Стабилизатор напряжения виды

Активное использование электроприборов во всех сферах деятельности делает актуальной проблему обеспечения качества потребляемой электроэнергии.

Существующие особо ответственные потребители, сети с пониженным напряжением требуют автоматического поддержания уровня питающего напряжения в строго определенных границах.

типы стабилизаторов напряжения

Проблему качества поставляемой электроэнергии, соблюдение необходимых параметров выходного напряжения эффективнее всего, по сравнению с другими средствами, могут решить сетевые стабилизаторы.

Примененные технические решения позволяют классифицировать стабилизаторы по основным типам:

  • — релейные;
  • — симисторные;
  • — сервоприводные (электромеханические);
  • — феррорезонансные.

Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. При подборе стабилизатора надо учитывать их основные характеристики – важны скорость реакции на колебания напряжения на входе, возможность плавного изменения или ступенчатая регулировка напряжения на входе, расчетный срок эксплуатации до возможного отказа, и естественно, стоимость оборудования.

Релейные стабилизаторы

Включают в себя автотрансформатор и силовые реле. В принцип действия заложена ступенчатая регулировка напряжения подключением определенного отвода от автотрансформатора.

Электронная схема управляет силовыми реле, которые автоматически переключают обмотки автотрансформатора.

Этот тип стабилизаторов не способен обеспечить высокой точности регулирования выходного напряжения. Повысить уровень качества стабилизации возможно только за счет усложнения конструкции автотрансформатора, но соответственно вырастет и цена оборудования.

Данный тип стабилизаторов целесообразно использовать с приборами малой мощности.

Симисторные стабилизаторы

Симисторные стабилизаторы — электронные, принцип их работы – регулировка по релейному типу. Обмотки автотрансформатора коммутируются (переключаются) электронными ключами (симисторами или тиристорами).

симисторный стабилизатор напряжения

В результате исключения механических реле повышаются скорость переключения, надежность, аппаратура работает бесшумно. Но используемый алгоритм ступенчатой регулировки не дает высокой точности. Стоимость по сравнению с релейными аналогами выше почти в 3 раза.

Сервоприводные стабилизаторы


Обеспечивают плавную регулировку выходного напряжения по принципу работы реостата. В конструкцию включен электропривод, передвигающий подвижные контакты в виде ролика или щетки электродвигателя по обмотке автотрансформатора.

При изменении входного напряжения электродвигатель по команде управляющей электроники перемещает контакт в необходимое положение на обмотке, что позволяет изменять напряжение на выходе плавно.

Применение сервоприводных регуляторов напряжения ограничивается сетями без быстрых скачков напряжения.

electricvdome.ru

Общая классификация стабилизаторов сетевого напряжения по принципам действия

Существует следующая классификация стабилизаторов напряжения по принципам работы:

  1. ступенчатые стабилизаторы напряжения релейного типа
  2. стабилизаторы напряжения электромеханического типа
  3. стабилизаторы напряжения электронного (симисторного и тиристорного) типа
  4. феррорезонансные стабилизаторы
  5. инверторные стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием энергии.

Наибольшую популярность в настоящее время имеют релейные, электромеханические и электронные стабилизаторы сетевого напряжения.

Стабилизаторы напряжения релейного типа

Наибольшую популярность в настоящее время получили стабилизаторы напряжения релейного типа.

Основной принцип работы релейного стабилизатора — ступенчатая коммутация необходимого числа обмоток трансформатора посредством включения силового реле.

Количество ступеней регулирования напряжения определяется числом установленных силовых реле. Управление коммутацией осуществляется по аналоговой или цифровой микропроцессорной технологии.

фото стабилизаторов релейного типа

Преимущества и недостатки стабилизаторов напряжения релейного типа

К преимуществам релейных стабилизаторов напряжения можно отнести: большую скорость срабатывания устройства:

  • большой диапазон допустимых входных напряжений;
  • возможность работы при условии отсутствия нагрузки;
  • стабилизаторы релейного типа не вносят искажений в форму графика напряжения;
  • высокий уровень полезного действия;
  • высокую перегрузочную способность стабилизатора;
  • способность эффективной работы стабилизатора сетевого напряжения в условиях высоких реактивных токов;
  • высокую надёжность работы, длительный срок эксплуатации.

К недостаткам релейных стабилизаторов напряжения можно отнести:

  • ступенчатый вид сглаживания напряжения;
  • наличие шумов срабатывания реле;
  • генерирование электрических помех (в случае использования в конструкции стабилизатора некачественных силовых реле).

Стабилизаторы напряжения электромеханического типа

Большую популярность в настоящее время имеют и стабилизаторы напряжения электромеханического типа. Такая популярность объясняется более низкой ценой таких устройств при достаточно высокой мощности.

Принцип работы электромеханического стабилизатора напряжения основан на коммутации необходимого числа обмоток трансформатора путем механического перемещения токосъемника. Перемещение токосъемника осуществляется от сервоприводного мотора. В качестве токосъемника используются графитовые щетки или щетки со специальным напылением.

Стабилизаторы электромеханического типа

 

Преимущества и недостатки стабилизаторов напряжения электромеханического типа

К преимуществам электромеханических стабилизаторов напряжения можно отнести:


  • высокую точность регулирования значения напряжения;
  • высокую перегрузочную способность стабилизатора;
  • способность эффективной работы стабилизатора сетевого напряжения в условиях высоких реактивных токов;
  • большой диапазон регулирования напряжения, возможность работы с низкими и высокими входными напряжениями.

К недостаткам электромеханических стабилизаторов напряжения можно отнести:

  • низкую скорость срабатывания стабилизатора;
  • возможность некорректного снижения или повышения напряжения в случае быстрых изменений значения входного напряжения;
  • низкая надёжность конструкции стабилизатора и маленький срок эксплуатации;
  • генерирование электрических помех при перемещении подвижного контакта по обмоткам трансформатора;
  • наличие искрения, невозможность использования в опасных средах;
  • высокая аварийность работы стабилизатора напряжения.

Стабилизаторы напряжения симисторного или тиристорного типа

В настоящее время набирают популярность электронные стабилизаторы симисторного и тиристорного типа.

Основной принцип работы симисторных или тиристорных стабилизаторов заключается в ступенчатом переключении обмоток трансформатора посредством электронных ключей. В качестве электронных ключей могут быть использованы силовые симисторы или тиристоры.

фото и конструкция электронных тиристорных и симисторных стабилизаторов

 


Преимущества и недостатки стабилизаторов напряжения симисторного и тиристорного типа

К преимуществам электронных (семисторных и тиристорных) стабилизаторов сетевого напряжения можно отнести:

  • высокую скорость стабилизирования напряжения;
  • высокую степень защиты нагрузки от внешних электрических помех;
  • большой диапазон регулирования напряжения, возможность работы с низкими и высокими входными напряжениями;
  • высокую способность работы в условиях высоких реактивных токов (при качественной защите электронных ключей);
  • отсутствие электрических помех при работе устройства;
  • высокую надёжность устройства и длительный срок эксплуатации.

К недостаткам электронных стабилизаторов напряжения можно отнести:

  • низкую способность работы в условиях высоких реактивных токов (при низкой защите электронных ключей);
  • высокую стоимость изделия;
  • сложность в проведении ремонтных работ.

Стабилизаторы напряжения инверторного типа

В настоящее время имеют малое распространение стабилизаторы напряжения инверторного типа. Однако технические характеристики таких устройств достаточно уникальны.


Принцип работы инверторного стабилизатора напряжения основан на двойном преобразовании энергии. Входное напряжение на первом этапе преобразуется в постоянный ток и накапливается в промежуточных ёмкостях, на втором этапе постоянный ток преобразуется в переменный со стабилизированным напряжением и стабилизированной частотой тока.

