Как работает стабилизатор напряжения 220в для дома?

Как работает стабилизатор напряжения 220в для дома?

Как работает стабилизатор напряжения 220в

Некоторые задаются вопросом – для чего нужен стабилизатор напряжения? Стоит ли вообще тратить на данный прибор деньги? Мы Вам ответим – однозначно стоит. Стабилизатор был создан для защиты самого различного электрооборудования от поломок из-за скачков напряжения в сети. На данный момент это очень актуальная проблема, ведь создается огромное множество высокоточного оборудования, которое требует стабильных показаний при электроснабжении. При этом здесь как бытовая техника, так и медицинские приборы или промышленные машины.

Современные стабилизаторы напряжения отлично справляются со своими задачами. Не думайте, что покупая стабилизатор, Вы выбрасываете деньги на ветер. Проработав более 15 лет, этот прибор полностью окупит себя, так как вам не придется покупать, скажем, новый телевизор или несколько токарных станков из-за того, что произошел скачек напряжения, и они сгорели.

Из каких элементов состоит стабилизатор напряжения Volter?

Петли
Позволяют удобно закрепить стабилизатор на стене.

Переключатель «стабилизация-транзит»
Исключает одновременное замыкание 2-х групп контактов.

Ручки для переноса
Позволяют легко транспортировать стабилизатор.

Несущее шасси
Играет роль основного теплоотвода, имеет оцинкованное покрытие для защиты от коррозии.

Информативный ЖК-дисплей
Удобно контролировать параметры стабилизации.

Датчик температуры
Играет роль тепловой защиты устройства на случай перегрева.

Автотрансформатор

  • Имеет стержневую конструкцию и лаковую пропитку;
  • Обеспечивает минимальный шум;
  • Лучший вариант охлаждения;
  • Способ соединения обмоток — сварка.

Кнопки управления
Для регулирования уровня выходного напряжения

Дополнительная розетка
На 10А.

Порошковая покраска корпуса
С предварительным фосфатированием металла.

Клеммник термостойкий
Для удобного подключения и надежного крепления проводов.

Плата управления
Быстродействие 20мс, защита от перенапряжений.

Плата защиты
Независимая дублирующая защита от перенапряжений.

Автоматический выключатель
С независимым расцепителем: защита от короткого замыкания и перегруза.

Датчик тока

Радиатор охлаждения
Алюминиевый для улучшенного теплообмена силовых ключей.

Силовые ключи
Полупроводниковые с большой перегрузочной способностью.

Теплообмен
Охлаждение без помощи вентиляторов.

Как работают стабилизаторы напряжения?

В данной статье мы хотим подробнее осветить вопрос – как работает стабилизатор напряжения? Здесь все несложно. В современных устройствах применяется многим известный автотрансформатор. Но, разумеется, сам процесс стабилизации напряжения был несколько усовершенствован.

Ранее регулировка напряжения, подумать страшно, выполнялась пользователем вручную или при помощи аналоговой платы, ныне стабилизатор напряжения имеет «интелект» — мощный процессор, который управляет работой системы.

Кроме этого изменения коснулись и способа переключения обмоток. Если раньше это делалось релейными ключами или токосъемниками, то сейчас эту функцию выполняют симисторы (электронные ключи). Такое устройство стабилизатора напряжения сделало их более востребованными в квартирах и частных домах, так как техника полностью перестала шуметь.

Основной принцип действия стабилизатора напряжения представляет собой переключение электронными ключами обмоток автотрансформатора, которое выполняется процессором при обнаружении перепада напряжения. Для этого у него есть специальная программа, замеряющая показания сети на входе и на выходе, после чего посылается сигнал на необходимый ключ.

Процессор – самый важный элемент всей системы, от которого зависит эффективная работа стабилизатора напряжения.

Схема стабилизатора напряжения

Главная задача данного элемента – запустить нужный симистор и сделать это ровно в нулевой точке синусоиды напряжения, иначе она будет искажена. Чтобы это выполнить процессором производится несколько десятков измерений напряжения и, когда улавливается нужное положение – подается сигнал и выполняется мгновенное включения ключа.

Но это ещё не все, перед тем как будет послан сигнал, проверяется — сработал ли предыдущий ключ, чтобы не возникло встречного тока. Поэтому процессор изначально замеряет микро токи и только потом посылает сигнал следующему ключу. Для стабильной работы стабилизатора напряжения все операции повторяются при каждой полуфазе.

Схема стабилизатора напряжения

Разумеется, процессор отличается высоким быстродействием, все данные собираются очень быстро, процессор может произвести все замеры и анализы пока синусоида находится в нулевой точке, а это — менее чем 1 микросекунда времени.

