Какие бывают стабилизаторы напряжения - их типология и отличия? Типы стабилизаторов напряжения
Типы стабилизаторов напряжения: плюсы и минусы видов
В последнее время многие люди сталкиваются с проблемами низкого напряжения в сети. Проблема считается достаточно популярной и поэтому для ее решения вам потребуются стабилизаторы напряжения (СН). Они способны защитить всю технику, которая находится в вашем доме. Перед тем как совершать покупку вам необходимо узнать, типы стабилизаторов напряжения.
В этой статье мы рассмотрим плюсы и минусы стабилизаторов напряжения. Также мы предоставили картинки, благодаря которым вы сможете узнать больше информации об этих устройствах. Если вам будет интересно, тогда можете прочесть, как защитить проводку стабилизатором.
Релейные
Ступенчатые стабилизаторы на сегодняшний день пользуются высокой популярностью. Обычно их применяют в частном доме или на даче. Релейные модели для стабилизации напряжения переключают обмотки на трансформаторе с помощью силового реле. Это устройство способно срабатывать в автоматическом режиме.
Это устройство также может иметь и ряд недостатков. К основному недостатку относится то, что устройство регулирует напряжение ступенчатым типом. В результате этого может образовываться значительное искажение синусоиды на выходе. Если изучить отзывы, тогда можно понять, что это устройство считается достаточно популярным. Многие люди выбирают именно этот тип продукции. Популярным изготовителем этой продукции считается компания Ресанта.
Электронные
Электронные СН могут быть симисторными или тиристорными. Они имеют простой принцип работы, который построен на переключении обмотки автотрансформатора. Переключение обмотки происходит с помощью симистора. Благодаря этому производителю удалось достичь быстрого срабатывания.
Кроме этого, симистроные стабилизаторы работают практически бесшумно. Тиристорные модели также хорошо себя зарекомендовали. Единственным недостатком этой продукции считается высокая стоимость. При необходимости можете прочесть про стабилизаторы для дачи.
Электромеханические
Электромеханические стабилизаторы считаются сервоприводными. Они выполняют свою работу за счет электрода, который передвигается по обмоткам трансформатора.
Эти устройства способны защитить бытовые приборы не только на даче, но и в частном доме. Преимущество стабилизаторов этого типа низкая стоимость продукции и плавная регулировка напряжения. К минусу этого товара считается повышенный шум при работе.
Феррорезонансные
Феррорезонансные стабилизаторы считаются достаточно популярными. Принцип их работы основан на эффекте феррорезонанса напряжения в сети конденсатор-трансформатор. Этот тип стабилизатора имеет слишком высокий шум во время своей работы.
К плюсу этого устройства можно отнести длительный срок работы и высокую точность регулировки. Также использовать эти устройства можно в помещениях с повышенной влажностью.
Инверторные
Этот тип стабилизаторов считается дорогостоящим, так как применять его можно не только в частном доме, но на производстве. Принцип их работы заключается в том, что устройства проводят нормализацию входного напряжения. Процесс стабилизации напряжения происходит благодаря микроконтроллеру и кварцевому генератору.
Преимуществом этого устройства считается то, что они имеют широкий диапазон входного напряжения и компактные размеры. При необходимости вы также сможете найти устройства, которые будут иметь дополнительные функции. Основным недостатком этого устройства считается высокая цена.
Если вы желаете найти больше информации о стабилизаторах напряжения, тогда вам необходимо посмотреть видео, которое мы поместили ниже.
Это основные типы стабилизаторов напряжения. Также вам следует знать, что стабилизаторы могут быть однофазные и трехфазные. Выбирать подобные модели вам необходимо в зависимости от того, какое напряжение в вашей сети.
Рекомендуем прочесть: электромеханический стабилизатор напряжения.
vse-elektrichestvo.ru
Какие бывают типы стабилизаторов напряжения?
Феррорезонансные стабилизаторы напряжения
Феррорезонансные – один из самых старых и надежных видов стабилизаторов напряжения. Физический принцип работы состоит в протекании рабочего тока через комбинацию линейного и нелинейного дросселей, последний из которых входит в насыщение при напряжении близком к 220 В (либо 230В), а для исправления формы синусоиды, искаженной при процессе стабилизации, используется эффект резонанса.
Преимущества данного вида стабилизаторов – высокая надежность и долговечность, возможность исправления несинусоидальной формы тока, плавность регулирования выходного напряжения и высокая точность, довольно высокая скорость реакции на изменение входного напряжения. Возможность изготовления приборов на очень большую мощность.
Недостатки: большие габариты и масса, вследствие этого высокая стоимость, характерный низкочастотный гул при работе, искажение формы выходного напряжения
Производители: стабилизаторы этого вида фактически исчезли с рынка, в виде исключения могут встретиться промышленные модели производства Тирасполя и КНР.Резюме — на рынке фактически отсутствуют
Сервоприводные стабилизаторы напряжения
Сервоприводные – один из самых распространенных типов стабилизаторов напряжения. Причина — отработанная конструкция и довольно неплохие характеристики. Принцип работы весьма прост – съем необходимого нам напряжения прямо с катушки автотрансформатора с помощью графитового токосъемника, скользящего по зачищенной от изоляции дорожке на поверхности обмотки. Автотрансформатор может быть тороидального типа (бытовые версии) либо стержневого (промышленные версии). Токосъемник движется по зачищенной от изоляции дорожке с помощью сервомеханизма, управляемого блоком слежения за выходным напряжением. Фактически это обычный ЛАТР с сервоприводом, отсюда и название.
Преимущества: компактность, высокий КПД, плавность регулирования выходного напряжения, довольно высокая точность, возможность изготовления изделий на очень большую мощность. На мощностях свыше 100 кВа имеют мало конкурентов. Не влияют на форму сетевой синусоиды.
Недостатки: искрение контактного ролика и вследствие этого помехи в сети, низкая надежность сервопривода, необходимость обслуживания и замены контактных щеток\роликов, наличие движущихся частей, акустический шум, высокая сложность и дороговизна сервоприводного механизма в промышленных моделях, малый ресурс работы в «неспокойных» сетях, медленная реакция на изменение входного напряжения (как правило около 50В/сек) и самое неприятное — возможность создания скачка напряжения на выходе при слабых сетях и присутствии на линии мощных потребителей. Эту проблему производители решают с помощью дополнительного реле напряжения, устанавливаемого на выходе стабилизатора, но такое решение создает дополнительные проблемы – провалы напряжения на выходе при срабатывании защиты. Так же недостатком может считаться очень высокая стоимость изделий европейского производства.