фото и конструкция инверторных стабилизаторов

 

Преимущества и недостатки стабилизаторов напряжения инверторного типа

К преимуществам инверторных стабилизаторов напряжения можно отнести:

  • высокую точность регулирования значения напряжения;
  • высокую скорость регулирования напряжения;
  • большой диапазон регулирования напряжения, возможность работы с очень низкими и высокими входными напряжениями;
  • возможность стабилизирования частоты выходного сигнала;
  • возможность работы без нагрузки;
  • эффективное подавление любых импульсных и частотных помех;
  • формирование правильного синусоидального выходного сигнала.

К недостаткам инверторных стабилизаторов напряжения можно отнести:

  • низкий коэффициент полезного действия;
  • высокую стоимость изделия;
  • сложность в проведении ремонтных работ.

Стабилизаторы напряжения феррорезонансного типа

Стабилизаторы напряжения феррорезонансного или ферромагнитного типа были широко распространены двадцать, тридцать лет назад, в настоящее время такие устройства практически не производятся.

Основной принцип работы феррорезонансного стабилизатора напряжения основан на эффекте резонанса напряжения в электрическом контуре, состоящем из трансформатора и конденсатора.

Феррорезонансный стабилизатор напряжения включает в себя два дросселя и конденсатор. Один дроссель имеет насыщенный магнитный сердечник, а второй дроссель не имеет насыщенного сердечника. Путем подбора характеристик этих дросселей и конденсатора можно изменять соотношение входящего и выходящего напряжения. Данное устройство имеет достаточно высокую стоимость из-за использования дорогих металлоемких комплектующих.

фото и конструкция феррорезонасных стабилизаторов напряжения

 

Преимущества и недостатки стабилизаторов напряжения феррорезонансного типа

К преимуществам феррорезонансных и ферромагнитных стабилизаторов можно отнести:

  • высокую скорость срабатывания, высокую скорость стабилизирования напряжения;
  • длительный срок эксплуатации;
  • широкий диапазон допустимого входного напряжения.

К недостаткам феррорезонансных и ферромагнитных стабилизаторов можно отнести:

  • высокую металлоёмкость и высокую стоимость устройства;
  • значительный уровень шумов в процессе работы устройства;
  • значительные искажения в форме графика напряжения выходного сигнала;
  • низкий коэффициент полезного действия стабилизатора;
  • существенные потери энергии на нагрев устройства;
  • недопустимость включения без полезной нагрузки;
  • низкая перегрузочная способность.

Выбор необходимого типа стабилизатора напряжения

Выбор типа стабилизатора определяется следующими критериями:

  • качество действующего сетевого электропитания;
  • требования электрических потребителей к качеству электропитания;
  • показатели надёжности стабилизаторов напряжения данного типа;
  • стоимость приобретения данного оборудования;
  • срок эксплуатации прибора.

Ниже приводим небольшой видеоролик об особенностях стабилизаторов напряжения различного типа.

 

Основные преимущества и недостатки стабилизаторов сетевого напряжения сведены в общую таблицу.

Таблица параметров работы стабилизаторов напряжения различных типов


При выборе типа стабилизатора напряжения необходимо подробно изучить параметры существующего сетевого электропитания, изучить требования подключаемых электрических приборов и оборудования, использовать лучшую комбинацию свойств стабилизаторов различных типов.

 

Читайте также по теме

  • Причины низкого напряжения в сети
  • Стабилизатор напряжения SKAT ST 12345, 12 кВт — 12 аргументов
  • Таблицы мощности бытовых тепловых электрических приборов
  • Несколько советов по стабилизаторам

Товары из статьи

  • Стабилизаторы напряжения

bast.ru

Особенности однофазного стабилизатора

Стабилизатор напряжения, работающий в однофазной сети, применяется для коррекции напряжения при изменениях его в определённых пределах. В однофазной сети энергоснабжения используется только два провода, один из которых фаза, а второй – ноль, поэтому электрические схемы стабилизаторов достаточно просты.

Схема контроля постоянно фиксирует уровень напряжения сети и в случае отклонения подаёт команду на исполнительный механизм, который увеличивает или уменьшает его величину. В результате работы стабилизирующего устройства на выходе возникает напряжение, подходящее для корректной работы потребителей.

Чтобы на выход прибора не попадали импульсные помехи и высоковольтные короткие выбросы, все типы стабилизаторов имеют в составе схемы индуктивно-ёмкостной фильтр, подавляющий эти компоненты.

Однофазные стабилизаторы широко применяются на следующих объектах:

  • Жилые квартиры;
  • Частные загородные дома;
  • Медицинские учреждения;
  • Системы связи и телекоммуникаций;
  • Офисы;
  • Небольшие производственные мощности.

Стабилизатор однофазного типаВ условиях больших городов энергоснабжение жилых районов почти всегда отличается хорошим качеством напряжения сети. Другое дело посёлки городского типа или загородные территории. Там напряжение сети часто бывает нестабильным, что заставляет жильцов приобретать домашние стабилизаторы напряжения. Это касается и медицинских учреждений, где для работы специальной аппаратуры требуется очень качественная сеть.

Стабильная и надёжная сеть требуется предприятиям обеспечивающим связь, системы кабельного телевидения и интернет. На небольших частных предприятиях, где используется техника, питающаяся от однофазной сети, используются выравнивающие приборы с мощностью 10-30 кВт.

Виды однофазных стабилизаторов

Промышленность выпускает модели стабилизаторов, в которых используются различные исполнительные механизмы выравнивающие напряжение сети:

  • Релейные устройства;
  • Электродинамические (сервоприводные) стабилизаторы;
  • Полупроводниковые приборы.

Во всех трёх типах стабилизаторов используется принцип изменения напряжения с помощью трансформатора.

Релейный стабилизатор состоит из следующих элементов:

  • Индуктивно-ёмкостной фильтр подавления помех;
  • Электронная плата;
  • Силовой трансформатор;
  • Электромагнитные реле;
  • Схема защиты;
  • Устройство индикации.

Релейное стабилизирующее устройство

Устройством, регулирующим напряжение, в данном приборе является силовой трансформатор, который ещё называют катушкой вольтодобавки. Напряжение сети приходит на индуктивно-ёмкостной фильтр и далее на первичную обмотку  трансформатора.

Вторичная обмотка имеет большее число витков для возможного увеличения напряжения, когда его величина снижается до минимума. Обмотка выполнена в виде отдельных секций.

Электронная плата включает в себя микроконтроллер, который оценивает величину напряжения сети. Пока его величина остаётся в допуске регламентированным государственным стандартом (220В ± 10%), потребитель получает питание непосредственно от сети. Если величина напряжения вышла из допуска происходит следующее. Контроллер определяет величину девиации напряжения и даёт команду на блок реле, которые своими контактами подключает секцию обмотки для повышения или уменьшения напряжения сети. Релейный стабилизатор является самым недорогим устройством.

Он имеет следующие недостатки:

  • Большое время переключения;
  • Искажённую синусоиду на выходе;
  • Дискретные величины напряжения, то есть низкую точность.

Электромеханический или сервоприводной стабилизатор обеспечивает регулирование напряжения за счёт скользящего контакта, который перемещается по неизолированной обмотке трансформатора. Трансформатор имеет тороидальную форму. В центре конструкции установлен серводвигатель, на роторе которого находится графитовый контакт. При отклонении напряжения сети от номинала, микроконтроллер даёт команду на поворот ротора, что позволяет увеличить или уменьшить поступающее напряжение.

Электромеханический стабилизатор

Электромеханический стабилизатор обеспечивает самую высокую точность установки. Она может достигать 2-3%. Прибор допускает большой диапазон напряжения на входе и перегрузки по мощности, которые в непродолжительном  режиме могут достигать 120%.

Вместе с тем стабилизатор с электродвигателем обладает серьёзными недостатками:

  • Самая медленная скорость реагирования на девиацию;
  • Низкая надёжность;
  • Необходимость в техническом обслуживании;
  • Постоянный шум от работающего электродвигателя.

Несмотря на недостатки, однофазные динамические стабилизаторы находят широкое применение в самых разных областях.