Благодаря изобретению данной системы стабилизатор напряжения регулирует даже самые большие и частые скачки напряжения менее чем за 10 миллисекунд.

Кроме описанного принципа также встречаются стабилизаторы, которые работают с использованием двухкаскадной системы регулирования. Она присутствует в более точных приборах. В данном случае напряжение обрабатывается в два этапа: сначала при небольшом количестве ступеней, а затем то же самое выполняет второй каскад и напряжение становится «идеальным». Такая система снижает себестоимость устройств, так как для 16 ступенчатой системы регулирования по данному принципу требуется всего 8 симисторов (метод комбинации 4х4=16). При этом в каскадной системе используется один трансформатор.

Скорость реагирования такого стабилизатора несколько меньше, чем у вышеописанного (20 миллисекунд). Поэтому такой принцип работы стабилизаторов напряжения используется только в устройствах для защиты бытовой техники и электроинструмента.

1. Электронный принцип работы

В данную категорию относятся устройства симистрного и тиристорного типа. Система регулирования полностью автоматизирована и не требует дополнительных корректирующих настроек со стороны пользователя.

Алгоритм работы этих устройств заключается в измерении напряжения на входе стабилизатора, обработке информации микропроцессором, который в свою очередь управляет электронными ключами (симисторами, тиристорами). При изменении входного напряжения одна ступень закрывается, другая открывается, тем самым регулируя количество витков трансформатора влияющих на коррекцию напряжения. Чем больше ступеней у стабилизатора, тем меньше погрешность. Основная масса бюджетных нормализаторов имеет от 8 до 12 ступеней, а их погрешность колеблется от 6 до 4%, устройства более высокого класса содержат от 16 до 36 ступеней, в это случае погрешность снижается с 3 до 1%.

Принцип работы стабилизатора напряжения

В основе принципа работы стабилизаторов напряжения лежит использование трансформаторов, параметры которых поддаются корректировке. Трансформаторы представляют собой электромагнитные приборы, чье предназначение – трансформировать, т.е. изменять, в требуемых пределах характеристики переменного тока и напряжения. Простейшая разновидность этого аппарата представляет собой сердечник, на который намотаны две катушки (их называют также обмотками). Они автономны по отношению друг к другу. Источник переменного тока подсоединяется к первичной катушке. К вторичной подводят нагрузку, и здесь тоже возникает ток, однако его характеристики отличаются. Происходит это благодаря явлению электромагнитной индукции. Стабилизаторы напряжения изготавливают обычно с трансформаторами посложнее – автоматическими аппаратами с соединенными гальванически катушками.

Стабилизаторы напряжения нового поколения – это далеко не одни лишь автотрансформаторы. Ниже описано как работает стабилизатор напряжения и составные части его конструкции:

  • Элемент, обеспечивающий контроль. Это устройство отслеживает значение входного напряжения и отсылает на систему управления сигнал;
  • Управление. На сервопривод «бегунка» поступает напряжение, и он приходит в движение. В результате этого происходит переключение имеющегося между трансформаторными отводами соединения, и ток тоже меняет параметры. Электронные системы снабжены управляющими устройствами, которые переключают обмотки не опосредованно, а напрямую;
  • Элемент, ответственный за беспрерывную подачу электрического питания (By-Pass);
  • Защита основная, оберегающая от короткого замыкания и чрезмерно высокой нагрузки. В стабилизаторах она представлена магнитными и тепловыми расцепителями;
  • Защита дополнительная, предотвращающая, к примеру, последствия попадания молнии и других высоковольтных импульсов кратковременного воздействия.
Стабилизаторы напряжения относят (условно) к нескольким группам

Классификация по принципу действия:

  • Электронные. Эти же устройства называют ступенчатыми. В таких приборах изменение напряжения осуществляется дискретно, переключением обмоток трансформатора при помощи тиристоров или релейного блока. Для стабилизаторов данного типа характерно быстрое реагирование на перемену значений входного напряжения.
  • Электромеханические. К этой разновидности относят электродинамические приборы. Напряжение в них меняется плавно, для стабилизации характера высокая степень точности. Роднит их с представителями предыдущей группы та же стремительность реакции.
  • Феррорезонансные. Быстрота реагирования и точность этих аппаратов на высоте, напряжение меняется плавно. Основана работа таких стабилизаторов на принципе магнитного усилителя.

