Стабілізатор напруги - для чого він потрібен і як правильно підібрати
Стабілізатор напруги - для чого він потрібен і як правильно підібрати.
В Україні електричні мережі не модернізувалися ще з часів 70-80х років. Розвиток технологій вплинуло на різке збільшенийіті виробництва електропобутових приладів, електрокарів, роботів, автоматизованих систем та інших високотехнологічних споживачів електроенергії.
Все це призвело до істотного збільшення навантажень на мережі, що спричинило за собою зниження якості напруги в лініях електропередач. Ці явища сприяють передчасному виходу з ладу дорогої техніки, яку дуже дорого ремонтувати (ноутбуки, котли, телевізори, холодильники тощо) Щоб уникнути перерахованого вище встановлюється стабілізатор напруги.
Призначення стабілізатора
У функції приладу входить:
- стабілізація напруги в межах 220 вольт з допустимими відхиленнями, але не більше 10 відсотків,
- захист від короткого замикання,
- візуальний контроль вхідної, вихідної напруги і струму (не у всіх моделях),
- режим «транзит» для аварійних випадків роботи стабілізатора.
Пристрій стабілізатора
Більшість стабілізаторів зібрані по стандартній структурі:
- Блок підключення;
- Ввідний автоматичний вимикач з незалежним розчеплювачем;
- Перемикач режиму роботи «Стабілізація – транзит»;
- Силовий трансформатор (крім інверторних моделей);
- Контролер або мікропроцесор управління;
- Плата управління (розв'язки);
- Датчики стеження;
- Силові ключі;
- Плата індикації (стрілкова, цифрова, світлодіодна);
- Система пасивного або активного охолодження (радіатори, кулери);
- Інтерфейс WI-FI (деякі моделі).
Ці прилади поділяються на кілька категорій, починаючи від бюджетних і закінчуючи більш дорогими моделями. Розглянемо принципові відмінності між ними.
Релейні стабілізатори
Як видно з назви і малюнка, на вихідних каскадах змонтовані силові реле. Контролер відстежує вхідна напруга, після чого передає керуючий сигнал, відповідного електронного ключа (транзистора) на платі управління, в залежності від величини напруги. Після цього команда надходить на котушку реле. Відбувається замикання силових контактів, включаючи потрібну ступінь вторинної обмотки автотрансформатора.
Переваги релейного стабілізатора:
- Невисока вартість;
- Компактність і легкість;
- Не спотворює синусоїду частоти;
- Ремонтопридатність (відсутні дорогі деталі).
Недоліки стабілізатора:
- Малий термін експлуатації (швидко зношуються контакти реле);
- Мала потужність (до 9-12 кВт);
- Акустичний дискомфорт (виразно чутні клацання перемикання ступенів;
- Обмежене число ступенів (до 12);
- Короткочасний провал подачі електроживлення 20-40 милі секунд;
- Висока похибка стабілізації 8-10 відсотків.
Висновок
Стабілізатори цього типу рекомендується використовувати у наступних випадках:
-
Об'єкти з малим споживання електроенергії.
-
Об'єкти з короткочасним присутністю людей (гараж, дачний будинок тощо).
-
Локально під електроприлад (холодильник, телевізор, пральна машина).
-
Пристрої з малою чутливістю до стрибків напруги (пилосос, мікрохвильова піч, блендер і т. д.).
-
У приміщеннях, де не потрібно дотримуватися тиші.
Серво-приводні стабілізатори
Принцип роботи цих пристроїв заснований на переміщенні силового контакту (струмознімачів) вздовж контактних майданчиків обмотки автотрансформатора. Мікропроцесор подає сигнал управління на двигун з редуктором (сервопривод), який в залежності від величини вхідної напруги переміщує рухому контактну частину за годинниковою або проти годинникової стрілки.
Переваги серво-приводного стабілізатора:
- Плавне регулювання;
- Відносно мала похибка стабілізації;
- Не спотворює синусоїду;
- Невелика вартість.
Недоліки приладу:
- Низька швидкодія;
- Обмежений ресурс роботи (знос тертьових поверхонь);
- Акустичний шум (чути роботу сервоприводу);
- Підвищена чутливість до вологості;
- Необхідність періодичного технічного обслуговування;
- Низька стійкість до забрудненому середовищі;
- Обмеження по потужності (як і в релейних).
Висновок
Стабілізатори серво-приводного типу можна використовувати в наступних випадках:
-
Приміщення з малим споживанням електроенергії - до 7-9 кВт;
-
Об'єкти з помірним кліматом без забруднень і підвищеної вологості;
-
Локально під електроприлад (холодильник, телевізор, пральна машина);
-
Пристрої з малою чутливістю до перепадів напруги;
-
У приміщеннях, де немає підвищених вимог до акустичного шуму.
Тиристорні, симісторні стабілізатори
Принцип роботи можна порівняти з релейним стабілізатором. Головна відмінність в тому, що роль силових ключів тут виконують тиристори або сімістори (напівпровідникові прилади). Завдяки цьому перемикання між східцями відбувається безшумно і практично миттєво, так як не мають рухомих частин.
Переваги стабілізаторів з електронними ключами:
- Довговічність (більше 50 років);
- Безшумність (роботу тиристорів не чути);
- Швидкодія (миттєве переключення);
- Стійкість до забрудненому середовищі;
- Високий ККД (втрати тільки в трансформаторі);
- Неискаженная синусоїда;
- Широкий діапазон регулювання напруги від 70 до 315 вольт;
- Великий вибір по потужності від 0,5 до кількох сотень кіловат;
- Відсутність механічно рухомих частин.
Недоліки стабілізаторів:
- Висока вартість;
- Збільшений вага;
- Складна електронна компонування;
- Більш дорогий ремонт.
Висновок
Стабілізатори електронного типу можна використовувати практично скрізь, крім приміщень з дуже високою вологістю. Через них підключають будинки, квартири, магазини, офіси, кафе і т. п. Якщо кошти дозволяють придбати даний вид стабілізатора, не роздумуючи вибирайте цей тип.
Інверторні стабілізатори.
Фото стабілізатора з функцією джерела безперебійного живлення
Принцип роботи інверторних стабілізаторів радикально відрізняється від усіх попередніх.
В його основі лежить так зване подвійне перетворення (інверсія) вхідної напруги, без авто-трансформації. Вхідний ,змінний струм перетворюється у постійний, після чого інвертується в змінний напругою 220 вольт.
Ці стабілізатори часто поєднують з джерелом безперебійного живлення, оскільки вони перетворять постійний струм акумуляторної батареї в змінний.
Переваги даних стабілізаторів:
- Мала вага (відсутня автотрансформатор);
- Високий ККД - до 97%;
- Невеликий шум від системи охолодження;
- Висока швидкодія;
- Відсутність механічно рухомих частин;
- Плавне регулювання;
- Широкий діапазон вхідної напруги від 110 до 300 вольт.
Недоліки:
- Висока ціна;
- Деякі моделі спотворюють форму синусоїди (чутливі прилади можуть просто не бачити напруги);
- Звуження діапазону вхідної напруги при збільшенні навантаження на виході інвертора;
- Обмеження по потужності;
- Малий досвід експлуатації.
Висновок
Інверторні стабілізатори найвигідніше купувати з вбудованою функцією ДБЖ (джерело безперебійного живлення). Прекрасно підходять для електроживлення плат управління опалювальних котлів, систем сигналізації, холодильників, комп'ютерів, серверних станцій та іншого специфічного обладнання, де бувають часті перебої з мережевим живленням.