Стоимость полупроводниковых стабилизаторов превышает цену предыдущих моделей. Их устройство практически не отличается от конструкции релейных стабилизаторов, и в них используются те же элементы, только вместо электромагнитных реле в данных приборах применяются силовые полупроводниковые вентили. Это многослойные элементы – тиристоры и симисторы. Каждый из них имеет три электрода – анод, катод и управляющий электрод.

Стабилизатор электронного типа

Поскольку они по аналогии с диодами пропускают ток только в одном направлении, в качестве ключа в цепи переменного тока может использоваться один симистор (симметричный тиристор) или два тиристора во встречно параллельном включении, когда анод одного прибора соединён с катодом другого, а управляющие электроды объединены.

Однофазный тиристорный стабилизатор напряжения обладает высокой скоростью реагирования на изменения сетевого напряжения. Полупроводниковые приборы допускают эксплуатацию в холодных помещениях при низких температурах. Прибор очень надёжен, поскольку полупроводниковые ключи, в отличие от электромагнитных реле, не имеют подгорающих контактов и допускают до 109, то есть миллиард переключений.

Но вместе с тем прибор имеет ряд недостатков, которые ограничивают его применение:

  • Дискретная величина напряжения;
  • Аппроксимированная синусоида на выходе;
  • Негативная реакция на перегрузку.

Как и у релейного стабилизатора, величина напряжения на выходе изменяется ступенями, поэтому точность установки достаточно низкая и может достигать 6-8 %. Тиристорные ключи вносят сильные изменения в форму тока на выходе. Это может быть ступенчатая синусоида или меандр.

Формы тока

Стабилизаторы с силовыми полупроводниковыми вентилями плохо выдерживают перегрузку. В этом отношении однофазный симисторный стабилизатор напряжения гораздо хуже тиристорного устройства, поэтому приборы для коррекции напряжения на симметричных тиристорах применяются крайне редко.

Критерии выбора стабилизатора для однофазной сети

Существует ряд параметров, по которым осуществляется выбор стабилизатора напряжения:

  • Выходная мощность;
  • Скорость коррекции;
  • Точность установки;
  • Диапазон входного напряжения;
  • Функция «Байпас»;
  • Вариант исполнения.

Мощность стабилизатора можно считать самым важным параметром. Она определяет, какое количество бытовой техники может быть подключено. Ориентироваться можно на приблизительную таблицу мощности бытовой техники:

  • LCD телевизор – 100-200 W;
  • Стиральная машина – 1 500-2 500 W;
  • Холодильник – 200-300 W;
  • Персональный компьютер – 100-200 W;
  • Система отопления с циркуляционным насосом – 150-200 W;
  • Освещение – 500 W.

Сюда можно добавить электрическую плиту, если она имеется, видеонаблюдение,  охранную сигнализацию и приборы разового подключения, такие как утюг, фен, миксер, тостер и так далее. Таким образом, мощность однофазного стабилизатора для качественной работы всей бытовой техники в частном доме должна составлять не менее 5 кВт.

По скорости корректирования, лидирующее место отводится тиристорным стабилизаторам, а медленнее всего работают электродинамические устройства с сервоприводом. Их нельзя использовать при работе с техникой, которая критична даже к небольшим перерывам в электроснабжении. Но эти стабилизаторы обеспечивают высокую точность установки.

Сравнение характеристик стабилизаторов

С другой стороны стандарт отечественной сети допускает ± 10% отклонения от величины 220В, поэтому точность в 1-3% не очень и востребована. Современные стабилизаторы различных типов обеспечивают достаточно широкий диапазон напряжения на входе, поэтому отличия у отдельных моделей не слишком значительны.

Практически все модели оснащены функцией «Байпас» или обход. При напряжении сети не выходящем за пределы допуска, потребитель получает электропитание от сети напрямую, минуя стабилизатор. Большее отклонение сети определяется платой контроля, и нагрузка автоматически переключается на выход стабилизирующего устройства.

Стабилизатор от компании «Энергия

«Энергия» Voltron РСН 8 000Однофазный стабилизатор напряжения «Энергия» Voltron РСН 8 000 представляет собой  прибор, рассчитанный для работы с потребителями большой мощности.

Стабилизатор выполнен по релейной схеме с семью ступенями регулировки и обеспечивает на выходе 220 В ± 10 %. Диапазон нагрузок от 5 600 до 8 000 Вт.

Устройство выдаёт ровную синусоиду, что позволяет использовать его при работе с реактивной нагрузкой, к которой относятся асинхронные электродвигатели насосов отопления.

Скорость переключения не превышает 10 мс. Стабилизатор допускает кратковременную перегрузку до 150 %. Рабочее напряжение 105-265 В. При напряжениях  95 и 280 В, срабатывает система защиты. Данный стабилизатор однофазного типа оборудован функцией «Байпас» и сегментным светодиодным индикатором параметров. Максимальный ток нагрузки устройства составляет 36 А.

voltobzor.ru

Стабильно ли ваше напряжение?

Определить, стабильно ли напряжение в помещении очень легко. Достаточно заметить, как часто у вас мигает лампа в светильнике. Если мигание заметить практически невозможно, то всё в порядке. Если же оно присутствует, то пора задуматься о стабилизаторе. Ещё вы можете проверить напряжение в розетке самостоятельно при помощи мультеметра. При чересчур резком скачке напряжения 70-80% техники может выйти из строя. Несмотря на то, что во многих современных приборах находятся встроенные предохранители, они не справляются с такой нагрузкой.

Главные критерии выбора

Значение напряжения

Сперва вы должны определиться с тем, для какого количества приборов будет трудиться стабилизатор напряжения. Будет это, к примеру, один газовый котел отопления или целый загородный дом. Важно узнать, какие значения напряжения у вашей сети, его номинал и максимум.

Наибольшую популярность имеет однофазный (220 В) стабилизатор – обычно он используется в городских квартирах. Ещё существуют трёхфазные (380 В) приборы — они используются в цехах производства и рассчитаны на большую нагрузку. Но если стабилизатор планируется устанавливать в загородном доме, то сеть может быть и однофазная, и трёхфазная. Определить это можно несколькими способами.

  • Если жил в проводе, идущем в квартиру два или три; если на электросчетчике один мигающий светодиод; если автоматический переключатель в электрощите одно- или двухклавишный – вы пользуетесь однофазной сетью.
  • Если жил в проводе минимум четыре; если мигающих светодиодов на счетчике целых три; если автоматический переключатель в щитке трех- или четырехклавишный – вам доступна двухфазная сеть.

Типы стабилизаторов напряжения

Существует несколько разновидностей стабилизаторов. Именно от типа зависит сложность производства прибора и его конечная стоимость.

