Разновидности стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения: виды, особенности, популярные модели

Стабилизаторы напряжения — это электрические устройства, предназначенные для поддержания выходного напряжения в узких пределах при значительных колебаниях значений напряжения и тока на входе. Это позволяет обеспечить эффективность и долговечность подключенных электроприборов, работающих в низкокачественных сетях.

Когда необходим стабилизатор напряжения? Какой стабилизатор напряжения выбрать для защиты электроприборов от перепадов напряжения? Эти и множество других вопросов возникают у людей, далеких от электротехники.

Назначение и функции

Все электрические приборы рассчитаны на подключение к сети со стандартными параметрами. Производители гарантируют эффективную и безопасную работу изделий в определенном диапазоне напряжения. Для эксплуатации устройств в сетях с низким качеством электроэнергии требуется использование стабилизаторов напряжения, основная функция которых заключается в коррекции и поддержании значения напряжения в заданном диапазоне при изменении параметров сети.

Многие модели современных стабилизаторов позволяют решать дополнительно следующие задачи:

коррекция формы выходного напряжения;

защита цепи питания нагрузки от перегрева и короткого замыкания;

защита от изменения напряжения до недопустимого значения;

подавление высокочастотных и импульсных помех с помощью фильтра;

установка значения выходного напряжения, отличного от стандартного;

контроль параметров и дистанционное управление работой стабилизатора.

Качество электроэнергии определяется ГОСТ 13109-97, в соответствии с которым допускаются отклонения ±10% от номинального значения напряжения. Большинство электроприборов рассчитаны на работу в отечественных электросетях, поэтому теоретически могут эксплуатироваться без стабилизации напряжения.

Однако приборы с электронными компонентами чувствительны к перепадам напряжения, поэтому использование стабилизатора позволят продлить их срок службы и сделать работу безотказной. Некоторые импортные электроприборы, поступающие на отечественный рынок, изготовлены для стран с более жесткими требованиями к качеству электроэнергии, поэтому также требуют стабилизации напряжения.

Назначение стабилизаторов напряжения фото

Виды стабилизаторов напряжения

Стабильное значение напряжения можно обеспечить различными способами. В стабилизаторах напряжения используются различные физические принципы. Каждый из типов защиты имеет свои особенности, понимание которых позволит осознанно сделать выбор наиболее подходящего устройства.

Релейные стабилизаторы

Стабилизаторы релейного типа — это силовой трансформатор, который имеет несколько выводов вторичной обмотки, причем один из них принимается как общий. Контроль параметров сети осуществляется датчиком, который с помощью реле автоматически регулирует выходное напряжение, если оно выйдет за допустимые пределы. В случае срабатывания отдельных силовых реле происходит переключение на ту обмотку, на выходе которой обеспечивается значение напряжение, минимально отличающееся от заданного.

Преимущества:

достаточно высокая точность регулирования напряжения;

надежность в эксплуатации.

регулирование происходит ступенчато;

искажение формы синусоиды тока при больших значениях входного напряжения;

высокий износ контактов реле;

Электромеханические стабилизаторы

Сервоприводные стабилизаторы напряжения плавно регулируют напряжение на выходе. Работа устройства основана на изменении коэффициента трансформации. Это достигается за счет использования щетки, которая соединена с электродом выходных клемм. Щетка перемещается по вторичной обмотке тороидального трансформатора с помощью дополнительного двигателя.

Преимущества:

широкий диапазон регулировки;

плавная регулировка напряжения;

не происходит искажения синусоиды;

выдерживает кратковременные перегрузки.

низкое быстродействие из-за использования электродвигателя;

более сложная конструкция и наличие движущихся деталей снижает надежность прибора;

используются чаще всего в сетях, которым не свойственны резкие скачки напряжения;

высокая акустическая нагрузка из-за работающего электродвигателя.

Инверторные стабилизаторы напряжения

Стабилизаторы напряжения инверторного типа сначала выпрямляют переменный ток, а затем с помощью инвертора снова преобразуют в переменный. Регулирование напряжение и реализация ступени стабилизации происходит при формировании постоянного тока.

В зависимости от используемого варианта каскадного преобразования, инверторные стабилизаторы подразделяются на подклассы. Чаще всего используются стабилизаторы с ШИМ и на IGBT-транзисторах.

Преимущества:

плавная регулировка напряжения в широком диапазоне;

компактные размеры, так как в конструкции отсутствует трансформатор;

низкая погрешность выходного напряжения;

фильтрация высокочастотных помех;

чрезвычайно высокое быстродействие;

возможность эксплуатации при низких температурах.

плохо переносит перегрузки;

повышенный риск отказа, обусловленный сложной электрической схемой;

Инверторные стабилизаторы напряжения фото

Феррорезонансные стабилизаторы

В феррорезонансных стабилизаторах обмотки трансформатора одеты на магнитопроводы, имеющие разное поперечное сечение. Ко вторичной обмотке параллельно подключен дополнительный конденсатор. Постоянное насыщение магнитопровода вторичной обмотки обеспечивается за счет резонанса, который достигается конденсатором с точно подобранной емкостью для обеспечения этого эффекта.

Преимущества:

достаточно высокая точность стабилизации.

регулирование напряжение возможно только в заданном диапазоне;

работа сопровождается шумом;

большие габариты и массивность;

образуются электромагнитные помехи;

нестабильное напряжение при колебаниях частоты более 0,5 Гц от номинального значения.

Феррорезонансные стабилизаторы фото

Электронные стабилизаторы напряжения

Структура стабилизаторов электронного типа аналогична устройствам, работающих на электромагнитных реле. Отличие заключается в использовании полупроводниковых изделий (симисторов и тиристоров) для переключения обмоток трансформатора.

Читайте также:
Самостоятельная установка дверей в душевой кабине

Тиристоры имеют глубокую положительную обратную связь, что обеспечивает высокое быстродействие. Симистор образуется двумя тиристорами с двумя управляющими электродами, которые включены в схему встречно-параллельно. За счет возможности пропускания электрического тока в двух направлениях достигается более высокий КПД по сравнению с тиристорными устройствами.

Преимущества:

высокий коэффициент стабилизации;

отличное подавление перепадов напряжения и импульсных помех;

плавное регулирование напряжения;

надежность и долговечность;

сбалансированные массогабаритные параметры.

