Стабилизатор напряжения для чего: как выбрать и какой стабилизатор лучше?

Содержание

Для чего нужен стабилизатор напряжения дома?

Для многих потребителей стабилизатор напряжения до сих пор ассоциируется с шумной дребезжащей коробкой, установленной вблизи лампового телевизора советской эпохи, который, помимо прочего, с успехом мог бы выполнять еще и роль обогревателя небольшого помещения. И даже когда во время грозы выходит из строя дорогое устройство, не у каждого появляется понимание того, что при использовании хорошего стабилизатора такого бы не произошло.

Стабилизатор напряжения обеспечит защиту электрооборудования от колебаний сетевого напряжения, что позволит:

● продлить срок службы дорогостоящей техники и аппаратуры;

● предотвратить преждевременный выход бытовой техники и электроники из строя;

● сэкономить электроэнергию, поскольку на пониженных напряжениях электроприборы начинают потреблять больше мощности.

Для каких бытовых электроприборов требуются стабилизаторы?

Согласно ГОСТ, в российских электросетях допустимы отклонения в сети до 10%. Это в теории. В действительности же в нашей стране ГОСТ так и остается понятием сугубо теоретическим, и отклонения всего в 10% могут быть только в больших городах, и то в центральных районах. Для частного сектора, отдаленных микрорайонов и тем более для сельской местности отклонения в 10% - это роскошь. Всему виной так и не модернизированные электромагистрали, рассчитанные на потребности граждан 80-х годов.

В итоге на практике выходит так, что при малейшем шторме или сварочных работах поблизости даже самые современные модели бытовой техники в домах сгорают, и не спасают известные в народе “пилоты”. Кроме того, в российских реалиях прямым следствием нестабильного напряжения в сети является сокращение сроков службы электроприборов и электроники, по сравнению с заявленными производителем.

Учитывая реальную обстановку с российским электричеством, можно с уверенностью заявить, что 90% бытовой техники и электроники требуют стабилизации напряжения, а именно:

● телевизоры, поскольку входной диапазон их встроенных импульсных блоков питания в большинстве случаев более узкий, чем разбег напряжений в домашней сети, в результате чего ни блок питания, ни предохранители не защищают устройство от кратковременных, но критических скачков напряжения;

● холодильники, поскольку в них встроены от одного до двух компрессоров, работающих на асинхронных двигателях, обмотка которых греется, а потом и перегорает при напряжении ниже 210 В;

● кондиционеры, микроволновки, стиральные машины, насосы - греются и горят по той же причине, что и холодильники, плюс при пониженном или повышенном напряжении происходят сбои в работе их электронных блоков;

● электроприборы, оснащенные нагревательными элементами, - обогреватели, современные электроплиты и духовые шкафы, водонагреватели - на пониженном напряжении пытаются увеличить потребляемый ток, в связи с чем потребляют больше мощности, но выделяют меньше тепловой энергии;

● компьютерная техника - подвисает при низком напряжении и выходит из строя при высоком.

Получается довольно внушительный список домашних устройств, которые действительно нуждаются в качественном стабилизаторе напряжения.

Какой стабилизатор напряжения выбрать?

В настоящее время на рынке существует большой выбор стабилизаторов, отличных по типу регулирования выходного напряжения: электромеханические, релейные, тиристорные или симисторные, а также инверторные. Все они обладают различными значениями таких параметров, как скорость регулирования, предельный диапазон входного напряжения, точность стабилизации, уровень издаваемого шума при работе, однако любой из них способен скорректировать напряжение до того диапазона, в котором бытовая техника и электроника как минимум не будет сгорать. Тем не менее, при подборе устройства в каждом конкретном случае нужно заранее определиться с требуемыми значениями указанных параметров и выбрать максимально соответствующий им прибор. Это позволит как обеспечить подходящий уровень защиты подключаемого к стабилизатору оборудования, так и сэкономить, не купив решение с лучшими характеристиками, чем требуется. Если же вы хотите приобрести самую современную модель, с которой можно забыть о любых проблемах с качеством напряжения, то вам, очевидно, стоит сделать выбор в пользу инверторных стабилизаторов напряжения, которые отличаются мгновенным быстродействием, высокой точностью и самым широким диапазоном допустимого входного напряжения. Данные приборы естественно немного дороже решений старого поколения, но такая в общем-то небольшая инвестиция в хороший стабилизатор позволит гарантированно сохранить более серьезные вложения в дорогостоящую технику.

Автоматический стабилизатор напряжения Ресанта С500 63/6/31

Автоматический стабилизатор напряжения Ресанта C500 предназначен для автоматического поддержания напряжения, обеспечивает эффективное электропитание любой техники, защищая от возможных повреждений и сбоев. Модель разработана для защиты техники от аварийных перебоев электроэнергии, для работы в домашних условиях, в загородном доме, в офисе и небольших промышленных комплексах. Прибор реализует уверенную производительность бытовых устройств в условиях нестабильного напряжения.

Особенности модели:

  • Регулирование выходного напряжения;
  • Высокая скорость производительности;
  • Установленный вольтметр контролирует выходное напряжение;
  • Автоматическое отключение нагрузки в условиях выхода за диапазон выходного напряжения и при коротком замыкании.

Принцип работы

Стабилизатор работает по следующей схеме автоматика осуществляет замер напряжения, сравнивает его с требуемым значением и коммутирует с соответствующим отводом автотрансформатора при помощи реле.

Общие сервисные функции стабилизатора

  • Регулировка выходного напряжения в широком диапазоне, дискретным способом без искажения формы сигнала.
  • Широкий диапазон входных напряжений 140-260 В.
  • Высокое быстродействие.
  • Автоматическое отключение нагрузки при превышении предельных значений выходного напряжения (максимального и минимального).
  • Автоматическое отключение нагрузки при коротком замыкании.
  • Автоматическое подключение нагрузки при восстановлении выходного напряжения в пределах рабочего диапазона.

Стабилизатор Ресанта C 500 имеет мощность 450 Вт, данной мощности хватает, чтобы питать отдельные потребители, или несколько потребителей, но суммарное потребление не должно превышать установленный мощностной номинал. Диапазон входных напряжений стабилизатора 140-260 Вольт, но при понижении входного напряжения ниже 190 Вольт начинается потеря выходной мощности, при минимальном входном напряжении 140 Вольт выходная мощность сократиться на 50% и составит 225 Вт.
Рекомендуем выбирать модель стабилизатора напряжения с небольшим запасом по мощности, который позволит создать резерв для подключения нового оборудования.

При длительных превышениях допустимых значений входного напряжения система защиты отключит выходное напряжение, а сам стабилизатор уйдет в режим защиты. При перегреве стабилизатора так же произойдёт аварийное отключение выходного напряжения. Максимальное температурное значение обмотки трансформатора может достигать 70 °С, нагрев трансформатора напрямую зависит от температуры окружающей среды. Стабилизатор так же защищён от короткого замыкания при помощи предохранителя.

Когда нужен стабилизатор напряжения?

Согласно статистике, именно из-за неправильных параметров электрической сети, в частности из-за низкого или наоборот высокого напряжения, чаще всего выходит из строя бытовая и офисная техника. И это неудивительно, так как современная техника содержит в себе электронику управления, а также компрессоры и электродвигатели, которые очень чувствительны к изменениям напряжения.

Защитить вашу технику и даже просто значительно продлить ее срок службы поможет стабилизатор напряжения, который откорректирует параметры напряжения электросети до нормируемого, а если напряжение резко упадет или наоборот будет скачок напряжения вверх, то встроенная в стабилизатор защита незамедлительно отключит прибор, спасая тем самым вашу технику.

Обычно, проблемы с напряжением существуют там, где недостаточно хорошо следят за состоянием электросетей, за балансом распределения нагрузок и просто там, где старая или некачественная электропроводка.

Определить нужен ли вам стабилизатор напряжения можно просто измерив мультиметром напряжение в розетке. Нормальные показатели будут в пределах 198-242 В, это максимально допустимые отклонения напряжения, которые могут быть в однофазной электрической сети согласно пункту 4.2.2 из ГОСТ 32144-2013. Лучше всего, конечно, делать такие замеры периодически, в разное время суток, дни недели и даже в разное время года.

Кроме того, есть еще несколько косвенных показателей, по которым можно определить, что с напряжением в квартире или доме, что-то не так:

  • Мерцание или тусклое свечение ламп, достаточно частое их перегорание

  • Нарушения в работе бытовой техники: медленно нагреваются ТЭН, гудят трансформаторы, сбрасываются таймеры, приборы не включаются или выходят из строя без видимых причин и т. д.

В первую очередь, заметив такие отклонения в работе электрооборудования или просто обнаружив слишком низкое или высокое напряжение в сети вольтметром, вы должны обратиться в свою энергоснабжающую компанию и добиваться восстановления требуемых параметров поступающего электрического тока.

К сожалению, процесс этот, как вы понимаете, небыстрый, особенно, если речь идёт о низком или высоком напряжении в частном доме или на дачном участке, поэтому, на какое-то время, вам обязательно нужен стабилизатор напряжения, чтобы защитить свой холодильник, позволить ему работать в нормальном режиме.


Как подобрать стабилизатор напряжения


Абсолютное большинство бытовых приборов работает от напряжения 220В и подключается к стандартной бытовой розетке, и стабилизатор напряжения для них нужен однофазный.

В настоящее время существует несколько разновидностей стабилизаторов напряжения. Они основаны на различных принципах действиях и компонентах и различаются по скорости срабатывания, диапазону регулирования, степени защищенности и еще по целому ряду характеристик.

Релейный стабилизатор (https://umnel.ru/catalog/releynye_stabilizatory/) будет самым простым и экономичным решением для несложной бытовой техники, особенно для холодильника. Релейный стабилизатор имеет высокую скорость переключения, реле прекрасно выдерживают пусковые токи, которые образуются при запуске компрессора, а кроме того, они более чем доступны по цене. Основной недостаток релейного стабилизатора – его ступенчатое переключение. При срабатывании реле возникает резкий скачок напряжения величиной 5-15 вольт. Для бытовой техники такой скачок не окажет негативного влияния, однако освещение при этом будет мигать заметно. Гарантийный срок работы релейных стабилизаторов находится в пределах от 2 до 3 лет.

Принцип действия электромеханического стабилизатора (https://umnel. ru/catalog/elektromekhanicheskie_stabilizatory/) напряжения также довольно простой. Щетки из графита при перепадах напряжения передвигаются по катушке трансформатора, тем самым регулируется и подстраивается выходное напряжение. Преимуществами таких стабилизаторов является простота и надежность устройства, повышенный КПД. Из недостатков можно отметить малое быстродействие при перепадах напряжения, а также быстрый износ механических деталей. Поэтому электромеханический вид стабилизатора требует постоянного обслуживания в виде контроля и замены щеток. Гарантийный срок работы электромеханических стабилизаторов находится в пределах от 1 до 2 лет.

Электронные симисторные стабилизаторы (https://umnel.ru/catalog/simistornye_stabilizatory/) напряжения работают по принципу, который основан на автоматической коммутации разных обмоток трансформатора силовыми ключами в виде тиристоров. Такой принцип похож на действие релейных приборов. Отличие релейных стабилизаторов состоит в том, что у них нет механических контактов, имеется большее количество ступеней выравнивания напряжения и высокая точность работы 2-5%. Электронные приборы не создают шума в доме, так как отсутствуют механические реле, их заменяют электронные ключи. Электронные стабилизаторы работают с большим КПД. Гарантийный срок работы электронных стабилизаторов находится в пределах от 3 до 7 лет.