  • Релейный стабилизатор. На сегодняшний день самый популярный вид на территории РФ, вопреки своей небольшой цене. Можно отнести к классу автоматических трансформаторных стабилизаторов. Благодаря электромеханическим силовым реле, путем ступенчатого регулирования сети, он переключает обмотку автотрансформатора. увеличение или уменьшение напряжения на выходе в таком приборе происходит синхронно напряжению на входе. Одной из главных заслуг такого устройства является высокий темп стабилизации напряжения (порядка 20 мс).
  • Ступенчатый стабилизатор напряжения почти аналогичен релейному. В нём переход трансформатора происходит с помощью тиристоров и симисторов. Вот именно поэтому на устройства такого типа распространяется большая гарантия от производителей — до 10 лет. Ещё этому способствует отсутствие механических делалей и, соответственно, износа.
  • Электромеханический стабилизатор представляет собой вольтодобавочный трансформатор. Регулировка происходит с помощью поворотного щеточного контакта. Параметры щеточного узла определяют технические характеристики устройства – такие, как скорость обработки, провалы и всплески в напряжении. Однофазные электромеханические стабилизаторы для дома представляют собой, как правило, однощеточный узел, мощностью три тысячи вольт-ампер. Стабилизаторы из двух щеток из-за высокой стоимости не очень популярны. Периодически щетки придётся менять, а заодно чистить сам трансформатор, однако в домашних условиях это сделать не очень сложно. При относительно небольшой стоимости электромеханические приборы показывают высокую точность стабилизации и плавную регулировку напряжения. Приемлемо применение в тех условиях, когда напряжение меняется периодически и в одностороннем порядке. Идеальны для подключения к персональным компьютерам, бытовой, офисной технике. Такие стабилизаторы нельзя подключать к сварочным аппаратам, так как их конструкция не позволяет среагировать на чрезвычайно быстрые скачки в электросети. Соотношение цены и качества — самое лучшее. 
  • Более надёжными считаются электродинамические стабилизаторы — одна из разновидностей электромеханических. Вместо щеток в них встраиваются ролики, за счёт чего их износ почти исключён. Однако вместе с надежностью возросла и цена.
  • Относительно недавно был представлен ещё один тип стабилизаторов — гибридный или, как его ещё называют, комбинированный. Отличие состоит в том, что в дополнение к электромеханике добавлена релейная часть. Она начинает свою работу тогда, когда напряжение в сети падает или поднимается до аномальных значений. К примеру, если напряжение в сети "плавает" в диапазоне от 144 до 256 В, то гибридный стабилизатор работает аналогично электромеханическому. Но стоит напряжению выйти за эти значения в пределы 105-280 В, как гибридное устройство возвращает его в нормальное состояние с погрешностью ±10%.
  • Стабилизаторы двойного преобразования — достаточно дорогостоящие устройства, но в них есть ряд очень привлекательных возможностей. Такие стабилизаторы необходимо использовать совместно с высокочувствительными устройствами, мощность которых колеблется от 1 до 30 кВт. Обладают быстрым подключением, во время работы почти не шумят. Имеют на выходе широкий диапазон напряжения и минимальную погрешность. Работа такого устройства зависит от существующей нагрузки на электрооборудование. Нижний диапазон напряжения растет с 118 В до 160 В, когда нагрузки на электрооборудование поднимаются на 50% или 70% соответственно.
  • Новая линейка в списке стабилизаторов — это приборы с широтно-импульсной модуляцией. Принцип их работы состоит в регулировании напряжения вышеназванной модуляцией. То есть, аналоговые фильтры, находящиеся на входе и выходе сети в устройстве, стабильно выравнивают все помехи в сети. Очень быстродейственный, точность корректировки — не ниже 99%. Такой стабилизатор помогает при сильных скачках электроэнергии, например, при сварочных работах. Как правило, такие устройства имеют небольшой размер и минимальную массу. Объясняется это тем, что тяжелые и крупные трансформаторы в них отсутствуют. Но и цена на них не маленькая. Без недостатков не обошлось — верхний порог на входе стабилизатора не превышает 245 В.
  • Электромагнитный стабилизатор напряжения – это тот, регулировка напряжения на выходе которого происходит за счет регулирования магнитных потоков. Подмагничивание происходит за счет полупроводникового регулятора. Данный вид имеет много недостатков – таких, как гул при работе, узкий диапазон напряжения на входе, высокая чувствительность при переходе на частоты сети в 50 Гц.

Что надо знать

Едва ли не первым делом вам нужно определиться с типом подключения стабилизатора. Вы можете подключить его сразу к сети у электрощита, дабы обезопасить всю технику. Либо возможно стационарное подключение домашнюю технику непосредственно к стабилизатору – прибор же просто подсоединяется к розетке.

Если у вас трёхфазная сеть, но все приборы однофазные, то необходимо брать три однофазных преобразователя. Но если в такой сети есть хотя бы один трехфазный прибор, то преобразователь должен быть только трехфазный. Это правило актуально для стабилизации всех электроприборов в доме, а не индивидуально для одного.

Выбирая стабилизатор, вы должны представлять, какая суммарная мощность ваших приборов будет подключена к нему, из этого параметра и будет выходить мощность вашего устройства. Прибавьте 20-30% к вышедшему значению, чтобы не произошло внештатной перегрузки.

Чтобы вам было легче определить, какая же суммарная мощность ваших устройств, вы можете воспользоваться нашей таблицей с примерными значениями.

Бытовые электроприборы

Мощность Вт

Лампы накаливания

40-250

Люминесцентные лампы

20-400

Телевизор

100-400

Компьютер

300-1500

Утюг

800-3100

Пылесос

350-2500

Обогреватель

500-2500

Холодильник

150-1000

Микроволновая печь

700-3200

Электрический чайник

500-3000

Кофеварка

300-2300

Стиральная машина

1500-3000

Электрическая плита

1000-11000

Для уточнения мощности необходимо обратиться к инструкции вашего оборудования.

Самые популярные производители

Сегодня существует более десятка российских и   зарубежных компаний, успешно производящих стабилизаторы напряжения. Продукты каждой из них отличаются по дизайну, производительности, типу питания и способу стабилизации. У каждой компании есть схожие по параметрам продукты. Но лишь во время использования их в деле мы узнаём как о плюсах, так, к сожалению, и о минусах. Некоторые компании уже потеряли квоту доверия, но остальные, благодаря качественной продукции, стараются держать марку.
 

Вот какие производители популярны в нашей стране у потребителей:

Российские бренды – Полигон, Норма М, Стабвольт, Каскад;

Китайские бренды: Solby, FnexSassin, Вольтрон, Вото;

Западные бренды: Ortea, Orion.

Зарубежные бренды хотя и качественнее, но уступают по уровню спроса китайским и российским продуктам. Причина нелюбви российских потребителей кроется в ценах. Если отечественный продукт весьма неплох и значительно дешевле, то зачем переплачивать?

Распространённые ошибки покупателей

  • Если в вашем доме напряжение хорошее, то нет смысла покупать стабилизатор для всего дома. Достаточно купить маленький аппарат, подключив к нему лишь очень чувствительные приборы.
  • Чтобы не совершить ошибку при покупке стабилизатора напряжения, нужно знать все критерии для выбора устройства. Подойдя к этому вопросу ответственно, вы не будете сожалеть о сделанном выборе.
  • Посоветуйтесь со специалистом или мастером по электрооборудованию. Установка стабилизаторов напряжения определённых типов требует профессионального контроля.

www.expertcen.ru

Как работает стабилизатор напряжения

Чтобы определить, какой стабилизатор напряжения для дома лучше выбрать, необходимо знать основные принципы их работы, какими бывают стабилизаторы и какие параметры важные, а на что можно не обращать внимания.

По свое сути — стабилизатор представляет собой регулируемый трансформатор с обратной связью. Переменный ток из магистрали поступает на первичную обмотку и возбуждает примерно такой же ток в обмотке вторичной, к которой и подсоединены потребители. Если количество витков на первичной катушке изменить, то соответственно изменится и ток во вторичной, в которой число рабочих витков осталось прежним. На изменении соотношения количества витков и построена работа регулируемых трансформаторов.

Индуктивная связь очень надежна и не предусматривает прямого контакта обмоток — только посредством металлического сердечника. Такие трансформаторы позволяют практически мгновенно изменять параметры выходного тока, необходимо только настроить управление токосъемным устройством в зависимости от напряжения в подающей сети, чтобы при падении тока в магистрали во вторичной обмотке он увеличивался, а при превышении напряжения — уменьшался.

Управляемый трансформатор — основа всех бытовых стабилизаторов. Отличия в них касаются только схем управления.

Виды стабилизаторов напряжения

На рынке преобладают два вида стабилизаторов — электромеханические и электронные.

Электромеханические стабилизаторы напряжения

В электромеханических стабилизаторах ток в катушке регулируется контактным ползунком, который передвигается по поверхности, изменяя число рабочих витков. Кто помнит школьный курс физики, тот может представить себе реостат из опытов на уроках. Примерно так же работает электромеханический регулятор напряжения, только ползунок перемещается не рукой, а посредством электродвигателя.