не могут работать с реактивной нагрузкой;

Электронные стабилизаторы напряжения фото

Гибридные стабилизаторы

Гибридные модели стабилизаторов предусматривают комбинированный способ переключения трансформаторной обмотки. На отечественном рынке они представлены двумя вариантами:

Релейно-электромеханические стабилизаторы напряжения. Позволяет расширить диапазон стабилизации. Однако вместе с преимуществами объединения двух принципов работы устройство приобрело их недостатки: при работе в электромеханическом режиме стабилизация происходит с высокой точностью, но медленно, а когда начинает работать релейная часть точность снижается, а быстродействие повышается.

Классификация стабилизаторов по классу напряжения

Производители предлагают множество моделей стабилизаторов напряжения. Все они подразделяются на:

Однофазные. Стабилизаторы рассчитаны на работу в диапазоне 220-240 В. Существуют модели феррорезонансных стабилизаторов, работающих при 110-120 В.

Трехфазные. Выходное напряжение для бытовых потребителей находится в пределах 380-415 В, для промышленного оборудования — до 6-10 кВ.

Как выбрать стабилизатор напряжения фото

Как выбрать стабилизатор напряжения

При выборе стабилизатора следует обращать внимание на следующие основные параметры:

мощность нагрузки или величина номинального тока;

значение выходного напряжения;

Если необходимо обеспечить защиту одного маломощного потребителя (например, газового котла или циркуляционного насоса), то следует обратить внимание на стабилизатор с полной мощностью до 1000 ВА.

Если приборы подвержены влиянию пониженного или повышенного напряжения, то потребуется стабилизатор с мощностью 3000-6000 ВА.

Если потребитель — это компьютер и периферия, то лучше всего купить стабилизатор напряжения с высокой перегрузочной способностью, оснащенный специальными розетками.

После выбора прибора с оптимальными характеристиками и функционалом, следует обратить внимание на бренд. Известный на рынке производитель имеет хорошую репутацию, что равносильно знаку качества.

Популярные модели

TEPLOCOM ST — серия стабилизаторов напряжения отечественного производства, которая предназначена для защиты газовых котлов и циркуляционных насосов от перепадов напряжения. Устройства относятся к релейному типу. Они характеризуются высоким быстродействием и не искажают синусоиду на выходе. Стабилизаторы могут работать с любыми моделями напольных и настенных газовых котлов, установленных в квартирах, частных домах и офисах.

Рапан СТ 220 (250Вт) Бастион фото

Стабилизатор напряжения РАПАН СТ-220 — еще одна удачная модель ЗАО «Бастион», предназначенная для защиты настенных газовых котлов. Его подключить не сложнее, чем пользоваться удлинителем. Миниатюрные размеры делают устройство незаметным в интерьере, что не отражается на перегрузочной способности и быстродействии. Прибор разработан с учетом европейских стандартов качества электроснабжения.

RUCELF SDW-500-D (500Вт) фото

Стабилизатор напряжения RUCELF SDW-500-D входит в линейку более совершенных настенных сервоприводных моделей, который пришли на смену популярным RUCELF TSD. Индекс D указывает на наличие цифрового дисплея. Устройство характеризуется расширенным диапазоном входного напряжения, улучшенным охлаждением и усиленными концевыми выключателями.

Электронно-релейный стабилизатор напряжения Solpi-M TSD-500 mini — идеальное решение для газовых котлов и отопительных систем. Он обеспечивает высокую точность регулирования (± 5%) и быстродействие. Стабилизатор может крепиться на стене или располагаться на горизонтальной поверхности. Продуманная система безопасности и индикация входного напряжения делает эксплуатацию прибора удобной и безопасной. Конструкция предусматривает две розетки для подключения газового сигнализатора или насосов.

Если напряжение в электросети сильно понижено, то целесообразно использовать стабилизатор напряжения Solpi-M TDR-1000VA. Он предусматривает все виды защиты и имеет расширенный диапазон регулирования от 100 В. Удобный информативный светодиодный дисплей позволяет контролировать напряжение в сети. Прибор установлен в металлический корпус, что повышает его уровень пожаробезопасности и надежности.

Стабилизаторы напряжения FED с интеллектуальной функцией защиты в зависимости от модели могут оснащаться информативным дисплеем. Они предназначены для круглосуточной эксплуатации с целью поддержания и корректировки напряжения на выходе. Устройство сочетает в себе, кроме функций стабилизатора, защиту от неполадок в сети, функционал заземляющего контакта и устройство коммутации фазы.

4 вида стабилизаторов напряжения. Выбор лучшего. Сравнение цен за 1квт.

стабилизатор напряжения sven

Существует 4 основных вида стабилизаторов напряжения. Далее рассмотрим плюсы и недостатки каждого из видов.

Одно и трехфазные

напряжение 380 и 220 Вольт

Первое что вам нужно знать при выборе, они бывают однофазными и трехфазными. Выясните какая у вас сеть. Если однофазная, как правило в квартирах и частных домах именно она преобладает, значит покупайте аппарат на 220В.

Если же у вас «трехфазка», то нужно определиться, будете вы устанавливать один 3-х фазный стабилизатор, или три однофазный. Решайте исходя из экономических соображений и условий монтажа.

Читайте также:
Песок для штукатурки стен — какой подходит

три однофазных стабилизатора на стенку

Хотя целесообразнее поставить именно три однофазных. Потому что при коротком замыкании и отсутствии одной из фаз, трехфазный аппарат работать не будет, пока не восстановится питание по всем фазам. С тремя однофазными таких проблем не возникнет. Главный минус при их выборе — габаритные размеры.

Режим транзит или байпас

При выборе стабилизатора напряжение того или иного вида, проверьте имеет ли он два режима работы:

  • режим стабилизации напряжения

режим стабилизации и режим байпас

Со стабилизацией все понятно — это обычный режим работы. А что такое «байпас»? Это когда входное напряжение идет мимо всей электроники и трансформатора без преобразования, то есть транзитом.

Для чего он может понадобиться:

  • чтобы подключить мощную технику превышающую мощность стабилизатора, запустить большой эл.двигатель. Или при необходимости поработать сваркой.

Когда у вас в доме напряжение стабильно, например ночью, можно вручную переключиться на режим байпас. Тем самым отключается холостой ход.

Ведь стабилизатор даже не регулируя напряжение, сам потребляет энергию как простая лампочка до 40-60Вт.

щетка электромеханического стабилизатора

Плюс не изнашиваются внутренние щетки и реле.