Мощность стабилизатора напряжения – это величина, которая показывает какую максимальную нагрузку может питать данное устройство. При этом важно помнить, что у большинства особенно недорогих моделей стабилизаторов, есть прямая зависимость падения отдаваемой мощности в зависимости от входящего напряжения в сети.

Например, у вас напряжение в розетке падает до 190В, то стабилизатор мощностью 1000 ВА, будет держать все 100% заявленной нагрузки, но как только напряжение упадёт ниже, например, до 150В – то максимальная возможная нагрузка упадёт, обычно где-то на 40% и будет составлять уже всего 600 ВА.

Таким образом  при расчете мощности стабилизатора необходимо знать две основные величины:

  • Мощность потребителя, VA

  • Минимальное и максимальное напряжение в сети, В

Если вам нужно подобрать стабилизатор напряжения на всю квартиру или дом, вы можете воспользоваться Калькулятором подбора стабилизатора напряжения на нашем сайте (https://umnel. ru/about/calc/tab.php)

Нужен ли вообще стабилизатор напряжения для дома?

  1. Главная
  2. Полезное
  3. Зачем стабилизатор?

Многие спрашивают: "Нужен ли стабилизатор в доме? Зачем и для чего? Раньше обходились и без него." На этот вопрос однозначно можно ответить - ДА, нужен!

Купить стабилизатор напряжения – сегодня это норма!

В настоящее время технического прогресса, практически в каждом доме, имеется стандартный набор бытовой техники: холодильник, телевизор, микроволновая печь, пылесос, кухонный комбайн, стиральная машина. Этот список можно перечислять долго. Хотя ещё 30 лет назад этот "набор" был гораздо скромнее – холодильник, телевизор, несколько лампочек. А большинство распределительных сетей были построены давно. Перегруженные сети – это и есть основная причина низкого качества напряжения в сети дома или предприятия.

Поэтому, сегодня купить стабилизатор напряжения – это уже не предрассудки, а необходимость. Многие производители и продавцы электроники, станков и бытовой техники просто отказываются осуществлять гарантийный ремонт и обслуживание, если в доме или на промышленном предприятии напряжение не соответствует стандартам. Например, при покупке газового котла Вам предложат купить стабилизатор напряжения. А при покупке дорогостоящего станка, будет просто глупо не защитить его.

Величину напряжения в сети регламентирует ГОСТ 13109-97. В соответствии с ним, номинальное напряжение должно быть в пределах 5% от 220 или 380 Вольт соответственно. На практике, в очень редких случаях, действительно бывает именно так.

Очень часто энергосбытовые организации в начале линии электропередач устанавливают величину напряжения 240 - 250 Вольт (иногда и выше) для того, чтобы получить в конце линии 220. Если же в начале линии выставить 220 Вольт, тогда до последних потребителей доходит лишь 170 - 180 (бывает и хуже).

Все это происходит из за неминуемых потерь в линиях электропередач. Поэтому на её протяжении одинакового напряжения не бывает - в начале всегда больше, а в конце, соответственно, меньше. Величина же зависит от протяженности линии, потребляемой нагрузки каждым потребителем, качества провода и многих других факторов. При этом, в течении дня величина напряжения, как правило, меняется.

Выбирайте только качественные стабилизаторы

Поэтому можно с уверенностью сказать, что подавляющему большинству потребителей просто необходим автоматический регулятор напряжения. А от того, какой Вы выберете, зависит "жизнь" Вашей техники. Мало установить стабилизатор напряжения - нужен качественный. Сегодня на рынке присутствует огромное множество различных устройств под разными брендами. Мы предлагаем проверенные временем стабилизаторы, которые адаптированы к нашим реалиям энергоснабжения.

Стабилизаторы напряжения Энергия Hybrid II поколения трехфазные

Характеристики:

Название модели Стабилизатор напряжения Энергия Hybrid II 9000

Артикул ?
Артикул

- внутренний уникальный номер товара у производителя.

Е0101-0164 Мощность нагрузки, ВА ?
Мощность нагрузки, ВА

- вольт-ампер, единица измерения полной мощности прибора, которая включает в себя:
Активную мощность измеряемую в ваттах (Вт)
Реактивную мощность измеряемую в варах (вар)

9000

Номинальное выходное фазное (линейное) напряжение, В 220/380±3%

Точность стабилизации ?
Точность стабилизации

напряжения измеряется в % к установленному в качестве эталона. Например, точность 3% к 220 вольтам равняется: 220±6,6 вольт. Номинально 213,4-226,6 вольт.

3%

Диапазон выходного напряжения, В 213-227 | 369-391

Диапазон входного фазного напряжения (линейного), В Y/∆ 100...260/173...450

Защита от повышенного напряжения, откл. при 275В фазного напряжения

Защита от пониженного напряжения, откл. при 80В фазного напряжения

Защита от перегрева при t ≥ 120°С

Защита от несимметрии, обрыва фазного и нулевого провода реле контроля фаз

Задержка включения 6 или 180 секунд

Скорость регулирования В/сек 50

Способ охлаждения ?
Способ охлаждения конвекционный и принудительный

- охлаждение естественными потоками воздуха, плюсом данного типа охлаждения считается простота конструкции и отсутствие шума от вентилятора.
- охлаждение принудительное, с помощью вентилятора, преимуществом является более эффективное теплоотведение, возможность работы при высоких температурах.

Естественный конвекционный и принудительный

Входная цепь Клеммная колодка

Выходная цепь Клеммная колодка

Реле напряжения и стабилизатор: отличия

 

Реле напряжения: достоинства и недостатки, принцип работы

Электронное реле обеспечивает защиту оборудования от скачков напряжения путём отключения нагрузки. После нормализации показателей происходит повторное подключение потребителей с некоторой задержкой по времени. В отличие от стабилизатора, реле не выравнивает напряжение при допустимых колебаниях.

Конструкция реле состоит из двух основных элементов – силовой части и блока управления. Микроконтроллер производит постоянный мониторинг показателей в электросети. В случае если значение выходит за установленные пределы, подаётся сигнал к отключению на силовую часть, и происходит быстрое (за сотые доли секунды) срабатывание.

Эти устройства могут быть выполнены в трех вариантах:

  • для защиты одного потребителя – подключается к стандартной розетке и имеет одну выходную розетку;
  • для защиты 1-6 приборов – имеет вид удлинителя с несколькими выходными розетками;
  • для установки на DIN-рейку в щиток – способен защитить сразу большое количество потребителей.

Достоинства реле контроля напряжения

  • Такие приборы довольно компактны. При монтаже на DIN-рейку обычно занимает 2-3 стандартных модуля по 18 мм.
  • Подключаемые к розетке устройства выглядят как небольшая накладка на розетку или как удлинитель.
  • Высокая степень быстродействия. Приборы разработаны специально для защиты от перепадов, поэтому они быстрее реагируют на резкие изменения показателей.
  • По сравнению со стабилизаторами, менее чувствительны к пыли.
  • Нет необходимости в дополнительном охлаждении, т.к. при работе реле практически не греется. Некоторые модели оснащены специальной термозащитой, которая отключает питание при превышении допустимых пределов температуры.
  • Цена на реле в несколько раз ниже, чем на стабилизаторы.

 

Недостатки реле напряжения

Этот прибор служит защитой от критических перепадов, но не устраняет колебания напряжения в сети. Большое количество пиковых скачков может привести к частому отключению питания электроприборов.

Компания DS Electronics выпускает большой ассортимент реле напряжения RBUZ для различных нужд. Приборы выпускаются с номинальным рабочим током вплоть до 63 А, мощностью до 13900 ВА, могут устанавливаться на DIN-рейку или в розетку. Отсрочка включения, предусмотренная в приборах, позволяет избежать серии перепадов и частых выключений питания. Благодаря использованию в некоторых моделях защитных устройств алгоритма TrueRMS, достигается высокая степень контроля и скорость срабатывания. Наличие термозащиты обеспечивает дополнительную безопасность эксплуатации.

Стабилизатор напряжения: достоинства и недостатки, принцип работы

Стабилизатор способен поддерживать постоянное выходное напряжение благодаря трансформатору и контроллеру. Контроллер производит мониторинг показателей на входе и выходе. В случае их снижения или повышения в установленных пределах, даёт команду на переключение между обмотками трансформатора. Также в приборе установлена система защиты от различных аварий в электросети. В случае резкого повышения или снижения напряжения, сверх допустимых пределов, прибор отключится сам и отключит потребителей, чем предотвратит выход техники из строя.

Мощные нормализаторы подключаются к щитку и стабилизируют напряжение для всего оборудования в доме. Если необходимо защитить один или несколько приборов, то можно применять оборудование, которое подключается через стандартную розетку и имеет одну или несколько выходных розеток. Обычно они имеют малую мощность.

Преимущества стабилизатора напряжения

  • Постоянное 220В обеспечивает стабильную работу чувствительной к колебаниям техники (телевизоры, видео- и аудиоаппаратура).
  • Защищает приборы от больших перепадов, отключаясь при показателях ниже 160В или выше 280В.
  • Продлевает срок службы осветительных приборов и другого оборудования.
  • Незаменим при частых колебаниях напряжения в электрической сети.

Недостатки стабилизаторов напряжения

  • Высокие требования к влажности и запыленности. Трансформатор, который находится внутри прибора, создаёт электромагнитное поле, притягивающее пыль и водяную взвесь из воздуха. Загрязнение прибора может спровоцировать перегрев, сбои в работе и выход из строя.
  • Электрические помехи могут вызывать сбои в работе электроники и неправильной работе устройства.
  • При работе прибор нагревается, поэтому нужен постоянный приток воздуха для его охлаждения, а также достаточное пространство для его циркуляции.
  • Чем выше мощность стабилизатора, тем больше его размер. Поэтому для установки оборудования потребуется выделить отдельное место.
  •  Высокая стоимость оправдывает покупку стабилизатора только в случае постоянных колебаний показателей в сети.

Реле напряжения или стабилизатор, что лучше?

Ответить на этот вопрос однозначно нельзя. Так как перепады электричества случаются достаточно часто - можем рекомендовать, в первую очередь, установить реле напряжения. Его стоимость доступна для любого клиента. При помощи реле напряжения вы сможете защитить технику в доме, особенно холодильники и морозильные камеры.

Если часто наблюдается снижение, повышение или незначительные колебания напряжения, то дополнительно следует приобрести стабилизатор. Он будет сглаживать перепады и выдавать стабильные 220 В. Это защитит устройства от резких скачков, и обеспечит стабильность их работы.

Все основные характеристики стабилизаторов и реле напряжения мы свели в одну таблицу. Благодаря ей можно сравнить оба прибора и выбрать подходящий.

Сравнительные характеристики стабилизатора и реле напряжения

ПАРАМЕТРЫ СРАВНЕНИЯ

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

РЕЛЕ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Потребление эл.энергии на холостом ходу

да, среднее 15-30 Вт

да, не более 1 Вт (RBUZ D2)

Выравнивание напряжения до 220В

да

нет

Габариты

большие

минимальные

Цена

от 5200 руб

от 1761 руб (RBUZ D)

Зависимость работоспособности от внешних условий

да

нет

Чувствительность к помехам

да

нет

Шум при работе

есть

нет

Оцените новость:

5 причин установить стабилизатор напряжения

Для сетей электропитания, вне зависимости от места установки, характерной особенностью является наличие постоянных незначительных скачков и перепадов напряжения. В большинстве случаев они не представляют опасности для электроприборов, однако приводят к постепенному износу электроники.

Для обеспечения стабильным электроснабжением жилых и промышленных помещений применяются стабилизаторы напряжения, основная задача которых – нейтрализация возникающих скачков и перепадов за счет выравнивания поступающего напряжения.