Электромеханические стабилизаторы очень надежны и позволяют плавно изменять напряжение во вторичной катушке. Но при своей простоте они имеют и ряд недостатков:

  • как и большинство механических устройств обладают ощутимой инерцией — задержка при срабатывании заметна невооруженным глазом;
  • угольные контакты со временем изнашиваются и требуют замены;
  • шум при работе едва слышный, но все же есть.

Перед тем, как выбрать стабилизатор напряжения электромеханического типа, необходимо сравнить скорость срабатывания, указанную в паспорте изделия в единицах В/с. Чем этот показатель лучше, тем стабилизатор лучше для чувствительных приборов.

Электромеханический стабилизатор напряжения

Электронные стабилизаторы напряжения

Электронные стабилизаторы работают несколько по другому. Обратная связь и переключение осуществляется при помощи тиристорной, семисторной или релейной схем, которые изменяют число обмоток, подключенных к сети. Работают такие  стабилизаторы абсолютно бесшумно, не греются и отличаются очень высокой скоростью срабатывания. Но и здесь не обошлось без недостатков — электронные стабилизаторы регулируют выходное напряжение ступенчато. Хотя перепады не слишком большие, но могут внести диссонанс в работу электроники или двигателей.

Электронный стабилизатор напряжения

Ферромагнитные стабилизаторы напряжения

Ферромагнитные стабилизаторы — устройства, которые для бытовых целей практически не производятся, хотя еще можно встретить ранние модели, очень популярные десятилетия назад. Работа их базируется на изменении положения ферромагнитного сердечника относительно катушек. Система очень надежная, но громоздкая и шумная. Главные недостатки — работа только под нагрузкой и возможные искажения синусоидальных характеристик. Для современной электроники и бытовой техники они непригодны, но для мощных электродвигателей, ручных инструментов и сварочных аппаратов применение их вполне допустимо.

Как выбирать стабилизатор напряжения по параметрам

По-настоящему важных параметров, характеризующих работоспособность стабилизатора и удобство его использования всего несколько. Это:

  • количество фаз;
  • мощность;
  • диапазон регулировок;
  • скорость срабатывания;
  • наличие защиты от перегрузок;
  • способ подключения.

Какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома можно решить, только правильно очертив круг задач, которые он будет выполнять, рассмотрев основные характеристики в комплексе.

Сетевой или магистральный стабилизатор

По способу подключения стабилизаторы подразделяются на магистральные и сетевые. Первые устанавливаются на входе электросети в дом и регулируют напряжение, подаваемое на все без исключения потребители — освещение, отопление, сигнализацию, бытовую технику. Как правило, современный дом — энергонасыщенная система с высоким уровнем потребления тока. Поэтому мощность магистральных стабилизаторов начинается от 3 кВт.

Магистральный стабилизатор напряжения

Сетевые регуляторы предназначены для защиты одного, реже двух однотипных устройств. Они включаются в обычную розетку и являются промежуточным звеном между магистралью и потребителем. Мощность сетевых стабилизаторов относительно небольшая, но в доме их может быть несколько.

Это сравнительно недорогие приборы, позволяющие защитить сложное и дорогостоящее оборудование в случае, если магистрального стабилизатора нет, или нагрузки на него очень большие. Сетевые стабилизаторы устанавливаются как в жилых домах, так и в офисах, больницах, пунктах связи, где работает много высокоточной электронной техники, чувствительной к перепадам напряжения.

Сетевой стабилизатор напряжения

Количество фаз стабилизатора

Один из основных определяющих параметров при решении вопроса, какой стабилизатор напряжения лучше выбрать для дома. Для однофазной сети необходим стабилизатор с рекомендуемым подключением на 220 В. Существует три возможности решения задачи стабилизации трехфазного тока — купить три однофазных стабилизатора, для регулировки каждой фазы, установить стабилизатор только на одну фазу, к которой подключены самые чувствительные потребители, и установить мощный трехфазный прибор, контролирующий напряжение во всем доме.

Следует знать, что большинство бытовых стабилизаторов малой и средней мощности — это три синхронизированных однофазных в общем корпусе. Для высоких мощностей используются обычно три трансформатора, собранные на одном сердечнике. Они более надежные и проще в регулировке.

Мощность

Чтобы понять, как выбрать стабилизатор напряжения для частного дома, необходимо точно знать, сколько электроэнергии потребляется в доме теоретически и практически. Первая цифра определяется очень просто — арифметически складываются мощности всех потребителей, от лампочки до скважинного насоса и сварочного аппарата в гараже. Эта цифра показывает, какая мощность понадобиться при всех включенных устройствах одновременно.

Но этот показатель не является верхним пределом — многие инструменты и устройства бытовой техники оснащены электродвигателями, которые при запуске потребляют намного больше тока, чем при работе даже на максимальной нагрузке. Эта, так называемая, реактивная мощность, приводит к тому, что суммарное потребление ощутимо увеличивается.

Следующий шаг — умножить мощность каждого устройства с электромотором, взятую в кВА (указано в паспорте) на 2 и прибавить к существующей цифре. Затем полученный результат увеличить еще на 25%, на случай непредвиденных обстоятельств. После столь сложных на первый взгляд подсчетов, вы получите реальную мощность стабилизатора, который должен быть установлен в доме.

Потребляемая мощность (Вт.) популярного промышленного и строительного оборудования:

Потребляемая мощность (Вт.) бытовых электроприборов:

Усредненная мощность трехфазного стабилизатора одноэтажного дома с гаражом и полным набором бытовой техники едва превышает 10 кВт. Это не так много и не слишком дорого. Для двух-трехкомнатной квартиры достаточно 5 кВт, а для двухэтажного особняка необходим стабилизатор на 15 – 25 кВт.

Но при выборе стабилизатора по мощности необходимо еще и обратить внимание на диапазон регулировок тока по напряжению. Он должен находиться в пределах 150 – 250 В. Только в этой части линейки возможных отклонений мощность стабилизатора максимально соответствует заявленной в паспорте. Если производитель указал более широкий диапазон, например 140 – 280 В — еще лучше, ваш дом будет защищен надежнее. Но при этом стоимость устройства несколько возрастает.

Но цена — фактор не основной. Покупать стабилизатор с минимальным диапазоном регулировок, например 280 – 240 В не рекомендуется, разве что в качестве сетевого, если в доме есть общий магистральный. Такие приборы не слишком дорогие, но и выровнять напряжение смогут только в узких пределах.

Для особых случаев, когда отклонения в питающей сети могут составлять более 120 В (в нижнюю сторону) применяются сложные и дорогие стабилизаторы, способные работать в этом диапазоне. Обычно они представляют собой комбинированные установки с электромеханической и электронной регулировкой, работающими параллельно. Но такая техника требуется редко, поэтому обычный покупатель ею практически не интересуется.

По мощности в линейке каждого производителя есть однофазные стабилизаторы до 10 кВА и трехфазные 5 — 30 кВА. Выбрать их, ориентируясь на приведенную методику расчета, может любой человек, не обязательно профессиональный электрик. Покупать стабилизаторы мощностью 35 – 100 кВА для дома или дачи не стоит. Они предназначены для установки в офисных и торговых центрах, мастерских и прочих объектах с большим потреблением тока. Кроме того, они массивные и дорогие, а платить за избыточную мощность, которая никогда не будет использована, нецелесообразно.

Точность выходных параметров

Ни один стабилизатор не выдает точно 220 В. Всегда есть разброс в показателях. Государственные стандарты допускают отклонения до 10% в обе стороны. Как правило, даже очень чувствительная техника, включая инверторы, компьютеры и устройства связи при таких искажениях параметров работают вполне надежно. Бытовые потребители изначально рассчитаны на такие отклонения и в эксплуатации тоже не создают проблем.