Энергия Voltron 2000(HP)
Энергия АСН-3000
Rucelf СтАР-5000

Классификация по способу подключения:

  • Однофазные. Их задача и возможности ограничиваются удержанием стабильного сетевого напряжения на значении 220В + 3%, если оно колеблется в диапазоне 150-250В. Объекты защиты подобных агрегатов – домашняя бытовая техника, разнообразная радио- и электроаппаратура, офисная оргтехника;
  • Трехфазные. Их миссия – стабилизировать напряжение в электросетях с напряжением 380 вольт. Такие аппараты востребованы в жилых домах и строениях промышленного назначения, где электропитание трехфазное.
Преимущества и слабые стороны

Для тиристорного или релейного (ступенчатого) стабилизатора напряжения характерны следующие показатели:

  • Корректировка осуществляется с высокой точностью;
  • КПД высок;
  • Входное напряжение может иметь достаточно большой диапазон;
  • Хорошая скорость срабатывания;
  • На холостом ходу прибор может работать;
  • Диапазон нагрузки велик, колеблется от 0% до 100%;
  • форма выходного напряжения остается неизменной, не искажается;
  • Стабилизатор дает возможность сделать пользование электроэнергией более дешевым;
  • Стабилизаторам, имеющим невысокую точность регулирования, свойственен такой изъян, как ступенчатость, а не равномерность трансформации напряжения на выходе. Такого недостатка лишены высокоточные агрегаты.

Энергия Ultra 5000
Энергия Premium 7500
Энергия Classic 9000

Работа электромеханического стабилизатора напряжения характеризуется следующими параметрами:

  • Перегрузочная способность на высоком уровне;
  • Регулировка производится с большой точностью;
  • Можно корректировать параметры в широком диапазоне;
  • Быстродействие оставляет желать лучшего (электрическим стабилизаторам уступает в 20 раз);
  • Чтобы рабочий ресурс оставался на высоте, аппарат нуждается в периодическом (раз в полгода) техобслуживании;
  • Не безопасен с точки зрения возникновения пожара;
  • Конструкцией предусмотрен незакрытый электрический контакт. Он скользящий (угольная щетка движется по поверхности медной обмотки), из-за чего изнашивание оказывается быстрым.

Rucelf SDW II-12000-L
Энергия Hybrid-10000(U)
Rucelf SDW II-6000-L

Как работает стабилизатор напряжения — основные параметры и функции

Стабилизатором напряжения называется устройство, к которому подключается напряжение на его вход, с неустойчивыми и нестабильными свойствами для нормальной работы потребителей. На выходе прибора напряжение имеет необходимые качества и свойства, способствующие нормальному функционированию нагрузки потребителей.

Стабилизаторы постоянного тока

Питание сети постоянного тока требует выравнивания при входном напряжении ниже или выше допустимого предела. При протекании тока по стабилизатору, оно выравнивается до необходимой величины. Также схему стабилизатора можно выполнить со сменой полярности питания.

Линейные

Такой прибор является делителем, на который поступает нестабильное напряжение, а на его выходе напряжение выравнивается и имеет необходимые свойства. Его принцип действия состоит в постоянном изменении значения сопротивления для создания выровненного питания на выходе.

Как работает стабилизатор напряжения

  • При эксплуатации отсутствуют помехи.
  • Простое устройство с малым числом деталей.
  • При значительной разнице выходящего и входящего питания линейный стабилизатор показывает малый КПД, так как значительная часть производимой мощности переходит в тепло и расходится на сопротивлении.

Параметрический

Такое исполнение прибора с контрольным элементом, подключенным параллельно нагрузке, выполнено на полупроводниковых и газоразрядных стабилитронах.

Как работает стабилизатор напряжения

По стабилитрону проходит ток, который выше в десять раз тока на резисторе. Поэтому такая схема подходит для стабилизации питания только в маломощных устройствах. Чаще всего его применяют в качестве составного компонента преобразователей тока со сложной конструкцией.

Последовательный

Работа прибора видна на изображенной схеме.

Как работает стабилизатор напряжения

Эта схема соединяет два компонента:

  1. Биполярный транзистор, повышающий ток. Он является эмиттерным повторителем.
  2. Параметрический стабилизатор, рассмотренный выше.

Выходное напряжение не зависит от проходящего по стабилитрону тока. Однако оно зависит от вида вещества полупроводника. По причине сравнительной независимости этих величин выходное напряжение получается устойчивым.

При протекании по транзистору напряжение на выходе прибора повышается. При применении одного транзистора напряжение может не удовлетворить потребителя. В этом случае выполняют прибор из нескольких транзисторов, чтобы повысить ток до необходимой величины.

Компенсационный последовательный

Компенсационный последовательный стабилизатор имеет обратную связь. В нем выходное напряжение сравнивается с эталоном. Разница между ними нужна для создания сигнала устройству, контролирующему напряжение.