клеммные колодки для подключения стабилизатора напряжения

Режимом байпас оснащаются стабилизаторы подключаемые через клеммные колодки. При этом они имеют два автомата, которые одновременно включить невозможно или перекидной автомат-рубильник.

Важно запомнить: не переключайте автоматы из режима стабилизации в режим байпас под нагрузкой — это может повредить стабилизатор напряжения.

Защита стабилизаторов

Большинство современных моделей имеют защиту от перенапряжения. Они не способны бесконечно выравнивать сколь угодно большие или малые значения входного напряжения, и через определенное время отключат питание, тем самым сохранив ваше оборудование.

диапазоны работы стабилизаторов напряжения при превышении

Более того, после нормализации входного напряжения, оно подается на выход не сразу, а с некоторой задержкой в несколько секунд. Данное время может быть установлено жестко или варьироваться и настраиваться самостоятельно, все зависит от модели и производителя.

Основные виды стабилизаторов широко представленные сегодня в магазинах можно подразделить на 4 типа:

  • релейные

Вот сравнительная таблица по каждому из видов стабилизатора, включая примерные цены за 1квт:

типы стабилизаторов цена за 1квт

Ознакомиться с текущими ценами на сегодняшний день и подобрать себе нужную модель можно здесь.

Рассмотрим каждый из них более подробно.

Релейные стабилизаторы напряжения

релейный стабилизатор напряжения

При работе данного устройства вы реально будете слышать как переключаются внутренние реле. Это происходит при изменении ступеней регулирования. Если прибор стоит в тихом помещении (спальне), то это может существенно раздражать.

Ну а когда кто-то из ваших соседей решил немножко попользоваться электросваркой, то стабилизатор по звуковым эффектам попросту может превратиться в “балалайку”.

Кроме того, если у вас в комнате стоят простые лампочки накаливания, не только по слуху, но и визуально можно будет различить переключения ступеней, так как лампы будут немного мигать. А это в свою очередь обязательно скажется на сроках их службы.

Что внутри

Внутренняя компоновка включает в себя:

Эти стабилизаторы не любят когда их перегружают.

Самая распространенная проблема выхода их из строя в 90% случаев – это перегруз по мощности.

Не рекомендуется для подключения аппаратуры с двигательной нагрузкой. Так как она имеет большие пусковые токи и это может сказаться на работе стабилизатора.

Скорость срабатывания регулировки у качественных моделей составляет 20мс, зато у большинства дешевых доходит до 100мс.

  • относительно небольшая цена
  • регулировка ступенчатая

Как видим минусов здесь гораздо больше чем плюсов, за исключением конечно стоимости.

Симисторные, тиристорные стабилизаторы

Эти стабилизаторы относятся к электронным. Напряжение корректируется ступенями. В процессах переключения обмоток автотрансформатора задействованы симисторы или тиристоры.

Как видно из рисунка напряжение выравнивается, как только оно опустится ниже определенного значения. На рисунке это значение – 208В. Только после достижения напряжения данной величины, происходит его выравнивание до 220В. Поэтому эти стабилизаторы и называют ступенчатыми.

Грубо говоря регулировка осуществляется как бы перепрыгиванием с одной ступеньки напряжения на другую. Чем больше ступеней, тем более точно осуществляется регулирование.

Работу устройства в отличии от релейных собратьев практически не слышно. Благодаря этому его можно размещать в любом помещении, никаких неудобств по созданию шума он не создаст. Также практически не будет видно и изменения в освещении. Раздражающее мигание ламп будет еле заметным.

Что внутри

Внутреннее устройство очень похоже на схему релейного:

Трансформатор имеет несколько обмоток и среднюю точку, через которую подается напряжение на него. Одни ступени отвечают за понижение напряжение, другие за повышение. Благодаря плате управления и симисторам, стабилизатор может одновременно замкнуть как контакты повышающие так и понижающие выходное напряжение. Для чего это делается?

Читайте также:
Рождественский пост 2022: примерное меню на каждый день

ступени регулирования в симисторном стабилизаторе напряжения

Например одна понижающая ступень изменяет напряжение в пределах 9 Вольт. А повышающая сразу на 27 Вольт. Замкнув одновременно обе ступени, мы изменим напряжение на +27-9=18 Вольт. Тем самым будем иметь очень широкий диапазон регулировок и относительно плавное изменение напряжения. Большое число ступеней почти помогает избежать различимого невооруженным глазом “мигания” лампочек.

Данный вид аппаратов менее подвержен перегрузкам. Может справиться с пусковыми токами на двигателях насосов, станков и т.д. Большинство моделей сохраняют свои качества и работоспособность при отрицательных температурах. Можете их монтировать в подсобных не отапливаемых помещениях.

в чем отличия и разница симисторного от релейного стабилизатора напряжения

За счет применения симисторов обеспечиваются следующие плюсы:

  • малошумность при работе

Минусами являются большая стоимость и низкая точность при регулировании. Еще они могут не подойти для поклонников музыки и радиолюбителей. Из-за создаваемых помех будет невозможно нормально ни послушать радио, ни включить музыкальную аппаратуру.

Сервоприводные или электромеханические стабилизаторы

сервоприводный электромеханический стабилизатор напряжения

Данный вид можно назвать золотой серединой между электронными и релейными стабилизаторами.

бесступенчатый регулятор

Сервопривод – это устройство из реверсивного (работающего в обе стороны) двигателя, расположенного внутри тороидального трансформатора. Двигатель получает команды от электронной платы управления и перемещая контакты, увеличивает или уменьшает количество витков на вторичной обмотке. Таким образом сервопривод, в отличии от двух других устройств рассмотренных выше, является бесступенчатым регулятором.

Это очень популярная модель, так как имеет относительно невысокую стоимость и обладает следующими плюсами:

  • плавная регулировка по принципу реостата

сервопривод под корпусом

Есть и минусы:

  • за счет применения эл.привода, который управляет контактами создается низкая скорость регулировки

щетки сервоприводного электромеханического стабилизатора

Для стабильной и надежной работы хотя бы раз в три года производите его обслуживание – чистите щетки и смазывайте движущиеся механизмы.

От резких перепадов при электросварке, сервопривод с контактами будет крутиться как “белка в колесе”. Что существенно снизит ресурс работы стабилизатора. Поэтому думайте при покупке об условиях его эксплуатации.