По точности выходного напряжения электромеханические стабилизаторы реально выдают 220 ± 3% В, а электронные — 220± 1% В, но зато время реакции их на порядок, а то и два ниже. Если электронный регулятор способен изменить выходное напряжение на протяжении сотых долей секунды, то электромеханический затратит на это от 0,5 до 1-2 секунд.

Системы защиты стабилизатора

Как и трансформаторы, системы защиты на всех видах стабилизаторов присутствуют обязательно. Их принципиальная схема и задачи приблизительно одинаковы, они срабатывают при выходе тока питания за пределы допустимых нагрузок и отключают потребителя от сети. Когда ток питания приходит в норму, подача восстанавливается автоматически.

Есть своя эффективная система защиты и у стабилизатора — он представляет собой довольно сложное устройство с массой электроники, чувствительной к перегрузкам по напряжению и току. При коротком замыкании в сети может возникнуть резкий скачок  силы тока, способный буквально сжечь схемы.

Система автозащиты отключит первичную обмотку и систему регулировки от тока питания до восстановления его нормальных параметров. Включение стабилизатора в работу обычно тоже производится в автоматическом режиме, но есть и модели с ручным включением после аварийной остановки.

Дополнительные функции и опции

Рассматривая вопрос, выбора стабилизатора напряжения для квартиры или дома, нельзя упустить из виду и ряд дополнительных функций, которые упрощают эксплуатацию, делают ее более безопасной и расширяют функционал установки. Часто из двух стабилизаторов одинаковой фазности, мощности и диапазона регулировок, стоит выбрать тот, у которого предусмотрено больше функций, пусть и стоит он несколько дороже.

Вольтметр и амперметр

Бытовые стабилизаторы оснащаются измерительными приборами — вольтметрами обязательно, амперметрами — в виде опции. Приборы показывают выходное напряжение после стабилизации и силу тока по каждой фазе. Если понадобится узнать напряжение в питающей сети, то в некоторых стабилизаторах предусмотрена и такая возможность — достаточно нажать специальную кнопку и вольтметр переключается на измерение параметров входной сети. Большинство бытовых стабилизаторов комплектуются аналоговыми (стрелочными) вольтметрами и амперметрами достаточно высокой точности.

Стабилизаторы с аналоговыми вольтметрами

Но в последнее время много производителей стабилизаторов перешли на цифровые приборы — это значительно улучшает дизайн и, естественно, позволяет увеличить стоимость установки. Хотя на точность измерения большого влияния не оказывает — при контроле за работой бытового стабилизатора десятые и сотые доли единиц измерения особой роли не играют.

Стабилизатор с электронным вольтметром

Многие стабилизаторы оснащены светодиодной сигнализацией, которая может извещать о нормальной работе устройства, выходе из режима, критических перегрузках и прочих состояниях как сети, так и самого прибора. Каждый из производителей использует то количество светодиодов и их цвета, которое кажется ему наиболее удобным. Перед началом эксплуатации стабилизатора необходимо ознакомиться со значением каждой лампочки и режимом ее работы — свечение, мигание, периодичность вспышек.

Работают стабилизаторы в автоматическом режиме и возможности ручной регулировки не предусмотрено. Но контрольные приборы выполняют достаточно важную функцию — всегда можно определить диапазон отклонения напряжения и силы тока по каждой из фаз и отключить потребитель, который не может работать в данных условиях. Также можно визуально контролировать общую мощность тока в домашней сети, воспользовавшись данными контрольных приборов и формулой P=UI.

Возможность переключения задержки появления напряжения на выходе

Еще одной удобной опцией является кнопка задержки выходного напряжения. Это необходимо, чтобы все схемы стабилизатора после запуска вышли на рабочий режим и подавали в сеть ток требуемых характеристик. Обычно для этого стабилизатору бытового уровня требуется 5 – 7 секунд. Но при высоком уровне потребления мощности в домашней сети, этого времени может быть недостаточно, кнопка позволяет продлить его до нескольких минут и исключить возможные ложные запуски.

Режим «Байпас»

Очень удобно, если в нем предусмотрена функция «байпас», то есть условия для прямого прохождения тока, минуя все схемы регулировки и трансформаторное оборудование. Это очень удобно, когда напряжение питающего  тока намного ниже, чем допустимый диапазон работы или нужно подключить устройство, превышающее по мощности критический уровень стабилизатора. В таком случае переключатель позволяет электротоку идти прямо к потребителю, а стабилизатор находится в режиме ожидания.

Вентилятор принудительного охлаждения

Приблизительно до мощности 10 кВА стабилизаторы охлаждаются конвекционными потокам, циркулирующими свободно сквозь вентиляционные отверстия корпуса. Установки большей мощности комплектуются вентиляторами принудительного действия.

Особенности установки и подключения

Как правило, подключение стабилизаторов не вызывает сложности, особенно сетевых и магистральных однофазных. Сетевые регуляторы подключаются к обычной розетке домашней сети. На их корпус выведены такие же розетки (одна, две или больше, в зависимости от мощности), к которым можно подключить любое устройство бытового уровня.

Розетки сетевого стабилизатора

Магистральные стабилизаторы подключаются при помощи клеммной колодки на 5 выводов. Два — для проводов питающей сети, два — для ввода домашней сети и один для заземления (обязательно). При установке стабилизатора вблизи точки ввода кабельной линии в дом, подключить его можно самостоятельно. Но при этом следует отключить основной автоматический выключатель (рубильник). Под напряжением производить подключение крайне опасно и недопустимо по всем правилам техники безопасности.

Клемная колодка стабилизатора напряжения

Ставиться стабилизатор любой мощности после электросчетчика. Трехфазный стабилизатор оборудован колодкой с девятью выводами. Подключать его должен профессиональный электрик, при помощи специальных инструментов. Устанавливаются стабилизаторы на стене или на полу, в зависимости от мощности и варианта исполнения.

Напольный стабилизатор

Настенный стабилизатор напряжения

Как правило, их эксплуатация разрешается только при положительных температурах и нормальной влажности. При Т ≥ +40 0С может сработать тепловая защита устройства, поэтому устанавливать стабилизатор следует вдали от отопительных приборов в местах, закрытых от попадания прямых солнечных лучей. 

srbu.ru

Нюансы при расчете мощности бытового стабилизатора напряжения

 

Если речь идет о стандартном напряжении 220 В, то мощность стабилизатора рассчитывается путем складывания всех мощностей эксплуатируемых приборов. Предостерегаю вас: в интернете есть множество таблиц со значениями мощностей электроприборов в формате: /наименование прибора/мин./макс. мощность/ — не всегда стоит руководствоваться ими.

 

Расчет мощности бытового стабилизатора напряжения

 

К примеру, мощность телевизора в таблице заявлена от 100 Вт, но с учетом, что уже давно выпускаются не кинескопные, а жидкокристаллические дисплеи, то мощность может составлять и 30 Вт, с одинаковой диагональю. Кроме того, с некоторых по после, появилась техника энергоэкономного класса A+++, потребляющая в разы меньше.

 

Расчеты производите конкретно по данным из паспорта каждого прибора. Если у вас целый дом в несколько этажей и большое семейство, разница в необходимой мощности стабилизатора может быть колоссальна. И это притом, что практически никогда не бывает, чтобы он работал на всю мощность, ведь вряд ли так совпадет, что одновременно включат все приборы в доме – то есть, с учетом всех приборов впритык выбранный стабилизатор уже сам по себе, теоретически, имеет запас.

 

Характеристики видов стабилизаторов напряжения, преимущества/недостатки

 

Современные стабилизаторы, рассчитанные для работы с бытовым однофазным переменным током, по принципу действия делятся на: корректирующие и накапливающие – какой стабилизатор лучше для дома, зависит от конкретных требований. Мы попробовали составить сравнительную таблицу характеристик различных видов стабилизаторов, на основе общих данных, которые удалось найти.