С сопротивления снимается некоторое количество выходного напряжения, сравнивающееся с основным значением стабилитрона. Эта разница поступает на усилитель и подается на транзистор.

Устойчивое функционирование создается при сдвиге фаз. Так как часть напряжения на выходе поступает на усилитель, то оно сдвигает фазу на угол 180 градусов. Транзистор, подключенный по типу усилителя, фазы не сдвигает, и петлевой сдвиг равен 180 градусов.

Импульсные

Электрический ток, обладающий неустойчивыми свойствами, с помощью коротких импульсов поступает на устройство накопления стабилизатора, которым является конденсатор или катушка.

Как работает стабилизатор напряжения

Накопленная энергия далее выходит на потребитель с другими свойствами. Есть два способа стабилизации:

  1. Управление длиной импульсов.
  2. Сравнение выходного напряжения с наименьшим значением.

Импульсный стабилизатор может изменять напряжение с разными результатами. Их делят на виды:

  • Инвертирующий.
  • Повышающе-понижающий.
  • Повышающий.
  • Понижающий.
  • Малая потеря энергии.
  • Помехи в виде импульсов на выходе.

Стабилизаторы переменного напряжения

Такие приборы предназначены для выравнивания переменного напряжения независимо от его параметров входа. Выходное напряжение должно быть в виде идеальной синусоиды, независимо от входных дефектов питания. Различают несколько видов стабилизаторов

Накопители

Это стабилизаторы, накапливающие энергию от входного источника, а далее энергия создается снова, однако уже с постоянными параметрами.

Двигатель-генератор

Принцип работы стабилизатора напряжения такого типа состоит в изменении электроэнергии в кинетический вид, применяя электродвигатель. Далее генератор снова производит обратное изменение, уже с постоянными параметрами.

Основным компонентом системы является маховик, накапливающий энергию и выравнивающий напряжение. Он соединен с подвижными элементами генератора и двигателя, имеет большую массу, инерцию, которая сохраняет быстродействие. Так как скорость маховика постоянная, то напряжение также будет постоянным, даже при малых перепадах напряжения на входе.

Феррорезонансный

  • Конденсатор.
  • Катушка с ненасыщенным сердечником.
  • Катушка индуктивности с насыщенным сердечником.

К катушке с сердечником насыщенным приложено постоянное напряжение, и не зависит от тока, поэтому можно подобрать данные второй катушки и емкости для стабилизации питания в необходимых пределах.

Работа такого устройства сравнивается с качелями. Их трудно сразу остановить, или сделать скорость качания выше. Качели также не нужно постоянно подталкивать, так как инерция делает свое дело. Поэтому могут быть значительные падения и обрыв питания.

Как работает стабилизатор напряжения

Инверторный

Схема такого прибора состоит:

  • Преобразователь напряжения.
  • Микроконтроллер.
  • Емкость.
  • Выпрямитель с регулятором мощности.
  • Фильтры входа.

Как работает стабилизатор напряжения

Как работает стабилизатор напряжения

Принцип работы инверторного стабилизатора заключается в протекании 2-х процессов:

Принцип работы и типы стабилизаторов напряжения 220В для дома

Спрос на качественные стабилизаторы напряжения с каждым годом только растет, что объясняется возросшим числом бытовых потребителей, а также снижением качества сетевого продукта. Отечественным рынком предлагается большой выбор недорогих и надежных моделей стабилизирующих агрегатов, гарантирующих потребителю нормальное электропитание. Прежде чем собраться за покупкой в магазин, желательно разобраться в особенностях этих устройств, а также ознакомиться с тем, как правильно их выбирать.

Назначение стабилизаторов напряжения

Основное назначение агрегатов – снабдить потребителя стабилизированным напряжением, позволяющим использовать его для работы имеющейся в доме бытовой техники. Эти приборы необходимы для повышения качества поступающей к потребителю электроэнергии, которое в последние годы значительно ухудшилось.

Это касается не только амплитуды передаваемого по сети напряжения, но и его формы, а также величины нелинейных искажений (отклонения от синусоиды).

Все перечисленные характеристики удается исправить путем преобразования некачественного напряжения и последующего приведения его к нормальному виду.

Для этого в состав устройства входят механические, электромеханические или электронные узлы, ответственные за корректировку синусоиды на выходе. Для домашних условий и для рабочего офиса оптимально подходит стабилизатор напряжения 220 В, рассчитанный на однофазное питание. При наличии этого преобразующего устройства можно не беспокоиться за сохранность подключенной к нему радиоаппаратуры и другой бытовой техники.

