Często zdarza się, że za awarię urządzenia nie odpowiada ani jego konstrukcja, ani wadliwe wykonanie. Do różnego rodzaju uszkodzeń może również dochodzić w wyniku wahań napięcia sieciowego. Aby uchronić odbiorniki przed tego typu zagrożeniami, można zastosować stabilizator napięcia.

Gdy urządzenie przestaje działać prawidłowo albo zupełnie się psuje, użytkownik najczęściej obarcza winą producenta, za wyprodukowanie wadliwego produktu. Urządzenie oddawane jest do reklamacji, ale to nie rozwiązuje problemu. Przyczyną awarii może być bowiem niestabilne napięcie zasilające.
Napięcie w polskiej sieci ma nominalną wartość 230 V AC, ale jego poziom bywa różny. Wpływa na to choćby odległość od stacji transformatorowej. Czasem sami odbiorcy czy użytkownicy z sąsiedztwa powodują skoki i spadki napięć, na przykład poprzez załączanie urządzeń typu maszyny z silnikami elektrycznymi, o dużym poborze mocy przy rozruchu. W takich sytuacjach urządzenia sterujące czy elektronika czuła na napięcie zasilające mogą działać nieprawidłowo, wyłączać się itp. Zbyt wysokie napięcie sieciowe także może skrócić żywotność. Na przykład żarówki w przypadku zbyt wysokiego napięcia przepalają się w nadspodziewanie krótkim okresie użytkowania. Problemy tego rodzaju pozwala rozwiązać stabilizator napięcia.

Rys. 1. Rolka płynnie przesuwa się po autotransformatorze, poruszana za pomocą silnika sterowanego mikroprocesorowo

Działanie

Działanie stabilizatora napięcia opiera się na zastosowaniu autotransformatora z płynną automatyczną regulacją napięcia (AVR). Sterowanie bazuje na mikroprocesorze, który przy pomocy silnika przemieszcza rolkę umieszczoną na autotransformatorze (rys. 1). Zależnie od napięcia wejściowego rolka przesuwa się, obniżając lub podwyższając napięcie tak, aby utrzymać nominalne napięcie wyjściowe z określoną dokładnością.

Rys. 2. Zależność napięcia wyjściowego od wejściowego w stabilizatorze

Dokładność stabilizacji napięcia wyjściowego

Dobry stabilizator powinien stabilizować napięcie wyjściowe w zakresie 0,5-2%. Nawet najbardziej wrażliwe odbiory będą wówczas działać prawidłowo. Należy jednak przy tym pamiętać o pewnych ograniczeniach, to jest o zależności napięcia wyjściowego od wejściowego. Należy wyróżnić tu dwa zakresy napięcia wejściowego. Pierwszy, mniejszy zakres, w którym stabilizator będzie działać zgodnie z parametrami podanymi przez producenta, oraz zakres drugi, większy, gdzie stabilizator również będzie stabilizować napięcie, ale już z gorszą dokładnością. Dobrze ilustruje to wykres na rysunku 2.
Dobrze jest zatem wiedzieć, jakie wartości napięć mają być stabilizowane. Uwzględnienie obsługiwanego napięcia wejściowego pozwoli wybrać odpowiedni stabilizator.
W przypadku stabilizatorów istotny jest jeszcze jeden parametr, podawany przez producentów w różny sposób. Jest nim szybkość korekcji (na przykład 90 V/s), lub też czas regulacji (na przykład 15 ms/V). Generalna zasada doboru urządzenia jest w tym przypadku dość oczywista: im szybciej, tym lepiej.

Rys. 3. Stabilizator napięcia Delta serii SRV – jednofazowy o mocy 5 kVA i dokładności stabilizacji ±1%

Podsumowanie

Podsumowując, istotne parametry stabilizatorów napięć to:
• dokładność stabilizacji napięcia wyjściowego,
• obsługiwany zakres napięcia wejściowego,
• szybkość stabilizacji.
Relatywnie niewielki koszt stabilizatora napięcia często pozwala wyeliminować znacznie wydatki związane z naprawą uszkodzeń oraz zminimalizować straty wynikające z przerwy w pracy.

Opracowano na podstawie
materiałów firmy Astat