Для кого нужен стабилизатор напряжения

Установку изделия рекомендуется производить на всех объектах, где активно используются электроприборы. Особенно данный вопрос актуален для жилых помещений, ведь современную квартиру невозможно представить без стиральной и посудомоечной машин, микроволной печи, холодильника, телевизора, компьютера и т.д.

Данное оборудование требует надежной защиты, ведь при неблагоприятных условиях одного серьезного скачка напряжения будет достаточно, чтобы одномоментно вывести из строя всю технику. При этом поломка аппарата из-за скачков электроснабжения обычно не попадает под гарантийные случаи, поэтому ремонт приборов придется осуществлять самостоятельно.

В домах с автономным газовым отоплением установка стабилизатора является обязательным условием эксплуатации здания, так как иначе существенно возникает риск повреждения газового котла, что может привести к взрыву.

5 основных причин, по которым стоит установить стабилизатор напряжения

  • Организация безопасного использования всех электроприборов, так как оборудование на жилых объектах подключается сразу же после счетчика;
  • Эксплуатация бытовых приборов осуществляется в оптимальном режиме работы, что приводит к продлению сроков их использования и снижает вероятность случайного выхода из строя;
  • Исключение вероятности поломки электроприборов даже при резком отключении электроэнергии;
  • Снижение расходов на электричество;
  • Предотвращение брака изделий на предприятии при просадках напряжения.

Преимуществом прибора является и полная автономность его работы, главное – произвести первоначальные настройки. После этого устройство будет самостоятельно реагировать на изменения напряжения в электросети и доводить его до нужных параметров (в квартирах – 220 Вольт).

Основные характеристики стабилизаторов

  • Простота и надежность устройства, поэтому они не требуют особого ухода. Главное – своевременно производить техническое обслуживание;
  • Высокая скорость реакции на изменения показателей напряжения;
  • Длительный срок эксплуатации. Даже самые простые «домашние» приборы способны прослужить в течение 10-15 лет;
  • Бесшумность работы;
  • Возможность использования при минусовых температурах.

Стабилизатор напряжения – необходимый элемент для обеспечения комфортного проживания и безопасной эксплуатации электроприборов. Его установка позволяет значительно повысить электробезопасность помещения, а также добиться экономии денежных средств на эксплуатации электрической техники.

Перейти в каталог:

Стабилизаторы напряжения Штиль

Работа стабилизатора напряжения

и его важность

Стабилизатор напряжения очень распространен в холодильниках, кондиционерах, телевизорах, печном оборудовании, микропечи, музыкальных системах, стиральных машинах и т. Д. Основная цель использования стабилизаторов напряжения - для защиты устройств от колебаний напряжения.

Это связано с тем, что каждый электроприбор предназначен для работы под определенным напряжением для обеспечения желаемой производительности.

Если это напряжение ниже или выше определенного значения, прибор может работать неправильно, работать в худшем состоянии или даже выйти из строя.

В домашних и промышленных применениях обычно используются автоматические регуляторы напряжения для поддержания постоянного напряжения для конкретного оборудования. Сообщите нам подробнее об этих стабилизаторах напряжения.

Что такое стабилизаторы напряжения?

Как следует из названия, стабилизатор напряжения стабилизирует или регулирует напряжение, если напряжение питания изменяется или колеблется в заданном диапазоне.

Это электрический прибор, который подает постоянное напряжение на нагрузку в условиях повышенного и пониженного напряжения. Это устройство определяет эти условия напряжения и, соответственно, доводит напряжение до желаемого диапазона.

Стабилизатор напряжения для холодильника

Стабилизатор напряжения служит средством регулирования напряжения питания нагрузки. Они не предназначены для обеспечения постоянного выходного напряжения; вместо этого он управляет нагрузкой или системой в допустимом диапазоне напряжений.

Внутренняя схема стабилизатора показана на рисунке ниже. Он состоит из автотрансформатора / трансформатора, выпрямительного блока, компараторов, схемы переключения и реле.

В современных стабилизаторах цифрового типа в качестве центрального блока управления используется микроконтроллер или микропроцессор.

Внутренняя схема стабилизатора

На современном рынке доступны различные типы стабилизаторов напряжения от разных производителей. Стабилизаторы поставляются с различным номиналом кВА для нормального диапазона (для получения выходного сигнала 200-240 В с повышающим понижающим напряжением 20-35 В для входного диапазона 180-270 В), а также с широким диапазоном (для получения выходного сигнала 190-240 В с повышением напряжения 50-55 В. -бук для входного диапазона 140-300В) приложений.

Они доступны в виде специализированных стабилизаторов для различных домов, а также для промышленных приборов, таких как кондиционеры, ЖК-телевизоры, холодильники, музыкальные системы, стиральные машины, а также доступны как единый большой блок для всех приборов.

Стабилизаторы потребляют очень мало энергии, обычно от 2 до 5% максимальной нагрузки (т. Е. Номинальной мощности стабилизатора). Это устройства с высоким КПД, обычно от 95 до 98%.

Трехфазный стабилизатор

Это могут быть однофазные или трехфазные стабилизаторы напряжения.Как нецифровые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от известных производителей.

Некоторые дополнительные функции доступны в современных стабилизаторах, которые включают защиту от высокого напряжения, защиту от перегрузки, переключение при нулевом напряжении, защиту от изменения частоты, отображение отключения напряжения и т. Д.

Необходимость стабилизаторов напряжения

Колебания напряжения - это не что иное, как изменение величина напряжения, которая обычно превышает или ниже диапазона установившегося напряжения, предписанного некоторыми стандартами.

В некоторых странах распределение электроэнергии составляет 230 вольт для однофазной сети и 415 вольт для трехфазной. В таком случае все электроприборы (особенно однофазные) рассчитаны на работу в диапазоне напряжений от 220 до 240В.

Допустимый диапазон напряжения в некоторых странах (также в Индии) составляет 220 ± 10 В в соответствии со стандартами на электроэнергию. Кроме того, многие приборы могут выдерживать этот диапазон колебаний напряжения.

Но в большинстве случаев колебания напряжения довольно распространены и обычно находятся в диапазоне от 170 до 270 В.Эти колебания напряжения могут иметь серьезные отрицательные последствия для бытовых приборов.

  • В случае осветительного оборудования низкое падение напряжения снижает световой поток (освещенность), что еще больше сокращает срок службы лампы.
  • Электродвигатель переменного тока вырабатывает меньший крутящий момент и, следовательно, меньшую скорость при низком напряжении, и они развивают большую скорость, чем желательно при перенапряжении. Это снижает срок службы двигателя, а также вызывает повреждение изоляции под высоким напряжением.
  • В случае индукционного нагрева низкое напряжение снижает тепловую мощность, что приводит к работе нагрузки при неподходящих температурах, чем желательно.
  • При передаче по телевидению и радио падение напряжения снижает качество передачи, а также вызывает неисправность других электронных компонентов.
  • Холодильники - это приборы с приводом от электродвигателя переменного тока, которые потребляют большие токи в условиях падения напряжения, что может привести к перегреву обмоток.

Чтобы преодолеть вышеупомянутые эффекты колебаний напряжения, необходимы стабилизаторы напряжения.

Основной принцип работы стабилизатора напряжения

Стабилизация напряжения требуется для двух различных целей; повышенное напряжение и пониженное напряжение.Процесс увеличения напряжения из состояния пониженного напряжения называется операцией повышения напряжения, тогда как снижение напряжения из состояния повышенного напряжения называется операцией понижения.

Эти две основные операции необходимы для каждого стабилизатора напряжения.

Как обсуждалось выше, компоненты стабилизатора напряжения включают трансформатор, реле и электронные схемы. Если стабилизатор определяет падение входящего напряжения, он включает электромагнитное реле, чтобы добавить больше напряжения от трансформатора, чтобы компенсировать потерю напряжения.

Когда входящее напряжение превышает нормальное значение, стабилизатор активирует другое электромагнитное реле, так что оно вычитает напряжение для поддержания нормального значения напряжения.

Boost Operation

Принцип работы Boost стабилизатора напряжения показан на рисунке ниже.

Здесь напряжение питания подается на трансформатор, который обычно является понижающим трансформатором. Этот трансформатор подключен таким образом, что вторичный выход добавляется к первичному питающему напряжению.

В случае низкого напряжения электронная схема в стабилизаторе переключает соответствующее реле, так что это дополнительное питание (входящее питание + вторичный выход трансформатора) подается на нагрузку.

Понижающий режим

Принцип понижающего действия стабилизатора напряжения показан на рисунке ниже.

В понижающем режиме вторичная обмотка понижающего трансформатора подключается таким образом, что вторичное выходное напряжение вычитается из входящего напряжения.

Таким образом, в случае повышения входящего напряжения электронная схема переключает реле, которое переключает вычитаемое напряжение питания (т.е. входящее напряжение - вторичное напряжение трансформатора) на цепь нагрузки.

В случае нормального рабочего состояния напряжения электронная схема полностью переключает нагрузку на входящее питание без напряжения трансформатора.

Эти понижающие, повышающие и нормальные операции одинаковы для всех стабилизаторов, независимо от того, являются ли они стабилизаторами нормального типа или с сервомеханизмом.В дополнение к этим двум основным операциям стабилизатор напряжения также выполняет операции отключения при понижении и повышении напряжения.

Работа стабилизатора напряжения

На рисунке ниже показана рабочая модель стабилизатора напряжения, которая содержит понижающий трансформатор (обычно с отводами на вторичной обмотке), выпрямитель, операционный усилитель / блок микроконтроллера и набор реле.

В этом случае операционные усилители настроены таким образом, чтобы они могли воспринимать различные заданные напряжения, такие как более низкое напряжение отключения, напряжение условия повышения, нормальное рабочее напряжение, более высокое напряжение отключения и рабочее напряжение понижающего напряжения.

Набор реле подключаются таким образом, что они отключают цепь нагрузки при повышении и понижении напряжения отключения, а также переключают понижающее и повышающее напряжения в цепи нагрузки.

Понижающий трансформатор с переключением ответвлений имеет разные ответвления вторичного напряжения, которые полезны для операционного усилителя для различных напряжений, а также для суммирования и вычитания напряжений для операций повышения и понижения соответственно.

Схема выпрямителя преобразует источник переменного тока в постоянный для питания всей электронной схемы управления, а также катушек реле.
Предположим, что это однофазный стабилизатор мощностью 1 кВА, который обеспечивает стабилизацию для диапазона напряжений от 200 до 245 с повышающим-понижающим напряжением 20-35 В для входного напряжения от 180 до 270 В.

Если входное питание, скажем, 195 В, тогда операционный усилитель подает питание на катушку реле повышения, так что на нагрузку подается 195 + 25 = 220 В. Если входное напряжение составляет 260 В, соответствующий операционный усилитель запитывает катушку понижающего реле, так что на нагрузку подается 260-30 = 225 В.

Если входное напряжение ниже 180 В, соответствующий операционный усилитель переключает нижнюю обмотку реле отключения, так что нагрузка отключается от источника питания.

И если напряжение питания превышает 270 В, соответствующий операционный усилитель запитывает катушку реле с отсечкой более высокого уровня, и, следовательно, нагрузка отключается от источника питания.

Все эти значения являются приблизительными; он может отличаться в зависимости от приложения. Таким образом, стабилизатор работает при разных напряжениях.

Сервоуправляемые стабилизаторы напряжения

В случае автоматических стабилизаторов напряжения скорость коррекции напряжения намного меньше. Скоростная коррекция напряжения с большей точностью достигается с помощью сервоуправляемых стабилизаторов.