Типы стабилизаторов

По типу питающей сети, в которую устанавливаются современные стабилизаторы сетевого напряжения для дома, все они делятся на агрегаты, предназначенные для работы в 3-х фазных цепях и на их однофазные аналоги. Поимо этого известные виды стабилизирующих устройств различаются по выходной мощности и исполнению, которые напрямую влияют на заявленные производителями цены.

Независимо от всех перечисленных параметров в основу классификации этих агрегатов заложен принцип действия или типовая схема, позволяющая получить нужное напряжение на выходе. Согласно этому признаку предлагаемые рынком модели стабилизаторов подразделяются на следующие основные типы:

  • релейные агрегаты;
  • феррорезонансные (параметрические) устройства;
  • электромеханические модели;
  • полупроводниковые (тиристорные или симисторные) изделия;
  • инверторные или электронные стабилизаторы.

Каждое из перечисленных устройств имеет свои отличительные черты, связанные с принципом преобразования входного напряжения и используемой для этого схемой подключения. Они отличаются своим внешним видом (дизайном) и ценой, заявленной производителем конкретного прибора.

Релейные

Классические релейные стабилизаторы напряжения относятся к категории электронных устройств, работающих по принципу ступенчатого преобразования входного потенциала. В основу их конструкции заложен автотрансформатор, выходные обмотки которого переключаются таким образом, чтобы скорректировать колебания в сети.

Изменение количества витков во вторичной обмотке происходит в автоматическом режиме за счет срабатывания встроенных коммутационных приборов – электромагнитных реле.

За порядок переключения релейных элементов ответственен особый блок, который специалисты называют управляющим. С его помощью удается контролировать параметры сетевого напряжения и при обнаружении отклонений от нормы вводить в действие очередную ступень стабилизации (соответственно числу э/м реле).

Основное преимущество релейных устройств, если сравнивать их с уже устаревшими моделями компенсационного типа – высокая скорость срабатывания ступеней (порядка 10-20 мс). Помимо этого, такие управляющие модули достаточно просты, что существенно облегчает техническое обслуживание и текущий ремонт готового изделия.

К минусам релейных автоматов относят недостаточно плавную регулировку выходного потенциала и низкий рабочий ресурс. Многих пользователей раздражает, что при работе этот агрегат постоянно щелкает (из-за переключающихся реле). Основная сфера применения – маломощное оборудование, подключаемое к сетям с низким показателем нестабильности входного питания.

Феррорезонансные

Этот тип стабилизаторов относится к образцам, появившимся на начальной стадии становления преобразовательных устройств. Начало их массового внедрения в быт в 50-60-е годы прошлого века объяснялось необходимостью защиты модных тогда ламповых телевизоров. Принцип их действия основан на использовании эффекта ферромагнитного резонанса, суть которого заключается в электромагнитном взаимодействии двух дросселей (катушек с сердечниками). Особо важно то, что один из них работает в насыщенном режиме, а другой – в ненасыщенном.

К преимуществам феррорезонансных стабилизаторов относят отсутствие подвижных (переключаемых) улов, и как следствие – малая вероятность выхода из строя и больший чем у релейных приборов рабочий ресурс. Кроме того, с их помощью удается добиться более точной установки выходного напряжения и плавную регулировку. Их недостатки выражаются в следующем:

  • шумность при работе;
  • значительное тепловыделение;
  • громоздкость (большие габариты);
  • небольшой диапазон регулируемых напряжений.

Несмотря на указанные недостатки, феррорезонансные стабилизаторы до сих пор пользуются определенной популярностью у потребителей. Область их применения – защита неприхотливой в обращении старой бытовой техники.

Электромеханические

Устройства этого класса появились на рынке электрических изделий примерно в одно время с феррорезонансными аналогами, хотя по своей конструкции и принципу работы существенно отличались от них. Их основным рабочим узлом является автотрансформатор с размещенным на нем подвижным токосъемным контактом.

Регулировочный элемент выполнен в виде ползунка или съемной щетки особой конструкции. При работе прибора он перемещается вдоль обмотки трансформатора, плавно увеличивая или уменьшая коэффициент преобразования, что позволяет эффективно корректировать входное напряжение.

Первые образцы электромеханических устройств имели ручную регулировку – перемещение бегунка по обмоткам автотрансформатора возлагалось на человека. В современных моделях этот процесс автоматизирован за счет использования специального управляющего модуля.

Достоинства и недостатки у них те же, что и у феррорезонансных образцов, а областью их применения являются приборы, не требующие высокого быстродействия.