Производители: стабилизаторы такого типа производятся в Италии, Германии, России — продукция как правило высокого качества и с отличными характеристиками с соответствующей ценой, но основная масса сервоприводных стабилизаторов производится в Китае.
Резюме: в качестве промышленных стабилизаторов эти изделия еще долго будут самыми популярными типами на рынке, но бытовые модели активно вытесняются другими типами стабилизаторов
Релейные стабилизаторы напряжения
Релейные — автотрансформаторные с релейной коммутацией отводов — принцип стабилизации аналогичен сервоприводному стабилизатору, разница в способе коммутации — в автотрансформаторе есть группа отводов с различными напряжениями. Коммутацией этих отводов электромагнитными реле под управлением процессора достигается нужное напряжение на выходе автотрансформатора.
Преимущество данного вида стабилизаторов — дешевизна, компактность, достаточно высокая скорость реакции на изменение входного напряжения – 50-60 мс, высокий КПД (98-99%), отсутствие влияния на форму сетевой синусоиды.
Недостатки: Множество. Основной недостаток — малый ресурс контактов силовых реле — в неспокойных сетях могут износиться за несколько месяцев и даже недель. Так же крайне нежелательна работа на индуктивные нагрузки – электромоторы, трансформаторы и т.д. Дуга, возникающая при коммутации контактов реле, может их сжечь за считаные дни. Следующий серьезный недостаток — ступенчатость переключения (соответственно и регулирования) выходного напряжения, наглядно выражается в мерцании ламп накаливания при изменении сетевого напряжения. Еще один серьезный недостаток — помехи и коммутационные перенапряжения, возникающие при работе силовых контактов реле (уважающие себя производители с этим эффектом пытаются бороться). Точность поддержания выходного напряжения +- 7% .. +- 10% .
Производители: стабилизаторы такого типа производят множество китайских фабрик. Есть так же украинские и российские производители подобной техники. Возможно, это самый распространенный на рынке вид бытовых стабилизаторов напряжения.
Резюме: типичный бытовой прибор самого дешевого ценового диапазона.
Автотрансформаторные с тиристорной (симисторной) коммутацией отводов
Это один из самых популярных видов стабилизаторов с отличными потребительскими свойствами. Физический принцип работы – коммутация отводов автотрансформатора с помощью электронных ключей – симисторов или тиристоров под управлением микропроцессора.
Преимущества: очень высокое быстродействие ( 10-20 мс), высокая точность поддержания выходного напряжения – может достигать +- 0.5% !!!!!, что практически не хуже, а, зачастую, даже лучше, чем в плавно регулируемых стабилизаторах. Отсутствие искажения формы сетевой синусоиды. Компактность, относительно невысокая стоимость, хороший КПД (обычно около 98%), возможность эффективной работы в сетях любого типа и с любой нагрузкой. Ресурс работы может достигать 15-20 лет за счет отсутствия движущихся частей и узлов, которые необходимо обслуживать. Управление процессом стабилизации с помощью микроконтроллера повышает эффективность стабилизации и по факту сегодня является стандартом для этого типа стабилизаторов.
Недостатки: основной недостаток – дискретность (ступенчатость) регулирования выходного напряжения. Вызывает заметное мерцание ламп накаливания и галогеновых ламп. С увеличением количества ступеней этот эффект снижается и при 36 ступенях становится малозаметным даже на лампах накаливания. При применении светодиодных светильников и ламп «экономок» этот побочный эффект фактически отсутствует. Еще одна особенность такого типа стабилизаторов — нагрев силовых ключей при работе на полную мощность и необходимость в активном охлаждении с помощью вентиляторов либо развитых охладителей (радиаторов). Высокая сложность изделия и дороговизна изделий большой мощности являются относительными недостатками и нивелируются высококлассными рабочими характеристиками.Производители – в основном на наших рынках присутствуют изделия производства Украины и России, также есть в незначительных количествах изделия производства Италии, Великобритании, КНР.
Резюме: оптимальный выбор на сегодняшний день. Есть возможность выбора от бюджетных 9-и ступенчатых моделей до флагманских высокоточных 36-и ступенчатых моделей различных производителей.
Автотрансформаторные с косвенной тиристорной коммутацией отводов
Данный тип стабилизаторов — идеальный вариант для промышленности. Отличие их состоит в том, что основной поток энергии идет не через силовые ключи, а через вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора, отводы первичной обмотки которого коммутируются с помощью тиристоров.
Достоинства: все достоинства тиристорных автотрансформаторных стабилизаторов + возможность делать изделия большой мощности – до нескольких МВт.
Недостатки: все недостатки опять же тиристорных стабилизаторов
Гибридные стабилизаторы напряжения
Гибридные стабилизаторы – один из самых новых типов стабилизаторов. По сути это автотрансформаторный стабилизатор напряжения с симисторной коммутацией и релейным удержанием комбинации отводов автотрансформатора. Объединяет в себе преимущества релейного стабилизатора – быстроту, дешевизну, компактность и надежность тиристорного стабилизатора при работе с нагрузками любого типа.
Преимущества: низкая цена, быстрота, надежность при работе с любыми нагрузками.
Недостатки: дискретность стабилизации (ступенчатое изменение выходного напряжения), легкий акустический шум при коммутации.
Производители: этот тип стабилизатора был разработан в КБ Силовой Электроники НПО Вольт в 2012-2013 годах, конструкция и принцип защищены патентом, производится в России исключительно НПО Вольт.
Резюме: новое изделие, стремительно набирающее популярность на рынке в силу уникальных характеристик по надежности и великолепному соотношению потребительские характеристики/цена.
Автотрансформаторные тиристорные с плавной регулировкой
Автотрансформаторные тиристорные с плавной регулировкой — один из мало популярных вариантов автотрансформаторного стабилизатора, в котором напряжение грубо регулируется с помощью коммутации небольшого количества отводов и точно подстраивается с помощью метода фазового управления тиристором в течении полупериода (ФИМ стабилизаторы).
Преимущества: дешевизна при неплохой точности (достигает 1 %), плавность регулирования, небольшое количество ключей.
Недостатки: существенное искажение формы сетевой синусоиды, шумная работа трансформатора из-за фазового управления тиристором, невозможность работы с индуктивными нагрузками и с некоторыми видами бытовой техники.
Резюме: по причине большого количества создаваемых проблем при эксплуатации этот вид стабилизаторов развития не получил.
Автотрансформаторные с ШИМ
Автотрансформаторные с ШИМ управлением – один из вариантов плавно регулируемых электронных стабилизаторов. Физический принцип состоит в подаче генерируемого ШИМ инвертором напряжения на первичную обмотку трансформатора. Вторичная обмотка трансформатора включена в сеть последовательно с нагрузкой. Управляя фазой и выходным напряжением инвертора с помощью микропроцессорной системы управления добиваются эффекта стабилизации на выходе вторичной обмотки трансформатора.
