Анализ задачи

Регулирование напряжения в электрических сетях сложно осуществлять, изменяя:

а) напряжение генераторов электростанций;

б) коэффициент трансформации трансформаторов и автотрансформаторов;

в) парамаетры питающей сети;

г) величину реактивной мощности, протекающей по сети.

Поэтому используют стабилизаторы сетевого напряжения. Стабилизаторы делятся по основным типам:

- релейные;

- симисторные;

- сервоприводные (электромеханические);

- феррорезонансные.

Релейные стабилизаторы включают в себя автотрансформатор и силовые реле. В принцип действия заложена ступенчатая регулировки напряжения подключением определенного отвода от автотрансформатора. Электронная схема управляет силовыми реле, которые автоматически переключают обмотки автотрансформатора. Этот тип стабилизаторов не способен обеспечить высокой точности регулярования выходного напряжения. Повысить уровень качества стабилизации возможно только за счет усложнения конструкции автотрансформатора. Данный тип стабилизаторов целесообразно использовать с приборами малой мощности.

Симисторные стабилизаторы – электронные, принцип их работы – регулировка по релейному типу. Обмотки автотрансформатора коммутируются (переключаются) электронными ключами (симисторами или тиристорами). В результате исключения механических реле повышается скорость переключения, надежность, аппаратура работает бесшумно. Но используемый алгоритм ступенчатой регулировки не дает высокой точности.

Сервоприводные (электромеханические) стабилизаторы обеспечивают плавную регулировку выходного напряжения по принципу работы реостата. В конструкцию включен электропривод, передвигающий поввижные контакты в виде ролика или щетки электродвигателя по обмотке автотрансформатора. При изменении входного напряжения электродвигатель по команде управляющей электроники перемещает контакт в необходимое положение на обмотке, что позволяет изменять напряжение на выходе плавно. Применение сервоприводных регуляторов напряжения ограничивается сетями без быстрых скачков напряжения.

Феррорезонансные стабилизаторы обеспечивают регулировку выходного напряжения непрерывно в определенном диапазоне нагрузок. В них используется эффект феррорезонанса в системе трансформатор-конденсатор. Применение подобного типа стабилизаторов ограничено из-за ряда нерешенных технических проблем.

Стабилизатор сетевого напряжения должен выполнять следующие функции:

- обнаружение и регистрация скачков напряжения;

- оповещение пользователя о сбоях в сети;

- предотвращение этих сбоев;

- поддержание стабильного напряжения.

Для общения с пользователем данное проектируемое устройство использует светодиоды.