В стабилизаторах с сервоуправлением коррекция напряжения выполняется очень точно, т.е. ближе к значению базового напряжения.

Основные компоненты сервостабилизатора включают в себя бесступенчатый автотрансформатор с сервоприводом, повышающий трансформатор и полупроводниковую схему управления, как показано на рисунке ниже.

Стабилизатор с сервоуправлением

В этом стабилизаторе полупроводниковая схема управления определяет падение и повышение напряжения от заданного значения и, соответственно, управляет серводвигателем.

Первичная обмотка повышающего преобразователя подключена к моторизованному автотрансформатору, а вторичная обмотка последовательно подключена к входящему источнику питания.

Когда двигатель управляет автотрансформатором, соответствующее напряжение подается на первичную обмотку повышающего трансформатора, и, следовательно, соответствующее вторичное напряжение корректирует напряжение питания нагрузки.

Здесь компараторы (не что иное, как операционные усилители) в полупроводниковой цепи управления определяют изменения напряжения и активируют серводвигатель в желаемом месте, чтобы регулируемый трансформатор увеличивал или уменьшал выходное напряжение нагрузки.

Когда схема управления обнаруживает, что выходное напряжение выше опорного напряжения, она подает положительный сигнал на контроллер серводвигателя, и, следовательно, рычаг вращается до тех пор, пока два напряжения не станут равными.

Если выходное напряжение падает ниже опорного значения, отрицательный сигнал поступает на серводвигатель, так что рычаг поворачивает контакт в другую сторону, чтобы уменьшить напряжение. Сервостабилизаторы могут производить регулировку мощности ± 0,5% с высоким КПД около 98%.

Как выбрать подходящий стабилизатор для домашних нужд?

Типоразмер стабилизатора напряжения зависит от номинальной мощности оборудования, для которого будет применяться стабилизация.Таким образом, при покупке стабилизатора напряжения в первую очередь следует учитывать мощность всех приборов (или конкретного прибора), на которые он будет подаваться. Такие номинальные мощности обычно указываются в ВА или кВА. А также нужно учитывать, одно это или трехфазное питание.

Номинальная мощность приборов обычно указывается на заводской табличке этого прибора; если номинальная мощность недоступна, просто рассчитайте произведение напряжения и тока этого оборудования, чтобы получить номинальную мощность.

Всегда рекомендуется учитывать истинное среднеквадратичное значение напряжения нагрузки.

Еще одним важным фактором является увеличение нагрузки в будущем. Таким образом, определение общей номинальной мощности требует возможного расширения в будущем, как правило, на 20% больше, чем фактическая потребляемая мощность, чтобы подключать нагрузки в течение длительного времени.

Для домашних нужд подходят стабилизаторы номинального напряжения 200 ВА, 300 ВА, 500 ВА, 1 КВА, 2 КВА, 3 КВА, 4 КВА, 5 КВА, 8 КВА и 10 КВА. Для промышленных и коммерческих целей требуются сервостабилизаторы высокой мощности.

Слово от Electronics Hub Team

Существует общее мнение, что современные светодиодные телевизоры, холодильники, кондиционеры и другие приборы имеют встроенную функцию стабилизации и, следовательно, не нуждаются в дополнительных стабилизаторах напряжения.

Однако они не могут повышать или понижать напряжение такого диапазона, как это могут сделать отдельные стабилизаторы напряжения. Поэтому команда Electronics Hub всегда рекомендует вам иметь стабилизатор напряжения для домашних или промышленных нужд, если у вас частые колебания напряжения в электричестве.

Авторы изображений

Что и почему стабилизаторы напряжения

Стабилизатор напряжения - это устройство, предназначенное для автоматического поддержания постоянного уровня напряжения. Он также известен как автоматический регулятор напряжения. Это электрическое устройство, которое используется для обеспечения стабильного выходного напряжения на нагрузке на ее выходных клеммах независимо от каких-либо изменений на входе, то есть входящем питании. Основное назначение стабилизатора напряжения - защита тяжелых грузов, которые потребляют много электроэнергии (например, кондиционер, холодильник, телевизор и т. Д.).) от возможного повреждения из-за перетока напряжения, напряжения доступа и проблем с низким / низким напряжением.
На рынке доступны различные типы стабилизаторов напряжения. Как аналоговые, так и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения находят применение в офисах и дома. Стабилизаторы напряжения однофазные, что обеспечивает выходное напряжение 220-230 вольт, или три фазы, которые обеспечивают выходное напряжение 380/400 вольт. Регулировка желаемого стабилизированного выхода осуществляется методом понижающего и повышающего напряжения (импульсный регулятор напряжения, в котором выходное напряжение может быть выше или ниже входного напряжения) в соответствии с его внутренней схемой.Стабилизаторы трехфазного напряжения доступны в двух разных моделях: модели со сбалансированной нагрузкой и модели с несимметричной нагрузкой.

Стабилизаторы напряжения также доступны в различных киловольт-амперах (кВА) и диапазонах. Стабилизатор нормального диапазона может обеспечить постоянное выходное напряжение 200-240 вольт с повышающим понижающим напряжением 20-35 вольт от источника входного напряжения в диапазоне 180-270 вольт. Стабилизатор напряжения с широким диапазоном может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 190-240 вольт с повышающим понижающим напряжением 50-55 вольт при входном напряжении в диапазоне 140-300 вольт.

Они используются для широкого спектра применений, например, от стабилизаторов напряжения для небольших устройств, таких как телевизор, холодильник, микроволновые печи и т. Д., До одного большого устройства для всех бытовых приборов. Кроме основной функции стабилизации, существующие стабилизаторы напряжения имеют множество полезных дополнительных функций, таких как защита от перегрузки, переключение при нулевом напряжении, защита от разности частот, возможность запуска и остановки выхода, ручной / автоматический запуск, отключение напряжения и т. Д. работоспособные устройства (примерно с производительностью 95-98%).Они потребляют очень мало энергии, которая обычно составляет от 3 до 5% от максимальной нагрузки.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения?

Обычно большая часть электрического оборудования или устройств рассчитана на широкий диапазон входных напряжений. В зависимости от чувствительности рабочее разнообразие оборудования ограничено определенным значением, например, одно оборудование может выдерживать ± 10 процентов номинального напряжения, а другое - только ± 5 процентов или меньше. Текущая нестабильность довольно часто встречается во многих частях, особенно на конечных линиях.

Проблемы, возникшие из-за сбоя / нестабильности напряжения:

- Перегрев - Из-за перенапряжения устройство может перегреться, что постепенно может привести к его неисправности.

- Отказ оборудования - При сильных колебаниях напряжения устройство не сможет принять свою нагрузку и, следовательно, устройство может быть повреждено или столкнуться с серьезными проблемами.

- Пониженная производительность - Избыточное напряжение снижает производительность устройства, замедляя его работу.

- Низкий КПД - Некоторые устройства с меньшим напряжением могут не работать в полную силу.

- Необратимое повреждение - Избыточное или недостаточное питание может привести к повреждению устройства, так как это устройство не подает нужное напряжение.

Значит, постоянство и правильность напряжения решают правильную работу оборудования. Таким образом, стабилизаторы напряжения гарантируют, что колебания напряжения на входящем источнике питания не влияют на нагрузку или электроприбор.Защищенный, фильтруемый и стабильный источник питания очень важен для функционирования электрического устройства. Правильное и стабилизированное напряжение питания необходимо для того, чтобы устройство лучше выполняло свою запланированную функцию. Стабилизаторы напряжения гарантируют, что устройства получат желаемое и стабилизированное напряжение независимо от его нестабильности. Таким образом, стабилизатор напряжения является средством решения проблем для всех, кто хочет получить максимальную производительность и защищает свои устройства от этих нерегулярных колебаний напряжения и других помех, присутствующих в источнике питания.Стабилизатор напряжения играет важную роль в защите электронного оборудования. В наши дни колебания напряжения - очень распространенная проблема. Существуют различные причины потока напряжения, например, электрические неисправности, плохая проводка, молнии, короткие замыкания и т. Д. Эти колебания также имеют форму перенапряжения или пониженного напряжения.

Стабилизаторы напряжения можно разделить на три основных типа:
• Стабилизаторы напряжения релейного типа
• Стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов
• Стабилизаторы статического напряжения

Это некоторые из основных шагов, которые необходимо выполнить для выбора наилучшего выпрямителя напряжения. для вашего дома:

• Всегда проверяйте мощность устройства, для которого вам нужен стабилизатор, и, соответственно, покупайте стабилизатор напряжения с аналогичной мощностью.Мощность обычно указывается в кВА и указывается на задней стороне устройства вместе с другой информацией.
• Всегда соблюдайте положительный запас в 20-25% при выборе стабилизатора, поскольку он дает дополнительную возможность добавления другого устройства в будущем.
• Всегда проверяйте текущий предел нестабильности. Если это соответствует вашим требованиям, вы можете пойти с ним.
• Всегда помните о размере монтажных кронштейнов и других требованиях.
• Сначала проведите собственное исследование относительно собственных требований к стабилизатору напряжения, а затем попросите помощи или совета эксперта.

Цифровые стабилизаторы напряжения DVS | Ортеа

Выпуск

Электроэнергия - это, пожалуй, самое важное сырье, используемое сегодня в торговле и промышленности. Электроэнергия, производимая на электростанциях, циркулирует по сетям передачи и распределения электроэнергии и поставляется / доставляется потребителям; Качество электроэнергии (известное как «Качество электроэнергии») является одним из важных факторов, определяющих экономическую эффективность как потребителей, так и электрических сетей.

Электрические устройства предназначены для работы в распределительных системах, определяемых заданными номинальными значениями напряжения и частоты (например, 400 В при 50 Гц).

Фактически, распределение электроэнергии может не обеспечивать стабильность указанных номинальных параметров. В частности, напряжение может значительно отличаться от номинального значения. Эти изменения могут вызвать нежелательные и потенциально опасные условия для пользователей.

«Колебания» напряжения могут быть «быстрыми» и исчезать за несколько миллисекунд (например, удары молнии в распределительные линии) или «медленными», с продолжительностью, которая может длиться несколько секунд, минут или даже часов в зависимости от причины.

Медленные колебания могут быть вызваны повышенным уровнем напряжения («скачок» из-за плохого регулирования среднего напряжения на уровне распределения, отключение больших нагрузок, перенапряжение на выходе генератора и т. Д.) Или - более часто - пониженным уровнем напряжения («проседания» из-за подключение больших нагрузок, запуск двигателя, малоразмерные распределительные линии, замыкания на землю, плохое регулирование среднего напряжения и т. д.).

В случае изменения напряжения стабилизатор напряжения - это решение, которое гарантирует наилучшее соотношение цены и качества.

Постоянная доступность стабильного напряжения питания независимо от колебаний на входе очень часто является ключевой характеристикой, обеспечивающей эффективность и надежность для пользователя.

Снижение производительности, потеря данных, сбой в системе безопасности, сбои в работе оборудования, неточная информация и бытовые неудобства - вот лишь несколько примеров потенциальных проблем, вызванных нестабильным энергоснабжением. Очевидно, все это приводит к увеличению затрат на управление.

Решение

Стабилизатор напряжения оказался эффективным решением, способным предотвратить потенциально опасные ситуации, создаваемые нестабильностью входного напряжения.

Основные области применения, в которых могут использоваться устройства, чувствительные к колебаниям напряжения, включают:

- Промышленный сектор: нефть и газ, лазерная резка, ножницы, табачная промышленность, текстильная промышленность, гальванические процессы, машинное оборудование в целом.

