale.

Défauts:

• Perd de la puissance en mode stabilisation
• Ils se caractérisent par une faible capacité de charge ; dans le passeport de chacun de ces stabilisateurs, vous trouverez une échelle indiquant qu'en mode stabilisation, ils perdent 50 % de leur puissance.
• En fait, si vous achetez un stabilisateur de tension pour latrines de 5 kW, vous n’obtiendrez que 2,5 kW.
• Grandes restrictions sur la vitesse de régulation - très lente
• De courte durée. Le moteur tombe en panne. La roue à glissement est un point faible. La qualité des stabilisants ultérieurs laisse beaucoup à désirer.
• Entretien régulier requis
• Bruit élevé
• Ils ne supportent pas les surcharges. Ils brûlent fréquemment et se décomposent
• Grande masse
• grandes dimensions
• Peu fiable
• Dangereux

Examen des stabilisateurs de tension de relais

Le principe de fonctionnement du stabilisateur de tension à relais repose sur l'utilisation de relais et de contacteurs fiables de haute qualité. Les relais et contacteurs sont les composants les plus populaires de tout équipement, du domestique à l'industriel. Pourquoi est-ce ainsi ? Oui, car ils sont peu coûteux, peu coûteux à réparer, TRÈS fiables et durables s'ils sont conçus correctement et produits non pas de manière artisanale, mais industriellement. Les stabilisateurs de tension à relais sont les plus répandus et les plus populaires. Le prix du produit est tout à fait raisonnable et les réparations sont très peu coûteuses. Ce sont les plus fiables et les plus durables des types présentés et sont produits le plus longtemps. Favoris en termes de qualité, fonctionnalité et les prix.

Avantages :

• Ils se caractérisent par un temps de régulation court de 10 à 20 ms.
• Les sinusoïdes ne créent aucune distorsion, n'émettent pas d'interférences radio et n'émettent pas de « bruit » dans le réseau.
• Les structures relais, dans un premier temps, ne déforment rien et n'introduisent pas d'interférences radio, clé de commutation idéale.
• Les relais supportent bien les surcharges ; ce n'est pas pour rien que tous les équipements aéronautiques et mécaniques fonctionnent sur des relais et des contacteurs, et non sur des thyristors. Les relais sont le cheval de bataille de toute l’industrie automobile. Si les relais sont de haute qualité, conçus et calculés correctement, vous ne deviendrez pas un visiteur fréquent de l'atelier de garantie.
• Il est conseillé d'utiliser des stabilisateurs de tension domestiques de type relais pour 98 % des équipements, y compris les équipements audio-vidéo d'élite, là encore, en raison de l'absence de toute distorsion.
• Stabilisateurs de relais - ont les dimensions les plus compactes parmi les autres types, car les relais n'ont pas besoin de refroidissement, les radiateurs et les ventilateurs ne sont pas utilisés, les dimensions sont donc modérées.
• Pas poids lourd, en comparaison avec d'autres espèces
• Durée de vie accrue
• La plage peut être n'importe laquelle
• Fonctionne à des températures inférieures à zéro

Défauts:

Il n'y a aucun défaut en tant que tel.

Mais la qualité d'un stabilisateur de tension de relais dépend grandement de la fiabilité du relais.

Les caractéristiques de performance dépendent également beaucoup du microprocesseur du circuit, qui contrôle la fermeture et l'ouverture du relais et définit l'algorithme de fonctionnement de l'ensemble de l'appareil.

En général, tout dépend du « cerveau » du stabilisateur.

Tous les fabricants disposent de circuits de commande électriques différents.

Deux stabilisateurs de relais de fabricants différents ne fonctionnent PAS de la même manière.

Un stabilisateur de tension à relais correctement conçu ne causera aucun souci ni tracas pendant de nombreuses années.

Les stabilisateurs « Norma M » ont une commutation continue, c'est-à-dire Le bobinage commute sans perte de phase. Cela peut être vérifié simplement avec un multimètre (voltmètre) au moment de la commutation de l'étage, il n'y a pas de chute de tension à zéro, il n'y a pas de perte de phase. Parmi les entreprises nationales présentant cette caractéristique, nous sommes la SEULE. Pour tout équipement domestique ou professionnel, la commutation ininterrompue est un gros plus.

Examen des stabilisateurs de tension à thyristors

Les stabilisateurs de tension à thyristors se sont répandus relativement récemment, dès qu'il a été découvert que ces éléments sont les plus faciles à atteindre avec une précision.

De nombreuses entreprises, tant étrangères que nationales, produisent des stabilisateurs de tension à thyristors en raison de leur simplicité, de leur rapidité de montage et de configuration, sans toutefois signaler de défauts majeurs dans leur principe de fonctionnement. Pour ceux qui ne le savent pas ou qui sont confus, les triacs sont un type de thyristors avec une structure symétrique du dispositif.

Avantages :

• Caractérisé par un temps de régulation court
• En mode stabilisation, il n'y a pas de perte de puissance. Ils respectent clairement les spécifications du passeport, c'est-à-dire au moment de la stabilisation, ils résistent exactement à ce qui est écrit dans le passeport
• Haute précision de contrôle. Les fabricants y parviennent grâce à un grand nombre d'étages de commutation

L'avantage douteux d'une précision de contrôle élevée et les moyens d'y parvenir ont déjà été discutés à plusieurs reprises.

De plus, c'est douteux car en fait, l'équipement ne se soucie absolument pas de savoir s'il y aura ± 3%, ± 7% ou ± 10% dans le réseau, et encore plus ± 0,5%.

La tension normale pour un réseau domestique est considérée comme la plage Gostovsky de 220 V ± 10 %. Toute lecture entre 198 volts et 244 volts est ABSOLUMENT NORMALE. 98 % des appareils électroménagers fonctionnent de manière stable et sans panne dans cette plage. Très rarement, vous rencontrez des produits nécessitant une stabilisation plus précise que GOST. Dans ma mémoire, il y a une sorte de chaudière, je ne me souviens plus du nom. Mais si, pour une raison mystérieuse, vous rêvez d'avoir cette chaudière en particulier, vous devrez alors débourser pour un stabilisateur de haute précision-). Il est plus facile de choisir une autre chaudière.

Le bon fonctionnement des appareils électroménagers est conçu pour une tension de GOST 220 ± 10 %. Chers clients, ne vous inquiétez pas de l'exactitude de la régulation. Cela affecte uniquement votre portefeuille, mais n’affecte PAS le fonctionnement de l’équipement.

Lorsqu'il est devenu clair que les thyristors pouvaient être utilisés pour atteindre n'importe quelle précision, il y a eu un boom des stabilisateurs à thyristors. Les fabricants vendent des modèles à thyristors à des prix beaucoup plus élevés, inventant des histoires qui haute précision terriblement nécessaire à votre équipement. En principe, les stabilisateurs à thyristors n'ont rien d'aussi remarquable. Ils sont chers, coûteux à réparer, de taille énorme, bruyants en raison du refroidissement actif, craignant tout type de surcharge et deviennent très chauds.

Le facteur de précision de régulation de tension n'affecte que les tests en conditions de laboratoire, sur des équipements dont le passeport précise l'exigence d'une grande précision de stabilisation du réseau (certains dispositifs médicaux et équipements de mesure de type laboratoire). DANS usage domestique une grande précision n’est tout simplement pas nécessaire, elle n’a aucune application.

En général, il ne s'agit que d'un facteur psychologique, d'une astuce publicitaire bien promue « plus c'est précis, mieux c'est », qui permet de vendre des produits à un prix plus élevé.

En ce qui concerne la précision, il existe un autre écueil sur lequel vous pourriez tomber.

Une personne qui ne connaît pas les principes fondamentaux de la conception de base des stabilisateurs ne sait pas que la précision est obtenue grâce à un grand nombre d'étages de commutation. Oui, les thyristors permettent de réaliser un grand nombre d'étages et de nombreuses étapes, mais que se cache-t-il derrière ces étapes ? Beaucoup de gens sont surpris qu'après avoir acheté un stabilisateur à thyristors coûteux, ils se soient retrouvés avec un effet intéressant et ennuyeux et en avaient assez de regarder les ampoules clignoter. Outre les ampoules, d'autres équipements sensibles aux coupures de phase fonctionnent mal et se mettent en « redémarrage » (matériel médical, incubateurs, etc.).

Chaque étape est une phase d'échec. Et, peu importe ce que les fabricants de stabilisateurs à thyristors écrivent dans les articles publicitaires, prenez simplement un multimètre et au moment des étapes de commutation, vous enregistrerez vous-même l'absence de tension sur votre appareil.

S'il y a trop d'étapes, leur travail ralentira considérablement.

Défauts:

Un grand nombre d'étapes de contrôle.

Chaque étape est une rupture de phase. Plus il y a d'étapes, plus il y a d'échecs.

Chaque étape est une éclaboussure, un saut, un « bruit » dans le réseau. Plus il y a de pas, plus il y a d'interférences.

Le clignotement des ampoules se produit pour la même raison : un grand nombre d'étapes croissantes.

Les équipements sensibles et coûteux, en particulier les équipements audio-vidéo, fonctionnent avec des interférences. Le centre audio élite fonctionne comme le centre musical le plus simple. Le son est déformé. De manière générale, la durée de vie des appareils électroménagers est réduite.

Il faut acheter avec une grande réserve de puissance, ce qui est lourd de prix.

Ils ne supportent pas les surcharges de courant et de tension, même de courte durée.

Au seuil inférieur, ils sont désactivés.

Le stabilisateur à thyristors coupe toujours la charge lorsque les surcharges dépassent les caractéristiques de fonctionnement du passeport, c'est ainsi qu'il est conçu schéma électrique pour protéger les éléments délicats qui craignent la surcharge.

Par exemple, la tension descend en dessous de la tension d'entrée de fonctionnement, un stabilisateur de type thyristor éteindra tous les appareils électroménagers. Pour beaucoup, la tension descend souvent brièvement en dessous du seuil inférieur, et à chaque fois, elle allume et éteint l'équipement.

Avez-vous besoin de ça !? Vos appareils électroniques grand public n’en ont certainement pas besoin. Lors de la mise sous tension et hors tension, des chutes de tension supplémentaires se produisent - ceci est hautement indésirable ; la durée de vie des appareils ménagers dans ce mode est considérablement réduite.

Les stabilisateurs à thyristors ne sont pas désactivés pour économiser l'équipement électrique, mais avant tout pour que le stabilisateur lui-même ne tombe pas en panne. Pour les thyristors et les triacs, le mode surcharge est néfaste. Si vous permettez qu'ils soient surchargés, ces éléments « s'épuisent » rapidement.

Ce serait bien mieux pour votre équipement s'il ne s'éteignait pas, se sauvant ainsi.

Les stabilisateurs Norma M autorisent des chutes de tension inférieures aux caractéristiques nominales et n'activent pas et n'éteignent pas l'équipement.

La tension de sortie est fortement déformée pour de tels stabilisateurs.

Cela est principalement dû à la particularité du fonctionnement des thyristors eux-mêmes, les triacs.

Ils émettent un niveau très élevé d'interférences radio et pour ces raisons, il est déconseillé d'alimenter les équipements audio-vidéo et les instruments de mesure de précision à partir de stabilisateurs à thyristors-triacs, car le fonctionnement normal de ces appareils serait perturbé.

