Стабилизаторы переменного напряжения   обычно применяются  при отклонении  напряжения  электрической  сети  более ,  чем  на   +10%  от нормы.  Современная  электронная техника , как правило, имеет импульсные блоки питания и стабилизаторы не нужны ,  а  холодильники , микроволновые печи , кондиционеры ,  насосы и  т.д.  нуждаются  в  стабильном  напряжении.   В настоящее время   чаще всего  применяются   стабилизаторы трёх типов :  электромеханические ,  на основе регулируемого  автотрансформатора с  управляемым  электроприводом  ,  релейно- трансформаторные ,  на  основе  мощного трансформатора с  несколькими  отводами первичной  обмотки  и  коммутаторами  вольтодобавки  на  электромагнитных  реле , симисторах, тиристорах  или мощных ключевых транзисторах  а  также  электронные.   Феррорезонансные  стабилизаторы  из-за  многочисленных недостатков в настоящее время практически не применяются.

        Электронные стабилизаторы  небольшой мощности ( до 100 Вт)  и высокой стабильности  обычно строят по схеме  упрощённого УНЧ  с  достаточно большим запасом по уровню питающих напряжений и мощности,   на вход  которого  через  электронный  регулятор  напряжения подаётся синусоидальный сигнал от вспомогательного генератора   50 Гц  или   от понижающей  обмотки силового трансформатора.  Выход усилителя нагружен на повышающий  до 220 В  трансформатор.   Система охватывается  инерционной  отрицательной  обратной  связью   по выходному  напряжению, что обеспечивает  стабильное , неискажённое выходное напряжение .  Для  получения  мощности в  несколько сотен  Ватт   применяют иные методы,  чаще  всего чаще  используют   мощные  преобразователи   постоянного  тока  в  переменный   с  использованием   нового класса  полупроводников  -  IGBT  транзисторов.  Эти транзисторы  в  ключевом режиме  способны  пропускать ток  в  сотни Ампер , а  максимально допустимое  напряжение  превышает 1000 В.    Для управления  транзисторами применяют  специальные  микроконтроллеры  векторного управления.   На  затворы транзисторов с  частотой  несколько килогерц   подаются  импульсы  переменной  ширины,  которые  изменяются  по  программе,  заложенной  в  микроконтроллер.   Выход такого преобразователя  нагружен на трансформатор.  Ток  в  цепи обмотки трансформатора  изменяется  по синусоидальному  закону,   в то время ,    как  напряжение  имеет  форму   прямоугольных  импульсов   разной  ширины.  Такая  схема  применяется  в мощных  источниках  бесперебойного  питания,  используемых  для  питания  компьютеров.   Схемы  этих устройств  очень  сложны  и   практически недоступны  для  самостоятельного повторения.   В  данном  разделе  будут рассмотрены   только  наиболее  простые  для  повторения  конструкции

1.  Электромеханические  стабилизаторы .

             Основу  стабилизатора   составляет  бытовой  регулируемый  автотрансформатор  или  лабораторный  ЛАТР.  Рукоятку управления  автотрансформатора удаляют ,  а на корпусе  соосно  закрепляют   небольшой  реверсивный  двигатель с  редуктором , усилие  вращения  которого должно быть достаточным  для  механического  поворота   бегунка автотрансформатора.  Вал  редуктора  должен вращаться  со  скоростью  примерно  1 оборот за  8  - 30 сек .  Для большинства  бытовых автотрансформаторов  подходит  двигатель  РД-09 ,  который  часто применялся   в  старых  самопишущих приборах.  Управление  двигателем  осуществляется  с помощью  электронной  схемы, располагаемой  рядом.   При  отклонении  величины  сетевого  напряжения   на  +- 10 В  подаётся команда  на  электродвигатель , который  поворачивает бегунок  регулируемого  автотрансформатора   до  момента  достижения напряжения  220 В.  Схемы  таких  устройств  приведены  ниже :

     Электромеханический  стабилизатор  с  использованием  логических  КМОП  микросхем  и  релейным  управлением   электроприводом

     Электромеханический стабилизатор с бесконтактным управлением сервоприводом переменного тока

     Электромеханический стабилизатор с операционным усилителем.