- Продукты питания и напитки: промышленность, интенсивное разведение, пищевая промышленность, упаковка, розлив.

- Третичное и сервисное обслуживание: банки, отели и туристические курорты, центры обработки данных, лаборатории, малые предприятия, частные пользователи.

- Телекоммуникации: телерадиостанции, телекоммуникационные сети.

- Государственный сектор: больницы, государственные учреждения и учреждения.

- Возобновляемые источники: солнечные и ветряные электростанции.

Во всех этих случаях колебания напряжения, даже если они находятся в пределах допуска, установленного стандартами, могут вызвать проблемы в работе. В этом случае особо чувствительные устройства могут показывать ошибки или неисправности, превышающие допустимые пределы.

Типичными ситуациями, когда напряжение может колебаться за пределами допустимого допуска, являются:

- Грузы, поставляемые по слабым или малоразмерным распределительным линиям (сельские районы или места, снабжаемые длинными распределительными линиями, такими как животноводческие фермы, туристические курорты, отели и т. Д.).

- Пользователи, находящиеся рядом с распределительной станцией и, следовательно, подверженные повышению напряжения.

- Частные помещения с мощными установками (насосы для бассейнов, большие чиллеры, специальные системы освещения, лифты) и / или особо чувствительными к напряжению нагрузками (высокомощная бытовая электроника и т. Д.).

- Нагрузки, расположенные вблизи крупных промышленных предприятий, где отдельные высокомощные устройства (двигатели среднего напряжения) могут вызывать снижение напряжения при запуске.

- Островные эксплуатационные нагрузки (суда, морские буровые установки, нагрузки, не подключенные к общей сети).

По сравнению с другими типами оборудования, стабилизатор напряжения обладает рядом преимуществ, которые часто делают его оптимальным решением:

- Обычно более низкая цена.

- Гарантированная высокая стабильность выходного напряжения даже при больших колебаниях входного сигнала.

- Отсутствие вносимых гармонических искажений.

- Прочная и надежная конструкция, позволяющая использовать в тяжелых условиях.

- Перегрузочная способность до удвоенного номинального тока (макс. 2 мин.).

- Нет проблем с хранением, транспортировкой, обслуживанием и утилизацией, так как батареи не используются.

- Плавное и надежное регулирование напряжения нагрузки с точностью ± 0,5% даже при значительных колебаниях входного напряжения.

- Высокая эффективность.

- Способность выдерживать высокие пусковые токи.

- Уменьшенный размер, простой в использовании, режим работы «plug & play».

Электромеханические или статические стабилизаторы напряжения?

Статический стабилизатор используется, когда скорость коррекции представляет собой критическую проблему (например, компьютеры, лабораторное оборудование, измерительные стенды и медицинские приборы).Этот вид стабилизатора имеет время коррекции 3 миллисекунды для полного регулирования по сравнению с временем коррекции электромеханического стабилизатора 10-50 миллисекунд (в зависимости от модели) на вольт.

Модели стабилизаторов напряжения и цены на Phase-A-Matic, Inc.

VS-1
VS-1 Передний
НЕТ Стабилизатор напряжения 230 В, 1 л.с. Не применимо 230 В Нет данных 1 л.с. 305 долларов.00
VS-2
VS-2 Передний
N / A Стабилизатор напряжения 230 В, 2 л.с. Не применимо 230 В Нет 2 л. 333 доллара.00
VS-3
VS-3 Передний
НЕТ Стабилизатор напряжения 3 л.с., 230 В Не применимо 230 В Нет данных 3 л.с. 389 долларов.00
VS-5
VS-5 Передний
N / A 5 HP 230V стабилизатор напряжения Не применимо 230 В Нет данных 5 л.с. 499 долларов.00
VS-7
VS-7 Передний
Не применимо 7.Стабилизатор напряжения 5 л.с., 230 В Не применимо 230 В Не применимо 7.5 л.с. 611,00 долл. США
VS-10
VS-10 Передний
N / A 10 HP 230V стабилизатор напряжения Не применимо 230 В Нет данных 10 л. 715 долларов.00
VS-15
VS-15 Передний
N / A 15 HP 230V стабилизатор напряжения Не применимо 230 В Нет 15 л. 944 долларов.00
VS-20
VS-20 Передний
N / A 20 HP 230V стабилизатор напряжения Не применимо 230 В Нет данных 20 л. 1499 долларов.00
VS-25
VS-25 Передний
N / A 25 HP 230V стабилизатор напряжения Не применимо 230 В Нет 25 л. 1832 доллара.00
VS-30
VS-30 Передний
НЕТ Стабилизатор напряжения 30 л.с., 230 В Не применимо 230 В Нет данных 30 л. 2109 долларов.00
VS-40
VS-40 Передний
N / A 40 л.с., 230 В, стабилизатор напряжения Не применимо 230 В Нет данных 40 л. 2331 долл. США.00
VS-50
VS-50 Передний
N / A 50 HP 230V стабилизатор напряжения Не применимо 230 В Нет данных 50 л.с. 3108 долларов.00
VS-75
VS-75 Передний
Не применимо 75 л.с., 230 В, стабилизатор напряжения Не применимо 230 В Не указано 75 л.с. 4551 долл. США.00
VS-100
VS-100 Передний
Не применимо 100 л.с., 230 В, стабилизатор напряжения Не применимо 230 В Нет данных 100 л.с. 5 439 долларов.00
ВШ-20
ВШ-20 Передний
N / A 20 HP 460V стабилизатор напряжения Нет 460 В Нет данных 20 л. 1499 долларов.00
ВШ-30
ВШ-30 Передний
НЕТ Стабилизатор напряжения, 30 л.с., 460 В Нет 460 В Нет данных 30 л. 2109 долларов.00
ВШ-40
Стабилизаторы напряжения Phase-A-Matic ™
НЕТ Стабилизатор напряжения 460 В, 40 л.с. Нет 460 В Нет данных 40 л. 2331 долл. США.00
ВШ-50
ВШ-50 Передний
N / A 50 HP 460V стабилизатор напряжения Нет 460 В Нет данных 50 л.с. 3108 долларов.00
ВШ-75
ВШ-75 Передний
N / A 75 HP 460V стабилизатор напряжения Нет 460 В Не указано 75 л.с. 4551 долл. США.00
ВШ-100
VSH-100 Передний
N / A 100 HP 460V стабилизатор напряжения Нет 460 В Нет данных 100 л.с. 5 439 долларов.00

(PDF) СРАВНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КОММЕРЧЕСКОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ И ПРОГРАММИРУЕМОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

1012 I. Hamidah et al.

Журнал технических наук и технологий, апрель 2020 г., Vol.15 (2)

1. Введение

На практике источник питания переменного тока, используемый в электронных устройствах, может изменяться в любой момент

. Это может вызвать серьезное повреждение электронных устройств. По этой причине может быть повреждено большое количество

важного электрического оборудования. Такие проблемы, как качество электроэнергии

, напряжение, скачок и отключение электроэнергии, могут оказать серьезное влияние на отрицательную производительность

в отрасли. Кроме того, эта проблема также вызывает проблемы с обычным электрооборудованием

, таким как вентиляторы, ноутбуки, холодильники и холодильники.Чтобы устранить эту проблему,

обычно используют стабилизаторы напряжения для защиты электронных устройств

[1, 2].

AVS (автоматический стабилизатор напряжения) - это электронное устройство, которое автоматически

регулирует изменения входного напряжения на заданном уровне. Напряжение основного источника питания

может зависеть от множества мешающих физических факторов, поэтому для поддержания стабильного напряжения требуется специальное регулирующее оборудование

. Функция AVS в первую очередь

предназначена для регулирования входного напряжения для обеспечения стабильного выходного сигнала и обеспечения защиты

от внезапного сокращения напряжения, скачков напряжения, импульсов, зазубрин, перенапряжения, пониженного напряжения

, скачков напряжения питания и перегрузки по току до сложное оборудование

и машины [3].На рынке существовали такие системы, как сервостабилизатор, бесступенчатая трансмиссия

, феррорезонансный регулятор, тиристорные регуляторы переменного тока

, трансформаторы и электронный регулятор [4]. Все системы представляют собой устройства

для стабилизатора напряжения. Однако в этих системах все еще есть

недостатков с точки зрения гибкости, эффективности и т. Д.

В нашу современную эпоху очень важно, чтобы источник переменного напряжения

автоматически управлял межсоединениями между системами.Схема электронного управления

может быть использована для получения желаемой мощности, которая является гибкой, простой и экономичной

[5, 6]. Для автоматизации системы и повышения ее точности разработаны стабилизаторы напряжения на базе микроконтроллеров

. Микроконтроллер - это аппаратное обеспечение

, которое функционирует как контроллер электронной схемы и может хранить внутри него программы

[7]. Микроконтроллер поможет контролировать входное и выходное напряжение

на стабилизаторе напряжения.Микроконтроллер здесь выполняет все действия в соответствии с

с программой, сохраняя нужную точность, как мы желаем, а нежелательные входные переходы

регулируются устройствами защиты переменного тока.

Было проведено множество исследований для анализа характеристик стабилизатора напряжения

. В нашем предыдущем исследовании производительность стабилизатора напряжения на основе значений коэффициента Q-

была проанализирована с использованием языка программирования R [8]. В этом исследовании

будет сравниваться производительность и экономическая ценность AVS (автоматический стабилизатор напряжения

), циркулирующего на рынке, с PAVS (программируемый автоматический стабилизатор напряжения

), который был выполнен LT Spice XVII.

2. Методы

2.1. Блок-схема проектирования PAVS

Целью разработки является автоматическая стабилизация изменения входного напряжения

в диапазоне (150 В - 230 В) на нормальном уровне выходного напряжения

, заданном с высокой точностью. Для этой новой автоматической настройки входного напряжения

спроектировано таким образом, что, когда входное напряжение находится в процессе компиляции, выходное напряжение

будет оставаться стабильным на постоянном значении. В данном исследовании использован метод

, описанный на рис.1.

H.T. Автоматический стабилизатор напряжения - Power Star

H.T. Автоматический стабилизатор напряжения (HT AVR / HT Servo Stabilizer)

ДИАПАЗОН: до 8000 кВА в классах 11 и 33 кВ.

H.T. Автоматические стабилизаторы напряжения используются для получения стабильного входного напряжения независимо от колебаний напряжения, получаемых от органов электроснабжения. Кроме того, эти стабилизаторы также предотвращают перегрузку трансформатора и другого электрического оборудования.Постоянно и под нагрузкой контролируются широкие диапазоны изменения напряжения. Отклонения от номинального выходного напряжения более чем на ± 1% регистрируются твердотельным реле. Это реле работает от источника питания 230 В, 1 Ø и посылает сигналы на двигатель стабилизатора, который приводит в движение роликовый механизм в направлении, доводя напряжение до номинального выходного напряжения.

Строительство

H.T. В автоматических серво стабилизаторах напряжения спиральные катушки установлены на обычном многослойном сердечнике.Углеродные ролики собраны на несущей плите из стекловолокна и проходят по длине направляющей катушки. Ролики подключаются к электрическим выходным клеммам. Рядом с регулирующей катушкой параллельно подключены несколько компенсационных обмоток, которые закорочены, чтобы уменьшить эффект окантовки магнитного потока сердечника. Он также поддерживает постоянное реактивное сопротивление регулятора в любом положении контакта качения.

Преимущества

  • Распределительный трансформатор загружен на полную мощность как H.T. AVR разделяет нагрузку трансформатора и подключенную нагрузку.
  • Потери меньше, так как входное напряжение, низкое или высокое, корректируется только на начальном этапе.
  • Колебания H.T. Питание не передается на распределительный трансформатор.
  • Стоимость установки меньше по сравнению с L.T. Автоматический стабилизатор напряжения сервопривода, для более высоких номиналов.
  • Отдельный блок H.T. Автоматический стабилизатор напряжения серво может быть подключен к более чем одному распределительному трансформатору.
  • Экономичен для больших мощностей, таких как 2500 кВА и выше, или для широкого диапазона колебаний напряжения (например, 8 кВ - 13 кВ, 28 кВ - 36 кВ и т. Д.)
  • Можно разместить в любом месте на линии подачи.
  • Крепление двигателя является внешним, поэтому любую замену двигателя или вала двигателя можно легко выполнить, не открывая верхнюю крышку.
  • Выходное напряжение H.T. АРН остается постоянным при любой подключенной нагрузке и до полной нагрузки.
  • Время отклика для коррекции напряжения составляет 20 микросекунд.

SiO2, привитый стабилизатором напряжения, увеличивает Напряжение пробоя циклоалифатической эпоксидной смолы

Abstract

Циклоалифатическая эпоксидная смола (CE) смола играет жизненно важную роль в изоляции оборудование благодаря отличной теплоизоляции и технологичности. Однако, недостаточная способность КЭ удерживать электроны под высоким напряжением часто приводит к электрическому пробою, что ограничивает его широкое применение в высоковольтном изоляционном оборудовании. В этой работе интерфейс эффект неорганического нано-SiO 2 вводит глубокие ловушки в захватывать электроны, что синергетично с присущей им способностью стабилизатора напряжения m -аминобензойная кислота ( m -ABA) для захвата высокоэнергетических электронов посредством столкновения.Следовательно, частота отказов изоляции снижается за счет легирования. функционализированных наночастиц m -ABA-привитых нано-SiO 2 ( м -ABA-SiO 2 ) в СЕ. Стоит отметить, что напряженность поля пробоя этого м -ABA-SiO 2 / CE достигает 53 кВ / мм, что составляет 40,8%. выше, чем у чистого CE. Кроме того, прочность на разрыв и объемное сопротивление м -ABA-SiO 2 / CE увеличился на 29.1 и 140% соответственно. Между тем, стеклование температура повысилась примерно на 25 ° C и достигла 213 ° C. Эта работа доказывает, что комплексные характеристики нанокомпозитов на основе СЕ. эффективно улучшается m -ABA-SiO 2 наночастицами, демонстрируя большой потенциал применения в высоковольтных сетях с изоляцией оборудование.

Введение

Хорошо известно, что безопасность и стабильность энергосистем напрямую зависит от уровня изоляции высоковольтной изоляции материалы.Циклоалифатическая эпоксидная смола (CE) имеет отличное сопротивление напряжению, термостойкость и технологичность благодаря своей уникальной структуре, что делает это идеальный изоляционный материал для практического применения. 1−4 Согласно теории электрического пробоя твердых диэлектриков, электроны возбуждаются из валентной зоны в зону проводимости под достаточно сильным электрическим полем, а затем ускоренный, чтобы столкнуться с другими атомами для генерации ионизированных электронов. 5-7 Малое течение генерируемый миграцией электронов, пройдет через КЭ, который в конечном итоге приведет к электрическому пробою, как показано на.С развитием высоковольтного электронного силового оборудования, многие исследования были сообщается об улучшении характеристик изоляционных материалов. 8−11 Фактически, повышение прочности на пробой остается чрезвычайно сложной задачей. и имеет решающее значение с точки зрения снижения частоты отказов изоляции и надежности беспокойства. 12−14

Схема пробоя электронов на разных базы. (а) Схема электрического пробоя чистого КЭ; (б) электрический пробой схема нанокомпозита SiO 2 / CE; (в) электрические схема разрушения композита м -ABA / CE; и (d) схема электрического пробоя нанокомпозита m -ABA-SiO 2 / CE.

На данный момент было предложено два вида важных методов для повышения напряженности поля пробоя полимеров в основном сосредоточены по внедрению нанонаполнителей и стабилизаторов напряжения. 15−18 Сообщалось, что механизм, с помощью которого нанонаполнители с низким содержанием (например, TiO 2 , 19,20 MgO, 21,22 и Al 2 O 3 23,24 ) могут улучшить прочность полимера на пробой в основном объясняется двумя способами: (1) извилистый путь пробоя электронов, вызванный нанонаполнителями. 25,26 (2) Нанонаполнители захватывают электроны, вводя глубокие ловушки в полимер (б). Было обнаружено, что нано-SiO 2 может эффективно улучшают электроизоляционные свойства полимеров. 16,27,28 Однако это сложно для поверхностный нано-SiO 2 для равномерного диспергирования в полимере, поэтому ожидаемая производительность не может быть получена. Следовательно, это большое значение имеет получение нанокомпозитов на основе СЕ с хорошей совместимостью путем модификации поверхности нано-SiO 2 . 29 Вкратце, текущая срочная работа заключается в поиске более эффективных методы повышения напряженности поля пробоя нанокомпозитов на основе КЭ.

В последние несколько десятилетий были предложены эффективные стабилизаторы для захвата высокоэнергетических электронов, которые могут разрушить полимерные молекулярные цепочки за счет столкновительного возбуждения и столкновительной ионизации (c). 30,31 Обычно фенильные соединения с сложноэфирными группами имеют более высокий электронный сродство и более низкий потенциал ионизации, что указывает на их более высокую способность для захвата электронов высоких энергий. 32 К сожалению, стабилизатор плохо совместим с полимерной матрицей и со временем теряет эффективность из-за миграции в матрице. Следовательно, очень важно улучшить совместимость напряжения стабилизатор с полимерной матрицей. 17 The миграция стабилизатора подавляется, и поверхностная активность наночастиц уменьшается, что, как ожидается, будет реализовано закрепив стабилизатор напряжения на поверхности наночастиц.Имеется отличная способность для захвата м -ABA электроны высоких энергий в полимерах. 33 Улучшение совместимость m -ABA с CE и агломерацией нано-SiO 2 может быть получен прививкой m -ABA на частицы нано-SiO 2 . Эта синергия делает напряжение пробоя нанокомпозитов на основе CE - заметное улучшение (г).

В данной работе SiO 2 -функционализированные наночастицы привиты со стабилизатором м -ABA были успешно добавлены к CE отверждено ангидридом.С одной стороны, нано-SiO 2 внедряется в глубокие ловушки или образует центры рассеяния в CE для повышения напряженности поля пробоя. С другой стороны, это Стратегия может улучшить совместимость m -ABA и CE, что способствует способности m -ABA к захватывают электроны высоких энергий. Взаимодействие между nano-SiO 2 и m -ABA значительно улучшает электрические пробой нанокомпозитов на основе КЭ. Поле разбивки сила увеличена на 40.От 8% до 53 кВ / мм. В дополнение предел прочности на разрыв и удельное объемное сопротивление м -ABA-SiO 2 / CE увеличиваются на 29,1% и 140% соответственно. Тем временем, температура стеклования была увеличена примерно на 25 ° C и достигла 213 ° C. Похвально, что термическое разложение температура, предел прочности, объемное сопротивление и стеклование температура T г нанокомпозитов на основе СЕ были улучшены за счет введения функционализированных наночастиц м нано-SiO с привитым -ABA 2 ( м -ABA-SiO 2 ).Улучшение комплексного производительность нанокомпозитов на основе СЕ позволяет использовать в более высоковольтном изолированном электрооборудовании.

Результаты и обсуждение

Структура и морфология компонента в

м -ABA-SiO 2 / CE Нанокомпозит

иллюстрирует процесс стабилизатора напряжения м -АБА привитый на нано-SiO 2 . Во-первых, напряжение стабилизатор m -ABA и аминосилановый связующий агент KH-550 завершил реакцию амидирования при определенной температуре.Во-вторых, силоксановая группа в KH-550 была гидролизована и связана с Si – OH на нано-SiO 2 с образованием Si – O – Si связь. Наконец, было получено м -ABA-SiO 2 . после стирки и сушки. Здесь чистый нано-SiO 2 наблюдали с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и просвечивания. электронная микроскопия (ПЭМ) (Рисунок S1), демонстрирует хорошее диспергирование наночастиц SiO 2 с диаметром ∼18 нм. Рисунок S2 показывает Информация по инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR) для прививка м -ABA к нано-SiO 2 .Пик при 2923 см -1 относится к -CH 2 - пику валентных колебаний силанового взаимодействия агент КН-550. Два пика при 1650 и 1395 см –1 соответствуют пикам валентных колебаний −C = O– и −CN– после реакции амидирования соответственно. Кроме того, исчез пик колебаний при растяжении, относящийся к Si – OH. на 963 см –1 , что указывает на то, что реакция дегидратации прошло успешно. Таким образом, функционализированная частица m -ABA-SiO 2 была успешно получена.Кроме того, результаты дифракции рентгеновских лучей (XRD) показаны на рисунке S3. Положение пика m -ABA-SiO 2 смещено примерно на 1 ° вправо от исходного нано-SiO 2 . Можно предположить, что это вызвано успешной прививкой м -ABA на SiO 2 . Кроме того, как показано на термогравиметрической (ТГ) кривой (Рисунок S4) тепловая потеря веса наночастицы m -ABA-SiO 2 на 2% больше, чем у исходного нано-SiO 2 , что также подтверждает, что m -ABA успешно привиты на SiO 2 .

Схема подготовительного механизма м -ABA-SiO 2 . (1) м -ABA подключается до KH-550 через реакция амидирования и гидролиза завершена. (2) Si – OH на м -ABA-KH-550 и SiO 2 обезвожены и конденсируют с образованием связей Si-O-Si с получением m -ABA-SiO 2 .

Что касается процесса отверждения эпоксидной смолы, во-первых, предварительное отверждение поддерживали температуру 100 ° С в течение 2 ч, затем температуру повышали до 150 ° С в течение 4 ч, температуру повышали до 180 ° C в течение 2 ч, и, наконец, нагрев прекращали и охлаждали. до комнатной температуры (Рисунок S5).В целях для проверки полного отверждения CE, дифференциальное сканирование Калориметрия (DSC) и определение характеристик FT-IR были выполнены на CE с оптимизированными условиями эксперимента. Как показано на Рисунке S6, экзотермического пика отверждения не наблюдается. на кривой ДСК, что свидетельствует о протекании реакции отверждения. полностью. В FT-IR пик колебаний при растяжении эпоксидной группы около 910 см –1 также не отображается на рисунке S7. Это доказывает, что реакция отверждения эпоксидной группы полностью.

В процессе подготовки флюида-предшественника нанокомпозита, мы Установлено, что количество нанонаполнителей ограничено. Когда легированные наночастицами массовый процент составляет 5 мас.% или менее, пузырьки в нанокомпозитах на основе СЕ жидкость-прекурсор может быть повреждена или перелита, как показано на Рисунке S8a – c. Выше предела 5 мас. % (по отношению к общей массе) раствор прекурсора становится слишком вязкие, и нанонаполнители не могут быть лучше диспергированы; тем временем, большое количество пузырьков не может переполняться (Рисунок S8d).Чтобы наблюдать дисперсию наночастиц m -ABA-SiO 2 в CE, микроструктура поперечного сечения Нанокомпозиты на основе CE наблюдались с помощью SEM. Структура CE на базе нанокомпозиты очень плотные, как показано на. В поперечном сечении чистого CE нет примесей, и в блестящей части показаны некоторые трещины излома. Можно наблюдать в б, когда массовый процент наночастиц составляет 1 мас.%, есть лучшая дисперсия в СЕ. При увеличении массового процента наночастиц до 3 % масс., как показано в c, наночастицы все еще могут хорошо диспергироваться без очевидного агломерация.Когда функционализированные наночастицы непрерывно увеличена до 5 мас.%, агломерация наночастиц в КЭ на основе нанокомпозиты отчетливо видны в обведенной белым кружком части d. Кроме того, когда массовый процент наночастиц составляет менее 5 мас.%, измеренное отображение элементов дополнительно иллюстрирует равномерное распределение Si элементы в нанокомпозитах на основе CE, как показано на вставке b, c; когда масса процент наночастиц превышает 5 мас.%, агрегатное распределение Si в нанокомпозитном материале на основе КЭ в измеряемом элементе отображение показано желтым кружком на вставке d.Причина этого явления можно объяснить следующим образом: по мере увеличения массового процента наночастиц m -ABA-SiO 2 совместимость между наночастицы и CE насыщаются и агломерируются. 36,37

SEM изображения поперечного сечения нанокомпозитного материала м -ABA-SiO 2 / CE. (а – г) Нанокомпозиты на основе КЭ легированный (0, 1, 3 и 5 мас.%) m -ABA-SiO 2 наночастиц. На вставках (b – d) показано отображение элементов Si. в нанокомпозитах на основе КЭ, легированных 1, 3 и 5 мас.% наночастиц m -ABA-SiO 2 соответственно.

Термическая стабильность

м -ABA-SiO 2 / CE Нанокомпозит

Электроизоляционные полимерные материалы часто выходят из строя из-за термической деградации во время фактического использования. 38,39 Учитывая влияние температуры на стабильность структура полимера, термостойкость нанокомпозитов на основе КЭ был протестирован. Кривая термического разложения (TG) используется для характеристики тепловая потеря веса нанокомпозитов на основе КЭ при температуре поднимается.Как показано на a, процесс термического разложения делится на два этапа: (1) начальная декомпозиция начинается с некоторых побочных ветвей CE-ориентированного нанокомпозиты. Массовая доля наночастиц m -ABA-SiO 2 практически не влияет на термическое разложение. температура и колеблется в пределах 4 ° C. Стоит упомянуть что нанокомпозитный материал на основе КЭ практически не разлагается при 350 ° С. (2) По мере увеличения массового процента m -ABA-SiO 2 -функционализированных наночастиц, разложение температура на втором этапе увеличивается.Это связано с добавлением м -ABA-SiO 2 наночастиц, который производит более сильная сила связи с CE и может выдерживать более высокие температуры. В б гистограмма температуры двухступенчатого разложения можно более интуитивно наблюдать температура разложения нанокомпозита на основе КЭ с увеличение м -ABA-SiO 2 наночастиц. Короче говоря, после добавления наночастиц m -ABA-SiO 2 температура термического разложения CE на основе нанокомпозит в основном не изменился.Кроме того, тенденция изменения температуры разложения на втором этапе показывает, что повышена стабильность нанокомпозитов на основе КЭ.

Эффект разной массы фракций на термостабильность m -ABA-SiO 2 / CE нанокомпозитов. а - кривая ТГ; (б) гистограмма распределения температуры разложения ( T d ); (c) кривая прямого доступа к памяти; и (г) кривая изменения модуль упругости от 20 до 250 ° C.

На основе корреляции между температурой стеклования ( T g ) изоляционного материала и использованная температура в приложении, которая характеризовалась динамический термодинамический метод [динамический механический анализ (DMA)].При добавлении m -ABA-SiO 2 наночастиц, тренд T г сначала увеличивается, а затем уменьшается (c). T г нанокомпозитов на основе СЕ может достигать 213 ° C при 3 мас.%, что на 25% больше. ° C по сравнению с чистым CE. Когда массовый процент m -ABA-SiO 2 наночастиц увеличивается до 5 мас. %, избыточные наночастицы плохо диспергируются в КЭ на основе нанокомпозитов, что приводит к уменьшению примерно T г .После того, как температура превысит T г , физические свойства нанокомпозитов на основе СЕ (например, механические свойства и изоляционные свойства) будут повреждены. 40 Соответственно увеличение T g также указывает на то, что структура нанокомпозита стабильнее.

Жесткость нанокомпозитов на основе СЕ может характеризоваться модуль накопления ( E ′). d показывает, что когда определенный При достижении температуры E ′ нанокомпозитного материала m -ABA-SiO 2 / CE быстро падает на 3 порядка, а это значит, что жесткость материала быстро снижается.По мере увеличения массового процента m -ABA-SiO 2 температура перехода нанокомпозита на основе CE E 'увеличивается, что способствует увеличению термостойкость материала при переменных нагрузках. При увеличении до 3 мас.% температура перехода самая высокая (∼210 ° С). Когда наночастицы продолжают увеличиваться до 5 мас.%, Дефекты вводятся за счет агломерации наночастиц в нанокомпозитах на основе КЭ, что приводит к снижению температуры перехода E ′.Благодаря отличной дисперсии мкм -ABA-SiO 2 наночастиц в CE, сила между молекулярными цепей увеличивается, и структура CE более стабильна. 41 Кстати, эта тенденция вполне соответствует изменение T g при увеличении m -ABA-SiO 2 наночастиц.

Механические свойства

м -ABA-SiO 2 / CE Нанокомпозит

Для определения внутреннего структурная надежность нанокомпозитов на основе КЭ, характеристики при растяжении тесты были использованы для характеристики структурной стабильности CE на основе нанокомпозиты. 42 показывает результаты испытания на разрыв нанокомпозита м -ABA-SiO 2 / CE. В виде показано в, при увеличении содержания м -ABA-SiO 2 , тенденция изменения прочности на разрыв заключается в том, чтобы сначала увеличиваться, а затем уменьшите. При содержании 3 мас.% Максимальная прочность на разрыв составляет 86,43 МПа, что на 29,1% сильнее, чем у чистого КЭ. Гистограмма (б) показывает Распределение прочности на разрыв м нанокомпозита -ABA-SiO 2 / CE испытано несколько раз.Это можно объяснить что добавление m -ABA-SiO 2 наночастиц улучшит плотность точек сшивания полимерных молекулярных цепочки и увеличивают когезионную энергию молекул, тем самым делая всю конструкцию более компактной и трудной для разрушения. 43,44 Из-за непрерывного увеличения мкм -ABA-SiO 2 наночастиц, они не могут быть хорошо диспергированы в CE на основе нанокомпозитные материалы. Агломерированная часть вводит физический дефекты и препятствует запутыванию между молекулярными цепями, тем самым увеличение локального свободного объема и снижение его свойств при растяжении. 45

Влияние различных массовых долей на механическое характеристики м -ABA-SiO 2 / CE нанокомпозиты. (а) Напряжение – деформация изгиб; (б) распределение гистограммы прочности на разрыв; (c) Янга кривая модуля; (г) хрупкость чистого КЭ; и (e) определенная гибкость нанокомпозитного материала m -ABA-SiO 2 / CE.

Как показано в c, при увеличении на мкм -ABA-SiO 2 наночастиц, модуль Юнга также показывает определенную закономерность.Когда содержание 3 мас.%, максимальное значение 2,65 ГПа, что на 44,8% больше чем чистый CE. Когда m -ABA-SiO 2 наночастиц увеличивается до 5 мас.%, модуль Юнга показывает уменьшение тенденция. Результаты показывают, что когда массовая доля наночастиц m -ABA-SiO 2 составляет 3 мас.%, Нанокомпозит на основе CE обладает хорошей совместимостью и высокой когезионной энергией. На основе раскола модель прочности, теоретическая прочность на пробой положительно коррелирована с когезионной энергией. 5 Высшее Янг модуль означает, что нанокомпозитный материал может выдерживать более высокие Кулоновская сила, создаваемая внешним электрическим полем. 46,47 Другими словами, m -ABA-SiO 2 наночастиц в нанокомпозитах на основе КЭ могут быть прочными физическими опорными точками. для защиты нанокомпозита от электромеханического разрушения. В d наблюдается что чистый CE является хрупким под воздействием внешней силы. Напротив, после легирование m -ABA-SiO 2 , хрупкость нанокомпозита на основе СЕ улучшается, и определенная степень деформация изгиба может возникать под действием внешней силы, как показано в e.Взяв во внимание производительность обработки, в то время как прочность на разрыв улучшена, это все еще можно обрабатывать в разные формы. На рисунке S9 можно увидеть, что нанокомпозит на основе СЕ. демонстрирует отличную производительность обработки, что полезно для более широкий спектр приложений.

Свойства электроизоляции

м -ABA-SiO 2 / CE Нанокомпозит

Высокое удельное сопротивление очень важно для нанесения нанокомпозитов на основе СЕ для высоковольтной изоляции оборудование. 48 Следовательно, объемное сопротивление м -ABA-SiO 2 / CE нанокомпозитов с различными массовые проценты были измерены для оценки изоляционных свойств нанокомпозитов на основе КЭ. Как показано на фиг.1, при увеличении массового процента м -ABA-SiO 2 сначала изменяется объемное удельное сопротивление. увеличиваться, а затем уменьшаться. Максимальное значение, полученное при 3 мас.% составляет 5,47 × 10 14 Ом · м, что в 2,4 раза больше что чистого CE. Прирост объемного сопротивления в основном можно отнести к двумя способами: (1) диспергирование мкм -ABA-SiO 2 наночастиц в CE служит физическим препятствием для извилистый путь миграции электронов. 25 (2) Электроны захватываются интерфейсными ловушками, введенными м -ABA-SiO 2 -функционализированные наночастицы с CE. 27 В это время более высокое напряжение требуется для выхода электронов из ловушек нанокомпозита. Комбинированный эффект двух эффектов значительно увеличивает громкость удельное сопротивление нанокомпозита. Такое высокое сопротивление или низкое электрическое проводимость указывает на то, что джоулево тепло, генерируемое CE на основе нанокомпозит чрезвычайно низок, что позволяет избежать термоэлектрических авария. 49,50

Удельное объемное сопротивление (черная линия), диэлектрик постоянная (синяя линия), и диэлектрические потери (красная линия) мкм -ABA-SiO 2 / CE нанокомпозитов с различным массовым процентом.