Феррорезонансные стабилизаторы

Это стабилизатор, который многие из нас использовали в советские времена для питания ламповых телевизоров. Он собирал обычно всю пыль в помещении, а гул от него из-за встроенных трансформаторов, можно было услышать в другой комнате.

Виды стабилизаторов и их отличия, устройства, функции

Стабилизаторы напряжения обеспечивают постоянство питающего тока при изменениях в электрической сети. Они одинаково хорошо выполняют эту функцию, независимо от того, как меняются показатели: быстро или медленно. Причем к характеристикам сети относится не только напряжение. Приборы эффективны при изменениях силы тока и сопротивления. Поэтому они обеспечивают не только сохранность техники, но и пожаробезопасность в помещении. Например, возросшее сопротивление нагрузки может привести к перегреву проводов, расплавлению изоляции и к короткому замыканию.

Устройства для регулирования напряжения известны более 60 лет. Первоначально, особенно в быту, чаще встречались электромагнитные стабилизаторы. В настоящее время в продаже в основном представлены устройства электромеханического и электронного типа.

Электромеханические стабилизаторы

В основе конструкции — автотрансформатор с отводами, переключение которых происходит автоматически. По сути, он представляет собой катушку с витками медной проволоки. Второй элемент — электромагнитный механизм с ползунком. Схематично его работу можно описать следующим образом: если входное напряжение сети снижено, ползунок движется вверх по отводам до тех пор, пока на выходе не будет получено нормальное значение. Если оно повышено, он перемещается вниз. Роль ползунка-токосъемника в стабилизаторах выполняют графитовые щетки. Они поддерживают выходное напряжение с высокой точностью (до 2%), и его регулировка производится плавно. Это их главные преимущества. В отдельных стабилизаторах, например, у выпускаемых компанией «Ресанта», используется не одна, а две графитовые щетки. Благодаря этому увеличивается площадь контакта. Такой прибор быстрее регулирует напряжение.

Некоторые модели электромеханического типа с мощностью свыше 30 кВт могут оснащаться дополнительным трансформатором. Не смотря на наличие движущихся частей, устройства этого типа работают бесшумно. Они обладают высокой перегрузочной способностью.

Выбирая данное оборудование, можно значительно упростить расчет: к полученной средней мощности оборудования добавить ее четвертую часть и получить, таким образом, характеристику будущего стабилизатора. Это значит, что допустимо взять минимальный запас по мощности стабилизатора и заплатить при этом меньшую стоимость при покупке. Техническое преимущество заключается в том, что устройство не вносит искажений в сеть и само не чувствительно к подобным явлениям. Благодаря высокой точности оно подходит для защиты аудиоаппаратуры, медицинских и измерительных приборов.

Читайте также:
Скотч для заклейки окон на зиму: правила выбора и инструкция по утеплению окон

Недостатками электромеханических стабилизаторов является износ движущихся частей. Эти детали требуют регулировки, ухода и замены в процессе эксплуатации. Отмечается небольшое отставание в их реагировании на изменения показателей сети. Мощные устройства имеют большие габариты и значительный вес. Они требовательны к условиям эксплуатации. Температура воздуха в помещении, где находится стабилизатор, не должна опускаться ниже -5 и не подниматься выше 40 градусов.

Диапазоны характеристик электромеханических стабилизаторов

Производитель Мощность, кВт Входное напряжение, Вт
Ресанта 0,5-100 140-260
240-430 (трехфазный)
Elitech 0,5-30 160-250
280-430
Калибр 0,5-30 160-250
Sturm 0,5-30 140-250

Электронные стабилизаторы

Приборы этого типа называют дискретными, так как они ступенчато регулируют входное напряжение. В их конструкцию также заложен автотрансформатор, но вместо графитовых щеток применяют реле или полупроводники (тиристоры и симисторы).

Работают электронные стабилизаторы следующим образом: каждая обмотка на трансформаторе добавляет на выходе определенное напряжение (4,4 – 22 В для однофазных). Для регулировки входного напряжения реле или электронные ключи быстро включают соответствующую обмотку. Из-за ступенчатого регулирования точность у разных приборов составляет от 2 до 10%. Эта величина зависит от количества обмоток. Допустим, каждая прибавляет по 17,6 В (точность стабилизатора 8%) при входном напряжении 195 Вт переключаются две обмотки и на выходе получится 230,2 Вт. Такой стабилизатор регулирует быстро, но не точно. Если в характеристиках указано 2%, то в том же примере мы получим на выходе 221,4 Вт. Правда, обмоток уже получается 6, и поэтому регулировка в этом случае происходит дольше. Кроме того, большее число электронных ключей повышает стоимость системы, не увеличивая ее надежности.

Невысокая точность не говорит о том, что одни модели значительно уступают другим. Для бытовой техники десятипроцентное отклонение входящего напряжения не нарушает нормального рабочего режима. Через такие устройства можно подключать холодильники, плиты, насосы, т. е. все, что работает с электродвигателем или нагревательным элементом. Если защита требуется для домашнего кинотеатра или компьютера, рекомендуется выбрать более точное устройство.

Электронные стабилизаторы имеют цифровое управление. Все необходимые элементы находятся на одной микросхеме, это позволяет уменьшить вес и габариты прибора. На корпусе есть цифровой дисплей, на котором отображаются входное и выходное напряжение.

Преимущества электроники — в отсутствии движущихся деталей, что снимает проблему механического износа. Долговечность зависит только от качества тиристоров или симисторов, принцип работы надежен. Условия эксплуатации позволяют пользоваться некоторыми моделями при низких температурах: от -20 и ниже.

Существенный недостаток электронных стабилизаторов в низкой перегрузочной способности. Короткое замыкание или большие нагрузки могут вывести электронные ключи из строя. Поэтому выбирать стабилизатор рекомендуется с хорошим запасом мощности.