Инверторные (бесступенчатые, бестрансформаторные, IGBT, ШИМ)

Этот тип регуляторов относится к семейству современных стабилизаторов повышенной технологичности, производимых с начала века. В основе работы устройств заложен принцип двойного преобразования исходного напряжения, благодаря которому на выходе удается сформировать сигнал нужной формы и амплитуды. Поскольку в современных импульсных агрегатах отсутствуют механические и электромеханические узлы, они работают совершенно бесшумно, имеют высокое быстродействие, а по надежности не уступают ни одному из известных образцов.

К достоинствам этих приборов также относят:

  • расширенные границы плавной регулировки сетевого напряжения и тока в нагрузке (90-310 Вольт);
  • наличие фильтрующих модулей на входе и выходе устройства, подавляющих сетевые помехи;
  • компактность и малый вес.

Единственный недостаток типовых инверторных преобразователей – их высокая стоимость.

Электронные (симисторные, тиристорные)

Устройство и принцип работы электронных агрегатов чем-то схож с приборами релейного типа. Но вместо реле здесь используются полупроводниковые ключи, построенные на основе вентильных элементов (тиристоров или симисторов).

В продаже также встречаются разновидности агрегатов, в которых функцию коммутационных ключей выполняют полупроводниковые транзисторы.

За счет применения электронных компонентов эти приборы работают абсолютно бесшумно.

К другим преимуществам инверторных схем и устройств относятся:

  • высокое быстродействие и отсутствие механических узлов;
  • долговечность и надежность входящих в их состав полупроводниковых деталей;
  • широкие пределы регулировки напряжения;
  • температурная устойчивость и высокий КПД, что объясняется экономичностью входящих в схему элементов (включая полевые транзисторы, практически не потребляющие тока).

Их недостаток тот же, что и у релейных аналогов – это объясняется дискретным характером управления выходным напряжением.

Правила выбора

Перед решением вопроса о выборе стабилизатора по типу питания важно определиться с тем, в каких сетях его предполагается эксплуатировать. Если планируется использовать его в квартире городского дома, хозяину потребуется типовой однофазный прибор. Если же покупатель намерен пользоваться им на даче, где имеется силовая подводка 380 Вольт, подойдет только трехфазный образец.

Читайте также  Как найти бригаду для строительства дома?

Перед походом в магазин важно ознакомиться с производителями этих приборов и выбрать для себя фирму, пользующуюся хорошей репутацией. В этом случае не имеет значения, отечественная это компания или зарубежная, поскольку и наши производители способны делать конкурентоспособные модели.

Обзор моделей

Обзор современных стабилизаторов для дома проще всего провести, ориентируясь на достоинства и недостатки нескольких фирменных образцов. Для этого выбраны модели, представляющие такие конкурирующие фирмы как «Ресанта», «Энергия», отечественная разработка «Штиль», а также бренд под названием Sven.

Рейтинг стабилизаторов для дома возглавляет модель от производителя «Ресанта», выпускающего изделия с прекрасным соотношением цены и качества. Приборы этой фирмы способны работать с нагрузкой различной величины (мощностью от десятков до сотен Ватт). В ассортименте «Ресанты» представлено множество однофазных моделей релейного типа, но нередко встречаются и образцы с двойным преобразованием напряжения (инверторы). Недостатков у этого бренда практически нет (кроме цены).

Вторую позицию в рейтинге занимает «Энергия» – многопрофильная компания, только недавно освоившая выпуск качественных стабилизаторов. Все модели этого производителя отличаются выверенным соотношением качества и цены и пользуются неизменным спросом у российского потребителя. К их достоинствам также относят широкий выбор различных исполнений.

Далее идет компания «Штиль», выпускающая бюджетные изделия и модели средней ценовой категории, а также образцы премиум класса. Особенно популярны электронные инверторы, не уступающие по своим возможностям современным источникам бесперебойного питания.

Последней в этом перечне приводится финская фирма Sven, продукция которой подходит как для дома, так и для рабочего офиса. Цены на изделия из Финляндии вполне доступны для рядового пользователя при неизменно высоком качестве. Срок службы всех выпускаемых моделей по уверению производителя составляет в среднем не менее 10-ти лет.

Стабилизаторы напряжения для дачи

На дачах традиционно востребованы особые модели стабилизаторов, которые допускается подключать непосредственно к вводному щитку через отдельный автомат. Они отличаются сравнительно большой мощностью преобразования, поскольку используются для работы со специфичным дачным оборудованием (насосами, поливочными системами и т. п.). Подключить эти устройства к стабилизатору можно посредством специальной распределительной колодки или через предусмотренную в некоторых моделях розетку.

На даче обязательно наличие заземления, посредством которого удается обезопасить работу с садовым оборудованием.

На открытом воздухе надежно заземляются не только металлические части используемых агрегатов, но и корпус самого стабилизатора, установленного в линейной цепи.

