Типы стабилизаторов напряжения

         В данной статье рассмотрим те типы стабилизаторов напряжения, которые в основном встречаются для бытовых целей и общепромышленного сектора. А также определим, для каких условий подходит тот или иной тип.

1. Электромеханические стабилизаторы напряжения (сервоприводные или электродинамические стабилизаторы)

         Представляют собой систему состоящую из автотрансформатора, серводвигателя и системой (блоком) управления серводвигателя. Его принцип работы схож с принципом работы ЛАТРа с тем дополнением, что перемещение ползунка выполняет серводвигатель. Данные стабилизаторы непрерывно контролируют выходное напряжение.

Рассмотрим преимущества данных стабилизаторов: 

     - они не вносят искажений в форму выходного напряжения 

     - точность выходного напряжения составляет чаще всего менее 5% (как правило, около 3%)

     - регулировка выходного напряжения является плавной

Но они имеют существенные недостатки:

     - время реакции составляет около 1 секунды на 10% корректируемого напряжения. Это означает, что при изменении входного напряжения, отличного от номинального, время, через которое на выходе будет номинальное, может составит до 3 секунд (при сильных скачках, например во время работы сварочного аппарата).

     - данные стабилизаторы имеют постоянный механический щёточный контакт, что приводит при постоянной эксплуатации к износу щёток, что приводит потом к искрению, плохого контакта

     - при работе во время стабилизации слышится характерный звук.

Вывод: учитывая всё вышесказанное можно сделать выводы, что данный тип стабилизаторов можно эксплуатировать в том случае, если в сети нет скачков напряжения, а изменение входного напряжения происходит плавно или стабильно завышено/занижено. В случае сильных кратковременных скачков напряжения, например во время работы сварочного аппарата, стабилизатор не сможет поддержать номинальное напряжение. Но как показывает практика, что в наших сетях частые скачки напряжения обычное дело, так что можно сделать вывод что данный тип стабилизаторов зачастую не подходит для наших потребителей.

Для себя:  данный тип стабилизаторов не находит применение в моих разработках. Можно использовать как "предстабилизатор" в сетях с очень плохими характеристиками напряжения.

2. Релейные стабилизаторы напряжения

         Они относятся к автотрансформаторным стабилизаторам. Принцип регулирования напряжения - ступенчатый, путём переключения обмоток силового автотрансформатора при помощи силовых электромеханических реле. Это значит что изменение (повышение или понижение) напряжения на выходе идёт параллельно изменению (повышению или понижению) на входе стабилизатора.

Преимущества данного типа стабилизатора:

     - точность выходного напряжения такого стабилизатора составляет 10%

     - диапазон входного напряжения составляет порядка 145 - 285 Вольт.

     - они не вносят не каких изменений (искажений) в форму выходного напряжения

     - время реакции на изменение входного напряжения составляет около 30 мс. Даже при сильных и частых скачках (во время работы сварочного автотрансформатора) время реакции будет в разы меньше чем у электромеханического стабилизатора 

     - не требует технического обслуживания

К недостаткам данного вида стабилизаторов можно отнести:

     - реле со временем изнашивается. Износ сильно зависит в первую очередь от интенсивности перепадов напряжения 

     - мощносной ряд таких стабилизаторов ограничен из-за габаритов реле и коммутирующего тока

     - слышны переключения реле

     - на больших токах возможно "залипание" реле.

Вывод: не смотря на недостатки можно сделать заключение что данный тип стабилизаторов полностью подходит для наших сетей и потребителей за исключением оборудования для которого нужна высокая точность питающего напряжения.

Для себя:  к данному типу стабилизаторов можно подключить систему освещения (к примеру, при сварке не будут мигать лампочки), нетребовательную аудио - видео технику, а также бытовые приборы: холодильник, блендер, кофеварку и прочую технику (в данном случае не так важна защита выходного напряжения стабилизатора, а защита входного напряжения общей сети от "помех" данных приборов).

3. Симисторные (тиристорные) стабилизаторы напряжения

         По принципу работы аналогичны релейным. У них вместо реле стоят силовые ключи - симисторы.

Преимущества:

     - высокая скорость реакции на входное напряжение, 20 мс

     - нет изменений выходной формы напряжения

     - переключение ступеней происходит практически бесшумно

     - широкий мощностной ряд и относительно не большие габариты

     - гарантия на такой тип стабилизаторов как правило выше (3-5 лет) и период работы гарантированный производителем как правило составляет 10-15 лет

     - не требует технического обслуживания

     - обладают как правило большой перегрузочной способностью

     - точность таких стабилизаторов (в зависимости от числа ключей) может достигать до 0,5-0,7%, что подходит к высокотребовательным по напряжению нагрузкам (подключаемым приборам). 

К недостаткам можно отнести цену таких стабилизаторов. Она выше чем на такую же мощность релейных или сервоприводных стабилизаторов, из-за высокой стоимости силовых ключей. Но они, как правило, подходят в 95 % случаях под наши сети.

Для себя:  к данному типу стабилизаторов можно подключать системы видеонаблюдения и охранной сигнализации, персональные ПК, не критическое сетевое оборудование. 

4. Преобразователи напряжения типа "онлайн" или "двойного преобразования"

         В этих устройствах переменный ток через инвертор преобразуется в постоянный, а затем формирует форму, частоту и амплитуду выходного напряжения.

Преимущества:

     - как правило, у таких стабилизаторов очень широкий диапазон входных напряжений (есть модели с диапазоном от 100 до 400 Вольт)

     - форма синусоиды на выходе не зависит от формы напряжения на входе. То есть он берёт из сети напряжение с искаженной синусоидой, а на выходе даёт высококачественную синусоиду.