Сравнительная характеристика стабилизаторов

Параметры сравнения Электромеханические Электронные
Коммутирующий элемент графитовые щетки реле, тиристоры, симисторы
Регулирование плавное ступенчатое
Мощность, кВт 0,5-100 0,5-36
Точность 2-3% 1,2-10%
Механический износ есть отсутствует
Перегрузочная способность высокая низкая
Диапазон входного напряжения, Вт 140-260
240-430 (трехфазный)
140-260
Условия эксплуатации, градусы -5 – +40 -20 – +45
Уровень шума низкий

Общие элементы конструкции

  • защита по выходному напряжению — если напряжение сети меньше или больше рабочего диапазона стабилизатора, нагрузка отключается. Стабилизатор продолжает работать, а после того, как напряжение изменится, включает нагрузку,
  • защита от превышения тока — не позволит подключить к стабилизатору нагрузку, которая будет больше, чем его мощность,
  • защита от грозовых разрядов,
  • защита от короткого замыкания,
  • тепловая защита от перегрева обмотки трансформатора отключает устройство, что предупреждает возможные повреждения,
  • байпас — проводит ток напрямую без стабилизации, позволяет экономить электроэнергию, когда техника отключена,
  • вольтметр определяет входное и выходное напряжение, амперметр измеряет ток на выходе, пользователь может контролировать работу прибора,
  • фильтрация сетевых помех,
  • мониторинг работы сети с компьютера, подключение пульта дистанционного контроля – предусмотрен разъем для подключения с помощью кабеля (некоторые модели Штиль).

Однофазные и трехфазные

Стабилизаторы применяют в квартирах, на дачах, в коттеджах. По типу сети их подразделяют на две группы. В каждой группе есть модели электромеханического и электронного типа.

Там, где напряжение 220 В, используют однофазные стабилизаторы напряжения. Их мощность от 0,5 до 30 кВт. Такой диапазон позволяет выбрать устройство для защиты одного прибора или всей техники в доме. В сети 380 В возможны комбинации из трехфазных и однофазных стабилизаторов. Мощность первых составляет от 3-30 кВт и выше. Такие устройства представляют собой три однофазных стабилизатора, которые могут быть скомпонованы под одним корпусом или раздельно. Техническое решение модели более 100 кВт представляет собой три трансформатора на одном сердечнике. Устройства предназначены для защиты отдельных единиц техники, а так же они могут устанавливаться в загородных домах, офисах, на предприятиях для защиты всей сети.

Читайте также:
Розетки и выключатели Legrand: серии, преимущества, сравнение цен

Как выбрать стабилизатор напряжения

Как выбрать стабилизатор напряжения

Вместо привычного с детства числа 220 в маркировке современных электроприборов все чаще попадается 230. С недавних пор именно 230 В является стандартным напряжением в России и многих других странах. Впрочем, для большинства электроприборов разницы между 230 и 220 В нет никакой. Стандартом допускаются отклонения напряжения сети на ±10%, т.е. от 207 до 253 В. Производители бытовой техники ориентируются именно на эти показатели.

Однако в реальности напряжение в этих рамках удерживается не всегда. В новых микрорайонах, в деревнях и поселках часто к старой подстанции, рассчитанной на определенную нагрузку, подключается много новых потребителей. Это приводит к падению напряжения до 190 В и даже ниже, что бывает хорошо заметно по горящим в полнакала лампочкам. К сожалению, снижением яркости лампочек проблема не исчерпывается. Возрастают токи в обмотках электродвигателей насосов, холодильников, стиральных машин, посудомоек и пр. Это может привести к выходу двигателя из строя.

Бывает в сети и повышенное напряжение, также довольно частое в загородных домах – иногда подстанции намеренно подстраиваются на выдачу повышенного напряжения, чтобы на удаленных потребителях оно поднялось до нормального. При этом на потребителях, близких к подстанции, оно может быть около 250 В. Если при этом еще и нулевой провод окажется не заземлен, то из-за перекоса фаз напряжение может подняться еще выше – до 260 В и даже больше. Ну и не так уж редки случаи, когда электрики случайно подключают в щитке вместо нулевого провода – еще одну фазу, выдавая потребителям 400 В вместо 230. Повышенное напряжение вредно всем потребителям без исключения, поскольку ведет к увеличению выделения тепла, перегреву деталей, выходу их из строя и даже воспламенению.

Можно защитить все электроприборы в доме, установив во входном щитке реле напряжения, но это не решит проблему полностью – при выходе напряжения за установленные рамки оно просто обесточит потребителей. Чтобы защититься от длительных просадок или повышений напряжения, следует ставить стабилизатор.

Конечно, можно поставить мощный стабилизатор на входе в дом и защитить всю технику скопом, но это будет стоить весьма недешево. Тем более что особой надобности в этом и нет – различные электроприборы по-разному реагируют на повышенное или пониженное напряжение. Вполне возможно, что не всей вашей технике нужна защита стабилизатором.

Защита электроприборов

Холодильники, морозильники и кондиционеры требуют защиты в первую очередь – пониженное напряжение в сети может стать причиной поломки компрессора и дорогостоящего ремонта.

Но еще одна особенность этой техники в том, что многие модели могут выйти из строя при быстром выключении-включении. Дело в том, что при выключении компрессора давление в системе выравнивается в течение некоторого времени (1-3 минуты). Если запустить компрессор раньше, его двигатель будет работать с повышенной нагрузкой (или вообще не сможет запуститься), что может привести к поломке. Современные холодильники и кондиционеры большей частью имеют встроенное реле задержки, но если у вас есть сомнения, или в руководстве указано, что перед повторным пуском следует выждать некоторое время, то стабилизатор обязательно должен иметь функцию задержки запуска минимум на 1 минуту.

Насосы, как погружные, так и поверхностные также требуют защиты от пониженного/повышенного напряжения и им тоже нужна задержка запуска. При пуске двигатель насоса в течение 1-2 секунд потребляет ток, в несколько раз превышающий номинальный. При этом обмотка двигателя нагревается. При обычном пуске излишки тепла снимаются прокачиваемой водой, но если напряжение в сети пропадает и появляется, то пусковые токи длятся дольше, а двигатель не успевает раскрутиться и прокачать воду. Контактирующая с насосом вода перегревается вплоть до закипания, что приводит к поломке насоса и перегоранию обмоток двигателя. Поэтому стабилизатор, защищающий насосы, должен также иметь задержку запуска в 5-10 секунд.

СВЧ-печь не выйдет из строя при падении напряжения, но эффективность её при этом снизится многократно. Если отвезенная на дачу «микроволновка» перестала греть, не спешите везти её в ремонт – возможно, дело в низком напряжении сети. Стабилизатор легко устранит эту проблему.

Читайте также:
Плинтус подбирается под цвет пола или дверей

Электроника (компьютеры, современные телевизоры, аудиотехника), оснащенная импульсными блоками питания, пониженного напряжения не боится. Обычно это указывается в руководстве или прямо на блоке питания: «INPUT: 100-240 V». Так что, если ваша проблема состоит в пониженном напряжении, стабилизатор такой технике не нужен. Другое дело, если оно повышенное – при длительном воздействии напряжения от 240 В и выше, нагрузка (как тепловая, так и электрическая) на электронику БП сильно возрастает, что довольно быстро приводит к выходу его из строя.