Dimensions et poids très importants, encore une fois dus à l'utilisation d'interrupteurs de commutation sur thyristors (triacs).

Les thyristors (triacs) deviennent très chauds ; pour le fonctionnement normal de ces éléments, sans surchauffe, il faut installer des radiateurs de refroidissement, d'où le poids important du produit. De plus, des ventilateurs sont installés dans le boîtier comme refroidissement actif. Rappelez-vous ce qui se passe dans un ordinateur avec un ventilateur dans l'alimentation après un court laps de temps, sans commentaire...

À mesure que le nombre d'étages augmente, leur fonctionnement ralentit et le coût du produit dans son ensemble augmente considérablement.

Prix ​​​​injustifiablement élevé par rapport aux autres types de stabilisateurs.

Le stabilisateur à thyristors est énorme, lourd, coûteux à l'achat et prohibitif à réparer. Le seul avantage est qu'il maintient la tension avec la précision indiquée, mais c'est aussi son inconvénient.

Dans l'industrie, ces éléments ne sont pas utilisés pour la production d'appareils nécessitant une fiabilité accrue. Ils sont utilisés uniquement pour la commutation de produits de type ménager et les stabilisateurs sont des appareils ménagers ordinaires.

Cascades publicitaires des fabricants de stabilisateurs

Un petit programme éducatif

De nombreux fabricants de stabilisateurs de tension à thyristors «montrent» de manière injustifiée une réponse très rapide, une large plage et un contrôle par microprocesseur.

Course de vitesse : qui est le plus rapide ?

Les relais électroniques modernes et puissants ne sont pas inférieurs en vitesse aux thyristors (triacs).

La vitesse de réponse des relais et des thyristors est de 10 à 20 ms (ils sont à peu près égaux), ce qui est largement suffisant pour une réponse rapide aux changements survenant dans le réseau.

Dans cette course à la vitesse, seuls les modèles de latrines sont inférieurs. La rapidité de fonctionnement de ces stabilisateurs laisse vraiment à désirer.

"Canard" sur le contrôle par microprocesseur. Qu'est-ce que c'est?

Voyons cela.

Le cœur du stabilisateur de tension est le circuit de commande électronique. N'importe quel stabilisateur l'a. C'est ce qu'ils veulent dire lorsqu'ils parlent de contrôle par microprocesseur.

Donc absolument tout, des stabilisateurs de tension contrôlés par microprocesseur.

Il existe deux types de circuits de contrôle : monolithiques et discrets :

D'abord, de type monolithique, où tous les composants électroniques sont connectés en un seul monobloc. Si l'un des éléments tombe en panne, l'ensemble du monobloc devra être remplacé, et cela représente 60% du produit et des réparations, uniquement dans un atelier de garantie, car il n'est pas possible de configurer le monobloc sans équipement spécial, la structure monolithique de ce qui ne permet pas la réparation de composants électroniques individuels.

Deuxième, de type discret, où les composants électroniques sont facilement soudés et remplacés, comme, par exemple, un transistor en panne. De telles réparations sont très peu coûteuses.

Le type de circuit de commande n'affecte en rien le fonctionnement du stabilisateur de tension. Le type de microprocesseur ne fait aucune différence. Le stabilisateur de tension ne devient pas « plus idiot » selon le type, et les réparations pour l'acheteur final, avec un type discret, ne coûtent pas un joli centime. Remplacer un condensateur grillé coûte bien moins cher que remplacer un monobloc.

Stabilisateurs "Norma M"
type discret. Les réparations sont très bon marché.

La seule différence réside dans le prix pour l'acheteur final et dans les réparations ultérieures du produit. Le type discret est plus simple, moins cher et plus rentable dans les deux cas.

Stabilisateur de tension CMS, qu'est-ce que c'est ?

Il n'existe pas de terme tel que « stabilisateur de tension CMS ». C'est aussi un stratagème publicitaire, inventer des noms inexistants qui sonnent « cool » et « bourgeois ». Jusqu’où vont les annonceurs ! SMD est un type d'éléments et une méthode d'installation. Peu importe que l'installation et les éléments soient de type SMD ou d'un autre type ; cela n'affecte en rien le fonctionnement du stabilisateur. Le SMD est un type de composants électroniques, ils sont très petits. Il existe de nombreux types de composants électroniques. Le fabricant choisit lui-même ce qui lui est le plus pratique et le plus rentable. Le coût est une chose impitoyable. Le type de composants électroniques n’affecte en rien le fonctionnement et la qualité du produit.

C’est comme deux cuillères, l’une est à vous, l’autre à grand-mère, les cuillères ne se ressemblent pas, mais elles remplissent la même fonction, VOUS MANGER AVEC ELLES.

Et pourtant, il y a tout un chariot et un petit chariot de différents gadgets publicitaires, soyez prudent.

Mots clés : examen des stabilisateurs de tension par type, meilleurs stabilisateurs de tension, évaluation des stabilisateurs de tension

Il existe différentes possibilités pour protéger les appareils électriques lorsque les paramètres de la ligne électrique s'écartent des paramètres nominaux. Un signal sinusoïdal d'une valeur de 220 volts est transmis via la ligne réseau ; les écarts de cette valeur sont admissibles dans la limite de 15 pour cent et sont normalement perçus. appareils électroménagers. Pour maintenir la tension dans cette limite, le plus simple est d'utiliser un stabilisateur de tension.

Types et principe de fonctionnement du stabilisateur

Dans les points de vente, vous pouvez trouver différents type et principe de fonctionnement Stabilisateurs de tension, autrement appelés normalisateurs. Mais malgré leur diversité, leurs tâches sont les mêmes : maintenir la tension nominale dans le réseau d'alimentation. Leurs exigences sont d'assurer une réponse rapide aux changements de signal, un coefficient de performance (efficacité) élevé, la transmission de la sinusoïde correcte et un contrôle fiable des signaux d'entrée et de sortie.

Avant de décider quel stabilisateur de tension choisir, vous devez connaître leurs différences. Les stabilisateurs de tension sont classés selon leur principe de fonctionnement, ce sont :

• relais;
• thyristor;
• électromécanique;
• ferrorésonant;
• double transformation.

De plus, ils se distinguent par leurs caractéristiques techniques, notamment les valeurs de puissance nominale, la plage de tension stabilisée et le type de réseau utilisé.

Appareil de type relais

Il s'agit du type d'appareil le plus populaire, caractérisé par un prix bas. Les principaux éléments utilisés dans les appareils de type relais sont :

• relais;
• transformateur;
• unité de commande.

La conception est basée sur la capacité du relais à connecter ou déconnecter, à l'aide de ses contacts, des branches de l'enroulement secondaire du transformateur. Les relais sont logés dans un boîtier étanche qui les protège de la poussière. L'enroulement à connecter est analysé par l'unité de contrôle.

Le fonctionnement de l'appareil est le suivant. L'unité de commande surveille les changements du niveau du signal à l'entrée du stabilisateur et le compare à une tension de référence de 220 volts. Lorsque la tension diminue à l'aide d'un relais, un enroulement supplémentaire du transformateur est connecté, ajouter une valeur de tension, nécessaire de comparer son niveau avec celui de référence. Au contraire, en augmentant, l'un des enroulements est désactivé. En raison de cette nature du travail, le transformateur utilisé est appelé transformateur élévateur.

Le transformateur lui-même fonctionne selon le principe suivant : la tension du secteur atteint son enroulement primaire. Lorsqu'un courant d'amplitude variable le traverse, un flux magnétique alternatif se forme. Ce flux pénètre dans le noyau et dans tous les enroulements dans lesquels la force électromotrice (FEM) est induite. Si une charge est connectée à l'enroulement secondaire, alors sous l'influence de la FEM, un courant alternatif commence à le traverser. Dans ce cas, l'enroulement secondaire comporte plusieurs branches réalisées à des endroits différents. Pour augmenter la tension, le nombre de tours connectés augmente et pour le diminuer, il diminue.

Le nombre d'enroulements supplémentaires dépend du modèle de l'appareil et affecte la précision du signal de sortie. Plus il y en a, plus la valeur de sortie sera proche de 220 volts. En raison de la forme de contrôle échelonnée, des surtensions se produisent lors de la commutation des enroulements et le signal de sortie normal sera de 203 à 237 volts.

Avantages ce type de stabilisation Outre le prix, il existe une capacité de surcharge élevée et une large plage température de fonctionnement de -40 à +40 degrés Celsius. De tels normalisateurs sont pratiquement insensibles à la forme fréquentielle du signal d’entrée. Les inconvénients incluent : le bruit qui se produit lorsque le relais est activé, une faible puissance et une faible fiabilité. La fiabilité dépend de la qualité du relais. La méthode étape par étape de réglage du signal entraîne des surtensions à court terme du niveau de tension, ce qui affecte négativement l'équipement connecté au stabilisateur.

Normaliseur de tension à thyristors

Le fonctionnement de ce type de stabilisateur ne diffère en principe pas de celui du relais. Seulement au lieu de relais peu fiables et bruyants, un élément semi-conducteur, un thyristor, est utilisé. Il s'agit d'un élément radio avec deux états stables, comportant trois jonctions p-n ou plus. Dans son fonctionnement, il ressemble à une clé électronique.

De tels dispositifs sont également appelés triac ; la seule différence est que le thyristor ne transmet le signal que dans un sens et le triac dans les deux. Deux thyristors connectés en parallèle et opposés forment un triac. La stabilisation se produit en connectant ou en déconnectant des enroulements supplémentaires en ouvrant ou en fermant le thyristor.

Stabilisateurs à thyristors sont produits comme avec un, et deux étapes de transformation. Dans le second cas, au premier étage, le niveau du signal est réglé grossièrement, et au deuxième étage, il est précis. Cela vous permet d'obtenir une grande précision du niveau de tension de sortie. Les avantages comprennent :

• pas de bruit ;
• haute fiabilité;
• faible consommation d'énergie ;
• hautes performances;
• petites dimensions physiques.

De plus, grâce à l'utilisation d'un contrôle par microprocesseur, le stabilisateur à thyristors n'introduit pas de distorsion dans la forme du signal de sortie.

Les inconvénients sont le prix élevé dû à l'utilisation de thyristors coûteux et complexes. circuit électronique gestion. Et aussi les normalisateurs à thyristors ne sont pas sans l'inconvénient d'une stabilisation de type relais, à savoir un réglage par paliers. Par exemple, avec une précision de stabilisation de 2 %, le pas de tension de sortie est de 6 volts.

Normalisation du type de servo

Un autre nom pour un normalisateur servo-entraîné est un stabilisateur de type électromécanique ou servomoteur. Un tel dispositif se compose de trois éléments principaux :

• autotransformateur;
• moteur électrique;
• tableaux de contrôle.

Le principe de fonctionnement réside dans le mouvement fluide des balais de charbon qui ferment les enroulements secondaires de l'autotransformateur à l'aide d'un moteur. Ses enroulements sont connectés les uns aux autres et, de ce fait, des connexions magnétiques et électriques se produisent. L'enroulement secondaire de l'autotransformateur comporte au moins quatre branches, chacune ayant sa propre valeur de tension.

Le fonctionnement du moteur est contrôlé par une carte électronique dotée d'un microprocesseur. Grâce à cette approche, la stabilisation de la tension se produit sans transitoires et la forme du signal de sortie ne change pas. Une onde sinusoïdale correcte est importante pour les appareils qui utilisent des moteurs dans leur conception, qui surchauffent lorsque le signal est très bruyant.

L'inconvénient des contrôleurs de servomoteurs est leur faible vitesse de fonctionnement. Par exemple, si le signal d'entrée s'écarte de 5 %, le temps de réponse est de 0,2 seconde. De plus, pendant le fonctionnement, un tel stabilisateur crée un bruit accru.

Appareil à effet de ferrorésonance

Ce type de normalisateur est utilisé dans son travail effet de ferrorésonance, survenant dans une connexion transformateur-condensateur. C'est ainsi qu'il tire son nom : stabilisant ferrorésonant. Structurellement, ce type de normalisateur est similaire au type de transformateur. Mais ici le transformateur utilisé n'est pas symétrique ; l'enroulement secondaire est placé sur un noyau magnétique de grande coupe transversale, ce qui ne lui permet pas d'être en état de saturation.

Dans un tel transformateur, trois flux magnétiques de changement de puissance apparaissent, dont l'ampleur conduit à l'égalisation de la tension de sortie. Un condensateur est connecté en parallèle à l'enroulement secondaire et, par conséquent, à la charge. L'ajout d'un condensateur stabilise la tension à de faibles courants magnétisants, augmentant ainsi le facteur de puissance.

Le principal inconvénient de ce type d’appareil est le faible facteur de puissance. De plus, le stabilisateur a un poids et des dimensions importants et est bruyant pendant le fonctionnement. Ses avantages sont un réglage précis et une grande fiabilité.

Conditionneur de puissance à onduleur

Le principe de fonctionnement est basé sur la double conversion et signal d'entrée d'abord à une valeur constante, puis à nouveau à une variable. Son avantage indéniable est que la conception repose non pas sur des transformateurs 50 Hz encombrants, mais sur une implémentation logicielle et matérielle complexe. Cela permet d'atteindre un rendement supérieur à 90 % tout en garantissant une excellente précision de stabilisation de la tension.

Le stabilisateur onduleur comprend :

• pilote de tension ;
• microcontrôleur;
• capacité;
• redresseur;
• correcteur de puissance.

Le courant alternatif entrant dans le redresseur et traversant un filtre de fréquence est converti en une valeur constante. Un signal haute tension stabilisé entre dans l'onduleur et s'accumule sur les condensateurs du bus CC. L'unité onduleur est assemblée sur une puce avec des transistors de puissance à modulation de largeur d'impulsion (PWM) et IGBT. Le contrôleur PWM génère un signal haute fréquence, environ 20 kHz, qui contrôle l'ouverture des transistors IGBT. Ensuite, à l'aide d'un filtre capacitif-inductif, un signal de sortie variable est généré.

Grâce à l'utilisation de cette approche, l'appareil régule en douceur le signal et produit une onde sinusoïdale d'excellente qualité, ce qui est important, par exemple, pour le fonctionnement des chaudières à gaz. L'inconvénient est l'utilisation de composants radio coûteux, ce qui entraîne le prix le plus élevé de tous les types de stabilisateurs. Les interrupteurs d'alimentation IGBT ont besoin en protection contre la surchauffe, ils sont donc installés sur des refroidisseurs, ce qui ajoute au niveau sonore.

Sélection d'un stabilisateur de tension

Lors du choix d'un stabilisateur pour fonctionner avec un appareil spécifique ou pour l'utiliser pour introduire de l'électricité dans la maison, les critères de sélection restent les mêmes.

Selon le type de réseau, un appareil monophasé est sélectionné pour 220 volts et un appareil triphasé pour 380 volts. Un paramètre important est la plage de tension d'entrée, car lorsque cette limite est dépassée, le stabilisateur déconnectera la charge qui y est connectée ou s'éteindra. Pour le sélectionner correctement, vous devez connaître la répartition de la tension dans le réseau électrique. Vous pouvez le découvrir en mesurant la valeur du signal dans des moments différents jours pendant plusieurs jours.

Lorsque vous choisissez un stabilisateur de tension pour votre maison, vous tenez compte non seulement du type d'appareils à protéger, mais également de leur puissance de crête. Sa valeur est prise avec une marge d'au moins quinze pour cent et est calculée en additionnant la puissance de tous les appareils connectés au stabilisateur. La puissance active est toujours indiquée en watts (W) et la puissance totale en voltampères (VA). Ils se rapportent les uns aux autres comme 1VA = 0,6 - 0,8 W. Il est nécessaire de comprendre que les moteurs ont des courants de démarrage et des dispositifs de stabilisation de puissance lorsqu'ils sont utilisés. moteurs électriques asynchrones, compresseurs, pompes, devraient être 3 à 4 fois la puissance de fonctionnement des consommateurs.

En privilégiant le type d'appareil, il est pris en compte que les modèles électromécaniques sont adaptés à la protection d'équipements de haute précision. Relais et thyristors pour les lignes sur lesquelles des surtensions importantes se produisent et les exigences de précision de stabilisation ne sont pas le facteur principal. Par exemple, il s'agit de composants électroniques sensibles aux écarts de tension et installés dans les réfrigérateurs, les congélateurs et les équipements similaires dotés de démarreurs dans leur conception.

Selon les statistiques, les appareils les plus populaires sur le marché qui ont gagné la confiance des clients comprennent les fabricants suivants :

• Luxeon ;
• Résanta ;
• Powercom ;
• RUCELF ;
• Énergie;
• Puissance logique.

En achetant un appareil de marques connues, le consommateur bénéficie non seulement du respect des paramètres déclarés avec de vraies caractéristiques, mais également en fournissant une assistance sous garantie et après-garantie. Presque tous les dispositifs de stabilisation de tension sont équipés d'écrans informatifs sur lesquels peuvent être affichés : la valeur de la tension d'entrée et stabilisée, la valeur de la consommation électrique, la forme du signal, etc.

Aujourd'hui, dans de nombreux pays de la CEI et européens, il existe des problèmes de qualité de l'électricité, notamment dans le secteur résidentiel privé. À un moment donné et pendant plusieurs heures, au lieu du 220 V déclaré, il se peut que votre maison/appartement ne soit alimenté que par 200 V. Cela est dû à une forte augmentation du nombre de consommateurs lorsque les gens rentrent du travail, et notamment dans les zones résidentielles. l'hiver, lorsque des radiateurs électriques de grande puissance.

Il y a aussi des différences dans l'autre sens, lorsque pendant une courte période dans votre prise (saisissant cette opportunité, je vous recommande l'article "") il peut y avoir 260 V voire plus. Pour le secteur résidentiel, de telles fluctuations sont très dangereuses, car les régulateurs de tension des équipements électroniques modernes n'en sont pas protégés. Ce type de problème survient en raison d'un état insatisfaisant du transformateur, notamment de ruptures des conducteurs neutres.

Vous pouvez facilement vérifier la conformité des paramètres de l’électricité qui vous est fournie avec les normes de référence à l’aide d’instruments de mesure comme un voltmètre/ampèremètre. Un stabilisateur de tension aidera à ajuster les paramètres à ceux de référence. Et pour avoir le temps d'éteindre correctement tous les appareils électriques lors d'un arrêt complet, vous avez besoin d'un UPS, UPS (alimentation sans coupure).

Il existe des UPS multifonctionnels avec un système intégré de stabilisation et d'indication de tension, c'est-à-dire que tous ces appareils sont combinés en un seul. Afin de déterminer quel stabilisateur est le meilleur pour la maison (après tout, il en existe plusieurs types), nous examinerons ensuite ceux qui sont conçus pour le nivellement CA usage domestique. Mais avant cela, il faut apprendre à les sélectionner en fonction de la puissance des appareils consommés.

Nuances lors du calcul de la puissance d'un stabilisateur de tension domestique

Si nous parlons de autour de la tension standard de 220 V, alors la puissance du stabilisateur est calculée en additionnant toutes les puissances des appareils utilisés. Je vous préviens : sur Internet, il existe de nombreux tableaux avec les valeurs de puissance des appareils électriques au format : /nom de l'appareil/min./max. pouvoir/ - vous ne devriez pas toujours vous laisser guider par eux.

Par exemple, la puissance du téléviseur dans le tableau est indiquée à 100 W, mais étant donné que les écrans à cristaux liquides sont produits depuis longtemps plutôt que les écrans CRT, la puissance peut être de 30 W, avec la même diagonale. De plus, quelque temps plus tard, des équipements économes en énergie de classe A+++ sont apparus, consommant plusieurs fois moins.

Effectuez des calculs spécifiquement basés sur les données du passeport de chaque appareil. Si vous avez une maison entière avec plusieurs étages et une famille nombreuse, la différence de puissance stabilisatrice requise peut être colossale. Et ceci malgré le fait qu'il n'arrive presque jamais qu'il fonctionne à pleine puissance, car il est peu probable qu'il coïncide avec le fait que tous les appareils de la maison soient allumés en même temps - c'est-à-dire en tenant compte de tous les appareils. dos à dos, le stabilisateur sélectionné lui-même dispose théoriquement d'une réserve .

Caractéristiques des types de stabilisateurs de tension, avantages/inconvénients

Les stabilisateurs modernes, conçus pour fonctionner avec du courant alternatif monophasé domestique, selon le principe de fonctionnement, sont divisés en : correctif et cumulatif - quel stabilisateur est le meilleur pour la maison dépend des exigences spécifiques. Nous avons essayé de compiler tableau de comparaison caractéristiques de divers types de stabilisants, sur la base des données générales qui ont pu être trouvées.

Les stabilisateurs d'actions correctives consistent dans la plupart des cas en une unité de commande qui, en réponse à une augmentation/diminution de la tension dans le réseau, active l'un ou l'autre enroulement (réduction/augmentation de la tension) d'un appareil spécial - un transformateur.

Les stabilisateurs à accumulation fonctionnent en utilisant une certaine quantité de courant accumulé dans le réservoir et génèrent à partir de celui-ci un courant correspondant aux paramètres requis. Il s'agit également des UPS, qui fournissent également une charge à partir de la batterie intégrée pendant un certain temps lorsque l'alimentation électrique s'arrête complètement.

Le principe de fonctionnement des stabilisateurs de tension de relais domestiques modernes

Cet appareil est un appareil électronique avec un principe de fonctionnement pas à pas (discret). La différence avec les autres stabilisateurs de marche est que celui-ci utilise des relais électromagnétiques comme interrupteurs. Sinon, l'appareil est constitué de la même unité de commande avec un processeur et un autotransformateur avec un nombre différent d'enroulements secondaires, comme les autres types d'appareils de ce type.

Le principe de fonctionnement est le suivant : la centrale surveille la tension à l'entrée et, en fonction de sa valeur, connecte ou déconnecte certains enroulements secondaires de l'autotransformateur. Dans le même temps, un stabilisateur de tension à relais moderne comporte au moins quatre étapes de stabilisation. Dans un tel dispositif, il y a donc quatre relais et un autotransformateur pour quatre bobines secondaires.

Vous pouvez voir les blocs (et leur contenu principal) qui composent l'ensemble du circuit stabilisateur de tension du relais : A – autotransformateur avec quatre bobines booster et deux bobines abaisseurs ; B – unité d'analyse et de contrôle de tension ; B – bloc d'actionneurs de relais ; G – bloc d'indication (voltmètre, ampèremètre, marche/arrêt) ; D – bus de connexion.

Ci-dessus se trouve un stabilisateur de tension à relais à six étages PIC12F675 simple et moderne, contrôlé par microprocesseur, dont le circuit est conçu pour corriger les chutes de tension de 140 à 260 V. L'appareil comprend des indicateurs - un voltmètre, un ampèremètre et un mode de fonctionnement. DIRIGÉ. Le principe de fonctionnement de cet appareil est le suivant.

L'autotransformateur (A) comporte six enroulements, chacun produisant une tension de -20 à +40 % de la valeur nominale de 220 V, qui compense une chute de tension d'une ampleur particulière ou réduit la surtension. L'unité de commande à microprocesseur (B) analyse les caractéristiques du courant du réseau d'entrée (tension/ampérage), sur la base desquelles elle fournit un signal de commande à l'unité exécutive de relais (B). Un courant peut être fourni sous forme de signal à une tension à laquelle le relais fonctionne.

Ensuite, en fonction de la valeur de la baisse, l'unité de commande (B) envoie un signal à l'un ou l'autre relais chargé de connecter la bobine d'élévation de tension correspondante ; dans ce cas, le précédent est désactivé. Le relais ferme la bobine et le nombre de volts requis apparaît en sortie.

Exactement la même procédure se produit lors des surtensions (en dans ce cas jusqu'à 260 V). Seulement, ce n'est pas l'enroulement élévateur de tension qui est utilisé, mais l'enroulement abaisseur de tension, et ainsi, avec un saut de 260 V, l'enroulement -40 % (-44 V) est connecté, ce qui produit 216 V. Avec un plus grande augmentation de la tension dans le réseau, l'unité de contrôle coupe simplement l'alimentation.

Avantages Un stabilisateur fonctionnant sur un relais est peu coûteux. Ils sont largement destinés au segment des appareils électroménagers qui ne nécessitent pas de réglage de tension de haute précision (réfrigérateurs, micro-ondes, etc.), et font un excellent travail.

Défauts – ne convient pas aux équipements électroniques sensibles de haute précision, y compris certains équipements TV/audio et ordinateurs étrangers. De plus, les actionneurs - relais, qui collent parfois, tombent rapidement en panne lorsqu'ils sont utilisés fréquemment. De plus, leur travail s'accompagne de clics qui peuvent être entendus dans la pièce.

Le principe de fonctionnement des stabilisateurs de tension triac domestiques modernes

Ces appareils sont classés comme dispositifs de correction de tension à action discrète (étape). Ils sont dans meilleur côté diffèrent par leurs caractéristiques des précédents, bien qu'ils aient des blocs similaires et un principe de fonctionnement similaire. Ils se composent également d'une unité de commande, d'un autotransformateur et d'une unité exécutive.

La différence est que, contrairement aux relais, un stabilisateur de tension à triac utilise des interrupteurs dits électroniques - des theristors ou des triacs - comme actionneurs (fermant/coupant le réseau électrique). Ils n'ont pas de pièces mécaniques et sont beaucoup plus efficaces que les relais, ils diffèrent donc par la vitesse de réponse et d'autres paramètres.

Sur la figure, vous pouvez voir les blocs stabilisateurs électroniques suivants : A – autotransformateur à deux entrées ; B – unité exécutive triac du premier étage de correction de tension ; B – unité de triac exécutif de deuxième étage ; G – unité d'analyse et de contrôle de tension ; D – bus de correspondance ; E – bloc d'indication des caractéristiques du courant (Volts, Ampères) et du mode de fonctionnement.

Dans ce cas, l'appareil a un réglage plus précis en raison du fait que le circuit stabilisateur du triac est à deux étages, c'est-à-dire qu'il comporte deux groupes d'unités exécutives et, par conséquent, un plus grand nombre d'abaissements et d'augmentation de tension. enroulements. L'avantage d'un système à deux étages est que grâce aux combinaisons, un plus grand nombre d'étapes de correction est obtenu : 6 (cascade B) * 6 (cascade B) = 36 valeurs. Le principe de fonctionnement est ci-dessous.

L'unité de commande à microprocesseur (G) analyse les caractéristiques de la tension d'entrée et émet une commande vers la clé électronique requise à partir de l'unité exécutive B (premier étage). L'un ou l'autre enroulement de diminution/augmentation de tension de l'autotransformateur (A) est activé et la tension est ajustée à une valeur approximative, de -20 % à +40 %, par pas de 10 %.

Ensuite, l'unité de commande mesure le courant de correction grossière de sortie, qui va à la deuxième sortie de l'autotransformateur, et, contrôlant la deuxième unité exécutive B (deuxième étage), les bobines d'augmentation de tension/prise de tension sont activées par petites étapes de 2%, allant de -6% à +6%.

Avantages stabilisateurs de tension triac - précision de réglage élevée, temps de réglage rapide et fonctionnement absolument silencieux des composants électroniques. Ils conviennent donc pour fournir des dispositifs de haute précision, tels que des équipements pour les applications locales. réseaux informatiques, (commutateurs, multiplicateurs de signaux, etc.).

Il existe une large gamme de modèles (et, par conséquent, de prix), allant des plus primitifs pour plusieurs consommateurs domestiques aux dispositifs de stabilisation de haute précision du réseau électrique d'une maison entière. Ils sont également les plus durables par rapport aux autres.

Défauts appareils électroniques - coût élevé, difficile à réparer et à entretenir. Dans certains stabilisateurs à triac de mauvaise qualité, il existe des cas où les commutateurs électroniques (thyristors/triacs) ne fonctionnent pas.

Le principe de fonctionnement des stabilisateurs de tension électromécaniques domestiques modernes

De ce groupe, les stabilisateurs à servomoteur sont le plus souvent utilisés dans la vie quotidienne. Ils ajustent également la tension : ayant un principe de fonctionnement pas à pas, des opérations discrètes d'ajout ou de soustraction du nombre de volts requis sont effectuées en commutant les enroulements de l'autotransformateur à l'aide d'un servomoteur - un dispositif électromécanique discret pas à pas.

Le moteur d'asservissement qu'ils contiennent remplit la fonction de contrôle, comme dans les moteurs à relais - relais ou électroniques - triacs/thyristors. Il a une vitesse suffisante pour un réglage ininterrompu de la tension, mais nous constatons immédiatement qu'un stabilisateur de tension électromécanique n'est pas une option pour fournir une tension à des équipements sensibles de haute précision. Parce que la vitesse de réaction est très faible, en cas de sauts soudains, elle peut même durer quelques secondes.

On voit ici un enroulement d'autotransformateur conditionnel (1), avec un servomoteur (2) monté au milieu, qui commande le contact collecteur de courant (3), en le déplaçant le long de la partie supérieure de l'anneau d'enroulement - en général, c'est tout indiqué par la lettre A et est un autotransformateur avec un servomoteur intégré. Tout comme les autres, les circuits électroniques de stabilisation de tension à entraînement électromécanique disposent d'une unité de commande avec un microprocesseur (B) et, selon la configuration, d'un panneau d'affichage de l'état du réseau (B). L'unité de commande de ces appareils dispose d'un contrôleur spécial qui l'active.

En fonction de la position du contact collecteur de courant, la tension est collectée à partir de l'une ou l'autre section de l'enroulement, qui est responsable de l'augmentation/diminution de la tension. La caractéristique de conception est que, contrairement aux stabilisateurs à relais ou à triac, les stabilisateurs de servomoteur peuvent théoriquement réguler la tension par fractions de volt en déplaçant le contact par incréments d'un tour. En pratique, dans les applications domestiques, on utilise des moteurs discrets avec un pas qui permet un écart d'environ 3 %.

Avantages – correction très précise et douce de la tension de sortie ; faible coût. Un tel stabilisateur est idéal pour les réseaux dans lesquels il y a de petites chutes de tension, car il les gère avec brio.

Défauts – un temps de correction très long, surtout en cas de surtensions élevées : jusqu'à ce que le collecteur de courant parcoure la majeure partie du rayon jusqu'à la zone où la tension est normale, même des secondes peuvent s'écouler. Dans ce cas, il n’est pas adapté aux équipements sensibles de haute précision. Il fait du bruit pendant le fonctionnement - en raison du mouvement du servomoteur et du glissement le long de l'enroulement de contact. La garantie n'est que de 12 mois - non sans raison : le servomoteur s'use plus souvent et plus vite.

Le principe de fonctionnement des stabilisateurs de tension ferrorésonants domestiques modernes

Il est logique de diviser grossièrement ces appareils en anciens et nouveaux modèles, car ils ont peu divers inconvénients et des éléments électriques. Tous sont en partie cumulatifs et égalisent en douceur la tension. Ils sont fondamentalement différents de tous les précédents et ne nécessitent pas nécessairement d'unité de contrôle, car des processus physiques alimentés par gravité se produisent dans son transformateur et dans d'autres parties.

Sans connaissance approfondie de la physique, il est très difficile de comprendre comment fonctionne un stabilisateur de tension ferrorésonant, mais ce qui est facile à comprendre, c'est qu'il est basé sur un autotransformateur et d'autres éléments similaires - des inducteurs, qui interagissent les uns avec les autres, compensant le déficit ou réduire la surtension dans des limites spécifiées.

Il convient de mentionner que jusqu'à présent (2016), il existe sur le marché de la radio une grande variété de stabilisateurs ferrorésonants fabriqués en Union soviétique dans les années 80 et 90 - "Ukraine", "Elbrus", "SNB" - très durables et de haute qualité. -des appareils de précision, à un prix avantageux. Comme l’ont montré des années d’observation, peu de choses peuvent être comparées à la glorieuse qualité soviétique.

Autotransformateur (A) avec enroulements primaire et secondaire ; starter saturable d'entrée (B); deuxième collecteur de courant (B) ; condensateur 250V (G); fusible 220V (D); voyant de fonctionnement (E). Enroulement primaire du transformateur (1-A); enroulement primaire de l'inducteur (1-B) ; enroulement secondaire de l'autotransformateur (2-A); secondaire, enroulement de compensation de l'inducteur saturé (2-B).

Dans ce cas, une self est, en bref, un dispositif destiné à abaisser/augmenter les caractéristiques de tension. Du point de vue technique, il est constitué d'un enroulement sur un noyau métallique et ressemble à bien des égards à un transformateur.

En regardant le schéma de circuit, vous pouvez voir comment le transformateur (A) est interconnecté avec l'inductance (B). Grâce à l'enroulement primaire, l'inducteur est connecté au transformateur, à son tour, à partir de l'enroulement secondaire du transformateur, il y a une connexion à l'enroulement secondaire de compensation de l'inducteur. De plus, il y a une sortie vers le deuxième inducteur connecté au condensateur. Dans cette section, une résonance se produit, puis le courant est collecté à la sortie de l'appareil.

Avantages – haute fiabilité, haute précision de la tension de sortie, correction en douceur, faible coût des appareils de fabrication soviétique. Il ne contient aucune pièce de rechange électromécanique, donc il n'y a rien à casser à part le condensateur (et même dans les modèles soviétiques, il est à base de pétrole, presque « éternel »).

Défauts – plage de tension d'entrée faible, temps de correction long en cas de chutes soudaines, bruit fort (bourdonnement) dû au fonctionnement à des fréquences (audio) basses de 50 Hz. Dans les meilleures modifications modernes, ces inconvénients sont atténués, mais leur coût est si élevé que de nombreuses personnes trouvent plus rentable d'acheter un UPS avec un stabilisateur de type onduleur en ligne intégré.

Le principe de fonctionnement des stabilisateurs de tension des onduleurs domestiques modernes

Ces dispositifs de stabilisation de tension sont les plus efficaces aujourd'hui (2016), mais aussi les plus complexes en architecture. Ils fonctionnent selon un double schéma de conversion de courant - d'alternatif à continu, puis de direct à alternatif. De plus, ils disposent de conteneurs dans lesquels l'électricité est accumulée dans des condensateurs et, si nécessaire, son déficit en sortie est comblé en cas de diminution en entrée.

Les stabilisateurs de tension d'onduleur modernes sont très similaires aux UPS (alimentations sans interruption), qui sont souvent utilisés comme composants du système " maison intelligente", mais il y a une différence dans le fait que ces derniers utilisent des batteries comme conteneurs, et il existe également des UPS en ligne et hors ligne. Et il existe de nombreuses topologies de ces UPS, c'est donc un sujet distinct, nous ne considérerons maintenant que les stabilisateurs.

Symboles dans ce circuit : bloc de filtre de tension d'entrée (A ); redresseur/correcteur de puissance d'entrée (B); unité de commande avec actionneurs - clés électriques (B); bloc de condensateurs (G); inverseur (D).

Dans ce cas, le bloc d'actionneurs est logé dans une carte de commande avec un microprocesseur principal et un ensemble de contrôleurs (B), car il y a beaucoup moins d'options pour commuter (contrôler) le réseau que dans les stabilisateurs pas à pas. En pratique, il est limité par une clé qui ouvre le circuit lorsque la tension dépasse celle pour laquelle l'appareil est conçu. Plus plusieurs clés pour contrôler les conteneurs (condensateurs).

Le principe de fonctionnement est le suivant : en entrée, la tension entre d'abord dans le bloc filtre (A), puis dans le redresseur/correcteur de puissance (B) et en parallèle dans le bloc de condensateurs (D), qui sont des moyens de stockage pour l'électricité et ses sources secondaires. Grâce à un système de contrôle complexe, le microprocesseur contrôle le correcteur de tension et l'onduleur, et la perte de courant secteur est compensée par un bloc de condensateurs.

Le courant continu entrant dans l'onduleur est converti en courant alternatif à l'aide d'un oscillateur à quartz. Ce générateur est un appareil de haute précision et, par conséquent, le stabilisateur de tension de l'onduleur présente le pourcentage le plus faible (1 %) d'écart de sortie.

Avantages – la plage la plus élevée de tensions d’entrée, un écart de sortie minimal, une réponse instantanée aux changements. Les appareils sont stables en fonctionnement et durables, ne contiennent pas de pièces mécaniques, ils ne font donc pratiquement aucun bruit et ne tombent pas en panne pendant longtemps.

Défauts – le coût le plus élevé en raison des blocs discrets complexes et d'un microprocesseur puissant pour les contrôler. De plus, lors de chutes de tension prolongées, la batterie de condensateurs de réserve de compensation est épuisée et une forte chute de puissance est observée.

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Pourquoi les surtensions sont-elles dangereuses ?

Une surtension est une augmentation à court terme de la tension d'entrée jusqu'à une limite inacceptable - de 240 V ou plus. Même un saut très court (moins d'une seconde) peut suffire à endommager les unités de commande d'une chaudière, d'une pompe de puits, d'une machine à laver ou de tout appareil doté d'un « cerveau ». La raison est simple : la grande majorité des composants électroniques (condensateurs, résistances, etc.) qui composent les cartes de contrôle, contrôleurs et autres microcircuits peuvent supporter des tensions allant jusqu'à 250V. Il s’agit de la limite supérieure au-delà de laquelle une défaillance d’un composant survient généralement.

Il convient de noter que les stabilisateurs ne constituent pas une protection rationnelle contre impulsion saute. Une surtension d'impulsion se produit pour plusieurs raisons, mais principalement pour des décharges de foudre. Un stabilisateur de haute qualité ne permettra pas à une surtension d'impulsion d'atteindre les consommateurs, mais il ne pourra pas continuer à fonctionner : une visite au centre de service sera nécessaire. Pour se protéger contre les surtensions, un ensemble de mesures est utilisé, dont la place centrale est occupée par un dispositif spécial - un SPD. Cependant, les stabilisateurs italiens Ortea ont récemment été équipés de dispositifs de protection contre les surtensions.

Un bon stabilisateur ne manquera pas une décharge de foudre dans la plupart des cas, mais il devra ensuite être réparé.

• Si la tension d'entrée augmente ou diminue, égalisez et maintenez au niveau normal.

Quels sont les dangers de la haute et de la basse tension ?

Le danger d'une augmentation de tension est évident : à tous les inconvénients d'une surtension s'ajoute une durée : si une surtension, selon son amplitude, peut théoriquement passer sans conséquences, alors une exposition prolongée haute tension est garanti d’entraîner des pannes de machines « intelligentes ».

En basse tension, de nombreux appareils fonctionnent mal : les radiateurs mettent un temps excessivement long à se réchauffer, les appareils « intelligents » ne s’allument pas du tout, le micro-ondes ne chauffe pas, etc. Les équipements équipés de moteurs électriques sont particulièrement exposés : climatiseurs, réfrigérateurs, pompes, motorisations de portails automatiques, etc. Cela est dû au fait que lorsque la tension diminue, le courant dans les enroulements du moteur augmente proportionnellement. Une augmentation du courant entraîne une augmentation de la température, ce qui entraîne des dommages puis une rupture de l'isolation. La réparation du moteur dans ce cas n'est pas pratique.

Aucun stabilisateur n'est capable d'éliminer les problèmes causés par l'état d'urgence du câblage, il est constamment utilisé à la limite ; capacités techniques et travailler dans des conditions de distorsion de fréquence de courant sévère.

Définition des paramètres d'un stabilisateur de tension

• Vitesse de régulation. La rapidité avec laquelle le stabilisateur réagit aux changements de tension du réseau et la rapidité avec laquelle il les corrige. En conséquence, plus la vitesse est élevée, moins il est probable qu'une surtension atteigne les consommateurs.
• Capacité de surcharge. Capacité d'un stabilisateur à fonctionner de manière stable lorsque sa puissance nominale est dépassée. Une propriété utile lors du fonctionnement de moteurs électriques.
• Plage de tension d'entrée nominale– plage de fonctionnement du stabilisateur dans laquelle il est destiné à être utilisé. Dans cette gamme, l'appareil conserve les caractéristiques techniques déclarées : puissance nominale et précision de stabilisation. La plupart des stabilisateurs de tension, après avoir été désactivés en raison d'une chute de la tension d'entrée en dessous de la plage maximale, ne s'allument que lorsque le réseau à l'entrée atteint la plage nominale.
• Plage de tension d'entrée maximale– c'est la plage dans laquelle le stabilisateur continue de fonctionner, mais les principales caractéristiques techniques (puissance nominale, précision de stabilisation) s'écartent des valeurs nominales. En règle générale, la plage de tension d'entrée maximale est limitée à la mise hors tension de l'appareil.
• Stabilisation de précision. Il s'agit de l'erreur dans la tension de sortie du stabilisateur. Notre GOST 13109-97 considère que l'erreur maximale tolérée est de 10 %, mais tous les appareils ne sont pas capables de résister à de tels écarts. Plus la précision de stabilisation est élevée, plus l'équipement « intelligent » sera sûr.
• Bruit. Presque tous les stabilisateurs émettent des sons : bourdonnement du transformateur, bruissement des ventilateurs, clics de commutation de relais, bruit d'un servomoteur. Selon leur conception, les stabilisateurs peuvent être plus ou moins bruyants. Il n'existe pas de stabilisateurs totalement silencieux : tout stabilisateur fera du bruit à mesure qu'il se rapproche des valeurs limites de ses caractéristiques techniques.
• Version climatique. La plage de température ambiante de fonctionnement varie en fonction du fabricant. Par exemple, les stabilisants Lider sont capables de fonctionner à -40 °C, Progress à -45 °C et Shtil - uniquement à des températures positives.

Principe de fonctionnement et types de stabilisateurs

Un stabilisateur de tension classique est un transformateur équipé d'un tableau de commande, d'un mécanisme de sélection du nombre de tours des enroulements de la bobine du transformateur, de divers appareils de mesure : au moins un voltmètre et un capteur de température du transformateur, des dispositifs indicateurs et un dispositif de commutation. En sélectionnant le rapport entre le nombre de tours des enroulements primaire et secondaire du transformateur, vous pouvez augmenter ou diminuer la tension aux extrémités de l'enroulement secondaire. Tous les stabilisateurs de tension fonctionnent sur cette propriété, à l'exception de ceux des onduleurs.

Un stabilisateur onduleur ne contient pas du tout de transformateur ; son fonctionnement est basé sur une double conversion de courant : d'abord de l'alternatif au continu, puis inversement. Il s’agit aujourd’hui du type de stabilisateur de tension le plus moderne.

En fait, il existe d'autres types de stabilisants, mais nous n'énumérerons que ceux qui ont été largement utilisés dans la vie quotidienne et dans l'industrie.

Comme vous pouvez le constater, il existe en gros trois types de stabilisateurs : électroniques, électromécaniques et inverseurs. La différence fondamentale entre les deux premiers réside dans la méthode de commutation entre les enroulements du transformateur. Les stabilisateurs électromécaniques intègrent un petit moteur électrique qui déplace physiquement une brosse ou un rouleau le long de la bobine du transformateur, utilisant ainsi le nombre de tours requis. Les stabilisateurs électroniques n'ont pas de pièces mobiles ; la commutation entre des tours prédéterminés de la bobine s'effectue à l'aide d'interrupteurs de puissance : relais, thyristors ou triacs. Le stabilisateur onduleur n'a pas du tout de transformateur : ses composants principaux sont des transistors et des condensateurs IGBT.

Les caractéristiques de conception déterminent les avantages et les inconvénients d'un type particulier de stabilisateur en fonctionnement. Essayons de les afficher clairement :

Les stabilisateurs électromécaniques sont moins capables de résister aux surtensions, mais sont plus capables de supporter des surcharges.
Les stabilisateurs électroniques, au contraire, résistent mieux aux surtensions, mais résistent moins bien aux surcharges.
Les stabilisateurs d'onduleur résistent bien aux surtensions, ont une régulation en continu et sont capables d'éliminer les interférences haute fréquence dans le réseau. Mais ils sont totalement incapables de surcharger.

Stabilisateur de tension électromécanique

Un autre nom pour cela est servo. Le principe de fonctionnement est assez simple : sur commande de la carte de commande, un petit moteur électrique entraîne le support, au bout duquel est fixée une brosse en graphite. La régulation s'effectue en déplaçant doucement le balai le long des enroulements du transformateur.

Sur la photo, vous voyez l'ensemble transformateur et balais du stabilisateur Energy SNVT-1500 New Line. Trois années de fonctionnement ont laissé des traces visibles, mais l'appareil est en service depuis mai 2016. L'assombrissement du transformateur dans la zone de mouvement de la brosse est clairement visible - ce sont des traces d'abrasion du graphite. Vous pouvez également constater une légère fonte de l’isolant ou du vernis sur les tours du coil. Il s’agit d’une « variante de la norme », mais le problème est peut-être plus profond. Si la fusion est plus importante et se produit dans la zone de contact de la brosse, la brosse commence à s'accrocher aux saillies. La zone de contact diminue, des étincelles apparaissent, l'échauffement augmente et le stabilisateur tombe en panne. Les fabricants responsables n'ont pas de tels problèmes - le tableau de commande, sur la base d'un signal provenant du capteur de courant et du capteur de température du transformateur, éteindra le stabilisateur avant le début d'une fusion importante.

Stabilisateur de tension électrodynamique

Ces stabilisateurs, comme les stabilisateurs électromécaniques, disposent d'un servomoteur, mais au lieu d'une brosse, un rouleau se déplace le long des enroulements du transformateur. Les avantages du rouleau par rapport à la brosse sont évidents : le rouleau n'accrochera jamais une aspérité du rouleau et ne s'usera pas même en cas de travail très intense. La photo montre le stabilisateur Ortea Vega 2.5 démonté. Même si la qualité de la photographie laisse beaucoup à désirer, force est de constater qu’il n’y a rien à redire. Le bobinage est serré - tour à tour, support de rouleau massif, fixation fiable du transformateur au corps, chaque fil est serti avec une virole. Une installation réfléchie et de haute qualité est évidente. Le stabilisateur est fiable et durable.

Stabilisateurs de tension à relais électroniques

Le principe de fonctionnement des stabilisateurs à relais est basé sur des relais électromécaniques qui commutent entre les prises du transformateur. Lorsqu'il fonctionne, le relais émet un son caractéristique - un clic. La photo montre comment les fils orange du transformateur sont connectés via le bornier aux blocs noirs de la carte. Ce sont les prises du transformateur connectées au relais. Chaque prise correspond à la fin d'un certain nombre de tours de fil sur la bobine. La carte de contrôle, en mesurant la tension d'entrée et de sortie, détermine quelle prise utiliser à ce moment-là et l'active en fermant le relais correspondant. Relais installés sur les stabilisateurs production nationale(Cascade), disposent d'une ressource allant jusqu'à 9 000 000 (!) d'opérations. C'est beaucoup. La photo montre le stabilisateur Cascade SN-O-12 fabriqué en 2005, qui fonctionne correctement depuis mai 2016. On ne trouve pas de stabilisateurs de relais de haute précision : la précision la plus élevée présentée sur le marché aujourd'hui est de 2,5 %. En général, on peut dire à propos des stabilisateurs de relais domestiques qu'ils n'ont pas les caractéristiques techniques les plus remarquables, mais en même temps ils sont pratiquement indestructibles.

Stabilisateurs de tension électroniques à thyristors et triacs

L'algorithme de fonctionnement des stabilisateurs à thyristors et triacs est exactement le même que celui des stabilisateurs à relais - la carte de commande envoie un signal, l'interrupteur électronique (thyristor ou triac) est déclenché - la prise requise est activée. Silencieusement, à la vitesse de l'éclair. En termes simples, un thyristor est un interrupteur électronique. Il a deux états - ouvert et fermé : en lui envoyant un signal, vous pouvez contrôler son état. Un triac est un type de thyristor ; la différence entre eux n'affecte pas les caractéristiques techniques déterminantes du stabilisateur. La fiabilité, la rapidité de fonctionnement et la simplicité des conditions de température de ces composants ont déterminé la production en série de stabilisants basés sur ceux-ci. Les stabilisateurs à thyristors ou triacs peuvent avoir des caractéristiques techniques très larges. En achetant n'importe quel stabilisateur à thyristor produit dans le pays, vous pouvez compter sur 7 à 10 ans de fonctionnement.

Stabilisateurs de tension d'onduleur

Le principe de fonctionnement du stabilisateur onduleur est la double conversion du courant qui le traverse. Il n'y a pas de transformateur dans de tels stabilisateurs ; sa place est prise par une chaîne de dispositifs : filtre d'entrée, redresseur, condensateurs, onduleur et système de contrôle.

En passant à travers ce circuit, le courant est filtré des interférences, converti en direct, puis de nouveau en alternatif. Cela vous permet d'obtenir une forme idéale de courant et de tension à la sortie, et les surtensions sont absorbées par les condensateurs. Il s'agit d'un type avancé de régulateur de tension : ils sont capables de fonctionner sur une très large plage de tension d'entrée avec une très grande précision. Cependant, il existe quelques inconvénients : la capacité de surcharge est pratiquement absente et le transistor IGBT, qui constitue la base d'un onduleur fiable, est très coûteux.

Quel stabilisateur dois-je choisir : importé ou national ?

Les stabilisants importés sont présentés à marché russe principalement des appareils chinois. Ils ont un prix très attractif, mais c'est là que s'arrêtent leurs avantages. Qualité douteuse des composants électroniques, marge de sécurité minimale des pièces, assemblage négligent et, par conséquent, durée de vie courte, à peine suffisante pour couvrir la période de garantie. Les vendeurs peu scrupuleux de ces appareils font de leur mieux pour cacher le pays d'origine. L'une de ces astuces est l'importation d'un lot via les pays baltes - une note dans les documents sur le pays d'importation permet de déclarer l'origine balte des stabilisants (les fameux stabilisants lettons). Une autre façon d'induire l'acheteur en erreur est d'avoir une marque nationale et de qualifier un stabilisateur assemblé en Chine de national, sans préciser que seule la marque est nationale et que l'assemblage et les composants, y compris le transformateur, ne sont pas du tout nationaux.

Mais il existe aussi des appareils importés de très haute qualité : les stabilisants italiens Ortea ou Oberon. Cependant, compte tenu du taux de change actuel de l'euro, leur prix est bien inférieur à celui de leur analogue - le stabilisateur Saturn, qui n'est pas du tout inférieur en qualité. Et dans certaines caractéristiques, par exemple la capacité de surcharge, il est complètement supérieur. Les stabilisateurs des fabricants allemands ne sont pratiquement pas représentés dans notre pays. Une personne raisonnable ne les achèterait pas pour l’argent qu’elle demande.

Nous pouvons donc affirmer avec certitude que

Dans la plupart des cas, un stabilisateur de haute qualité à un prix relativement abordable sera d'origine nationale.

Comment déterminer « à l'œil nu » la qualité d'un stabilisateur et sa durée de vie ?

La réponse est simple : au poids. Stabilisateur de transformateur russe pour 10 kVA avec milieu caractéristiques techniques pèse au moins 30 kg. Un stabilisateur avec de bonnes caractéristiques techniques, par exemple Progress 10000L, pèse 43 kg. La majeure partie de ce poids est supportée par le transformateur, ce qui signifie qu'il est garanti de résister à la puissance nominale et à la plage de tension d'entrée spécifiée. Un noyau magnétique puissant en acier spécial pour transformateur et une garantie de réserve de bobinage à long terme bon service. Par conséquent, si vous voyez un transformateur stabilisateur d'une puissance de 10 000 VA et que son poids n'est que de 20 kg, vous devez penser à sa fiabilité et à sa durée de vie.

Un stabilisateur de transformateur de haute qualité ne peut pas être léger.

Dans le cas d'un stabilisateur onduleur, il faut s'assurer qu'il est constitué de transistors IGBT : c'est la clé de sa fiabilité et de son respect des caractéristiques du passeport.

Sélection de la puissance du stabilisateur

Le moyen le plus sûr de sélectionner la puissance du stabilisateur est de la mesurer à chaque deuxième enregistrement tout au long de la journée.

Calcul de la puissance du stabilisateur par les consommateurs électriques

Puissance du stabilisateur (VA) = somme des puissances de tous les consommateurs (W) * facteur de simultanéité / facteur de charge + réserve 15%

Regardons cette formule :

• La consommation électrique dans les passeports des appareils électriques est généralement indiquée en kilowatts. Après avoir résumé la puissance de tous les appareils, nous avons obtenu le nombre kilowatt, qu’ils consommeront tout en travaillant en même temps. En pratique, tous les consommateurs ne travaillent jamais en même temps. Par conséquent, le coefficient de simultanéité de fonctionnement des récepteurs électriques pour les bâtiments résidentiels a été calculé. Nous prenons la somme précédemment obtenue des capacités des appareils individuels et la multiplions par le coefficient d'utilisation simultanée du tableau. Nous obtenons le pouvoir kilowatts, qui sera effectivement consommé simultanément. Attention, si vous chauffez à l'électricité, le facteur de simultanéité ne peut être inférieur à 0,8.
• La puissance du stabilisateur est mesurée en kilovolt-ampères, et nous avons kilowatts. Pour la traduction, nous utilisons le facteur de charge.

  où 0,8 est le facteur de charge. Nous avons donc reçu toute la puissance de nos appareils électriques en kilovolt-ampères

• on ajoute 15% de réserve pour que le stabilisateur ne fonctionne pas sous tension et c'est, semble-t-il, tout. Mais non.
• Il est impératif de vérifier l'amplitude des courants de démarrage des appareils équipés de moteurs électriques : pompes submersibles, climatiseurs, tondeuses à gazon électriques, lave-autos, etc. Et même si les courants d’appel ne durent que quelques secondes, ils ne doivent pas dépasser la capacité de surcharge du stabilisateur !

Calcul de la puissance du stabilisateur basé sur le disjoncteur d'entrée

Puissance du stabilisateur (VA) = 220 (Volt) * courant nominal du disjoncteur d'entrée (Ampère)

Le disjoncteur d'entrée sert non seulement de dernier étage de protection contre les courts-circuits, mais aussi de limiteur physique du courant que vous avez le droit de consommer dans le cadre d'un accord avec l'organisme de vente d'électricité. Ils sont installés pour une raison, mais en fonction de la puissance du transformateur de la localité, de la section des câbles d'alimentation et de l'état général de l'équipement électrique de la localité. C'est pourquoi ils sont souvent scellés.

Il s'ensuit que nous ne pouvons pas consommer plus de courant que ce que le disjoncteur d'entrée le permet - il s'éteindra simplement.

Sur la photo on voit une installation de très grande qualité et minutieuse : dans un blindage étanche sur poteau il y a un disjoncteur bipolaire en entrée, puis un compteur et une paire de disjoncteurs automatiques après le compteur. Chacun de ces appareils porte le courant nominal pour lequel il est conçu.

Sur cette photo on voit les symboles "C32" sur le disjoncteur. Ils signifient que cette machine a une caractéristique « C » et est conçue pour un courant nominal de 32 ampères. La tension nominale de nos réseaux est de 220 Volts, donc la puissance nominale de cette machine = 32 A * 220 V = 7040 VA.

Il semblerait que cela n'ait aucun sens d'installer ici un stabilisateur plus puissant que 8 kVA, car la machine ne passe que 7 kVA. Le problème réside dans la caractéristique "C".

La caractéristique d'un disjoncteur est la dépendance de la vitesse d'arrêt à la surcharge. Ce sujet est très vaste, disons simplement brièvement que la caractéristique C implique un arrêt instantané lorsque le courant nominal de la machine est dépassé d'au moins 8 à 10 fois à 25°C. Le graphique montre qu'avec une surcharge quadruple, l'arrêt se produira de 4 à 8 secondes ! Cela signifie que les courants de démarrage de cette machine ne posent aucun problème. Et si on surcharge le disjoncteur de caractéristique C de 1,5 fois, il se coupera au bout de 40 minutes, et ce à une température de 25 °C. À basse température, l'arrêt se produira encore plus lentement. Autrement dit, s'il fait glacial dehors et que vous surchargez votre machine avec les caractéristiques «C» de 25%, elle ne s'éteindra probablement pas du tout. Il n’existe aucun stabilisateur ayant une capacité de surcharge similaire.

La capacité de surcharge du stabilisateur doit largement couvrir les courants de démarrage des moteurs électriques !

Qu'est-ce qu'un bypass et pourquoi est-il nécessaire ?

Un bypass est un dispositif de commutation permettant de commuter l'alimentation électrique en contournant le stabilisateur.

Pourquoi cette fonctionnalité pourrait-elle être nécessaire ?

• Emploi Pas onduleur machine à souder. Il est impossible de faire fonctionner une machine à souder par transformateur via un stabilisateur.
• Charges de connexion supérieures à la puissance nominale du stabilisateur.
• Dysfonctionnement du stabilisateur.

Aujourd'hui, les fabricants de stabilisateurs vendent des contournements des types suivants :

• Bypass externe manuel. Il s'agit généralement d'un interrupteur à came à deux positions dans un boîtier séparé avec un bornier. De tels contournements sont produits par les fabricants de stabilisateurs Lider et Progress. Avantage : pour installer/démonter le stabilisateur, vous n'avez pas besoin de couper l'alimentation puis de connecter les fils d'entrée et de sortie. Il suffit de débrancher trois fils du bornier du stabilisateur : lorsque le bypass sera activé, ils seront mis hors tension. Les bypass externes peuvent être utilisés avec des stabilisateurs de n'importe quel fabricant. Inconvénient : dépenses supplémentaires, quoique minimes.
• Bypass manuel intégré. Elle peut être réalisée sur des interrupteurs automatiques (stabilisateurs Systèmes et Energie) ou sur un contacteur magnétique (stabilisateurs Progress, Cascade et Saturn). Avantages : esthétique (les fils du stabilisateur au bypass ne pendent pas), moins cher (pas besoin de boîtier séparé, élimine bornier et fils supplémentaires). Inconvénient : lors du démontage du stabilisateur, vous devrez connecter les fils d'entrée et de sortie.
• Bypass automatique intégré. Il s'agit d'un complexe logiciel et matériel qui, selon un algorithme donné, commute l'alimentation électrique en contournant le stabilisateur. Aujourd'hui, certains stabilisateurs de tension Lider sont équipés de bypass automatiques. Le bypass automatique Lider fonctionnera si le stabilisateur est défectueux, s'il est surchargé, surchauffé ou si la tension d'entrée descend en dessous du seuil autorisé. Lorsque le stabilisateur est désactivé à la limite supérieure de la tension d'entrée, le bypass ne sera pas activé - la charge sera simplement mise hors tension. Inconvénients : un bypass automatique n'est pas un analogue d'un manuel : il ne sera pas possible de contourner le stabilisateur à volonté. Si le stabilisateur n'est pas devant vos yeux, vous ne découvrirez peut-être pas avant très longtemps qu'il est en place. en état d'urgence et fonctionne en by-pass.

Sélection de la plage de tension d'entrée du stabilisateur

En règle générale, le stabilisateur a deux plages de tension : nominale et maximale.

Lors du choix d'un stabilisateur, vous devez le baser sur son nominal plage de tension d'entrée

Chaque stabilisateur spécifique est conçu pour un fonctionnement continu à long terme dans la plage de tension d'entrée nominale. Toutes les principales caractéristiques de l'appareil (puissance, précision, niveau de bruit, etc.) sont indiquées dans le passeport en fonction de son fonctionnement dans la plage de tension d'entrée nominale. Il en découle :

Plus la plage de tension d'entrée nominale du stabilisateur est large, mieux c'est

Cependant, la plage de tension d'entrée du stabilisateur est directement liée à son prix. Plus il est large, plus il est cher. Par conséquent, en achetant un multimètre, vous pouvez essayer d'économiser sur un stabilisateur. Effectuez une série de mesures de tension à différents jours de la semaine, y compris le week-end, et à différents moments de la journée, y compris la nuit. Même après avoir effectué plusieurs mesures, laissez-vous une certaine marge dans la plage, car la tension peut changer au fil des saisons, notamment en hiver.

Quelle est l’importance de la précision de la stabilisation ?

Pour la plupart appareils électroménagers Une précision de stabilisation de 3 à 5 % est suffisante.

Les exceptions sont les systèmes d'éclairage fabriqués avec des lampes à incandescence, l'électronique pour les chaudières à gaz, les équipements hi-fi et haut de gamme. Pour ces appareils, il est préférable de choisir des stabilisateurs avec une erreur de tension de sortie de 1,5 % ou moins.

Téléviseurs, réfrigérateurs, pompes, climatiseurs, machines à laver, en général, tout appareils électroménagers n'a pas besoin de stabilisateurs de haute précision : une erreur de 2,5 à 3 % est optimale, 5 % est acceptable.

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Comparaison des types de stabilisateurs de tension

Avant d'acheter un stabilisateur de tension, de nombreuses personnes se posent la question « Quel type de stabilisateur est le meilleur ? »

Comme d’habitude, il n’existe pas de réponse universelle. Vous ne pouvez répondre qu'à la question de savoir quel stabilisateur de tension vous convient le mieux et selon vos conditions - tout dépend de la raison pour laquelle vous achetez un stabilisateur de tension (normaliseur). Nous allons essayer d'aider faire le bon choix stabilisateur de tension.

La grande majorité des stabilisateurs de tension actuellement disponibles sur le marché russe peuvent être divisés en 3 groupes selon le type de stabilisation de tension : électromécanique, à relais (nous incluons également ici les stabilisateurs électroniques) et électromagnétique. Examinons chaque type plus en détail.

Stabilisateur de tension de relais

Désormais, ce type de stabilisateur de tension peut être considéré comme le plus répandu en Russie en raison de son faible coût.

Les stabilisateurs de tension à relais appartiennent à la classe des stabilisateurs d'autotransformateur avec régulation de tension par étapes par commutation de prises (enroulements) d'un autotransformateur de puissance utilisant des relais de puissance électromécaniques. C'est-à-dire que l'augmentation/diminution de la tension à la sortie du stabilisateur est parallèle à l'augmentation/diminution de la tension à l'entrée du stabilisateur. Considérons le circuit de commutation des enroulements d'un stabilisateur à pas en utilisant l'exemple du Sassin Black Series RSN.

La précision de la tension de sortie du stabilisateur Sassin Black Series RCH est de 220 V ± 8 %, c'est-à-dire 203-237V (selon GOST 13109-97 « Normes de qualité de l'énergie électrique dans les systèmes d'alimentation électrique », les équipements électroménagers vendus en Russie doivent fonctionner à une tension de 220 V ± 10 %). Par exemple, si la tension d'entrée est de 190 V, alors le stabilisateur produira 228 V à la sortie ; si la tension d'entrée augmente de 5 V, la sortie sera de 233 V (fonctionne en parallèle avec l'entrée), cependant, avec une nouvelle augmentation de U. entrée à 200V, l'enroulement du stabilisateur commutera également à la sortie, il sera déjà à 218V. Lorsque la tension d'entrée chute, le principe de fonctionnement est similaire, mais il convient de noter que, par exemple, lorsque la tension d'entrée augmente à 210 V, la sortie sera de 230 V, et lorsque Uinput diminue à 210 V, la sortie du stabilisateur sera 210V. C'est une caractéristique de ce type de stabilisateur de tension.

De ce qui précède, nous pouvons également conclure qu'un stabilisateur de tension à relais ne peut pas afficher en permanence une tension d'exactement 220 V à la sortie !

Si le stabilisateur affiche constamment la tension de sortie « 220 » sur l'écran (et cela se trouve dans certaines marques bon marché et de mauvaise qualité), alors il vaut la peine de se demander s'il s'agit vraiment de 220 V ou si seules les LED de l'écran sont disposées dans le forme du numéro « 220 » (pour réduire les coûts) et En principe, il ne peut pas afficher un autre numéro...

Il convient de noter que la précision de la stabilisation de la tension de sortie dépend du nombre d'étages (commutateurs) de l'autotransformateur - plus le transformateur élévateur a d'enroulements, plus la tension de sortie est précise, mais plus le prix du stabilisateur est élevé.

L'un des principaux avantages d'un relais stabilisateur est la vitesse élevée de stabilisation de la tension - les fabricants revendiquent un temps de stabilisation de 20 ms, mais en fonctionnement réel, ce temps est d'environ 0,1 à 0,15 seconde et, en règle générale, ne dépend pas de l'amplitude. de la surtension (avec une précision de stabilisation de 8 %, la vitesse est supérieure à 250 V/sec, avec une précision de stabilisation de 5 % - environ 180 V/sec).

De plus, les avantages de ce type de stabilisateurs comprennent :

• petites dimensions, puisque seules des puissances de charge compensatoires circulent dans le transformateur élévateur ;
• large plage de stabilisation de la tension d'entrée (par exemple, pour la série Sassin Black, le RCH en charge est de 140-270 V tout en maintenant une puissance de sortie supérieure à 80 % de la valeur nominale) ;
• surcharge à long terme admissible de 110 % de la capacité nominale et de surcharge jusqu'à doubler en 4 secondes, car le relais ne commute pas directement le circuit de charge et fonctionne dans un mode plus favorable - avec des courants plus faibles ;
• ne déforme pas la forme de la sinusoïde du courant de sortie, faible sensibilité à la distorsion de fréquence et de tension d'entrée ;
• large plage de températures de fonctionnement (généralement -20…+40ºС), limitée caractéristique de température relais utilisés ;
• faible coût par rapport à d'autres types de stabilisants ;
• fonctionnement presque silencieux ;
• la durée de vie dépend dans la plupart des cas uniquement de la qualité des relais de commutation et peut atteindre jusqu'à 10 ans.

Le principal inconvénient d'un stabilisateur à relais (ainsi qu'électronique) peut être appelé la méthode de stabilisation par étapes. Si vous utilisez ce stabilisateur, par exemple, pour un appartement ou un chalet entier, alors, avec une précision de tension de sortie supérieure à 2%, dans les lampes à incandescence (qui comprennent également les lampes halogènes), un changement brusque de l'intensité de la lampe ( éclairement) sera perceptible lorsque les enroulements du stabilisateur seront commutés (c'est-à-dire lors de la résolution des chutes de tension et des surtensions).

Les inconvénients incluent le fait que plus le stabilisateur de sortie est précis, plus la vitesse de stabilisation de la tension est faible, car plus le stabilisateur est précis, plus il contient d'enroulements de transformateur, par conséquent, un plus grand nombre d'étages (relais) devra être commuté avant qu'une surtension ne soit traitée.

La plupart des stabilisateurs de type relais vendus en Russie sont fabriqués en Chine, même si certains affirment que leurs stabilisateurs sont fabriqués en Europe ou dans les États baltes. Mais en même temps, les vendeurs ne peuvent pas répondre à la question de savoir pourquoi ces stabilisateurs « européens » sont moins chers que ceux produits par les grandes entreprises chinoises.

Selon le principe de fonctionnement stabilisateurs électroniques à pas comme ceux des relais, seuls les enroulements de l'autotransformateur sont commutés à l'aide de thyristors ou de triacs. L'absence de pièces mécaniques et d'usure mécanique permet de prolonger la durée de vie du stabilisateur, ce qui permet d'offrir une plus grande garantie aux produits. Par exemple, le stabilisateur Volter est garanti 5 ans et encore 5 ans service de garantie(seuls les composants sont payés au prix coûtant), c'est-à-dire Le fabricant garantit un fonctionnement sans problème des stabilisateurs Volter pendant 10 ans, et si au cours des 5 premières années de la période de garantie un dysfonctionnement du stabilisateur Volter est découvert, il sera simplement remplacé par un nouveau.

En général, les avantages et les inconvénients des stabilisateurs de tension à relais et électroniques sont les mêmes. De la même manière, la précision de la stabilisation de la tension de sortie dépend du nombre d'enroulements du transformateur, mais plus il y a d'étages, plus la vitesse de gestion des surtensions est faible. C'est pourquoi dans les stabilisateurs Volter de précision accrue (modifications de PT avec une précision de stabilisation de 220V+2V/-3V et PTT avec une précision de 220V+0,7V/-1,5V), un système de régulation à deux étages est utilisé pour augmenter la vitesse de stabilisation : le premier étage de stabilisation régule grossièrement la tension, puis, après avoir subi un « traitement primaire », la tension est amenée à la précision requise par les interrupteurs de la deuxième cascade - c'est comme deux stabilisateurs en un, seuls les interrupteurs sont contrôlés par un processeur, qui synchronise le fonctionnement des cascades.

Cependant, les stabilisateurs électroniques ont une capacité de surcharge plus faible (environ 20 à 40 % en quelques secondes) et sont plus sensibles aux interférences du réseau. Du fait que des éléments semi-conducteurs sont utilisés dans les stabilisateurs électroniques, la conception devient plus compliquée et, par conséquent, le coût augmente.

Stabilisateur de tension électromécanique

Le stabilisateur électromécanique de tension alternative est un transformateur de tension élévateur dont la régulation automatique s'effectue à l'aide d'un contact à balais rotatif équipé d'un servomoteur - un entraînement électromécanique à commande automatique.

Les caractéristiques du transformateur élévateur, à travers lequel la puissance de compensation est fournie, et les paramètres de l'ensemble de balais du stabilisateur électromécanique (par exemple, un ou deux balais) déterminent les principales caractéristiques de fonctionnement (y compris la vitesse de traitement des creux et des surtensions) .

Les stabilisateurs électromécaniques monophasés d'une puissance allant jusqu'à 3 000 VA (voltampère) ont généralement un autotransformateur et un ensemble de balais (les stabilisateurs à double balai ne sont pas largement utilisés en raison de leur prix plus élevé), les modèles d'une puissance de 5 à 10 kVA sont généralement également équipé d'un transformateur élévateur. Les puissants stabilisateurs électromécaniques monophasés peuvent avoir deux ou trois transformateurs. Un stabilisateur de tension triphasé est structurellement composé de trois stabilisateurs monophasés avec une électronique de protection commune.

L'avantage le plus important des stabilisateurs de type électromécanique est une régulation de tension fluide et une précision de stabilisation élevée à un coût relativement faible.

Les avantages de ces stabilisateurs de tension incluent également :

• large gamme de tensions d'entrée - pour un stabilisateur Nouvelle Ligne Énergie SNVT 130-260 V ;
• pas de distorsion de tension à la sortie ;
• capacité de surcharge assez élevée (jusqu'à 200 % en quelques secondes) ;
• faible sensibilité aux interférences et à la distorsion de la forme, de la fréquence du courant et de la tension à l'entrée, ce qui permet d'utiliser des stabilisateurs électromécaniques dans des conditions industrielles ;
• fonctionnement silencieux en l'absence de chutes de tension et avec une charge nulle.

Le principal inconvénient des stabilisateurs électromécaniques est la présence de pièces mobiles. La présence d'un contact glissant entre le balai en graphite et la bobine de l'autotransformateur - en fonction de la fréquence des chutes de tension, les balais devront être remplacés au bout de 3 à 7 ans (cependant, cette opération est dans la plupart des cas simple et peu coûteuse). Et après environ 5 à 10 ans, en raison de l'usure mécanique, le servomoteur de la brosse devra peut-être être réparé ou remplacé.

D'autres inconvénients de ces stabilisateurs comprennent :

• La température ambiante ne doit pas être inférieure à -5ºС ;
• vitesse de stabilisation de tension relativement faible (10-40 V/sec ou jusqu'à 10 % de la valeur de tension d'entrée en 0,5 seconde). Certains stabilisateurs disposent de deux balais par autotransformateur, ce qui double la vitesse de réponse (mais augmente également le coût du stabilisateur) ;

• le fonctionnement du servo variateur s'accompagne d'un son caractéristique pendant le temps nécessaire à la stabilisation de la tension à la sortie du stabilisateur (généralement une fraction de seconde).

Stabilisateur de tension électrodynamique peut être appelé l'un des types de stabilisateur électromécanique. Ce type comprend les stabilisants italiens Ortea.

Les stabilisateurs électrodynamiques ne présentent pas certains des inconvénients des servostabilisateurs électrodynamiques classiques. Ils sont plus fiables, car au lieu d'une brosse en graphite, on utilise un rouleau qui ne s'use pratiquement pas ; ils peuvent fonctionner normalement même à des températures supérieures à -15 °C. La capacité de surcharge d'un tel stabilisateur est de 200 % en 2 minutes. Cependant, tout cela augmente également le coût.

À l'été 2012, avec le début des ventes des stabilisateurs de la série Energy SNVT Hybrid, un autre type de type électromécanique est apparu sur le marché russe - stabilisateur de tension combiné ou hybride .

La principale différence entre le type hybride et le type électromécanique est que deux stabilisateurs à relais y sont ajoutés. La partie relais entre en fonctionnement lorsque la partie électromécanique ne peut plus fournir une tension de 220 V en sortie, c'est-à-dire lorsque la tension du secteur est anormalement basse ou élevée. Si la tension d'entrée fluctue dans la plage de 144 à 256 V, l'hybride n'est pas différent du régulateur électromécanique Energy SNVT New Line. Mais si la tension d'entrée descend en dessous de 144 volts (plage) ou dépasse 256 V, alors la partie relais entre en jeu, ce qui étend la plage de tension de fonctionnement à un impressionnant 105-280 volts ! La précision de la tension de sortie du stabilisateur de type combiné Energy SNVT Hybrid est égale à ±3% (à Uin=144-256 V) et ±10% (à Uin=105-150 V ou Uin=256-280 V).

Stabilisateur de tension électromagnétique

Un autre nom pour ce type est un stabilisateur de tension avec polarisation de transformateur, puisque la tension de sortie est régulée en ajustant les flux magnétiques dans le noyau du transformateur, c'est-à-dire la polarisation locale.

Structurellement, un autotransformateur de ce type de stabilisateur possède un noyau magnétique et un système d'enroulements qui modifient le rapport de transformation de tension.

La polarisation de l'autotransformateur est contrôlée à l'aide d'un régulateur à thyristor semi-conducteur.

Les principaux avantages de ce type sont vitesse rapide stabilisation (plus de 100V par seconde) et une plage de température de fonctionnement théoriquement large (-40..+50ºС). Et en l'absence de surcharges, le stabilisateur électromagnétique a à long terme services.

Mais les inconvénients de ce type l’emportent sur les avantages :

• plage étroite de tensions d'entrée (170-250 V), car les stabilisateurs électromagnétiques sont extrêmement sensibles aux surcharges (ne peuvent pas supporter des surcharges de plus de 50 % pendant plusieurs secondes) ;
• résoudre le problème de la stabilisation de la tension flottante (bien qu'il existe des modèles avec une précision déclarée de 1 %) en sortie entraîne une augmentation des coûts ;
• poids lourd;
• bruit constant (bourdonnement) pendant le fonctionnement ;
• distorsion sévère de la tension secteur et forte génération d'harmoniques élevées en raison de la non-linéarité des caractéristiques du noyau en acier et du système de commutation (ce qui affecte particulièrement le fonctionnement des ordinateurs et des systèmes audio). L'utilisation de filtres spéciaux dans la conception du stabilisateur réduit la distorsion de la forme du signal de sortie, mais augmente le coût ;
• haute sensibilité aux écarts de fréquence du réseau à partir de 50 Hz ;
• le stabilisateur ne peut pas fonctionner à une charge inférieure à 10 à 20 % de la charge nominale, car un certain courant est nécessaire pour magnétiser le noyau en acier ;
• les stabilisateurs triphasés (contrairement aux types décrits ci-dessus) sont sensibles au déséquilibre de phase.

Le principe de fonctionnement est basé sur l'utilisation de l'effet de résonance magnétique (ferrorésonance) de la tension dans le circuit transformateur-condensateur.

Un stabilisateur ferrorésonant se compose d'un inducteur à noyau saturé, d'un inducteur à noyau non saturé (ayant un entrefer magnétique) et d'un condensateur.

La particularité de la caractéristique courant-tension d'un inducteur saturé est que la tension à ses bornes change peu lorsque le courant qui le traverse change. En sélectionnant les paramètres des selfs et des condensateurs, la stabilisation de la tension était assurée lorsque la tension d'entrée variait dans une plage assez large, mais un léger écart dans la fréquence du réseau d'alimentation influençait grandement les caractéristiques du stabilisateur.

Ce type de stabilisateur a été développé dans les années 60 du siècle dernier et n'est pratiquement plus utilisé aujourd'hui. Mais ils étaient courants à l’époque de l’URSS. Les téléviseurs étaient généralement connectés via des stabilisateurs de résonance magnétique domestiques, car les premiers modèles de téléviseurs utilisaient des alimentations réseau avec des stabilisateurs de tension linéaires (et certains circuits étaient même alimentés par une tension non stabilisée), qui ne faisaient pas toujours face aux fluctuations de la tension du réseau, en particulier dans les zones rurales. , ce qui nécessitait une stabilisation préalable de la tension. Avec l'avènement des téléviseurs équipés d'alimentations à découpage, le besoin d'une stabilisation supplémentaire de la tension du réseau a disparu.

L'avantage d'un stabilisateur ferrorésonant est la grande précision du maintien de la tension de sortie au niveau de 1 à 3 %. Mais niveau augmenté le bruit et la dépendance de la qualité de stabilisation sur la taille de la charge rendent son utilisation inconfortable à la maison.

Les stabilisateurs ferrorésonants modernes ne présentent pas ces inconvénients, mais leur coût est élevé, ils ne sont donc pas largement utilisés dans les ménages.