Недостатки: 

     - относительно высокая стоимость.

         Некоторые онлайновые стабилизаторы, совмещаются с источниками бесперебойного питания ИБП или UPS) - к ним дополнительно подключается аккумулятор и при пропадании напряжения в сети встроенный инвертор (преобразователь с 12, 24, 36 Вольт постоянного тока в стандартное напряжение 220 В, 50 Гц) продолжает снабжать подключенное оборудование электроэнергией. Данные приборы наилучшие для питания не только газовых котлов, охранных систем и домашней автоматики, но и всего дома в целом, поскольку каждый потребитель получает качественное питание, что существенно продлевает его срок эксплуатации. Точность выходного напряжения такого стабилизатора доходит до 0,5 %, а КПД (коэффициент полезного действия) до 96 %. Данный стабилизатор подходит для всех типов потребителей и электрических сетей.

Для себя:  данный тип стабилизаторов похож по действию с ИБП (источник бесперебойного питания) с архитектурой on-line (двойное преобразование, непрерывного действия). Применяется для подключения критического сетевого оборудования, а также для другого требовательного оборудования.

5. Стабилизаторы напряжения с (ШИМ) широтно-импульсной модуляцией

     Новый класс стабилизаторов напряжения. Прибор работает путём сравнения входного напряжения с эталонным и, при необходимости, корректирует амплитуду и форму синусоиды. Таким образом, "ШИМ" стабилизатор напряжения очень похож на "онлайновые" стабилизаторы напряжения.

Отметим основные достоинства:

     - высокая точность (до 1%)

     - практически мгновенное быстродействие - стабилизатор напряжения отменно "отрабатывает" частые и большие скачки напряжения, сварочные работы на линии - электролампочки не будут мигать.

Недостатки:

     - низкий порог верхнего входного напряжения (до 245 Вольт)

     - высокая цена.

Данный стабилизатор подходит для всех типов потребителей и электрических сетей.

6. Также существуют другие типы стабилизаторов - стабилизаторы напряжения с подмагничиванием, стабилизаторы напряжения с фазовым регулированием, стабилизаторы напряжения с дискретным высокочастотным регулированием, и др. Но они широкого распространения на рынке не получили.

Бывает на стабилизаторе есть кнопка "пауза", подскажите пожалуйста как ей пользоваться и какой смысл этой функции - цель этой функции – защитить оборудование от переходных процессов и скачков напряжения, возникающих в электросети в момент возобновления питания после его полного отсутствия. Именно на момент включения питания приходится максимальное количество сгоревших насосов, холодильников и других устройств. При нажатой кнопке "Пауза” стабилизатор "выжидает” после появления питания примерно 2-3 минуты и включается после того, когда напряжение полностью стабилизировалось. При отключенной кнопке "Пауза” стабилизатор "выжидает” всего 6 секунд. Стабилизаторы с данной функцией рекомендуется подключать к мощным бытовым приборам (холодильнику, обогревателю и т.п.), так как при восстановлении подачи электроэнергии эти приборы вносят дополнительную нагрузку в вашу сеть, а также нагружают трансформатор который в момент восстановления электричества ещё не получает стабильного напряжения в 220 Вольт.

Внимание!  Перед подключением стабилизатора убедитесь, что суммарная мощность всех потребителей напряжения ниже мощности стабилизатора. Также, учитывая пусковые нагрузки и фактор мощности потребителей, нужно брать запас по мощности с коэффициентом 1.2–1.5, а для таких устройств как кондиционеры, холодильники и электромоторы 1.5 – 2 раза.

         При выборе стабилизатора необходимо знать о том, что при уменьшении входного напряжения увеличивается величина входного тока (увеличивается мощность потребления энергии потребителем), а, следовательно, уменьшается максимальная мощность автоматического регулятора напряжения! (тоесть уменьшается выходная мощность стабилизатора)

Рекомендации. Для защиты компьютеров или другой чувствительной техники, рекомендуется к выходу стабилизатора в качестве тройника подключать сетевой фильтр или ИБП для большей надёжности. Так как недорогие трансформаторы в основном защищают только от скачков напряжения (повышенного или пониженного) и короткого замыкания, а сетевые фильтры в свою очередь защищают от импульсных и высокочастотных помех. Недорогие ИБП в свою очередь играют роль аккумулятора питания, и также не могут защитить приборы от импульсных и высокочастотных помех. В итоге идеальным защищённым подключением питания будет группа из: стабилизатора, ИБП, сетевого фильтра (или простого "тройника", так как есть информация о запрете использования ИБП совместно с сетевым фильтром, не считая специальных сетевых фильтров с переходником  IEC C14 для ИБП). Или можно использовать дорогой стабилизатор, так сказать "Премиум" класса, который будет содержать в себе все три выше описанных компонента (стабилизатор, ИБП, сетевой фильтр). Но в этом варианте есть один недостаток: после выхода такого стабилизатора из строя, обслуживаемый потребитель-прибор останется не защищённым. Тогда как в варианте с недорогими тремя компонентами защиты (стабилизатор, ИБП, сетевой фильтр) у потребителя-прибора останутся ещё два "защитника".

         Не рекомендуется покупать стабилизаторы фирмы "Luxeon", так как их числовые индикаторы всегда показывают 220 В, хотя на самом деле напряжение имеет другое значение. Эта информация является отзывами пользователей на сайте http://rozetka.com.ua