     Электромеханический стабилизатор с симисторным управлением сервоприводом и точной настройкой порогов

     Электромеханический стабилизатор с точной настройкой порогов и релейным управление серводвигателем

         Достоинство  описанного способа  -  простота  схем  и  высокая  точность поддержания  выходного напряжения.  Недостатки : невысокая   надёжность  из - за  наличия  вращающихся и трущихся  элементов,   невысокая  максимально допустимая  мощность  нагрузки ( обычно не более 250 ...  500 Вт) ,  дефицитность в настоящее  время   регулируемых автотрансформаторов  и  подходящих  электродвигателей.

      2.  Релейно - трансформаторные  стабилизаторы 

           Релейно - трансформаторные  стабилизаторы  являются  наиболее  распространёнными  ввиду   простоты  изготовления,  отсутствия  дефицитных  элементов  и  простоты  достижения  большой  выходной  мощности (  в  несколько  киловатт ) .  Максимальная выходная  мощность стабилизатора  значительно превышает  мощность  силового трансформатора .  При  выборе мощности  трансформатора   учитывают  минимально возможное  напряжение  в  электрической  сети.    Если , например,   минимальное  напряжение  сети   не  менее  180 В,  то от трансформатора  требуется  вольтодобавка  40 В  , т.е    в  5,5  раз  меньше  напряжения сети .  Во  столько же  раз   выходная  мощность стабилизатора будет  больше  мощности силового трансформатора  (  без  учёта  КПД трансформатора   и  максимально  допустимого тока  через  коммутационные  элементы ).    Количество  ступеней   регулирования  напряжения   обычно   не  превышает  3 ... 6,   что  обеспечивает  достаточную  точность  поддержания  выходного  напряжения .  При  расчёте  числа  витков  обмоток  трансформатора   для  каждой  ступени  напряжение  электрической  сети  принимается  равным  напряжению  срабатывания  коммутационного  элемента .  Обычно в  качестве  коммутаторов  применяют  электромагнитные реле  - схема  получается  достаточно  простой   и  доступной  для  повторения.  Недостаток - переключение   реле  сопровождается   появлением   дуги ,  которая  разрушает  контакты .    В  более  сложных  схемах  с  применением  цифровых   элементов  переключение  реле  производится  в  момент  перехода  сетевой  полуволны  через  ноль  ,  что  исключает появление искры, правда реле должны быть очень быстродействующими , или включение должно производиться на спаде предыдущей полуволны.    При  использовании  в  качестве  коммутаторов  симисторов  ,  тиристоров  или  высоковольтных ключевых  транзисторов  схема  получается  более  надёжной ,  но  гораздо  сложнее   из-за  необходимости  гальванической  развязки   между  управляющими  электродами  и   схемой  управления.  Требуется  применение  оптронных  элементов  или  разделительных  импульсных  трансформаторов .  Ниже  приведены   принципиальные  схемы  нескольких  релейно - трансформаторных  стабилизаторов ,  разработанных автором  странички  в  разное  время :  

        Релейно - трансформаторный  стабилизатор  с использованием  счетверённого компаратора и  коммутацией  обмоток трансформатора  с  помощью  электромагнитных  реле

         Мощный  релейно - трансформаторный стабилизатор  и  использованием   реле  с  большим током срабатывания

        Цифровой  релейно - трансформаторный   стабилизатор  с  коммутацией  на  электромагнитных  реле

        Цифровой  релейно - трансформаторный   стабилизатор  с  коммутацией  на  электромагнитных  реле и улучшенными характеристиками

        Цифровой  релейно - трансформаторный   стабилизатор  с  коммутацией  на  электромагнитных  реле для питания холодильников . Обеспечивает задержку включения нагрузки при кратковременном пропадании сетевого напряжения , а также отключение нагрузки при увеличении сетевого напряжения свыше 260 В