Преимущества: плавность, высокая точность регулировки, отличное время реакции – 20 мс.
Недостатки: высокая цена, сложность, не высокая надежность.
Резюме: перспективный вид стабилизаторов, на сегодняшний день редко встречается в силу не отработанности конструкции.
Электронные безтрансформаторные стабилизаторы с ШИМ
Электронные безтрансформаторные стабилизаторы с ШИМ – еще один из вариантов электронных стабилизаторов сетевого напряжения. Работает на принципе накопления и отдачи в сеть энергии, запасенной в последовательно включенном дросселе. В качестве коммутирующих ключей служат IGBT транзисторы большой мощности, схема работает на высокой частоте – 20-30 кГц.
Преимущества: возможность исправления формы сетевой синусоиды, очень маленькое время реакции – мкс (µs), ограничение токов КЗ, возможность компенсации в режиме реального времени быстрых бросков напряжения в сети (при работе сварочных аппаратов на линии).
Недостатки: очень высокая сложность и стоимость, низкая технологичность.
Производители: единичные компании в России.
Резюме: интересный вид стабилизаторов, развитие которых к сожалению, ограничивает высокая сложность и стоимость комплектующих.
Электронные стабилизаторы с двойным преобразованием
Электронные стабилизаторы с двойным преобразованием – один из вариантов электронных стабилизаторов сетевого напряжения. Физический принцип заключается в выпрямлении входного переменного тока в постоянный и формировании синусоиды заново с помощью инвертора.
Преимущества: 100% фильтрация входных помех, исправление формы сетевой синусоиды, отличное качество выходного напряжения.
Недостатки: низкий КПД, высокая стоимость, большие габариты и масса, акустические шумы от вентиляторов и преобразователя, необходимость периодического обслуживания.
Производители: единичные компании в России.
Резюме: довольно редкий и дорогой вид стабилизаторов, популярности на рынке не имеет.
Электродинамический стабилизатор напряжения
Электродинамический стабилизатор – очень редкий вид электромеханического стабилизатора напряжения, ранее применялся исключительно в промышленности. Физически состоит их электромотора, маховика, синхронного генератора и системы управления.
Преимущества: надежность
Недостатки: очень низкий КПД, шум, масса, стоимость, необходимость обслуживания. Стабилизаторы промышленного типа со стержневым автотрансформатором некоторые производители называют электродинамическим стабилизатором, что, очевидно, не совсем верно
Резюме: в наше время фактически не встречается.
npo-volt.ru
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.
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.
| 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.
| 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.
www.vseinstrumenti.ru
Основные типы стабилизаторов напряжения
09-03-2013
Оглавление:Общая классификация стабилизаторов сетевого напряжения по принципам действия
Существует следующая классификация стабилизаторов напряжения по принципам работы:- ступенчатые стабилизаторы напряжения релейного типа
- стабилизаторы напряжения электромеханического типа
- стабилизаторы напряжения электронного (симисторного и тиристорного) типа
- феррорезонансные стабилизаторы
- инверторные стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием энергии.
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.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 надежность работы, длительный срок эксплуатации.
- ступенчатый вид сглаживания напряжения
- 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.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.
- низкую скорость срабатывания стабилизатора
- возможность некорректного снижения или повышения напряжения в случае быстрых изменений значения входного напряжения
- низкая надежность 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.
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.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 надежность устройства и длительный срок эксплуатации.
- 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 емкостях, на втором этапе постоянный ток преобразуется в переменный со стабилизированным напряжением и стабилизированной частотой тока.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.
- 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.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.
- высокую металлоемкость 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 надежности стабилизаторов напряжения данного типа
- стоимость приобретения данного оборудования
- срок эксплуатации прибора.
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.
bast.ru
Типы стабилизаторов напряжения | У электрика.ру
Большие перепады параметров поставляемой энергии приносят массу неудобств. Выход из строя дорогостоящего оборудования – это и непредвиденные финансовые затраты, и моральные издержки. Ознакомиться, какие существуют типы стабилизаторов напряжения, требуется для выбора наиболее подходящего прибора, способного решить эту проблему.
Надеемся, что прочитав эту статью, вы сможете понять все достоинства и минусы этих приборов, сравните специфику моделей с разным конструкционным решением, размещенные рисунки и фото дадут наглядное представление о теме нашего разговора.
Рассмотрим все варианты по принципу работы и особенностям.
Релейный стабилизатор напряжения
Весьма популярны в современных условиях стабилизаторы, относящиеся к категории ступенчатых приборов. Главная область применения – дома и дачи частного сектора, в которых нет особой необходимости в слишком навороченных приборах. В основе рабочего процесса релейных образцов лежит способ переключения посредством силового реле трансформаторных обмоток, что позволяет стабилизировать напряжение. Важный момент – способность к срабатыванию в автоматическом режиме.
Но подобная аппаратура имеет и некоторые отрицательные моменты. В первую очередь обратим внимание на то, что такая методика регулирования напряжения по своей сути относится к ступенчатому типу. Во многих случаях подобная особенность способствует образованию на выходе весьма существенных искажений синусоиды. Но, по отзывам потребителей видно, что такой вид выбирает значительное количество людей, ведь большинству покупателей в первую очередь важны показатели цены и простота рабочего режима. Компания «Ресанта» – один из самых востребованных брендов такой продукции.
Электронный стабилизатор напряжения
Здесь выпускаются образцы, которые классифицируются по двум основным категориям – тиристорные стабилизаторы и симисторные. Отметим очень простой и понятный принцип рабочего процесса, в основу которого положено переключение имеющихся на автотрансформаторе обмоток, способное приводить напряжение до необходимых стандартных требований. Само выполнение переключения позволяет выполнить симистор. Внедрение такого элемента в конструкцию прибора позволило значительно ускорить функцию срабатывания.
Стоит также выделить прекрасные показатели бесшумности, что особенно важно во время эксплуатации в бытовых условиях. Тестирование на заводских стендах и анализ практического применения в разных условиях свидетельствуют и об оптимальных качествах тиристорных моделей. Недостатков практически нет. К минусам относится только один момент – достаточно высокая цена. Более подробная информация имеется в статье о стабилизаторах для дачи.
Электромеханический стабилизатор напряжения
Переходим к категории сервоприводных стабилизаторов, как модели электромеханической конструкции. Вся работа выполняется способом использования электрода, свободно передвигающегося по трансформаторным обмоткам. Простота конструкции положительно сказывается на предлагаемой производителями цене.