 

Тип
стабилизатора
Диапазон
напр., 
В
Время реакции, 
мс
Точность /-, % Гарантия, мес. Шумность Цена
Электронный
релейный
140-260 20-40 до 10 12-24 невысокая низкая
Электронный симисторный 80-300 10-20 6-0,5 36-60 отсутствует очень высокая
Сервомоторный 140-260 5-7 3 12 высокая низкая
Феррорезонансный 170-260 20-50 1-3 12-24 очень высокая высокая
Инверторный 60-260,
110-300
нету 1 12-24 невысокая очень высокая

 

Стабилизаторы корректирующего действия в большинстве случаев состоят из блока управления, который реагируя на повышение/понижение напряжения в сети, задействует ту или иную (понижающую/повышающую напряжение) обмотку специального устройства – трансформатора.

 

Накапливающего действия стабилизаторы работают за счет накопленного в емкости некоторого количества тока и генерируют из него ток необходимых параметров. К таковым же условно можно отнести ИБП, которые к тому же, некоторое время дают заряд из встроенной батареи, когда подача электричества прекращается полностью.

 

Принцип работы современных бытовых релейных стабилизаторов напряжения

 

Данное устройство относится к электронным, ступенчатого (дискретного) принципа работы. Отличием от других ступенчатых стабилизаторов является то, что в данном используются электромагнитные реле в качестве переключателей. А в остальном, аппарат состоит из такого же блока управления с процессором и автотрансформатора с различным количеством вторичных обмоток, как и другие разновидности этого рода устройств.

 

Принцип работы таков: блок управления производит контроль напряжения на входе и в зависимости от его значения, подключает или отключает те или иные вторичные обмотки автотрансформатора. При этом современного образца релейный стабилизатор напряжения имеет не менее четырех ступеней стабилизации. В таком приборе соответственно, имеется четыре реле и автотрансформатор на четыре вторичные катушки.

 

Принципиальная схема работы релейных стабилизаторов напряжения

 

Вы можете видеть блоки (и их основное содержимое), из которых состоит вся схема релейного стабилизатора напряжения: А – автотрансформатор с четырьмя вольтодобавочными, двумя вольтопонижающими катушками; Б – блок анализа и управления напряжением; В – блок релейных исполнительных элементов; Г – блок индикации (Вольтметр, Амперметр, вкл/выкл); Д – объединяющая шина.

 

Выше представлен простенький современный, управляемый микропроцессором PIC12F675, шести ступенчатый релейный стабилизатор напряжения схема которого рассчитана на корректирование перепадов напряжения 140-260 В. Комплектация устройства вмещает индикаторы – вольтметр, амперметр, светодиод режима работы. Принцип действия этого устройства следующий.

 

Автотрансформатор (А) имеет шесть обмоток, каждая из которых выдает напряжение от -20 до +40% от номинальных 220 В, чем восполняется той или иной величины упадок напряжения, или понижается скачок. Блок управления (Б) на основе микропроцессора, производит анализ характеристик входного сетевого тока (вольтаж/ампертраж), на основе которых подает сигнал управления в релейный исполнительный блок (В). В качестве сигнала может подаваться ток таким напряжением, при котором срабатывает реле.

 

Далее, в зависимости от значения упадка, блок управления (Б) подает сигнал тому или другому реле, отвечающему за подключение соответствующей вольтодобавляющей катушки; при этом предыдущее отключается. Реле замыкает катушку и на выходе появляется необходимое количество Вольтов.

 

Современный бытовой релейный стабилизатор напряжения в разборе

 

Точно такая же процедура происходит и при скачках напряжения (в данном случае до 260 В). Только задействуется не вольтодобавочная, а вольтопонижающая обмотка, и таким образом, при скачке в 260 В, подключается обмотка -40% (-44 В), которая выдает 216 В. При большем повышении напряжения в сети, блок управления просто отключает питание.

 

Преимущества стабилизатора, работающего на реле, состоят в низкой стоимости. Они в большей степени предназначены для сегмента бытовой техники, не требующей высокоточной корректировки напряжения (холодильники, микроволновки и т. д.), и прекрасно справляются со своей задачей.

 

Недостатки – не подходят для высокоточной чувствительной электронной техники, в том числе некоторой зарубежной ТВ/Аудио техники и компьютеров. Кроме того, исполнительные механизмы – реле, которые бывает, залипают, при частой работе быстро выходят из строя. Плюс к тому, их работа сопровождается щелчками, слышными в помещении.

 

Принцип работы современных бытовых симисторных стабилизаторов напряжения

 

Эти устройства относятся к корректирующим напряжение, дискретного (ступенчатого) действия. Они в лучшую сторону отличаются по характеристикам от предыдущих, хоть имеют схожие блоки и аналогичный принцип действия. Также состоят из блока управления, автотрансформатора и исполнительного блока.

 

Разница состоит в том, что в отличие от релейных, симисторный стабилизатор нарпяжения в качестве исполнительных (замыкающих/размыкающих силовую сеть) использует так называемые электронные ключи – теристоры или симисторы. Они не имеют механических деталей и гораздо производительнее, чем реле, поэтому отличаются скоростью реакции и другими параметрами.

 

принципиальная схема симисторных стабилизаторов напряжения

 

 

На рисунке можно наблюдать такие блоки электронного стабилизатора: А – автотрансформатор с двумя входами; Б – симисторный исполнительный блок первого каскада коррекции напряжения; В – второго каскада исполнительный симисторный блок; Г – блок анализа и управления напряжением; Д – объединяющие шины; Е – блок индикации характеристик тока (Вольт, Ампер) и режима работы.

 

В данном случае прибор имеет более точную корректировку благодаря тому, что схема симисторного стабилизатора двухкаскадная, то есть, в ней две группы исполнительных блоков и соответственно, большее количество вольтопонижающих и вольтодобавляющих обмоток. Преимущество двухкаскадной системы в том, что путем комбинаций получается большее количество ступеней коррекции: 6 (каскад Б)*6 (каскад В)=36 значений. Принцип работы далее.

 

Блок управления на основе микропроцессора (Г) анализирует характеристики входного напряжения и выдает команду нужному электронному ключу из исполнительного блока Б (первого каскада). В действие приводится та или иная понижающая/повышающая вольты обмотка автотрансформатора (А) и напряжение корректируется на грубую, от -20% до +40%, с шагом 10%.

 

Современный бытовой симисторный стабилизатор напряжения в разборе

 

Далее блок управления замеряет выходящий ток грубой коррекции, который идет на второй выход автотрансформатора, и, управляя вторым исполнительным блоком В (вторым каскадом), в действие приводятся вольтодобавочные/вольтоотнимающие катушки с малым шагом в 2%, в пределах от -6% до +6%.

 

Преимущества симисторных стабилизаторов напряжения – высокая точность корректировки, быстрое время корректирования и абсолютно бесшумная работа электронных компонентов. Поэтому подходят для обеспечения высокоточных устройств, как например, аппаратура для локальных компьютерных сетей, (коммутаторы, множители сигналов и др).

 

Отмечается большой диапазон моделей (и соответственно цен), начиная от самых примитивных на несколько бытовых потребителей, и заканчивая устройствами для высокоточной стабилизации электросети целого дома. Также они наиболее долговечны по сравнению с остальными.

 

Недостатки электронных устройств – высокая стоимость, сложность в ремонте и обслуживании. В некоторых некачественных симисторных стабилизаторах отмечаются случаи, когда электронные ключи (тиристоры/симисторы) не срабатывали.

 

Принцип работы современных бытовых электромеханических стабилизаторов напряжения

 

Из этой группы наиболее часто применяют в быту сервомоторные стабилизаторы. Они также корректируют напряжение: имея ступенчатый принцип работы, дискретные операции добавления или отнимания необходимого количества вольтов производятся переключением обмоток автотрансформатора при помощи сервомотора – дискретного пошагового электромеханического устройства.

 

Сервоприводный мотор в них выполняет функцию управления, как в релейных – реле или электронных – симисторы/тиристоры. Он обладает достаточной скоростью для бесперебойного корректирования напряжения, но сразу заметим, что стабилизатор напряжения электромеханический для обеспечения напряжением высокоточной чувствительной техники, как вариант не подходит. Ибо скорость реакции очень низкая, при резких скачках может составлять даже секунды.

 

Принципиальная схема сервомоторных стабилизаторов напряжения

 

Тут показана условно автотрансформаторная обмотка (1), с приспособленным в середине сервомотором (2), который управляет токосъемным контактом (3), перемещая его по верхней части кольца обмотки – в общем это все обозначено буквой А и является автотрансформатором со встроенным сервомоторным приводом. Также как и остальные, схемы электронного стабилизатора напряжения с электромеханическим приводом имеют блок управления с микропроцессором (Б), и, в зависимости от комплектации, панель индикации состояния сети (В). Блок управления в таких устройствах имеет особый контроллер, который приводит в действие.

 

В зависимости от положения токосъемного контакта, напряжение собирается с того или иного участка обмотки, отвечающего за повышение/понижение напряжения. Конструкционная особенность в том, что в отличие от релейных или симисторных, сервоприводные стабилизаторы теоретически могут регулировать напряжение на доли Вольта, перемещая контакт с шагом в один виток. На практике же, в бытовом применении используются дискретные моторы с таким шагом, который обеспечивает отклонение около 3%.

 

Современный бытовой сервомоторный стабилизатор напряжения в разборе

 

Преимущества – очень точная и плавная коррекция выходного напряжения; невысокая стоимость. Идеален такой стабилизатор для сетей, в которых небольшие перепады напряжения, так как с ними он справляется на ура.

 

Недостатки – очень долгое время коррекции, особенно при высоких скачках: пока токосъемник прокатится по большей части радиуса до участка, где напряжение нормальное, могут пройти даже секунды. Для высокоточной чувствительной техники в таком случае не подходит. Издает шум при работе – за счет движения сервомотора и скольжения по обмотке контакта. Гарантия всего 12 месяцев – не спроста: сервопривод чаще и быстрее изнашивается.

 

Принцип работы современных бытовых феррорезонансных стабилизаторов напряжения

 

Эти устройства есть смысл условно разделить на старого и нового образца, так как имеют немного разные недостатки и электрические элементы. Все они отчасти относятся к накопительным и плавно выравнивают напряжение. Они в корне отличаются от всех предыдущих, и не обязательно нуждаются в блоке управления, так как в его трансформаторе и других деталях происходят самотечные физические процессы.

 

Не имея углубленных знаний в физике, очень сложно понять то, как работает феррорезонансный стабилизатор напряжения, но что доступно для понимания – это то, что в основе его лежит автотрансформатор и другие ему подобные элементы – дросселя, которые взаимодействуют между собой, компенсируя недостаток или убавляя избыток напряжения в заданных пределах.

 

Стоит упомянуть, что до сих пор (2016), на радиорынках имеется большое разнообразие феррорезонансных стабилизаторов советского производства 80-90х годов – «Украина», «Эльбрус», «СНБ» — весьма долговечных и высокоточных устройств, при копеечной стоимости. Со славным советским качеством, как показали годы наблюдений, уже мало что сравнится.

 

Принципиальная схема феррорезонансных стабилизаторов напряжения

 

Автотрансформатор (А) с первичной и вторичной обмотками; входной насыщаемый дроссель (Б); второй токосъемный дроссель (В); конденсатор 250в (Г); предохранитель 220в (Д); лампа индикатора работы (Е). Первичная обмотка трансформатора (1-А); первичная обмотка дросселя (1-Б); вторичная обмотка автотрансформатора (2-А); вторичная, компенсационная обмотка насыщаемого дросселя (2-Б).

 

Дроссель в данном случае – это, кратко говоря, устройство, которое направлено на понижение/повышение характеристик напряжения. С технической стороны, он состоит из обмотки на металлическом сердечнике и напоминает по многим признакам трансформатор.

 

Смотря на принципиальную схему, можно заметить, как взаимосвязан трансформатор (А) с дросселем (Б). Через первичную обмотку дроссель подключен к трансформатору, в свою очередь, из вторичной обмотки трансформатора идет подключение на компенсационную вторичную обмотку дросселя. Далее, из нее идет выход на второй дроссель, соединенный с конденсатором. На этом участке происходит резонанс, а далее – токосъем на выход устройства.

 

бытовой феррорезонансный стабилизатор в разборе

 

Преимущества – высокая надежность, высокая точность выходного напряжения, плавная коррекция, невысокая стоимость устройств советского производства. В нем нет электромеханических запчастей, поэтому ломаться нечему за исключением конденсатора (и то в советских моделях он масляный, практически «вечный»).

 

Недостатки – низкий диапазон входного напряжения, долгое время коррекции при резких упадках, сильный шум (гул) от работы на низкочастотных (звуковых) частотах в 50 Гц. В наилучших современных модификациях эти недостатки облегчены, но стоимость их настолько высока, что многим кажется выгоднее приобрести ИБП со встроенным онлайн стабилизатором инверторного типа.

 

Принцип работы современных бытовых инверторных стабилизаторов напряжения

 

Эти устройства стабилизации напряжения на сегодня (2016) являются самыми эффективными, но и самыми сложными по архитектуре. Они действуют по схеме двойного преобразования тока – с переменного на постоянный, и затем с постоянного на переменный. Кроме того, они имеют емкости, в которые накапливается электричество в конденсаторах и при необходимости, восполняется его недостаток на выходе, при упадке на входе.

 

Современные инверторные стабилизаторы напряжения очень сильно схожи с ИБП (источниками бесперебойного питания), которые часто используются как составные элементы системы «умный дом», но имеется разница в том, что последние в качестве емкостей используют аккумуляторные батареи, а также бывают онлайн и офлайн ИБП. Да и топологий этих ИБП немало, так что это уже отдельная тема, сейчас рассмотрим только стабилизаторы.

 

Принципиальная схема инверторных стабилизаторов напряжения

 

Условные обозначения в данной схеме: блок фильтров входного напряжения (А); выпрямитель/корректор входной мощности (Б); блок управления с исполнительными элементами – электрическими ключами (В); блок конденсаторов (Г); инвертор (Д).

 

В данном случае блок исполнительных элементов вмещен в плате управления с основным микропроцессором и набором контроллеров (В), так как вариантов коммутации (управления) сети гораздо меньше, чем в ступенчатых стабилизаторах. Практически, он ограничен ключом, который размыкает цепь при повышении напряжения выше того, на которое рассчитан прибор. Плюс несколько ключей на управление емкостями  (конденсаторами).

 

Принцип работы следующий: на входе напряжение первым делом попадает в фильтровальный блок (А), затем – в выпрямитель/корректор мощности (Б) и параллельно в блок конденсаторов (Г), которые являются хранилищами электричества, вторичными его источниками. Через сложную систему управления, микропроцессор руководит корректором и инвертором напряжения, а восполнение упадков сетевого тока производится блоком конденсаторов.

 

Современный бытовой инверторный стабилизатор напряжения в разборе

 

Поступающий в инвертор постоянный ток, преобразуется в нем в переменный, при помощи кварцевого генератора. Этот генератор является высокоточным аппаратом, и поэтому, инверторный стабилизатор напряжения имеет самый низкий процент (1%) отклонения на выходе.

 

Преимущества – наивысший диапазон входных напряжений, минимальное отклонение на выходе, мгновенная реакция на перепады. Устройства стабильны в работе и долговечны, не содержат механических деталей, поэтому практически не шумят и гораздо дольше не выходят из строя.

 

Недостатки – высочайшая стоимость по причине сложных дискретных блоков и мощного микропроцессора для их управления. Кроме того, при длительных упадках напряжения, компенсационный резервный блок конденсаторов истощается и наблюдается резкий упадок на выходе.

 

Надеемся, что данный материал был Вам полезен, если что – пишите комментарии в форме ВКонтакте ниже. С уважением, команда Mastery-of-building.

 

mastery-of-building.org


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector