Электромеханический стабилизатор напряжения представляет собой вольтодобавочный трансформатор с поворотным щеточным механизмом, который управляется специальным контроллером с помощью сервопривода. Регулировка выходного напряжения осуществляется за счет перемещения токосъемной щетки по контактной поверхности трансформатора, при этом плавно изменяется коэффициент трансформации (понижается или повышается). При отклонении выходного напряжения от заданных значений, контроллер перемещает щеточный узел и корректирует выходное напряжение.

Общая схема электромеханических стабилизаторов напряжения показана на рисунке. В некоторых моделях регулировка осуществляется на первичной обмотке трансформатора.

Так как токосъемная щетка перемещается по трансформатору механически, то изменение коэффициента трансформации происходит плавно, поэтому выходное напряжение тоже изменяется ПЛАВНО. Если построить схематичный график изменения входного и выходного напряжения, то получится следующая картина.

Красная линия отображает изменение входного напряжения (то есть напряжения в сети), а зеленая линия показывает изменение напряжения на выходе стабилизатора. Как видно из графика выходное напряжение тоже изменяется, но в более узком диапазоне - ±3% (от 220 вольт).

Достоинства и недостатки электромеханических стабилизаторов

Это тип стабилизаторов напряжения обладает целым рядом достоинств:

• - Высокая точность стабилизации напряжения (±3%), позволяет использовать эти стабилизаторы для питания высокоточной и чувствительной к входному напряжению аппаратуре. Поэтому их используют для защиты медицинского оборудования, контрольно-измерительной аппаратуры и высокоточного производственного оборудования.
• - Плавная регулировка выходного напряжения. Благодаря этому в моменты регулирования не возникает резкого изменения яркости ламп освещения (как в случае с релейными стабилизаторами), и не возникает электрических помех.
• - Широкий диапазон входного напряжения от 150 до 250 В. Это конечно не самый широкий диапазон, но в большинстве случаев этого вполне достаточно.
• - Высокая перегрузочная способность, до 200% в течение нескольких секунд.
• - Не искажает выходное напряжение, сохраняя высокое качество синусоидального сигнала.
• - Относительно низкая цена. Среди всех типов стабилизаторов напряжения дешевле электромеханических только релейные.

У электромеханических стабилизаторов напряжения есть и недостатки:

• - Относительно низкое быстродействие. Скорость реакции определяется скоростью работы сервопривода поворотного контакта и составляет от 10 до 40 В/сек. Стабилизаторы с двумя щеточными контактами срабатывают в два раз быстрее, но и стоят они дороже.
• - Наличие механического контакта ограничивает условия эксплуатации. Электромеханические стабилизаторы напряжения можно эксплуатировать при температуре не ниже минус 5 °C и влажности воздуха не более 80%. Это условия сухого отапливаемого помещения.
• - Подвижные части механизма регулировки напряжения несколько снижают общую надежность стабилизатора. Через 3-5 лет эксплуатации потребуется замена щеток, а через 5-10 лет замена сервопривода.
• - Шум. Во время регулирования сервопривод создает характерный шум громкостью до 30 дБ. Днем такой шум не заметен, но в ночное время может мешать отдыху.