Не только на маленькой даче, но и в частном доме можно обеспечить надежную защиту любых бытовых приборов такими устройствами. Главные достоинства, отмеченными многими потребителями – низкая по сравнению с другими приборами цена, что является дополнительным аргументом для основной массы потенциальных потребителей, и отличные параметры плавности регулировки напряжения. Последнее свойство делает все операции очень комфортными легкими. Есть и свой недостаток – довольно высокий уровень шума во время использования.
Феррорезонансный стабилизатор напряжения
Свою нишу на рынке и постоянно повышающийся спрос имеют изделия данного вида. Главной конструкционной особенностью можно назвать принцип использования феррорезонансного эффекта имеющегося в сети напряжения посредством такого элемента, как конденсатор-трансформатор. Следует помнить, что при всех своих положительных характеристиках, данные модификации создают при работе достаточно высокий уровень зашумленности.
Из преимуществ обычно выделяют исключительную точность при выполнении регулировки и возможность безаварийной эксплуатации на протяжении длительного времени. Устройства также малочувствительны к условиям повышенной влажности в помещениях, где они установлены, сохраняя необходимые показатели стабилизационного процесса.
Инверторный стабилизатор напряжения
Цена на образцы данной категории высока, но превосходные технические и эксплуатационные характеристики уравновешивают понесенные затраты. Применение с одинаковым положительным эффектом допускается и в частных строениях, и в производственных помещениях. Выполняемая нормализация напряжения на входе – основной функционал и принцип рабочего процесса. Кварцевый генератор и микроконтроллер – главные элементы, способствующие выполнению задач по стабилизации.
К плюсам, свойственным всем образцам инверторного типа, относятся компактные габариты, обусловленные инновационными разработками составляющих компонентов, и обширный диапазон напряжения на входе, рассчитанный на работу в самых сложных условиях. Многие последние модели обустроены большим разнообразием дополнительных функций. Конечно, относительным недостатком остается очень значительный уровень цены. Но столь качественный стабилизатор не может быть дешевым по умолчанию.
Очень подробная информация, представленная в доступном изложении, имеется на видео с обзором основных характеристик стабилизаторов напряжения.
Вот и мы узнали наиболее важные моменты об основных типах подобных устройств. Добавим только один нюанс – существуют одно- и трехфазные стабилизаторы.
А процесс выбора нужного вам образца зависит от параметров напряжения в используемой сети.
Поделиться ссылкой:
Похожее
uelektrika.ru
Какие бывают стабилизаторы напряжения - их типология и отличия?
Сейчас в магазинах можно увидеть множество стабилизаторов разных типов. Каждый тип стабилизатора имеет свой способ стабилизации напряжения. Каждый из способов стабилизации напряжения имеет свои достоинства и свои недостатки. Если классифицировать стабилизаторы напряжения по способу стабилизации, получиться следующая таблица:
Стабилизаторы напряжения бывают
| Ступенчатые корректоры напряжения | Электромеханические стабилизаторы | Редкие или устаревшие типы стабилизаторов |
| 1. Стабилизаторы напряжения на механических реле 2. Стабилизаторы напряжения на твердотопливных реле (тиристорах) | 3. Электромеханические стабилизаторы с электроприводом | 4. Феррорезонансные стабилизаторы 5. Стабилизаторы с двойным преобразованием 6. Компенсационные стабилизаторы напряжения |
Ступенчатые корректоры напряжения» являются на сегодняшний день самым распространенным типом стабилизаторов. Поэтому мы достаточно подробно опишем их принцип работы.
Внутри стабилизатора находиться трансформатор. Для простоты понимания трансформатор можно представить в виде стопки железных пластинок, вокруг которых намотаны несколько мотков проволоки.
Принцип стабилизации напряжения очень прост. Он основан на эффекте «электромагнитной индукции». Для нас важно понять, что одним из проявлений этого эффекта будет следующая ситуация:
- Например, на первичной обмотке трансформатора 10 витков проволоки, к этим виткам подключено напряжение из городской сети в 220 вольт.
- Если на вторичной обмотке в это время будет тоже 10 витков проволоки, то напряжение, которое будет выходить из трансформатора, будет тоже 220 вольт.
- Если на вторичной обмотке в это время будет только 5 витков проволоки, то напряжение, которое будет выходить из трансформатора, будет уже 110 вольт.
То есть, возникает полезный эффект, который заключается в том, что если менять количество витков на вторичной обмотке, то можно менять напряжение, которое проходит через стабилизатор.
Зависимость изменений напряжения от изменения количества витков можно представить следующим образом:
| Напряжение в городской сети, которое входит трансформатор | Количество витков на первичной обмотке | Действие (подключаем или отключаем обмотки)
| Количество витков на вторичной обмотке | Напряжение, которое выходит из трансформатора |
| 220 вольт | 10 | Ничего не меняем | 10 | 220 вольт |
| 220 вольт | 10 | Отключаем 2 обмотки | 8 | 176 вольт |
| 220 вольт | 10 | Подключаем 2 обмотки | 12 | 264 вольта |
На самом деле, и первичная и вторичная обмотка трансформатора состоят из сотен витков. Стабилизатор, подключая и отключая обмотки, может легко стабилизировать напряжение до нормы. Упрощая, можно сказать, что если к вторичной обмотке добавить 3 витка, это увеличит напряжение на 1 вольт, если убрать 3 витка - уменьшит напряжение на 1 вольт.
Пример:
Допустим, напряжение в сети упало до 200 вольт, чтобы оно стало нормальным (220 вольт), стабилизатору надо добавить еще 20 вольт, что означает, что нужно к вторичной обмотке добавить ещё (3 х 20) = 60 витков.
Допустим, напряжение в сети повысилось до 250 вольт, чтобы оно стало нормальным (220 вольт), стабилизатору надо убавить его на 30 вольт, что означает, что от вторичной обмотки нужно убрать ещё (30 х 3) = 90 витков.
Теперь стало понятно, как трансформатор стабилизирует напряжение, он просто подключает и отключает обмотки на трансформаторе.
Но как происходит это подключение и отключение?
Это происходит благодаря специальному устройству, которое называется «реле». Это простое устройство выполняет только одну функцию: оно как «выключатель» замыкает, или размыкает электрическую цепь. Разница между «реле» и обычным «выключателем» в том, что реле можно управлять.
В упрощенном виде процесс управления можно представить так: Послала плата управления стабилизатора «сигнал» реле, реле включилось, и замкнуло обмотку. Послала плата управления ещё один «сигнал» реле, реле выключилось и разомкнуло обмотку.
