Стабилизатор напряжения - для чего он нужен и как правильно подобрать
Стабилизатор напряжения - для чего он нужен и как правильно подобрать.
В Украине электрические сети не модернизировались еще со времен 70-80х годов. Развитие технологий повлияло на резкое увеличение производства электробытовых приборов, электрокаров, роботов, автоматизированных систем и других высокотехнологичных потребителей электроэнергии.
Все это привело к существенному увеличению нагрузок на сети, что повлекло за собой снижение качества напряжения в линиях электропередач. Эти явления способствуют преждевременному выходу из строя дорогостоящей техники, которую очень дорого ремонтировать (ноутбуки, котлы, телевизоры, холодильники и т.д.) Чтобы избежать вышеперечисленного устанавливается стабилизатор напряжения.
Назначение стабилизатора
В функции прибора входит:
- стабилизация напряжения в пределах 220 вольт с допустимыми отклонениями, но не более 10 процентов,
- защита от короткого замыкания,
- визуальный контроль входного, выходного напряжения и тока (не во всех моделях),
- режим «транзит» для аварийных случаев работы стабилизатора.
Устройство стабилизатора
Большинство стабилизаторов собраны по стандартной структуре:
- Блок подключения;
- Вводной автоматический выключатель с независимым расцепителем;
- Переключатель режима работы «Стабилизация – транзит»;
- Силовой трансформатор (кроме инверторных моделей);
- Контроллер или микропроцессор управления;
- Плата управления (развязки);
- Датчики слежения;
- Силовые ключи;
- Плата индикации (стрелочная, цифровая, светодиодная);
- Система пассивного или активного охлаждения (радиаторы, кулеры);
- Интерфейс WI-FI (некоторые модели).
Эти приборы подразделяются на несколько категорий, начиная от самых бюджетных и заканчивая более дорогими моделями. Рассмотрим принципиальные отличия между ними.
Релейные стабилизаторы
Как видно из названия и рисунка, на выходных каскадах смонтированы силовые реле. Контроллер отслеживает входное напряжение, после чего передает управляющий сигнал, соответствующему электронному ключу (транзистору) на плате управления, в зависимости от величины напряжения. После этого команда поступает на катушку реле. Происходит замыкание силовых контактов, включая нужную ступень вторичной обмотки автотрансформатора.
Достоинства релейного стабилизатора:
- Невысокая стоимость;
- Компактность и легкость;
- Не искажает синусоиду частоты;
- Ремонтопригодность (отсутствуют дорогостоящие детали).
Недостатки стабилизатора:
- Малый срок эксплуатации (быстро изнашиваются контакты реле);
- Малая мощность (до 9-12 кВт);
- Акустический дискомфорт (отчетливо слышны щелчки переключения ступеней;
- Ограниченное число ступеней (до 12);
- Кратковременный провал подачи электропитания 20-40 мили-секунд;
- Высокая погрешность стабилизации 8-10 процентов.
Вывод
Стабилизаторы данного типа рекомендуется использовать в следующих случаях:
-
Объекты с малым потребление электроэнергии.
-
Объекты с кратковременным присутствием людей (гараж, дачный дом и т.п.).
-
Локально под электроприбор (холодильник, телевизор, стиральная машина).
-
Устройства с малой чувствительностью к скачкам напряжения (пылесос, микроволновая печь, блендер и т.д.).
-
В помещениях, где не требуется соблюдать тишину.
Серво-приводные стабилизаторы
Принцип работы этих устройств основан на перемещении силового контакта (токосъемника) вдоль контактных площадок обмотки автотрансформатора. Микропроцессор подает сигнал управления на двигатель с редуктором (сервопривод), который в зависимости от величины входного напряжения перемещает подвижную контактную часть по часовой или против часовой стрелки.
Достоинства серво-приводного стабилизатора:
- Плавная регулировка;
- Относительно малая погрешность стабилизации;
- Не искажает синусоиду;
- Небольшая стоимость.
Недостатки прибора:
- Низкое быстродействие;
- Ограниченный ресурс работы (износ трущихся поверхностей);
- Акустический шум (слышно работу сервопривода);
- Повышенная чувствительность к влажности;
- Необходимость периодического технического обслуживания;
- Низкая устойчивость к загрязненной среде;
- Ограничение по мощности (как и у релейных).
Вывод
Стабилизаторы серво-приводного типа можно использовать в следующих случаях:
-
Помещения с малым потреблением электроэнергии - до 7-9 кВт;
-
Объекты с умеренным климатом без загрязнений и повышенной влажности;
-
Локально под электроприбор (холодильник, телевизор, стиральная машина);
-
Устройства с малой чувствительностью к скачкам напряжения;
-
В помещениях, где нет повышенных требований к акустическому шуму.
Тиристорные, симисторные стабилизаторы
Принцип работы сопоставим с релейным стабилизатором. Главное отличие в том, что роль силовых ключей здесь выполняют тиристоры или симисторы (полупроводниковые приборы). Благодаря этому переключение между ступенями происходит бесшумно и практически мгновенно, так как нет подвижных частей.
Достоинства стабилизаторов с электронными ключами:
- Долговечность (более 50 лет);
- Бесшумность (работу тиристоров не слышно);
- Быстродействие (мгновенное переключение);
- Устойчивость к загрязненной среде;
- Высокий КПД (потери только в трансформаторе);
- Неискаженная синусоида;
- Широкий диапазон регулировки напряжений от 70 до 315 вольт;
- Большой выбор по мощности от 0,5 до нескольких сот киловатт;
- Отсутствие механически движущихся частей.
Недостатки стабилизаторов:
- Высокая стоимость;
- Увеличенный вес;
- Сложная электронная компоновка;
- Более дорогостоящий ремонт.
Вывод
Стабилизаторы электронного типа можно использовать практически везде, кроме помещений с очень высокой влажностью. Через них подключают дома, квартиры, магазины, офисы, кафе и т.п. Если средства позволяют приобрести данный вид стабилизатора, не раздумывая выбирайте этот тип.
Инверторные стабилизаторы.
Фото стабилизатора с функцией источника бесперебойного питания
Принцип работы инверторных стабилизаторов радикально отличается от всех предыдущих.
В его основе лежит так называемое двойное преобразование (инвертирование) входного напряжения, без авто-трансформации. Входной ,переменный ток преобразуется в постоянный, после чего инвертируется в переменный напряжением 220 вольт.
Эти стабилизаторы зачастую совмещают с источником бесперебойного питания, поскольку они преобразуют постоянный ток аккумуляторной батареи в переменный.
Преимущества данных стабилизаторов:
- Малый вес (отсутствует автотрансформатор);
- Высокий КПД - до 97%;
- Небольшой шум от системы охлаждения;
- Высокое быстродействие;
- Отсутствие механически движущихся частей;
- Плавная регулировка;
- Широкий диапазон входного напряжения от 110 до 300 вольт.
Недостатки:
- Высокая цена;
- Некоторые модели искажают форму синусоиды (чувствительные приборы могут попросту не видеть напряжения);
- Сужение диапазона входного напряжения при увеличении нагрузки на выходе инвертора;
- Ограничение по мощности;
- Малый опыт эксплуатации.
Вывод
Инверторные стабилизаторы выгоднее всего приобретать со встроенной функцией ИБП (источник бесперебойного питания). Прекрасно подходят для электропитания плат управления отопительных котлов, систем сигнализации, холодильников, компьютеров, серверных станций и другого специфического оборудования, где бывают частые перебои с сетевым электропитанием.
