Сравнение регуляторов широкого диапазона с другими регуляторами

Основное различие между широкодиапазонными стабилизаторами напряжения с различными структурами схем заключается в способе регулировки компенсационного напряжения, что напрямую влияет на надежность работы, динамический отклик, точность стабилизации напряжения, диапазон стабилизации напряжения, максимальную мощность, искажение формы сигнала и другие показатели характеристик стабилизатора напряжения. Основные схемы широкодиапазонных стабилизаторов напряжения, представленных на рынке, можно условно разделить на три типа:

1. Тип с автокомпенсацией напряжения

В этой структуре переключение отводов автотрансформатора осуществляется путем управления включением/выключением двунаправленного тиристора, тем самым изменяя величину и полярность компенсационного напряжения компенсационного трансформатора для достижения цели стабилизации выходного напряжения.

Основные преимущества

(1) Благодаря использованию автотрансформаторной системы регулирования напряжения, напряжение включения/выключения двунаправленного тиристора снижается (с 220 В до менее 200 В), а импульсный ток, возникающий при переключении передач, подавляется (сам автотрансформатор является мощным реактором), что значительно повышает надежность работы двунаправленного тиристора.

(2) Поскольку в схеме управления используется технология «блокировочной изоляции», полностью решается проблема циркуляции, вызванная неправильной работой двунаправленного тиристора из-за внешних помех, и эффективно предотвращается повреждение тиристорного устройства.

(3) Поскольку в управляющей части в основном используются аналоговые интегральные схемы, она обладает высокой адаптивностью к жестким условиям электросети.

2. Автосвязной тип

Этот широкодиапазонный стабилизатор напряжения напрямую изменяет коэффициент трансформации автотрансформатора путем управления включением и выключением двунаправленного тиристора, тем самым достигая цели стабилизации выходного напряжения.

Основные недостатки

Поскольку тиристор напрямую включен последовательно в основную цепь, через него протекает ток нагрузки, и переходные процессы и колебания тока нагрузки могут легко повредить тиристор; длительное протекание больших токов приводит к значительному выделению тепла, что также заставляет тиристор работать в жестких условиях, ухудшая его характеристики и надежность.

Кроме того, при использовании этой структуры для создания высоковольтного стабилизатора напряжения необходимо также выбирать большую емкость тиристора, что значительно затрудняет определение коэффициента запаса тиристора и проектирование теплоотвода тиристора, и очень легко приводит к ухудшению надежности.

По сравнению с автопарой, преимущества широкодиапазонного стабилизатора напряжения заключаются в следующем:

Поскольку тиристор широкодиапазонного стабилизатора напряжения не находится в основном пути тока нагрузки, а подключен только к цепи регулирования напряжения, протекающий через него ток невелик, составляя лишь несколько частей тока нагрузки, или даже десяток частей, поэтому коэффициент запаса прочности устройства можно легко выбрать, тепловыделение во время работы невелико, и тиристор может надежно работать в течение длительного времени; в то же время, мощность стабилизатора напряжения может быть очень большой (максимальная мощность, которую можно произвести в настоящее время, составляет 2500 кВА).

3. Тип чистой компенсации

Эта структура управляет входом, выходом или изменением полярности комбинации компенсационных трансформаторов посредством включения и выключения двунаправленного тиристора, что позволяет стабилизировать выходное напряжение.

Основные недостатки

Тиристор напрямую соединен между фазой и нейтралью (220 В) в виде мостового соединения, поэтому рабочее напряжение высокое, а импульсный ток, возникающий при переключении передач, большой, что очень легко может повредить тиристор; в то же время, при неправильном включении тиристора в цепи легко может произойти короткое замыкание между фазой и нейтралью, и тиристор мгновенно сгорит, поэтому его надежность очень низкая.

По сравнению с чисто компенсационным типом, преимущества широкодиапазонного стабилизатора напряжения заключаются в следующем:

Поскольку тиристорная сеть широкодиапазонного стабилизатора напряжения расположена на выходной стороне компенсационного трансформатора и понижается автотрансформатором, напряжение включения/выключения тиристора снижается (с 220 В до 200 В или ниже), а импульсный ток, возникающий при переключении передач, может быть подавлен (сам автотрансформатор является мощным реактором), что значительно повышает надежность работы и помехоустойчивость тиристора.