Теперь мы вплотную подошли, к ответу на вопрос, почему же этот тип стабилизаторов называется «ступенчатым корректором». Для начала вспомним, что допустимым напряжением по Российским и Международным стандартам является напряжение в интервале от 200 до 240 вольт. То есть, для нормальной и безопасной работы бытовых приборов напряжение ровно в 220 вольт не требуется. Исходя из этого норматива, был спроектирован такой вид стабилизаторов как «ступенчатые корректоры напряжения».
Большинство стабилизаторов данного типа имеют «шаг» в 15 вольт. Это означает, что если напряжение понизиться, например, более чем на 15 вольт, то есть, в сети было напряжение 220 вольт и вдруг упало до 205. Тогда стабилизатор подключит ещё одну обмотку, которая будет состоять из (3 витка х 15 вольт) = 45 витков, в этом случае напряжение, которое будет выходить из стабилизатора, станет 220 вольт. Если напряжение в сети опять упадет с 205 вольт уже до 190 вольт, тогда стабилизатор подключит ещё одну обмотку, ещё дополнительно 45 витков, тогда напряжение из стабилизатора опять станет 220 вольт и так далее. Соответственно, если напряжение в сети было 220 вольт, а стало 235 вольт, тогда стабилизатор отключит обмотку, и, тем самым, уменьшит напряжение до нормы.
Многие стабилизаторы имеют интервал входящих напряжений от 160 до 260 вольт. Это означает, если в вашей городской сети в вашей розетке будет напряжение от 160 до 260 вольт, тогда стабилизатор, пропуская напряжение через себя (через трансформатор), обязан скорректировать его до нормы, при этом нормой будет считаться напряжение от 200 до 240 вольт.
В реальности это будет выглядеть так. Допустим, напряжение в вашей розетке по причинам перегруженности по вечерам (все приходят домой с работы включают бытовые электроприборы и свет) будет понижаться с 220 до 176 вольт.
При этом ваш стабилизатор будет выдавать следующее напряжение:
Как видите, стабилизатор «выравнивает» напряжение только после того как оно опуститься ниже определенного значения. В данном случае этим значением является 208 вольт. Как только напряжение опускается ниже нормы, стабилизатор подключает обмотку и выравнивает напряжение. Поэтому этот тип стабилизаторов получил название ступенчатый корректор.
Сразу возникает вопрос, а почему нельзя сделать много отдельных обмоток, и много реле, чтобы напряжение, которое выходит из стабилизатора, было всегда около 220 вольт, и не опускалось до 208? Сделать можно, но возникают следующие трудности:
1) Если сделать больше 5 отдельных обмоток, тогда при включении стабилизатора будет раздаваться очень сильный дребезжащий звук, который будет очень сильно нервировать. Причина этого явления в том, что многие обмотки, как правило, при включении не задействованы, они вносят дисбаланс в магнитное поле трансформатора.
2) Если сделать много реле, потребуется гораздо более сложная плата управления и много дополнительных реле, которые удорожат стабилизатор на столько, что цена для стабилизатора такой же мощности вырастет в 1.5 -2 раза, а какой смысл удорожать, если напряжение и так находиться в пределах нормы.
3) Существует зависимость, что чем ниже входящее напряжение, тем больше увеличивается ток. Об этом будет подробнее рассказано дальше, в данном случае это означает, что при пониженных напряжениях в сети (ниже 180 вольт), чем ближе выходящее напряжение из стабилизатора будет к значению 220 вольт, тем больше будет ток. Чем больше ток, тем мощнее требуется трансформатор.
При прочих равных условиях, потребуется на 25 % более мощный трансформатор, а это в свою очередь ещё больше удорожит стабилизатор.
Все типы стабилизаторов, относящиеся к ступенчатым корректорам, работают по этому принципу. В свою очередь, этот тип стабилизаторов подразделяется на два больших подвида, а именно.
Стабилизаторы на механических реле, и на твердотельных реле (тиристорах). Хотя обычные механические реле и тиристоры совершенно разные устройства, функция, выполняемая ими в стабилизаторах, у них абсолютно одинакова. Эта функция, как вы уже знаете, подключать и отключать обмотки, то есть, и механическое реле (электромагнитное) и твердотельное реле (тиристор) по команде, полученной от платы управления стабилизатором, либо размыкают, либо замыкают обмотки трансформатора между собой. Важно понять, несмотря на то, что принципы работы у них абсолютно разные, на работу стабилизатора это никак не влияет. Если говорить о бытовых стабилизаторах для дома (мощностью до 10 киловатт), принципиально тиристоры имеют только одно неоспоримое преимущество перед механическими реле, а именно, тиристоры в отличие от механических реле работают абсолютно бесшумно, в остальном «высоко технологичность» тиристоров для потребителя никак не проявляется. Остальные плюсы и минусы механических и твердотельных реле (только в контексте использования их в стабилизаторах) можно увидеть в следующей таблице.
| Механическое реле (электромагнитное) | |
|
+ |
|
|
- |
|
| Твердотопливное реле (тиристор) | |
|
+ |
|
|
- |
По мимо того, что такая плата будет относительно дорогой. Самой большой проблемой будет то, что такая плата при скачках напряжения будет «подвисать», так как, например, подвисает компьютер. Ведь микропроцессор, чтобы переключить тиристор, должен узнать какое сейчас напряжение в сети. 4-5 перепадов напряжения подряд, приводят либо к включению защиты, которая выключает стабилизатор, либо, если эта защита не сработает, плата управления стабилизатором просто сгорит, или в ней собьются настройки синхронизации и тогда сгорят тиристоры. Аналоговая плата управления практически нечувствительна к перепадам напряжения. После срабатывания защиты стабилизатор можно перезапустить только вручную (заново выключить и включить стабилизатор), что достаточно неудобно. |
Микроконтроллерное управление, в случае использования тиристоров является необходимостью и слабым местом стабилизатора, так как оно, к сожалению, несет с собой сопутствующие проблемы. Так происходит, потому что никакой другой прибор, кроме стабилизаторов напряжения не предназначен для постоянной работы в сети с постоянными колебаниями (не постоянном напряжении, а именно, колебаниями) напряжения от 120 до 280 вольт.
Сильное удорожание тиристорных стабилизаторов возникает не из-за того что напряжение становиться «качественнее», оно такое же как и у всех ступенчатых корректоров плавает в определенном диапазоне, а из-за того, что тиристоры сами по себе очень дороги, и ещё требуют дорогую и сложную плату управления с использованием очень качественных комплектующих. Из этого вывод, что использование тиристорных стабилизаторов, имеет смысл в трех случаях:
1) Требуемая мощность более 10 киловатт
2) Необходимо использовать стабилизатор во взрывоопасной среде
3) Требуется абсолютная тишина.
Поскольку, первый и второй пункт как правило в быту (дома) не требуется, то как мы уже и говорили, остается только плюс «тишины». Плюс, за который придется заплатить в 2.5 - 3 раза больше, по сравнения со стоимостью аналогичного по мощности стабилизатора на обычных электромагнитных реле.
Как отмечалось, срок службы тиристоров в сотни раз превосходит срок службы реле, но, к сожалению, у других элементов платы управления стабилизатором, как и у трансформатора, срок службы намного скромнее.
Тиристорные стабилизаторы твердо занимают рыночную нишу, в стабилизаторах мощностью от 10 до 100 киловатт, так как не имеют в этом диапазоне прямых аналогов. Для такой мощности тиристорный стабилизатор будет лучшим по соотношению цена – качество.
Стоит отметить, что общим «минусом» всех ступенчатых корректоров, является то, что в момент переключения реле (или тиристоров) происходит небольшой перепад напряжения в 10 - 15 вольт, при этом ваши лампочки накаливания будут слегка менять интенсивность свечения. Обычно это не заметно, но если такое обнаружиться, это является особенностью конструкции (ступенчатой коррекции), а не браком.
«Электромеханические стабилизаторы» - большой класс стабилизаторов, в свое время очень широко распространенных на рынке, но в последние годы очень сильно потесненные «ступенчатыми корректорами», которые в обиходе и для удобства обычно называют «релейными».
Принцип их работы такой же, как и у «релейных», то есть стабилизатор, чтобы скорректировать напряжение меняет количество обмоток, но делает он это весьма специфическим образом:
Принцип работы очень прост, плата управления (аналоговая) проверяет какое в данный момент напряжение попадает в стабилизатор. Затем, если оно выходит за пределы допустимого, дает команду электродвигателю, электродвигатель в свою очередь в зависимости от команды двигает угольный контакт (щетку) в нужную сторону.
Если нужно понизить напряжение (допустим, оно у вас в сети 240 вольт) – контакт перемещается влево, уменьшая количество обмоток, тем самым снижая напряжение. Если нужно повысить напряжение (допустим, оно у вас в сети 160 вольт) – контакт перемещается вправо, увеличивая количество обмоток, тем самым повышая напряжение, которые выходит из стабилизатора. Этот тип стабилизаторов напряжения имеет следующие плюсы и минусы.
+ПЛЮСЫ:
- Возможность изготавливать стабилизаторы практически без ограничений по мощности, то есть, теоретически можно изготовить сколь угодно мощный стабилизатор, что ценно для промышленного использования (но совершенно не ценно для использования в быту).
- Очень высокая точность напряжения, которое выходит из стабилизатора,nbsp;максимальное отклонение от 220 вольт, обычно не превышает +\- 5 вольт.
- Возможность настраивать уровень напряжения, которое выходит из стабилизатора, обычно есть переключатель, которым можно выставить нужное напряжение, например, 110 вольт или 220 вольт. Или для импортной техники 230 или 240 вольт.
- Высокая надежность электронных компонентов стабилизатора, так как они очень простые и надежные по конструкции.
-МИНУСЫ:
- Удорожание на 20 – 25 % по сравнению со стабилизаторами на механических реле, связанное с тем, что по конструкции требуется гораздо более мощный трансформатор, чем потребовался бы на «релейный стабилизатор» такой же мощности.
- Наличие механических частей (электродвигателя и трущихся частей), угольного контакта, приводит к относительно быстрому износу прибора (первые поломки могут начаться после полугода использования, зачастую, это не брак, а особенности конструкции). Двигатель (особенно если он китайского производства) начинает заклинивать от частых скачков напряжения, а, следовательно, частых перемещений щетки. Стирается угольный контакт, что в лучшем случае приводит к сильному искрения, а в худшем - к короткому замыканию. Эти стабилизаторы для безопасного использования необходимо регулярно (раз в полгода минимум) обслуживать, осматривать состояние механических (трущихся) частей и чистить от пыли.
- Движения «щетки» при работе (поворотам вправо \ влево по катушке) зачастую сопровождаются неприятным звуком.
- Очень низкая скорость быстродействия (при резких изменениях напряжения сети стабилизатор не успевает срабатывать), и очень низкое/высокое напряжение кратковременно подается на вашу бытовую технику.
Это связанно с тем, что максимальная скорость перемещения контакт 40 вольт \ секунда. Это означает, что если в вашей сети было, например, 160 вольт, а вдруг стало 220 (где-то отключили мощный потребитель энергии), то у вас, пока щетка «доедет» до нужной обмотки, стабилизатор будет выдавать напряжение до 280 - 300 вольт, в течение примерно двух секунд. Если не дай бог ваш сосед из частного дома напротив или в гараже подключенного к сети дома «балуется» сварочный аппаратом (или есть постоянные большие перепады напряжения) тогда, ваш механический стабилизатор принесет больше вреда, чем пользы. Так как на нем не стоит защита от высоковольтных скачков. (А на 90 % механических стабилизаторов она, почему-то, не стоит. Не путать с защитой от повышенного напряжения, это другое.) Тогда, в случае мгновенного перепада со 160 до 220 вольт, ваш стабилизатор на пару секунд добавит (220 – 160) = 60 вольт сверху (всего станет 280 вольт), этого может быть достаточно, чтобы почти гарантированно «убить» всю бытовую технику в доме. Качественный механический стабилизатор должен в таком случае отключиться на время, чтобы такое повышенное напряжение не попало в ваши приборы.
- Механический стабилизатор очень не желательно использовать с электродвигателями (особенно мощными), так как при включении таких двигателей на несколько секунд возникает такое явление как пусковые токи, которые приводят к тому, что на 1-2 секунды нагрузка на стабилизатор вырастает примерно в два раза. Что может привезти к разрушению угольного контакта и короткому замыканию.
Как резюме, механические стабилизаторы для бытового применения имеет смысл использовать в случаях:
- Если у вас нет больших и регулярных перепадов напряжения, например, у вас в городской сети постоянно пониженное напряжение около 170 – 180 вольт, или постоянно повышенное более 240, тогда использование механического стабилизатора будет оптимальным. Так как напряжение, которое он будет выдавать, будет наиболее качественным (близким к 220 вольтам).
- Если вам хочется, чтобы лампочки никогда «не моргали», механический стабилизатор будет также лучшим решением, так как регулировка (подключение и отключение витков) происходит очень плавно.
«Феррорезонансные стабилизаторы». Были разработаны в середине 60 годов прошлого века. В то время бытовые феррорезонансные стабилизаторы получили очень широкое распространение в СССР. Обычно через них подключали телевизоры, имевшие на тот момент очень несовершенные блоки питания, которые часто не справлялись даже с небольшими колебаниями напряжения.
Феррорезонансный стабилизатор это очень простое устройство, которое состоит из двух и более катушек проволоки, намотанных на металлические стержни, (по сути это те же трансформаторы) и одного или нескольких больших конденсаторов, и работает на основе принципа феррорезонанса. Стержни должны быть разделены и должны находиться на определенном расстоянии друг от друга.
Феррорезонанс - это явление, при котором возникает резонанс (усиленное колебание электромагнитного поля) между трансформаторами.
Полезный эффект этого явления состоит в том, что в такой конструкции стабилизатора напряжение, попадающее на трансформатор «А» из вашей сети, практически не влияет на напряжение, которое становится в трансформаторе «Б», из которого напряжение попадает в ваши приборы, при этом напряжение на трансформаторе «Б» практически не отклоняется от заданной величины.
+ПЛЮСЫ:
- Высокая точность выходного напряжения, отклонение не более 1-3%.
- Высокая скорость регулирования, практически мгновенная.
- Высочайшая надежность, поскольку внутри прибора нет электронных компонентов.
- Срок работы более 20 лет.
-МИНУСЫ:
- Повышенный уровень шума.
- Зависимость качества стабилизации от величины нагрузки.
- Низкий коэффициент полезного действия
- Очень большие габариты
- Очень высокая цена, по сравнению с любыми другими типами стабилизаторов.
Подобный тип стабилизатор до сих пор используется в аэропортах, метро, больницах, стратегических объектах, поскольку является самым надежным из существующих в мире стабилизаторов напряжения. Использование данного типа стабилизаторов гарантирует стабильную работу, а кроме того самое высокое качество напряжение.
«Стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием» - по объективным причинам очень мало распространенный тип стабилизаторов напряжения не только в России, но и в мире.
Свое название этот прибор получил из-за своего принципа работы, а именно, потому, что прибор стабилизирует напряжение методом двойного преобразования электрического тока. Все знают, или во всяком случае слышали, что электрический ток бывает постоянный и переменный.
Если вы забыли, что такое электрический ток, можете посмотреть в начале нашей статьи. Самое главное это вспомнить, что ток по сути - это поток (как поток воды) электронов.
Переменным током называют такой ток, который периодически изменяется по величине, частоте и направлению. В нашей обычной розетке дома переменный ток, в высоковольтных электрических сетях тоже переменный ток.
Постоянным током называют такой ток, который никак не изменяется. Такой ток есть в обычных батарейках, в аккумуляторе вашей машины. Практически все электронные приборы (электронные схемы) работают на постоянном токе. Поэтому во всех устройствах есть блоки питания - внешние или внутренние, (например, как у вашего ноутбука или сотового телефона), которые как раз и преобразуют переменный ток в постоянный.
Два принципиальных отличия переменного и постоянного Ответы на, безусловно, интересные вопросы, почему же электроны движутся именно от «минуса» к «плюсу» и зачем люди используют два вида тока, можно найти в любом школьном учебнике физики.
Теперь, когда стало понятно, что же такое постоянный и переменный ток, рассмотрим принцип работы стабилизатора напряжения с двойным предобразованием.
Хотя в интернете можно найти много сложных схем подобных стабилизаторов, в большинстве своем трудных для понимания. Тем не менее, принцип работы таких стабилизаторов очень прост.
Схема работы стабилизатора с системой двойного преобразования:
По сути, переменный ток, попадая в стабилизатор, преобразуется в постоянный. В момент преобразования можно легко регулировать напряжение переменного тока. То есть, если напряжение в сети будет меняться от 160 до 240 вольт, то после преобразования в выпрямители, напряжение будет постойной величиной, допустим, напряжение станет 220 вольт, но уже постоянного тока.
Для многих приборов и бытовой техники постоянный ток не подходит, например, не подходит для электродвигателей и ламп накаливания. Они попросту сгорят, если подать на них постоянный ток. Поэтому, постоянный ток перед тем, как он выйдет из стабилизатора и попадет в ваши приборы надо преобразовать в переменный ток. Для этого используется устройство под названием инвертор, которое преобразует постоянный ток в переменный. (Про инверторы более подробно будет написано в других статьях).
В результате, на выходе из стабилизатора мы получаем напряжение, которое почти равно 220 вольтам переменного тока, то есть, такое, какое и было в городской сети.
+ПЛЮСЫ:
- Высокая точность выходного напряжения, отклонение не более 1%.
- Высокая скорость регулирования
-МИНУСЫ:
- Очень высокая цена, сопоставимая с ценой феррорезонансных стабилизаторов. Это связанно с тем, что самой проблемной деталью такого стабилизатора является инвертор. Устройство очень сложное и очень дорогое, предназначенное для работы очень ограниченное время, от получаса до пары суток. А стабилизатор напряжения, должен работать непрерывно - годы. Так как в процессе преобразования постоянного тока в переменный, инвертор (а конкретно транзисторы в нем) очень сильно перегревается, если прибор не отключится, он просто сгорит. Чтобы этого не произошло, для использования в стабилизаторах инвертор надо делать с очень большим запасом по мощности, а также ставить мощную систему охлаждения. В результате чего получается очень сложное и крайне ненадежное устройство.
- Максимальная мощность ограниченна 5 киловаттами, можно сделать больше, но цена будет такая, что проще будет купить автономный генератор и запас солярки на 3 года вперед.
- Прибор очень сильно греется, поэтому требует постоянной работы охлаждающих систем. В случае их выхода их поломки прибор очень быстро выйдет из строя.
- Крайне низкая надежность, сопоставимая с электромеханическими стабилизаторами. Так как в приборе очень много электронных компонентов, очень сложная система управления. В этом приборе огромная нагрузка на детали, которая требует очень качественных и очень дорогих комплектующих.
- Зачастую, хоть это и отрицается или замалчивается производителями, данный тип стабилизатора существенно искажает форму синусоиды переменного тока, в результате чего получается нечто среднее между нормальным «волной» переменного тока и ровной линией постоянного. Такой ток быстро выводит из строя электродвигатели или любую другую аппаратуру или бытовую технику, рассчитанную на переменный ток. В очень дорогих моделях форма синусоиды наиболее приближенна к оригинальной, но, естественно, не является полностью идентичной.
Данный тип стабилизаторов используется, как правило, для защиты очень дорогой профессиональной музыкальной аппаратуры и дорогого медицинского оборудования. Из-за цены и прочих проблем обычно не используется в быту.
«Компенсационные стабилизаторы напряжения» производятся, как правило, большой мощности - от 75 киловатт и выше (до 2000 киловатт). И используются для промышленности. В очень редких случаях люди покупают их для использования в коттеджах.
Этот тип стабилизатора можно отнести к дальним родственникам механических стабилизаторов, о которых рассказывалось ранее, но в отличие от них имеет несколько иное конструктивное исполнение, а самое главное избавлен от одного очень важно недостатка.
Вы помните, что одним из самых больших недостатков механических стабилизаторов является их быстродействие, то есть, если напряжение быстро изменится, за то время, пока «щетка» доедет до нужной обмотки, стабилизатор будет выдавать либо очень высокое, либо очень низкое напряжение. Компенсационный стабилизатор лишен этого недостатка. В его конструкции предусмотрен ещё один дополнительный трансформатор и емкости, которые в то время, пока «щетка» доезжает до нужной обмотки, на какое-то время сглаживает или компенсирует перепад напряжения. Поэтому этот тип стабилизатора и получил название «компенсационный».
Этот тип стабилизаторов имеет все плюсы и минусы электромеханических стабилизаторов, кроме одного большего минуса, а именно, минуса «скорости стабилизации».
stabhouse.ru
Типы стабилизаторов напряжения
Современный дом или квартира не могут полноценно функционировать без множества устройств, облегчающих жизнь человека, создающих комфортные условия в быту. Практически все приборы потребляют электроэнергию и полноценно эксплуатируются только при условии стабильной подачи тока, без больших скачков и перепадов напряжения. Для сохранности домашней техники и обеспечения безопасности различные типы стабилизаторов напряжения остаются оптимальным вариантом решения подобной проблемы.
Особенности выбора
Подобная покупка обычно сопряжена с такими важными моментами – качественная работа прибора и разумная стоимость. При всем разнообразии предложений поставщики больше заинтересованы в сбыте дорогих моделей, что вызывает потребность детальнее ознакомиться с функциональными характеристиками разных образцов. Для этого ознакомимся с основными критериями, которые важны в процессе приобретения:
- от наличия в квартире однофазной сети или приборов, запитанных от трех фаз, выбирается одно- или трехфазный стабилизатор. Желательна консультация квалифицированного электрика;
- далее определяемся с особенностями размещения. Настенные модели чуть дороже по цене, но позволяют сэкономить полезную площадь. Напольные образцы несколько дешевле, но занимают больше места;
- от количества электробытовых приборов и параметрам напряжения на электрощите зависит мощность;
- важный критерий – точность. Оптимально допустимым специалисты считают порог в 2%;
Следует четко определиться с типом стабилизатора и страной-производителем. Российские и европейские модели чуть дороже китайских, но по качеству превосходят их.
Принцип работы
Прибор, подключаемый к сети и выдающий стабильный ток 220В, устраняет последствия проблем с напряжением, вызванных ремонтами на подстанциях, авариями на ЛЭП, скачкообразными перепадами в сети. От перегорания лампочек до поломки техники и пожара – диапазон последствий подобных явлений. Избежать потенциальной угрозы можно единственным способом, установив стабилизатор, осуществляющий повышение или снижение напряжения до требуемого уровня.
Рассмотрим основные типы этих приборов.
Электронные
Относятся к самым востребованным у потребителей. Обеспечивают максимальную точность и способны работать с входным напряжением со значительным отклонением от номинального значения. При помощи силовых ключей работают по принципу автоматического переключения секций.
Из достоинств отметим бесшумность работы, компактность конструкции, отличные характеристики КПД, оснащение микропроцессором и удобный монтаж.
Относительный недостаток – напряжение регулируется ступенчатым способом с лимитом точности 0,9-7%.
Электромеханические
Специальный ползунок, управляемый электродвигателем, выполняет функцию перемещения по контуру щеток токосъема и поочередно активизирует элементы вторичной обмотки. Таким способом происходит регулирование параметров потока и нормализация напряжения.
Из преимуществ отметим абсолютную точность на выходе в 220В, плавность регулировки и гарантированное отключение при значительных скачках в сети.
К минусам следует отнести высокие параметры исходящего шума, большие габариты, недолговечность и пожароопасность.
Феррорезонансные
Такое оборудование постепенно утрачивает популярность. Подобный процесс обусловлен несколько старомодным рабочим механизмом с использованием для распределения магнитных потоков трех стержней и конструкционными недостатками.
При относительно хорошей точности процесса регулирования имеется много минусов. Обычно пользователи жалуются на повышенный уровень шума, минимальный диапазон входного напряжения, очень большую массу и размеры, минимальное значение выдерживаемой нагрузки и помехи, издаваемые во время эксплуатации.
Компенсационные
Эти приборы подразделяются на стабилизаторы непрерывного действия и импульсные модели, а также последовательного и параллельного типа. Главная особенность – наличие в конструкции транзисторов, используемых для нормализации параметров напряжения. К основным плюсам относятся отличный коэффициент стабилизации и точности, хорошие параметры КПД.
Однофазные
Рекомендуются для использования в подавляющем числе жилых помещений. Ведь в квартирах в основном применяется однофазное напряжение в 220В. Автоматическим способом производится поддержание и регулировка требуемых параметров в сети. Величина рабочей погрешности составляет 1-7%. При покупке следует предусмотреть способность прибора выдерживать определенную нагрузку, от чего напрямую зависит мощность. Для различных моделей диапазон по этому показателю колеблется от 150 Ватт до 30 киловатт.
Высокая стоимость этих приборов может несколько компенсироваться установкой в случае необходимости трех однофазных устройств. Применение необходимо в случае:
- при наличии в помещении мощных электробытовых приборов, что чаще встречается в коттеджах и индивидуальных домах. В многоквартирных строениях подобная необходимость возникает реже;
- при подключении помещения к сети на трех фазах.
Выбор стабилизаторов основывается на правильном анализе главных характеристик.
Мощность
В первую очередь потребуется определиться с предельным количеством одновременно используемых бытовых приборов и техники. Всю потребляемую мощность необходимо суммировать и предусмотреть резерв в 20%. Далее сравниваем полученное значение с параметрами мощности на вводном автомате.
Диапазон и точность
Два взаимосвязанных фактора существенно влияют на выбор устройства. Две категории характерны для диапазона:
- Параметры рабочего типа – напряжение на входе не выходит за пределы, необходимые для получения исходного результата в 220В.
- Отклонение входных показателей на 14-18% от нормативного характерно для предельного диапазона. При этом происходит отключение всех приборов в помещение, а стабилизатор остается в рабочем режиме.Предельная величина отклонения напряжения на выходе от номинального показателя характеризует точность прибора. Оптимальным считается предел в 2%. В недорогих моделях разница может достигать 7.
Оптимальный вариант при покупке стабилизатора – консультация квалифицированного электрика. Тщательно изучив объект, где будет использоваться прибор, специалист поможет остановиться на оптимальном варианте.
jelektro.ru