При выборе стабилизирующего устройства, предназначенного для дома или дачного участка, исходят из расчета допустимой мощности в обслуживаемой нагрузке. Поэтому при оценке различных моделей по этому параметру он выбирается с небольшим запасом (порядка 10-15 процентов).

Что такое стабилизатор напряжения и для чего он нужен

Стабилизатор напряжения (СН) — это устройство, предназначенное для преобразования входного нестабильного напряжения из электросети: заниженного, завышенного или с периодическими скачками, в стабильное по величине на выходе устройства и подключенных к нему электроприборах.

Перефразируем для чайников: стабилизатор делает так, чтобы для подключенных к нему приборов напряжение всегда было одинаковым и близким к 220В независимо от того, каким оно поступает на его вход: 180, 190, 240, 250 Вольт или вообще плавает.

Отметим, что 220В или 240В это стандартная величина для РФ, Беларуси, Украины и так далее. Но в некоторых странах ближнего и дальнего зарубежья оно может быть другим, например 110В. Соответственно «наши» стабилизаторы там работать не будут.

Стабилизаторы бывают разных видов: как для работы в цепях постоянного тока (линейные и импульсные, параллельного и последовательного типов), так и для работы в цепях переменного тока. Последние часто называют «стабилизаторы сетевого напряжения» или просто «стабилизаторы 220В». Если говорить простым языком, то такие стабилизаторы подключают к электросети, а уже к нему подключают потребители.

В быту СН используют для защиты как отдельных приборов, например, для холодильника или компьютера, так и для защиты всего дома, в этом случае мощный стабилизатор устанавливается на ввод.

Классификация

Конструкция стабилизаторов зависит от физических принципов, на которых они работают. В связи с этим они подразделяются на:

  • электромеханические;
  • феррорезонансные;
  • инверторные;
  • полупроводниковые;
  • релейные.

По количеству фаз могут быть однофазными и трехфазными. Большой диапазон мощностей позволяет выпускать стабилизаторы как для дома, так и для небольших бытовых приборов:

  • для телевизора;
  • для газового котла;
  • для холодильника.

Так и для для крупных объектов:

  • промышленных агрегатов (например, трехфазные промышленные стабилизаторы Сатурн);
  • цехов, зданий.

Бытовой стабилизатор

Промышленные стабилизирующие установки

Стабилизаторы достаточно энергоэффективны. Потребление электроэнергии составляет от 2 до 5%. Некоторые стабилизирующие устройства могут иметь дополнительные защиты:

  • от перенапряжений;
  • от перегрузок;
  • от коротких замыканий;
  • от перепадов частоты.

Принцип действия

Стабилизаторы напряжения бывают разных типов, каждый из которых отличается принципом регулирования. Эти отличия мы рассмотрим далее. Если обобщить принцип работы и структуру всех типов, то стабилизатор сетевого напряжения состоит из 2 основных частей:

  1. Система управления — отслеживает уровень входного напряжения и даёт команду силовой части увеличить или уменьшить его, чтобы на выходе получились стабильные 220В в пределах установленной погрешности (точности регулирования). Эта погрешность лежит в пределах 5-10% и у каждого прибора отличается.
  2. Силовая часть — в сервоприводных (или сервомоторных), релейных и электронных (симисторных) — это автотрансформатор, с помощью которого входное напряжение повышается или понижается до нормального уровня, а в инверторных стабилизаторах, или как их еще называют «с двойным преобразованием» — используется инвертор. Это устройство, которое состоит из генератора (ШИМ-контроллер), трансформатора и силовых ключей (транзисторов), которые пропускают или отключают ток через первичную обмотку трансформатора, формируя выходное напряжение нужной формы, частоты и, что самое главное — величины.

Если напряжение на входе в норме, то у некоторых моделей стабилизаторов есть функция «байпас» или «транзит», когда входное напряжение просто подаётся на выход до тех пор, пока не выйдет из заданного диапазона. Например, от 215 до 225 вольт будет включен «байпас», а при больших колебаниях, допустим, при просадке до 205-210В — система управления переключит цепь на силовую часть и начнет регулировку, повысит напряжение и на выходе будут уже стабильные 220В с заданной погрешностью.

Плавная и самая точная регулировка выходного напряжения у инверторных СН, на втором месте — сервоприводные, а у релейных и электронных регулировка происходит ступенчато, и точность зависит от количества ступеней. Как упоминалось выше, лежит в пределах 10%, чаще около 5%.

Кроме упомянутых выше двух частей в стабилизаторе напряжения 220В есть и блок защиты, а также источник вторичного электропитания для цепей системы управления, тех же защит и других функциональных элементов. Общее устройство наглядно демонстрирует картинка ниже:

Структурная схема стабилизатора напряжения

Условная схема функций стабилизатора

В то же время схема работы в простейшей форме выглядит так:

Вкратце рассмотрим, как работают стабилизаторы напряжения основных типов.

Релейные

В релейном стабилизаторе регулирование происходит за счет переключения реле. Эти реле замыкают определенные контакты трансформатора, повышая или понижая выходное напряжение.

Контролирующим органом выступает электронная микросхема. Элементы на ней сравнивают опорное и сетевое напряжение. При несоответствии отдается сигнал переключающим реле на подключение повышающих или понижающих обмоток автотрансформатора.

Принципиальная схема релейного стабилизатора

Релейные СН обычно регулируют электроэнергию в пределах ± 15% с точностью на выходе от ± 5% до ± 10%.

Преимущества релейных стабилизаторов:

  • дешевизна;
  • компактность.
  • медленная реакция на колебания напряжения;
  • небольшой срок службы;
  • низкая надежность;
  • при переключениях возможны кратковременное отключение питания приборов;
  • неспособны выдерживать перенапряжения;
  • шум, щелчки при переключениях.

Сервоприводные

Основные элементы сервостабилизаторов это автотрансформатор и сервомотор. При отклонении напряжения от нормы контроллер отдает сигнал сервомотору, который переключает нужные обмотки автотрансформатора. В итоге применения такой системы обеспечивается плавное регулирование и точность до 1% от общего диапазона.

Функциональная схема стабилизатора с сервоприводом

В сервоприводном СН один конец первичной обмотки трансформатора подключен к жесткому ответвлению автотрансформатора, а второй конец первичной обмотки подключен к подвижному контакту (графитовой щетке), который передвигается серводвигателем. Один вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к входному источнику питания, а второй вывод подключен к выходу стабилизатора напряжения.

Плата управления сравнивает входное и опорное напряжение. При любых отклонениях от заданных вступает в работу сервопривод. Он перемещает щетку по ответвлениям автотрансформатора. Серводвигатель будет продолжать работать, пока разность между опорным и выходным напряжением станет равным нулю. Весь этот процесс, от поступления электроэнергии плохого качества до выхода стабилизированного тока, проходит за десятки миллисекунд и ограничен скоростью перемещения щетки сервоприводом.

Сервоприводные стабилизаторы сетевого напряжения производят в различном исполнении.

  1. Однофазные. Состоят из одного автотрансформатора и одного сервопривода.
  2. Трехфазные. Подразделяются на два типа. Сбалансированные – имеют три трансформатора и один сервопривод и одну цепь управления. Регулирование осуществляется на всех трех фазах одновременно. Используются для защиты трехфазных электрических аппаратов, станков, приборов. Несимметричные – имеют три автотрансформатора, три серводвигателя и три цепи управления. То есть стабилизация происходит в каждой фазе, независимо друг от друга. Область применения: защита электрооборудования зданий, цехов, промышленных объектов.

Достоинства сервоприводных стабилизирующих устройств:

  • быстродействие;
  • высокая точность стабилизации;
  • высокая надежность;
  • стойкость к перенапряжениям;
  • нуждаются в периодическом обслуживании;
  • требуют минимальных навыков настройки устройства.

Инверторные

Основным отличием этого типа СН является отсутствие подвижных частей и трансформатора. Регулирование напряжения осуществляется методом двойного преобразования. На первом этапе входной переменный ток выпрямляется и проходит через фильтр пульсаций, состоящий из конденсатора. После этого выпрямленный ток поступает на инвертор, где опять преобразуется в переменный и подаётся в нагрузку. При этом выходное напряжение стабильно как по величине, так и по частоте.

Блок схема инверторных стабилизирующих устройств.

В следующем ролике вы узнаете о принципе работы одного из вариантов реализации преобразователя напряжения из 12В постоянного тока, в 220В переменного тока. Который от инверторного стабилизатора напряжения отличается в первую очередь входным напряжением, в остальном принцип работы во многом похож и видео позволит понять как работает этот тип устройств:

  • быстродействие (самое высокое из перечисленных);
  • большой диапазон регулируемого напряжения (от 115 до 300В);
  • высокий коэффициент полезного действия (более 90%);
  • бесшумная работа;
  • малые габариты;
  • плавное регулирование.
  • уменьшение диапазона регулирования при увеличении нагрузки;
  • высокая стоимость.

Вот мы и рассмотрели, как работает стабилизатор напряжения, для чего он нужен и где применяется. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

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: :???: :?: :!:

Adblock
detector