Энергосберегающие лампы (как люминесцентные, так и светодиодные) к пониженному напряжению довольно лояльны, а вот повышенного не любят. Если всплески напряжения в вашей сети не редкость, то их лучше защитить стабилизатором. Тем более что потребляют они немного, и одного недорогого стабилизатора мощностью в 300-500 ВА хватит на освещение частного дома.

Нагревательным приборам, лампам накаливания, электрочайникам, утюгам и прочей подобной технике падения напряжения вообще не опасны – у них просто снизится эффективность. Повышенное напряжение может ускорить их износ, но в целом, напряжение, на 10-20% превышающее номинал, для большинства подобных приборов неопасно. Эти приборы можно включать в «проблемную» сеть без стабилизатора. Правда, это не относится ко многим современным моделям, оснащенным сложными электронными устройствами управления.

Определившись с тем, какие приборы следует защитить, следует определиться с характеристиками стабилизатора.

Характеристики стабилизаторов

Тип стабилизатора напряжения

Релейные стабилизаторы напряжения представляют собой трансформатор с несколькими отводами входной или выходной обмотки, коммутируемыми силовыми реле.

При нормальном входном напряжении трансформатор работает как разделительный – не повышая и не понижая напряжение. При выходе входного напряжения за установленные границы, электроника включает соответствующее реле, превращая трансформатор в понижающий или повышающий.

Преимущества релейных стабилизаторов:

– Высокая перегрузочная способность – даже самые простые модели выдерживают 200% перегрузки в течение нескольких секунд. Модели же с мощными силовыми реле, рассчитанные на высокие пусковые токи, выдерживают непродолжительные десятикратные перегрузки.

– Малое время переключения – напряжение полностью стабилизируется через 20-100 мс после выхода его за нормальные границы.

– Ступенчатость регулирования. Трансформатор имеет ограниченное число отводов на обмотке, поэтому изменять напряжение может только ступенчато – по 5, 10, а на недорогих моделях – по 20 вольт на одну ступень регулирования. В целом это для техники неопасно, но на граничных напряжениях частые переключения реле, сопровождающиеся мерцанием ламп накаливания, могут раздражать.

– Шумность. Реле при переключении щелкает довольно громко.

– Износ контактов реле. Основной недостаток этого вида стабилизаторов – опасность прогара или пригара контактов реле. Если в первом случае напряжение на выходе стабилизатора просто пропадет, то второй вариант намного неприятнее. Если пригар случится во время пониженного входного напряжения, то при возврате напряжения в норму, реле останется включенным. Трансформатор продолжит работать, как повышающий и напряжение на выходе станет повышенным! Спокойный за свою электротехнику владелец стабилизатора даже не будет подозревать, что именно в этот момент он сжигает её высоким напряжением. Поэтому не стоит выбирать релейный стабилизатор, если в сети случаются частые перепады напряжения – чем чаще реле срабатывает, тем быстрее снижается его ресурс.

Электромеханические (сервоприводные) стабилизаторы напряжения представляют собой тороидальный трансформатор с передвигающимся над внешней обмоткой токосъемником, контактирующим с обмоткой с помощью угольной щетки. При падении или превышении входного напряжения сервопривод перемещает токосъемник, нормализуя выходное.

Преимущества электромеханических стабилизаторов:

– Высокая перегрузочная способность – 200% перегрузки в течение 4-х секунд.

– Высокая точность регулирования.

– Низкий уровень шума при регулировании.

– Большое время переключения – токосъемник движется по обмоткам довольно медленно. Чем больше перепад напряжения, тем медленнее стабилизатор его отрабатывает. Это может привести к появлению импульсных помех на выходе стабилизатора, вызывающих сбои в работе электротехники.

– Износ токосъемника. Токосъемник желательно периодически смазывать графитовой смазкой. Но даже своевременная смазка не предотвращает полностью износа трущихся деталей.

Инверторный стабилизатор сделан на основе инвертора – ток сначала выпрямляется, потом, с помощью инвертора, вновь преобразуется в переменный.

Это позволяет достичь высокой точности регулирования и позволяет добиться полного отсутствия возмущений на выходе. Благодаря отсутствию движущихся контактов, у них низкий уровень шума, ресурс выше и опасности пригара контактов они лишены.

Читайте также:
Рокарии и альпинарии – в чем разница?

Недостатки инверторных стабилизаторов:

– Недорогие инверторы дают на выходе не чистую синусоиду, а ступенчатую. Некоторые электронные приборы (измерительные приборы, газовые котлы, аудио- и видеотехника) могут начать сбоить или вообще откажутся работать с такой синусоидой.

– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 25-50% от номинала, в течение 1-4 секунд. Для защиты приборов, имеющих высокий пусковой ток, стабилизатор такого типа потребуется брать с большим запасом по мощности.

– Высокая чувствительность к мощным импульсным помехам. Впрочем, в бытовых сетях такие помехи – явление маловероятное.

Ступенчатые электронные стабилизаторы конструктивно схожи с релейными, однако коммутирование обмоток в них производится не с помощью реле, а с помощью мощных полупроводниковых приборов.

Это позволяет добиться высочайшей скорости регулирования (5-40 мс на переключение) при достаточно низкой цене. Эти стабилизаторы тоже не имеют движущихся контактов, бесшумны и обладают высоким ресурсом.

Но свои недостатки есть и у этого вида стабилизаторов:

– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 20-40% от номинала, и то весьма непродолжительное время.

– Высокая чувствительность к мощным импульсным помехам. Если в сети нередки сильные кратковременные всплески напряжения, прослужит такой стабилизатор недолго.

Необходимая полная выходная мощность стабилизатора рассчитывается исходя из мощностей всех подключенных к нему электроприборов. При подсчете полной мощности следует иметь в виду, что та мощность (в Ваттах), которая приводится в паспорте на электроприбор – это его активная мощность, т.е., выделяющаяся в виде тепла или света.

Нагревательные приборы и лампы накаливания имеют полную мощность, равную активной. Но некоторые потребители, содержащие в себе электродвигатели или трансформаторы, создают вдобавок к активной еще и реактивную нагрузку. Для определения их полной мощности следует активную мощность поделить на коэффициент мощности (cos(φ)), обычно указанный в паспорте на электроприбор. Если найти это значение не удается, можно воспользоваться таблицей:

Полные мощности всех потребителей следует сложить и добавить к получившейся сумме 30% – дело в том, что мощность стабилизатора приводится для напряжения 220В. При выходе напряжения за пределы нормального, мощность стабилизатора падает на 20-30%. Именно это падение и следует компенсировать.

Но это еще не все – теперь полную мощность каждого потребителя следует помножить на пусковой коэффициент, также взяв его из паспорта или из таблицы. Сумма получившихся чисел (не забываем про 30%) – это пусковая мощность, и перегрузочная способность стабилизатора должна её обеспечивать.

Например, нам следует защитить холодильник мощностью 150 Вт, погружной насос мощностью 500 Вт и линию освещения со светодиодными лампочками суммарной мощностью 500 Вт. Необходимая полная мощность в ВА будет равна:

  • 150/0,8=187,5
  • 500/0,7=714,3
  • 500/0,95=526,3

Суммируем полученные данные и прибавляем 30%. Итого 1857 ВА.

Пусковая мощность будет равна:

  • 187,5*3=562,5
  • 714,3*7=5000
  • 526,3*1,5=790

Также суммируем, прибавляем 30%, получается 8258 ВА. Таким образом, нам нужен стабилизатор на 3000 ВА, способный выдержать перегрузку в три раза больше (релейный с усиленными реле), либо стабилизатор на 4500 ВА, способный выдержать в два раза больше перегрузки (релейный или электромеханический), либо электронный (ступенчатый или инверторный) на 9000 ВА.

Если такой подбор выглядит слишком сложным, то можно просто сложить активные мощности электроприборов (в Ваттах) и подобрать стабилизатор также по активной выходной мощности. Но такой подбор будет грубее: во-первых, этот метод не учитывает индивидуальных особенностей электроприборов, во-вторых, все производители по-разному рассчитывают зависимость полной и активной мощностей. И здесь также следует быть уверенным, что перегрузочная способность стабилизатора поможет ему выдержать пусковую мощность потребителей.

Разъем для подключения нагрузки может быть в виде клемм, либо в виде розеток. Если стабилизатор планируется использовать для защиты какой-либо линии электропитания (например, осветительной) предпочтительнее разъем в виде клемм.

Если же защищать планируется отдельных потребителей, то удобнее подключать их напрямую в евророзетки (СЕЕ 7), обратите внимание, чтобы количество розеток соответствовало количеству потребителей.

Некоторые стабилизаторы оснащены компьютерными розетками IEC 320 C13 – как правило, эти стабилизаторы предназначены для защиты персональных компьютеров и учитывают низкий коэффициент мощности этого вида техники.

Задержка запуска, как указывалось выше, может потребоваться для защиты некоторых видов техники, не приемлющих частых включений-выключений: холодильников, кондиционеров, насосов и пр.

Варианты выбора стабилизаторов

Для защиты отдельного маломощного потребителя – газового котла или циркуляционного насоса – будет достаточно стабилизатора полной мощностью до 1000 ВА.

Читайте также:
Подобрать цвет краски для стен – увлекательная наука для всех

Для защиты электроприборов, наиболее сильно подверженных влиянию пониженного или повышенного напряжения, будет достаточно стабилизатора в 3000-6000 ВА.

С защитой всех домашних электроприборов справится мощный стабилизатор.

Для защиты компьютера и периферии удобно использовать специализированный стабилизатор с компьютерными розетками.

Релейные и электромеханические стабилизаторы обладают высокой перегрузочной способностью и хорошо подходят для защиты электроприборов с высокими пусковыми токами.

Какие типы и виды стабилизаторов напряжения для дома существуют?

Сейчас проблема с низким напряжением в сети набирает обороты. Её возможно решить с помощью стабилизатора напряжения, который защитит всю технику от поломок. Для того, чтобы определиться с выбором оборудования, нужно ознакомиться с их разновидностями, принципами работы каждого, а также с их преимуществами и недостатками.

Основные типы и виды стабилизаторов напряжения

Релейные

Какие типы и виды стабилизаторов напряжения для дома существуют?

Второе наименование приборов — ступенчатые. Данный вид является самым покупаемым для использования дома и на даче. Объясняется это невысокой ценой стабилизатора и его высокой точностью регулирования. Релейные стабилизаторы работают по следующему принципу: на трансформаторе переключаются обмотки с помощью силового реле, который срабатывает автоматически. Датчик следит за состоянием сети. Если напряжение выходит за допустимые нормы, реле регулируют его. Регулировка происходит при переключении обмоток с одной на другую, напряжение которой максимально приближено к первой.

Релейные стабилизаторы предназначены для защиты следующих устройств:

  • бытовые электроприборы;
  • осветительные приборы (за исключением светодиоидных);
  • лабораторного и медицинского оборудования;
  • системы навигаций;
  • системы зарядки;
  • компьютерные и коммуникационные сети.

Преимущества релейных трансформаторов:

  • компактность;
  • широкий диапазон параметров тока на входе и рабочей температуры (может работать в пределах от -40 до +40 градусов);
  • небольшая цена;
  • длительный срок службы (способен работать до 10 лет).

Отметим и недостатки релейных трансформаторов:

  • характер переключения ступенчатый;
  • в сравннии с другими типами стабилизаторов слабая способность к нагрузке рабочих контактов реле;
  • высокий аккустический шум;
  • форма синусоиды тока нагрузки при высоком входном напряжении сильно искажается — это происходит по причине магнитного насыщения сердечника.

Какие типы и виды стабилизаторов напряжения для дома существуют?

Электронные — симисторные и тиристорные

По структуре данные устройства схожи с электромагнитными реле. Но в этом случае для ступенчатых переключений обмоток автотрансформатора используются полупроводниковые изделия. Существует несколько видов подобных электронных схем, каждая из которых отвечает за автоматическое переключение коэффициента трансформации. Сейчас производятся устройства, в которых за ступенчатое регулирование отвечают симисторы и тиристоры.

Тиристор — это полупроводниковая система, в которой существует глубокая положительная обратная связь. Она обеспечивает быстрое переключение во время работы в ключевом режиме.

Какие типы и виды стабилизаторов напряжения для дома существуют?

Симистор представляет собой два объединенных тиристора, в которых присутствуют управляющие электроды. Они включаются в общую систему встречно-параллельно. Трансформаторы симисторного типа отличаются высоким КПД, это объясняется возможностью пропускания тока в двух направлениях.

Однако чаще приобретают устройства тиристорного типа, поскольку они выполнены по упрощенной схеме. Значит, и обслуживать такой стабилизатор будет проще.

Электронные трансформаторы используются для защиты следующих устройств:

  • видео- и аудиотехника;
  • системы кондиционирования и холодильные устройства;
  • компьюетры и их комплектующие;
  • кухонные электроприборы;
  • стиральные машины;
  • система «теплый пол».

Какие типы и виды стабилизаторов напряжения для дома существуют?

  • высокий коэффициент стабилизации;
  • быстрая регулировка перепадов;
  • удобные параметры;
  • высокие показатели надежности;
  • низкое потребление энергии;
  • защита от внешних помех;
  • работа при температуре в помещении до -40 градусов.

Недостатки электронных стабилизаторов:

  • высокая цена;
  • высокая стоимость ремонта;
  • не подходит для работы с реактивной нагрузкой.

Сервоприводные (электромеханические)

Электромеханические трансформаторы решают одну из главных проблем устройств с механическми реле, которые могут обеспечить только ступенчатый вид регулировки выходного напряжения. Механизм работы сервоприводных стабилизаторов заключается в изменении коэффициента трансформации. Это происходит за счет щетки, которая соединена с электродом выходных клемм. Дополнительный электродвигатель помогает щетке перемещаться по вторичной обмотке.

Какие типы и виды стабилизаторов напряжения для дома существуют?

  • невысокая стоимость;
  • небольшие размеры;
  • широкий диапазон регулировки напряжения;
  • плавный процесс регулировки;
  • устойчивость к краткосрочным перегрузкам;
  • высокий уровень КПД.
  • устройство работает шумно, особенно это заметно в ночное время суток;
  • срабатывает не моментально;
  • присутствуют движущиеся детали, которые ломаются чаще статичных;
  • необходимость в регулярном обслуживании;
  • возможность работы при температуре не ниже 5 градусов;
  • чувствительность к попаданию пыли вовнутрь устройства.

Феррорезонансные

Главная особенность подобных трансформаторов — в устройстве применяются обмотки, которые надеваются на магнитопроводы различного поперечного сечения. Феррорезонансные стабилизаторы характеризуются точностью регулировки напряжения.

Какие типы и виды стабилизаторов напряжения для дома существуют?

Назовем плюсы подобных видов:

  • высокая надежность, которая объясняется отсутствием схем переключения;
  • долгосрочная служба;
  • способность работать в условиях повышенной влажности и перепадов температуры;
  • высокая точность выравнивания;
  • устойчивость к перегрузкам.
Читайте также:
Приватизация машиноместа в ГСК

Перечислим минусы феррорезонансных устройств:

  • высокий уровень шума при работе;
  • крупные размеры и большая масса;
  • невозможность функционировать при значительных перегрузках;
  • зависимость качества работы от величины нагрузки;
  • образование помех электромагнитного характера.

Инверторные (бесступенчатые, бестрансформаторные, IGBT, ШИМ)

Этот вид стабилизатора считается одним из самых дорогих, но в то же время надежных. Поэтому его используют не только дома, но и на крупном производстве. Механизм воздействия инверторного стабилизатора следующий: переменный ток преобразовывается в постоянный и наоборот. Это происходит за счет наличия в устройстве микроконтролера и кварцевого генератора. На рынке представлены несколько видов устройств с разными вариантами преобразования тока. Самыми распространенными являются ШИМ-устройства и трансформаторы с IGBT-транзисторах.

Какие типы и виды стабилизаторов напряжения для дома существуют?

  • быстрая реакция на скачки напряжения, а также точность регулировки;
  • удобные параметры устройства за счет отсутствия автоматического трансформатора;
  • КПД доходит до 90%;
  • возможность работать на холостом ходе;
  • эффективное подавление скачков и импульсных помех;
  • функционирование техники при минусовых температурах;
  • бесшумная работа;
  • высокая точность регулировки напряжения.
  • качество работы ухудшается при перегрузках;
  • высокая стоимость оборудования;
  • сложность составления схемы, из-за чего осложняются ремонтные работы;
  • при увеличении нагрузки диапазон вольт на входе уменьшается.

Однофазные и трехфазные

Стабилизаторы напряжения встречаются однофазные и трехфазыне. Если вам необходимо выбрать устройство для квартир и домов, в которых чаще всего прокладывают однофазную сеть, то приобретайте трансформатор с напряжением в 220В.

Какие типы и виды стабилизаторов напряжения для дома существуют?

Если же у вас трехфазная сеть, то здесь можно устанавливать как однофазное, так и трехфазное оборудование. Все зависит от финансовых возможностей и условий монтажа. Специалисты утверждают, что рациональнее ставить три однофазных стабилизатора.

Это объясняется тем, что в той ситуации, когда отключится хотя бы одна фаза, все устройство отключится до тех пор, пока не будет восстановлено питание по всем фазам. Подобные проблемы не возникнут при установке трех однофазных устройств. Единственный недостаток такого выбора — занимаемая площадь.

Какие типы и виды стабилизаторов напряжения для дома существуют?

Также аргументом в пользу установки трех однофазных стабилизаторов является тот факт, что нагрузка на линии распределяется неравномерно.

При выборе любого стабилизатора важно изучить его характеристики, одна из которых величина потребляемой мощности. Величина зависит от количества и мощности электрических приборов, который постоянно включаются в сеть.

Основные типы стабилизаторов напряжения

Общая классификация стабилизаторов сетевого напряжения по принципам действия

Существует следующая классификация стабилизаторов напряжения по принципам работы:

  1. ступенчатые стабилизаторы напряжения релейного типа 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:

    ;
  • 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.
Читайте также:
Реконструкция фундамента: технология устройства своими руками

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

Тип стабилизатора напряжения Скорость стабилизации Точность стабилизации Диапазон входного напряжения Перегрузочная способность Надежность КПД
Стабилизаторы релейного типа высокая средняя широкий высокая высокая высокий
Стабилизаторы электромеханического типа низкая высокая широкий средняя низкая средний
Стабилизаторы симисторного и тиристорного типа высокая средняя широкий средняя средняя высокий
Стабилизаторы инверторного типа высокая высокая широкий средняя средняя средний
Стабилизаторы феррорезонансного типа высокая высокая средний низкая низкая низкий

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.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: