Принцип работы стабилизаторов напряжения Volter

Работа стабилизаторов Volter основана на исправлении входного напряжения методом вольтодобавок. Этот классический  вариант для тиристорных стабилизаторов вошел и в основу новых инверторных стабилизаторов Volter на базе IGBT-транзисторов.

С появлением IGBT технологий перед инженерами возник соблазн отказаться от классической методики вольтодобавок и создать устройство, генерирующее всю энергию заново (классический инвертор). Однако из опыта других производителей стало понятно, что такой способ неэффективен -  классические инверторы имеют слишком большие потери, сильно чувствительны к изменению нагрузок и искажают временные интервалы синусоиды напряжения. К тому же инвертор имеет промежуточный накопитель - элемент с малым сроком службы.

Инженеры Volter решили пойти дальше и, по аналогии с европейскими производителями, стали использовать двойное преобразование не для генерации, а для исправления уже имеющегося напряжения методом адаптивных вольтодобавок - когда к входному напряжению прибавляется ровно столько Вольт, сколько требуется для получения эталонного напряжения.

Таким образом во всех стабилизаторах Volter применяется система вольтодобавок, только в случае более ранних, тиристорных моделей, вольтодобавки фиксированы (генерируются обмотками автотрансформатора), а в моделях на базе IGBT-транзисторов - адаптивные, создаются методом двойного преобразования.

И тиристорные и транзисторные стабилизаторы одинаково популярны, а Ваш выбор между ними должен основываться на задачах, которые Вам необходимо решить.

Тиристорные стабилизаторы напряжения

Тиристорные модели работают по принципу электронных ключей под управлением процессора со специальной программой.

Стабилизаторы мониторят сеть и в зависимости от входного напряжения подключают соответствующие обмотки трансформатора. Время реакции таких стабилизаторов - 20 мс (обусловлено временем периода синусоиды напряжения).

Основным преимуществом тиристорных стабилизаторов является стойкость к перегрузкам, но стоит отметить, что такое утверждение верно только для стабилизаторов Volter - в них используются немецкие тиристорные модули Semikron с запасом по току и с хорошей организацией охлаждения.

Еще одной особенностью Volter является то, что в отличие от других производителей, он использует автотрансформатор "задом на перед". При таком подходе у  трансформатора входных обмоток много, а выходная одна. Это дает возможность поддерживать работу стабилизатора в номинальном режиме при любом входном напряжении.

Покупатели часто задают вопрос: "При каком входном напряжении стабилизатор Volter работает хорошо?" Ответ: "При любом, для каждого напряжения у него есть своя адаптированная обмотка".

 У других производителей, использующих одну входную обмотку, стабилизаторы действительно чувствительны к входному напряжению. При завышенном напряжении трансформатор такого стабилизатора будет выделять избыточное тепло, а при заниженном не наберет достаточный магнитный поток.

Стабилизаторы напряжения на базе IGBT

IGBT-стабилизаторы Volter используют двойное преобразование, но не являются классическими инверторами, так как не имеют промежуточного накопителя. Они исправляют напряжение "налету". Если  напряжение сети в норме, ВЧ генерация вообще не включаются. Если же напряжение нужно подправить, генерируется только та добавка, которая необходима и не более того. Это дает существенное преимущество.

Во-первых в отличие от классического инвертора Вы получите колоссальную экономию энергии, ведь чем меньше ее проходит через  преобразователь, тем меньше потерь.

Во вторых, стабилизатор становится нечувствительным к потребителям, ведь вся нагрузка по-прежнему переложена на сеть, а на стабилизатор приходится лишь малая ее часть. Это дает возможность без труда поддерживать высокую точность.

Ну и в третьих, Volter традиционно делает ставку преимущественно на конвекционное охлаждение, а при таком подходе стабилизатор как раз выделяет минимум тепла.

Замер напряжения IGBT-стабилизатора реализован методом сравнения входного сигнала с синусоидой, заложенной в память. Способность IGBT-транзисторов  работать на высокой частоте (15 кГц) дает возможность произвести замеры и подправить напряжение 600 раз за период. Время реакции такого стабилизатора составляет чуть больше 30 микросекунд (0,03мс).

Стабилизатор реагирует на аномалии, как пришедшие из внешней сети, так и из внутренней, ведь в отличие от классического инвертора, здесь внешняя и внутренняя сети остаются связанными. Это означает, что если будет включен какой-нибудь мощный прибор, например, чайник, свет в доме не будет притухать, независимо от того, где этот чайник находится - в доме или у соседа.