Джоулевое тепло, выделяемое током утечки изоляционного материала. материал становится основной причиной диэлектрических потерь. Текущий текущий через полимер преобразует часть электронной кинетической энергии в джоулев тепло, которое тесно связано с удельным объемным сопротивлением.Как показано на, диэлектрические потери имеют отрицательную корреляцию с изменением тренд объемного удельного сопротивления. Чем больше удельное объемное сопротивление нанокомпозита на основе СЕ, тем меньше соответствующая утечка ток, который может протекать через матрицу и относительно низкий диэлектрический потеря. Когда массовая доля m -ABA-SiO 2 составляет 3 мас.%, Минимальные диэлектрические потери составляют 0,0028, что на 12% ниже. чем у чистого CE. Короче говоря, диэлектрические потери сохраняются на уровне очень низкое значение, что способствует улучшению изоляционных свойств нанокомпозитов на основе КЭ. 48

Как показано в Таблице S1, по сравнению с другие нанонаполнители, такие как TiO 2 , MgO и Al 2 O 3 , диэлектрическая проницаемость SiO 2 составляет 3,9, поэтому он имеет более высокий коэффициент диэлектрического соответствия с чистым CE (диэлектрический постоянное значение около 3,0). показывает, что когда массовая доля наночастиц m -ABA-SiO 2 составляет 3 мас.%, диэлектрическая постоянная СЕ достигает максимума 3,5. Это можно отнести к Дело в том, что диэлектрическая проницаемость диоксида кремния немного больше чем матрица хоста в первую очередь.В дополнение массовая доля м -ABA-SiO 2 увеличивается и удельная поверхность увеличивается, что приводит к увеличению в интерфейсе и поляризации. При дисперсии м -ABA-SiO 2 наночастиц в КЭ продолжает увеличиваться до 5 мас.% диэлектрическая проницаемость имеет тенденцию к снижению. Согласно механизму модели потенциального барьера разница в интерфейсные характеристики и содержание нанонаполнителей приводит к уменьшение диэлектрической проницаемости и ее изменение трендовой модели аналогичен описанным в литературе нанокомпозитам на основе полимеров. исследования. 51-53

Когда наполнитель находится на наноуровне, диэлектрик характеристики в основном подвержены влиянию интерфейса. 54,55 Увеличение диэлектрической проницаемости указывает на то, что добавка м -ABA-SiO 2 наночастиц вводит больше интерфейсных эффектов. Доказано, что межфазное взаимодействие между наночастицами и CE может эффективно увеличить разрушение напряжение СЕ. На рисунке S10 показан Распределение Вейбулла измеренных сопротивлений разрушению KH-550-SiO 2 / CE (KH-550, модифицированный силановым связующим агентом nano-SiO 2 ).Можно заметить, что когда массовая доля модифицированного нано-SiO 2 составляет 3 мас.%, Достигается максимальное значение 47 кВ / мм, что на 24,8% больше, чем у чистого CE. Это показывает что нанокремнезем играет положительную роль в увеличении количества CE на основе напряженность поля пробоя нанокомпозитов.

Тогда напряжение стабилизатор м -ABA силановая муфта агент фиксируется на наночастицах SiO 2 с помощью KH-550 для получения мкм -ABA-SiO 2 -функционализированных наночастиц, которые легированы в CE.Было обнаружено, что по сравнению с нанокомпозитом KH-550-SiO 2 / CE, напряжение пробоя нанокомпозита m -ABA-SiO 2 / CE было дополнительно улучшено до 53 кВ / мм, что на 40,8% выше, чем у чистого CE, как показано на. Когда содержание наночастиц достигает 5 мас.%, электрическая прочность на пробой уменьшается. Добавление избыточного количества наночастиц приведет к снижение прочности на разрыв, потому что они будут агломерировать в нанокомпозитах на основе КЭ и вносить больше дефектов, разрушая базовая структура CE.Это доказывает, что после стабилизатора напряжения закреплен на поверхности нано-SiO 2 , он может играть активную роль в повышении напряжения пробоя. В Таблице S2 увеличение прочности на пробой, упомянутое в этой работе и отчет сравниваются. Видно, что при диспергировании наполнитель - наночастицы SiO 2 , по сравнению с другой поверхностью модификаторы усиления стабилизатора напряжения м -АБА по прочности матрицы находится на более высоком уровне.В итоге, по сравнению с описанными нанокомпозитными материалами, m -ABA-SiO 2 демонстрирует более высокое повышение прочности на пробой CE. Это доказывает, что m -ABA положительно влияет на повышение напряженности поля пробоя КЭ.

Электрический пробой производительность м -ABA-SiO 2 / CE нанокомпозитов. (а) Распределение Вейбулла измеренного пробоя сильные стороны нанокомпозитов. Сплошные линии относятся к фитингу. результаты с использованием двухпараметрической функции распределения Вейбулла (см. экспериментальный раздел).(b) Влияние m -ABA-SiO 2 с различными массовыми процентами на CE на основе напряженность поля пробоя нанокомпозитов ( E b ).

Увеличение пробоя напряжение нанокомпозитов на основе КЭ можно отнести к коллективному синергетическому эффекту наночастиц SiO 2 и стабилизатора напряжения m -ABA. Эффект меньшего размера мкм -ABA-SiO 2 наночастиц образует специальный интерфейс с CE, тем самым создавая глубокие ловушки в СЕ. 56−58 Электроны захватываются глубокими ловушками, ослабляя кинетическая энергия, тем самым уменьшая возможность пробоя. 59,60 На рисунке S11 показаны результаты термического ток стимулированной деполяризации (TSDC) нанокомпозита мкм -ABA-SiO 2 / CE. Температура и интенсивность пика TSDC можно коррелировать с глубиной и плотностью ловушки заряда соответственно. Можно заметить, что нанокомпозит m -ABA-SiO 2 / CE имеет пик TSDC при более высоком температура (выше 125 ° C), что соответствует более высокой ловушке глубина.Можно сделать вывод, что композитный материал имеет более низкую заряд мобильности. Кроме того, температура около 95 ° C соответствует на меньшую глубину ловушки, и пик нанокомпозита м -ABA-SiO 2 / CE здесь неочевиден, что означает, что уменьшена плотность мелких ловушек. По мере увеличения массового процента наночастиц m -ABA-SiO 2 ток интенсивность (соответствующая плотности ловушки) сначала увеличивается и затем уменьшается, что также влияет на миграцию носителей.Этот результат согласуется с указанным объемным удельным сопротивлением и результаты пробивной прочности напряжения (Рисунок S11). Это доказывает, что КЭ, легированный наночастицами m -ABA-SiO 2 , действительно создает глубокие ловушки для уменьшения миграции. носителей и улучшить характеристики электрического пробоя CE до в определенной степени. Успешное внедрение наночастиц m -ABA-SiO 2 обеспечивает эффективный метод для повышение напряженности поля пробоя высоковольтной изоляции материалы.

Экспериментальная часть

Готовое сырье

3,4-эпоксициклогексилметил-3,4-эпоксициклогексанкарбоксилат (CE, эпоксидное число 0,74–0,80), метил-5-норборнен-2,3-дикарбоновая кислота. ангидрид (MNA, 95%) использовался в качестве отвердителя, а трис (диметиламинометил) фенол (ДМП-30, 95%) использовался в качестве ускорителя. Колючий нано-SiO 2 (20 нм, 99%) был приобретен у Aladdin Reagent. γ-аминопропил были получены триэтоксисилан (KH-550, 99%) и толуол аналитической чистоты и m -аминобензойная кислота ( m -ABA, 99%) компании Sinopharm Chemical Reagent.

Синтез

m -ABA-привитый Nano-SiO 2

Первый, стехиометрический количества KH-550 и m -ABA используются для получения модифицированного аминосиланом m -ABA через жидкофазную реакцию. 0,01 моль м -ABA был взяты и перемешаны в 20 мл раствора толуола. После полного растворения К смешанному раствору по каплям добавляли 0,01 моль KH-550 и перемешивали. при 75 ° C в течение 3 часов для завершения реакции амидирования. Далее нано-SiO 2 частиц диспергировали в толуоле и добавляли к вышеуказанному решению.Наконец, по каплям добавляли 2 мл воды и перемешивали в течение ночи при 75 ° C. Полученный продукт неоднократно подвергался промывали этанолом и водой, а затем сушили при 60 ° C. Этот способ произвел м нано-SiO с привитым -ABA 2 , а именно м -ABA-SiO 2 .

Синтез CE

Установлено массовое отношение CE к MNA. до 1: 1,2; дозировка ДМП-30 составляет 5 мас.% от массы КЭ. 34 Затем три жидкости равномерно смешиваются пропорционально путем механического перемешивания и ультразвука.После уборки пылесосом смешанный раствор прекурсора отливают в форму, предварительно нагретую до 100 ° C. и температура постепенно повышается. Сначала его нагревали на 100 ° C в течение 2 часов, затем нагревают до 150 ° C в течение 4 часов, а затем нагревание при 180 ° C в течение 2 часов 35 Наконец, образец был получен после охлаждения до комнатной температуры.

Приготовление

м -ABA-SiO 2 / CE Нанокомпозиты

Для нанокомпозитов CE различные массовые проценты (0, 1, 3 и 5 мас.%) м. -ABA-SiO 2 . CE путем перемешивания и обработки ультразвуком до образования гомогенной суспензии при комнатная температура.Затем к суспензии добавляли MNA и DMP-30. Затем к суспензии по очереди добавляли MNA и DMP-30. После уборки пылесосом суспензия была отлита на форму и отверждена по температурной программе. Для сравнения: нанокомпозит SiO 2 / CE, модифицированный силаном, КН-550 с соответствующим тем же количеством наполнения, что и контрольный следуя тем же шагам, что и выше.

Характеристика

Наночастицы, КЭ и нанокомпозит материалы были измерены с помощью ИК-Фурье спектрометрии (Nicolet 8700) чтобы предоставить достаточно информации о функциональных группах.Поверхность морфологию наблюдали с помощью сканирующего электронного микроскопа (Gemini SEM 500, Carl Zeiss Microscopy Ltd.). Морфология и соответствующие изображение элементарного картирования с помощью энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS) нанокомпозитов на основе СЕ были измерены с помощью SEM. Морфология Наночастицы характеризовали с помощью ТЕМ (JEOL JEM-ARM200F). Для ТЕА измерения, нано-SiO 2 был диспергирован в растворе этанола в отдельности. Одна капля дисперсионного раствора капала на ультратонкая медная сетка для обеспечения отличного контраста между фоном.Дифференциальный сканирующий калориметр (DSC Q2000) использовался для контроля условия отверждения и определить условия реакции для полного лечение. Температуру термического разложения можно получить с помощью TG кривые. Кривые ТГ нанокомпозитов на основе КЭ измеряли методом синхронный термический анализатор (SDT650), а температура повышена от 20 до 800 ° C при скорости нагрева 10 ° C / мин. DMA Тест проводился на анализаторе DMA Q800. Для измерения прямого доступа к памяти образцы нанокомпозита нагревали и охлаждали от 30 до 250 ° C. при скорости изменения температуры 5 ° C / мин.Прочность на разрыв характеризуется многофункциональным электронным универсальным устройством Instron9657. машина для испытания механических свойств материала, которая растягивается на скорость 2 мм / мин при комнатной температуре. Согласно GB / T1408.1-2016 стандарт испытаний, платформа для испытаний на разрушение образцов, отвержденных эпоксидной смолой был построен. Регулируемый диапазон амплитуды напряжения промышленной частоты испытательного трансформатора 0–50 кВ. Электрод имеет электрод шарик-шарик, изготовленный из нержавеющей стали с два одинаковых шариковых электрода диаметром 20 мм.Характеристика Пробивную прочность нанокомпозитов можно описать двухпараметрическим Функция распределения Вейбулла выглядит следующим образом:

1

, где F ( E i ) - вероятность отказа при выходе из строя. Напряжение меньше или равно E i и β - модуль Вейбулла для оценки ширины распределения. E i - измеренная прочность на пробой каждый раз и сортируется от самого маленького до самого большого.В то же время E b и β являются подгоночными параметрами. Подходящие параметры может быть извлечен путем линеаризации eq 1

2

Объемное сопротивление эпоксидной смолы Нанокомпозиты были измерены Keithley6517 при комнатной температуре. В диэлектрическая проницаемость и тангенс угла потерь измерялись измерителем LCR. (Agilent 4294A) с сигналом 0,5 В переменного тока с частотой 50 Гц. Плотность и глубина ловушек в нанокомпозитах характеризуются TSDC. Во-первых, образец нагревается до 70 ° C, а затем электрическое поле постоянного тока (3 кВ / мм) наносится в изотермических условиях в течение 20 мин.Затем образец был охлаждают до −50 ° C, пока еще остается электрическое поле. Наконец, измеряя ток деполяризации амперметром, образец закоротил и линейно нагрел до 180 ° C. при 3 ° C / мин. Чтобы обеспечить воспроизводимость экспериментальных результатов, было подтверждено, что процесс подготовки материала осуществляется в тех же условиях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *