Плюсы и минусы электромеханического стабилизатора

Какой стабилизатор напряжения лучше: электромеханический или релейный

У многих в квартире были перебои с напряжением в электрической сети. В это время могут сгореть несколько ламп освещения, может выйти из строя стиральная машина или компьютер. Выход из такой ситуации напрашивается один – приобрести и установить стабилизатор напряжения.

Основным критерием выбора домашнего стабилизатора является мощность прибора. Ее величина должна быть выше суммарной мощности всех ваших бытовых приборов. Стабилизатор напряжения – это прибор, который корректирует параметры электрической энергии до номинальных значений при значительных колебаниях питания в сети.

Виды стабилизаторов

Чтобы разобраться и сделать оптимальный выбор стабилизатора, необходимо рассмотреть наиболее популярные виды стабилизаторов и их особенности.

Релейный стабилизатор напряжения

Сегодня невозможно представить квартиру, в которой не было бы бытовой техники. Каждое устройство требует защиты от перепадов напряжения в бытовой сети. Одним из таких приборов защиты является релейный стабилизатор напряжения.

Благодаря такому прибору можно создать комфортные условия работы электрических устройств. Уровень напряжения в номинальном режиме должен составлять 220 В. Релейный вид стабилизатора встречается во многих областях. Это популярный вид защитного прибора, так как имеет простое устройство.

Конструктивные особенности

Перед применением прибора требуется изучить, как он устроен и работает. Релейный стабилизатор включает в себя автотрансформатор и схему электронных элементов, управляющих его действием. В корпусе кроме этого имеется реле. Стабилизатор релейного типа считается повышающим, так как при пониженном напряжении прибор осуществляет повышение напряжения.

Возрастание напряжения будет осуществляться путем подключения дополнительной обмотки. Чаще всего в трансформаторе есть 4 обмотки. При превышении напряжения в сети стабилизатор снижает излишнее напряжение. Схема стабилизатора релейного типа состоит из:

  1. Повышающий трансформатор.
  2. Управляющий микроконтроллер.
  3. Реле.

Это основные элементы релейного стабилизатора. Также устройство может содержать вспомогательные элементы, например, дисплей.

Принцип действия

Разберемся в процессе функционирования стабилизатора релейного типа. Электронная система измеряет параметры входящей электроэнергии. После считывания данных прибор сравнивает эти параметры с величинами номинального режима.

Прибор автоматически производит подключение необходимой обмотки трансформатора для достижения нужных параметров сети. Работа релейного стабилизатора довольно простая. Прибор регулирует параметры сети по ступеням, в результате чего при очередной ступени напряжение изменяется на конкретную величину. Бывают ситуации, когда уровень напряжения не соответствует норме даже после корректировки. Такие ступенчатые регулировки могут также вызвать перепады напряжения.

Если подробно разобраться в принципе действия, то можно понять, что прибор быстро выбирает нужные обмотки. Такие ступенчатые скачки параметров считаются незначительными. Они станут заметнее, если на входе будут наблюдаться подобные скачки напряжения. При подключении к сети высокочувствительных устройств при сильных перепадах напряжения устройства выйдут из строя.

Недобросовестные производители могут запрограммировать стабилизатор таким образом, что на его дисплее всегда будет показывать значение 220 В.

Чаще всего релейный стабилизатор справляется с перепадами сети за 0,15 с. Такой прибор может отключить питание выходным током, когда на входе возникли значения тока наименьшего допустимого значения. После нормализации напряжения прибор снова подключится к работе. Напряжение восстанавливается за 0,6 с.

Достоинства

Основными преимуществами релейной модели стабилизатора можно назвать:

  1. Малые габаритные размеры, так как трансформатор имеет только функцию повышения напряжения.
  2. Большой интервал значений напряжения.
  3. Значительный диапазон рабочих температур. Многие приборы нормально работают при температуре -40 +40 градусов.
  4. Низкий уровень шума.
  5. Допускается перегрузка до 110%.

Многие изготовители приборов утверждают, что их продукция способна функционировать много лет.

Недостатки

В работе релейных моделей стабилизаторов есть недостатки, которые обусловлены его методом работы, схемой прибора. Слабым звеном его конструкции считается реле. Если изготовитель установил некачественное реле, то оно может стать причиной неисправности прибора. Также при переключении режимов возникают щелчки и шумы.

Другим значимым недостатком является ступенчатое действие устройства выравнивания напряжения. При переключении с одной обмотки на другую напряжение может значительно изменяться, образуя некоторые скачки.

Недорогие модели имеют слабую мощность, которая не больше 30% от мощности бытовых устройств.

Правила пользования стабилизатором

При вашем выборе релейного типа стабилизатора, необходимо регулярно проводить его обслуживание, в том числе ежегодно тщательно его осматривать внутри корпуса. При осмотре нужно обращать внимание на:

  • Надежность крепления соединений проводников.
  • Уровень охлаждения и циркуляции воздуха в корпусе прибора.
  • Имеются ли повреждения.
  • Точность работы указателей измерения.

При обнаружении слабых соединений, пыли, необходимо выключить из сети стабилизатор и произвести его обслуживание, очистив его и затянув все крепления контактов. Помещение, в котором находится стабилизатор напряжения, должно проветриваться и быть сухим. Влажность в помещении не должна быть более 80%. При работе в корпусе стабилизатора отверстия для вентиляции должны иметь доступ воздуха.

Электромеханический стабилизатор

Ни для кого не секрет, что бытовые сети питания сегодня не могут обеспечить стабильную эксплуатацию электрических устройств в доме. Перепады и скачки напряжения вполне можно ожидать от сети питания. Для решения этих задач как нельзя лучше подходит электромеханический вид стабилизатора напряжения, так как он стал наиболее популярным на рынке бытовых приборов защиты.

Этот прибор является повышающим трансформатором, который самостоятельно осуществляет регулировку напряжения в сети, в отличие от релейного стабилизатора.

Классификация

Основным критерием деления на классы электромеханических стабилизаторов стали параметры напряжения. Приборы бывают 1-фазными и 3-фазными. Первые применяются чаще в частных постройках и офисах, а трехфазные модели в больших организациях, в промышленности. На сегодняшний день у людей есть возможность строительства больших домов, коттеджей, в которых находится множество бытовых устройств, которые требуют защиты от перепадов напряжения сети.

По конструктивному исполнению стабилизаторы бывают настенными, напольными, настольными. Крепиться могут в любых положениях.

Другим фактором является мощность прибора. Сейчас изготовители предлагают большой выбор моделей. Имеются маломощные приборы до 500 кВА, а также повышенной мощности до 20000 кВА. Нужно сказать, что устройства на 220 и 380 В имеют отличия в числе трансформаторов, расположенных в корпусе устройства.

  • Широкий интервал напряжения входа.
  • Повышенная точность выхода.
  • Не чувствителен к рабочей частоте.
  • Отсутствие шума.
  • Присутствуют движущиеся части.
  • Необходимость периодической замены щеточного блока.
  • При снижении напряжения до 180 В, нет гарантии нормальной работы.
  • 1-фазные модели не могут работать при пониженной температуре.
  • Малая скорость работы.

Советы по выбору стабилизатора

При выборе учитывайте следующие факторы:

  1. Модель стабилизатора по числу фаз сети. Если в вашей трехфазной сети работают 1-фазные устройства, то для защиты от перепадов напряжения лучше применять три отдельных однофазных стабилизатора.
  2. Мощность прибора. При определении этого параметра нужно учесть, что некоторые устройства имеют асинхронные двигатели, у которых высокие пусковые токи.
  3. Точность стабилизации для защиты бытовых устройств, его быстродействие.
  4. Наличие вспомогательных функций.
  5. Условия работы прибора.
  6. При выборе прибора необходимо учесть схему разводки проводов цепи питания.

Классификация электромеханического стабилизатора напряжения, его плюсы и минусы

Всем известно, что отечественные линии электропередач не могут на сегодняшний день похвастаться стабильной работой. Скачки напряжения, перепады, провалы, сбои и колебания – это не самый полный список того, что можно ожидать от ЛЭП. И все это негативно влияет на работу бытовых приборов и осветительной техники. Чтобы этого избежать и решить проблему в корне, можно просто установить один прибор, который носит название электромеханический стабилизатор напряжения. Хотя на рынке присутствуют и другие стабилизаторы (релейные, электромагнитные, электронные и феррорезонансные), электромеханический по праву занял свое лидирующее место за счет превосходных технических характеристик.

Стабилизатор напряжения электромеханического типа

Что собой представляет данный прибор? По сути, это трансформатор (вольтодобавочный), который самостоятельно регулирует напряжение на подающем шлейфе. То есть, нет необходимости что-то подкручивать, если появилась необходимость добавить несколько вольт, как это делается с релейными аналогами.

В настоящее время область применения электромеханических стабилизаторов достаточно обширна. Это не только помещения бытового назначения и офисы, востребованы эти приборы и в тех местах, где используется высокоточное электронное оборудование. К примеру, в медицинских учреждениях.

Классификация стабилизаторов

Основное разделение стабилизаторов напряжения электромеханических производится по самому напряжению. То есть, они бывают однофазными (220 вольт) и трехфазными (380 вольт). Понятно, что первые чаще всего используются в частном секторе и в офисных помещениях, вторые в больших учреждениях и на производстве. Хотя сегодня, когда у населения появилась возможность строить большие собственные дома, в которых размещается огромное количество бытовой техники, трехфазные стабилизаторы напряжения стали устанавливаться и в них.

По своему исполнению приборы представлены настенными моделями, напольными, настольными, могут крепиться как в горизонтальном положении, так и в вертикальном. То есть, производители учли все варианты удобного расположения, зависящего от места установки аппарата. Необходимо отметить, что эти стабилизаторы напряжения обладают очень точной установкой напряжения, работают без посторонних помех, прекрасно себя показали при краткосрочных высоких перегрузках, при этом обладают достаточно широким интервалом стабилизации самого напряжения.

И третья позиция разделения – это мощность прибора. В настоящее время производители предлагают очень широкий модельный ряд в этом плане. Здесь и простые маломощные стабилизаторы напряжения 500 кВА, и высокомощные агрегаты до 20000 кВА. Необходимо отметить, что чисто конструктивно две позиции (220 и 380 вольт) отличаются между собой тем, что первый вариант – это один трансформатор и один щеточный блок, в конструкции второго могут присутствовать два или три трансформатора.

Достоинства и недостатки

Электромеханические стабилизаторы напряжения обладают широким рядом преимуществ перед другими аналогами:

  • широчайший диапазон входного напряжения;
  • высокая точность выходного показателя напряжения, искажения практически отсутствуют;
  • безопасная работа при высоком входном напряжении краткосрочного действия в независимости от того это будет напряжение 220 вольт или 380;
  • низкая чувствительность (практически полное ее отсутствие) к рабочей частоте дает возможность использовать трехфазные стабилизаторы напряжения на промышленных объектах;
  • бесшумная работа даже при самых высоких скачках напряжения в подающей сети.

Не обошлось и без недостатков:

  • к сожалению, это не электронный прибор, поэтому в конструкции электромеханического стабилизатора присутствуют подвижные элементы, которые раз в 5-6 лет придется менять на новые;
  • раз в десять лет производители рекомендуют менять сервопривод щеточного блока;
  • если напряжение в подающей сети падает ниже 180 вольт, то практически все производители не гарантируют его повышение на выходе до заявленного паспортного значения;
  • однофазные аналоги не приспособлены работать при низких температурах, поэтому лучше всего устанавливать их внутри отапливаемых помещений;
  • не очень высокая скорость стабилизации, конечно, если сравнивать с другими моделями;
  • есть ли необходимость данный момент относить к недостаткам, каждый решает сам, но работа сервопривода электромеханического стабилизатора сопровождается щелчком, который действует доли секунд.

Полезные моменты

Правильный выбор электромеханического стабилизатора – это гарантия его долгосрочной стабильной работы. Вопрос выбора возникает у всех, ведь современный рынок просто напичкан различными марками и моделями, в которых разобраться непосвященному человеку очень трудно. Конечно, можно посоветовать приобрести брендовый аппарат, но стоит он дорого, не каждому по карману. Поэтому несколько полезных советов.

Читайте также:  Применение крепежной продукции в электромонтажных работах

Есть определенные международные стандарты, в которых определена входная мощность. То есть, она будет стопроцентной лишь в том случае, если напряжение в подающей сети не упадет или не поднимется ниже (выше) 30-процентного уровня относительно номинала, указанного в паспорте. То есть, если номинал – это 220 В, то минимальное напряжение, при котором стабилизатор выдаст эту величину на выходе, должно быть 190 В, максимальное – 250 В. Но как определить чисто визуально, правильно ли работает стабилизатор напряжения. И здесь есть стандарт: допустимый уровень мощности – это величина, при которой сам прибор не будет нагреваться выше +150С.

И вот тут появляется подвох. Те производители, которые хотят получить высокую прибыль, стараются обмануть потребителей, незнающих о существовании международного стандарта. То есть, производитель намеренно занижает процент номинального уровня, делая его не 30%, а, к примеру, 25% (195 и 245 В). В чем же прибыль? Это снижение себестоимости изделия за счет уменьшения расходов на изготовления самого трансформатора (меньше провода на обмотку и снижение качества электротехнической стали).

Кстати, некоторые производители устанавливают в стабилизатор трансформатор, в котором была использованы проволока меньшего сечения. И это тоже мошенничество. При этом в паспорте указываются величины, соответствующие международным стандартам. Опередить качество предлагаемого устройства простому обывателю сложно, иногда просто невозможно. Что делать? Выход один – искать специалиста и просить у него консультации. Но ни в коем случае не консультироваться в магазине, менеджерам необходимо продать товар, так что они любыми путями будут его расхваливать.

Как выбрать стабилизатор 220 В, какой лучше: релейный, электронный, инверторный?

Мы в СтабЭксперт.ру прекрасно понимаем, как тяжелы проблемы выбора стабилизатора или любого другого оборудования, поэтому составили подробную статью, но очень простым языком.

Зачем этот прибор? Стабилизаторы напряжения служат для поддержания номинальных параметров электропитания в сети конечного пользователя. Необходимость их применения продиктована нестабильностью работы внешних электросетей, выраженной отклонениями, либо резкими изменениями (скачками) величины питающего напряжения.

Типы современных стабилизаторов

Существуют различные типы стабилизаторов, отличающихся устройством и принципом действия, с которыми желательно ознакомиться, прежде чем приступать к выбору прибора. К основным разновидностям стабилизаторов, представленным на рынке в настоящее время, относятся следующие типы:

  • электромеханические и электродинамические устройства с использованием сервопривода;
  • релейные;
  • электронные (тиристорные и симисторные);
  • гибридные;
  • инверторные.

Принцип работы стабилизаторов. В основу принципа работы первых трёх типов положен метод изменения коэффициента трансформации автотрансформатора.

Примечание. Автотрансформатор представляет собой вид трансформатора, в котором имеется только одна обмотка, различное число витков которой служат в качестве первичной и вторичной обмоток.

Плюсы и минусы разных типов стабилизаторов

Устройства с сервоприводом

В данном виде стабилизаторов, включающих в себя электромеханические и электродинамические приборы, реализовано плавное регулирование напряжения, которое осуществляется следующим образом. Часть витков обмотки автотрансформатора, намотанной на тороидальный сердечник, зачищается от изоляции с торцевой или боковой стороны сердечника, в зависимости от конструкции. На этом участке по обмотке перемещается токосъёмный контакт, через который осуществляется подключение первичной обмотки к сети питания.

Электродинамическая серия от итальянского бренда

Стабилизаторы с сервоприводом принято разделять на устройства электромеханического и электродинамического типа. Критерием разделения служит конструкция токосъёмного контакта. Стабилизаторы со скользящими контактами щёточного типа принято называть электромеханическими. К электродинамическому типу относят устройства, в которых при перемещении контакта происходит не скольжение, а качение, то есть, подвижный контакт представляет собой графитовый вращающийся ролик, который при движении сервопривода катится по обмотке. Очевидно, что никакой принципиальной разницы между электромеханическими и электродинамическими стабилизаторами не существует, поэтому данное разделение, честно говоря, выглядит не совсем оправданным.

Как работают? Нагрузка стабилизатора подключена к вторичной обмотке, имеющей фиксированное количество витков. Таким образом, при перемещении токосъёмного контакта изменяется количество витков первичной обмотки, то есть, происходит плавное изменение коэффициента трансформации. Управление движением контакта осуществляется специальным серверным электродвигателем, имеющим малую частоту вращения или оснащённым понижающим редуктором. В свою очередь, электродвигатель управляется электронным блоком, осуществляющим контроль выходного напряжения. При превышении напряжением установленной нормы, электронный контроллер формирует команду на вращение серводвигателя в направлении, соответствующем увеличению коэффициента трансформации, что приводит к нормализации вторичного напряжения. При понижении напряжения на нагрузке происходит обратный процесс. То есть, система регулирования всегда стремится к равновесному состоянию, при котором напряжение на нагрузке имеет номинальное значение.

Безусловным преимуществом электромеханических и электродинамических стабилизаторов является высокая точность стабилизации, достигающая 2 – 3 %. По этому параметру устройства с сервоприводом опережают релейные и электронные приборы.

Диапазон допустимого изменения значений питающего напряжения ограничивается за счёт того, что для токосъёма доступен только наружный слой обмотки автотрансформатора, что позволяет изменять коэффициент трансформации в ограниченных пределах. Высокая точность стабилизации, обусловлена способностью приборов с сервоприводом, плавно регулировать напряжение на выходе. Однако это свойство имеет и обратную сторону. Перемещение токосъёмного контакта происходит достаточно медленно, вследствие чего скорость реагирования электромеханических и электродинамических стабилизаторов на резкие скачки входного напряжения весьма значительно уступает аналогичным характеристикам приборов другого типа.

Среди других недостатков электромеханических и электродинамических стабилизаторов следует упомянуть:

  • наличие движущихся частей, которое при прочих равных условиях снижает надёжность устройства;
  • постоянно движущийся по обмотке токосъёмный контакт подвержен механическому износу и обгоранию вследствие искрения, что к тому же исключает использование стабилизаторов с сервоприводом во взрывоопасных помещениях;
  • работающий сервопривод издаёт некоторый шум, что в зависимости от места установки прибора может вызывать ощущение дискомфорта.

Справедливости ради стоит добавить, что роликовый контакт электродинамических устройств существенно более устойчив к износу, чем скользящий контакт щёточного типа, поэтому, если выбор пал на стабилизатор с сервоприводом, предпочтение стоит отдать электродинамическому.

Стабилизаторы релейного типа

Этот вид регуляторов также основан на изменении коэффициента трансформации автотрансформатора. Однако в данном случае это происходит ступенчато. Регулировочная часть первичной обмотки имеет ряд выводов (отпаек), расположенных через определённое количество витков. Каждая из отпаек может подключаться к электросети нормально разомкнутыми контактами соответствующего электромагнитного реле.

Примечание. Нормально разомкнутыми называются контакты реле, находящиеся в разомкнутом состоянии при обесточенной катушке.

Как работают? Управление электромагнитными реле осуществляет контроллер, отслеживающий уровень напряжения на нагрузке и в случае его отклонения подающий напряжение на катушку реле, коммутирующего требуемую отпайку. Разумеется, в любой момент времени включенным может быть только одно реле. Ну а поскольку регулировка носит ступенчатый характер, контроллер всегда включает то реле, отпайка которого обеспечивает наиболее близкое к номиналу значение вторичного напряжения.

Стабилизаторы релейного типа уверенно превосходят электромеханические по такому показателю, как скорость реакции на резкие изменения величины питающего напряжения. Время переключения электромагнитных реле обычно не превышает 10 миллисекунд.

Однако наличие определённого количества фиксированных отпаек обмотки автотрансформатора снижает точность регулирования напряжения. Улучшить этот показатель в рамках данной конструкции можно путём увеличения количества отпаек и уменьшением числа витков между ними. Но проблема заключается в том, что с увеличением количества отводов обмотки значительно усложняется и становится громоздкой схема автотрансформатора, а если учесть, что к каждой отпайке должно подключаться индивидуальное реле, то становится понятно, что данный путь приведёт к существенному удорожанию изделия и загромождению внутреннего пространства корпуса.

К сказанному следует добавить следующее. Контакты электромагнитного реле, безусловно, более надёжны, чем токосъёмный контакт устройств с сервоприводом, тем не менее, они являются движущимися механическими частями, которым свойственны износ и обгорание.

Электронные стабилизаторы

Данный класс устройств аналогичен релейным стабилизаторам, только коммутацию отпаек осуществляют не механические контакты электромагнитных реле, а электронные ключи – тиристоры. Как и в релейных стабилизаторах, в электронных устройствах к каждой отпайке обмотки присоединён свой электронный ключ, и так же как в случае с реле, одновременно в открытом состоянии не может находиться более, чем один ключ. При использовании обычных тиристоров, имеющих одностороннюю проводимость, каждый ключ должен представлять собой два тиристора, включенных встречно – параллельно. Применение в конструкции симметричных тиристоров (симисторов) позволяет использовать в каждом ключе только один прибор. Открывание тиристора происходит при подаче электрического импульса на управляющий электрод.

Электронная серия Lider W от одноименного производителя

Электронные стабилизаторы имеют неоспоримое преимущество перед рассмотренными ранее приборами, выраженное в полном отсутствии каких либо механических контактов и движущихся частей.

Электронные симисторные стабилизаторы серии Энергия PREMIUM, читайте полный обзор.

Кроме этого, электронные устройства обладают самой быстрой реакцией на изменение напряжения, обусловленной высокой скоростью переключения электронных ключей. С другой стороны, тиристорные и симисторные стабилизаторы обладают всеми недостатками, присущими приборам, использующим ступенчатое регулирование. Возможность увеличения точности стабилизации этих устройств ограничивается техническими трудностями, связанными с увеличением числа отводов обмотки и количества электронных ключей.

Но, эти минусы ничто, в сравнении с надежностью и скоростью срабатывания. А по сочетанию цена-надежность, тиристорно-симисторное семейство вообще лидеры из всех.

Гибридные устройства

Идея создания таких стабилизаторов заключается в том, чтобы придать изделию лучшие черты, присущие приборам различного типа. Так, распространённые в настоящее время гибридные устройства совмещают в себе принципы сервоприводных и релейных стабилизаторов. В диапазоне входного напряжения, доступного для сервоприводного устройства, стабилизация осуществляется с высокой точностью, свойственной приборам этого типа.

В случаях, когда питающее напряжение выходит за рамки, доступные электромеханическому регулированию, в работу вступает релейный регулятор, который добавляет или исключает из вторичной обмотки группу витков, дополнительно изменяя таким способом коэффициент трансформации.

В результате, такие устройства обладают высокой точностью стабилизации, свойственной приборам, использующим сервопривод, и при этом способны работать в расширенном диапазоне питающего напряжения, что присуще релейным стабилизаторам.

Стабилизаторы инверторного типа

Данные устройства называют также стабилизаторами двойного преобразования. Суть преобразований сводится к следующему. Входное сетевое напряжение сначала выпрямляется, после чего поступает на вход инвертора, где вновь преобразуется в переменное, имеющее синусоидальную форму.

Модель Штиль R 1000i малой мощности

Главной частью устройства является инвертор, осуществляющий преобразование с помощью мощных IGBT – транзисторов, управляемых микропроцессорным блоком. Именно этот блок ответственен за синусоидальность выходного напряжения.

Отступление. Зачем обращать внимание на синусоидальность?

Попытаемся разобраться, почему так важна именно синусоидальная форма питающего напряжения. Дело в том, что переменное напряжение, представляющее собой периодическую функцию времени, как любая периодическая функция, в соответствии с теоремой Фурье может быть представлена как сумма синусоидальных гармонических составляющих, имеющих частоту, кратную частоте исходной функции. И только правильная синусоида не имеет таких составляющих, называемых в электротехнике гармониками.

Читайте также:  Сварочные агрегаты: что такое и виды

Из сказанного следует то, что любое, даже самое малое отклонение напряжения, имеющего промышленную частоту 50 Герц от синусоидальной формы, приводит к появлению дополнительных сигналов, имеющих частоту 100 Гц, 150 Гц, 200 Гц и так далее. Указанные высокочастотные составляющие оказывают неблагоприятное воздействие на различные приёмники электроэнергии, являясь источниками паразитного излучения электромагнитных волн. По этой причине, наличие в питающем напряжении высокочастотных составляющих строго регламентируется ГОСТ путём установления норм коэффициента несинусоидальности, коэффициента n – й гармонической составляющей, коэффициентов обратной и нулевой последовательностей.

Сетевое напряжение изначально приобретает синусоидальную форму при его выработке на электростанциях ввиду базовых свойств электрических генераторов. Разумеется, любой генератор, представляющий собой физический объект, отличается от математической модели. Поэтому незначительные отклонения от синусоиды появляются уже на стадии производства электроэнергии. Далее свою лепту в ухудшение формы кривой напряжения могут вносить потребители, эксплуатирующие оборудование, создающее высокочастотные помехи, распространяющиеся по сети. Поэтому получаемое нами из сети напряжение изначально может быть в той или иной степени несинусоидальным.

Рассмотренные ранее стабилизаторы, работающие по принципу изменения коэффициента трансформации, не внося собственных искажений в форму кривой напряжения, всё же не могут исправить исходную несинусоидальность, трансформируя её и передавая нагрузке. В этом смысле инверторные преобразователи отличаются тем, что они сами формируют синусоиду. Устройства данного типа находятся на стадии совершенствования, поэтому форма выдаваемого ими напряжения постоянно приближается к идеальной синусоиде с каждой новой разработкой.

По всем остальным техническим характеристикам инверторные стабилизаторы превосходят устройства другого типа, имея более высокую точность стабилизации, значительно более широкий диапазон входного напряжения. Инверторы более компактны и легки, в первую очередь по причине того, что не имеют трансформатора.

Финальные советы

Если дочитав до данного отрезка статьи, вы не определились с выбором, то вот вам параметры от стабэксерт.ру, которые следует учитывать при выборе конкретного стабилизатора.

Мощность устройства

На это следует обратить внимание в первую очередь, вне зависимости от типа выбираемого прибора. Для определения требуемой мощности стабилизатора необходимо просуммировать электрическую нагрузку всех электроприборов, напряжение на которых предполагается стабилизировать. Значение мощности обычно указывается в паспорте электроприбора, и как правило, на прикреплённом к нему шильдике (табличке). Мощность лампы освещения указывается на её цоколе. Лучше, если мощность стабилизатора будет превышать установленную мощность электроприборов процентов на 20 – 30. Это убережет устройство от перегрузок и продлит срок его эксплуатации.

При оценке мощности следует учесть одно обстоятельство. Существует понятие полной, активной и реактивной мощности. В первую очередь нас интересует активная составляющая, измеряемая в ваттах, значение которой чаще всего и указывается на электроприборе. Однако некоторые производители стабилизаторов могут указывать полную мощность своих изделий, которая измеряется в вольт-амперах (В·А). Чтобы опять не вдаваться в теорию, для получения значения активной мощности, в этом случае можно умножить величину полной мощности на 0,9. Основная часть нагрузки бытовых потребителей носит активный характер. Реактивной составляющей обладают электрические двигатели и люминесцентное освещение.

Полезное: для вычисления мощности используйте наш калькулятор.

Тип стабилизатора

Этот выбор основывается на оценке основных характеристик рассматриваемых типов устройств и особенностях местной системы электроснабжения. Сравнивая параметры стабилизаторов различных типов, можно заметить, что выигрывая в одном качестве, прибор часто уступает в иных качествах стабилизаторам другого типа. В этом случае решающим фактором при выборе должен служить анализ параметров электроснабжения.

Например, в районах, характеризующихся устойчивыми длительными отклонениями уровня питающего напряжения в ту или иную сторону, логично сделать выбор в пользу стабилизаторов с плавной системой регулирования, имеющим сервопривод, как обладающих наиболее высокой точностью стабилизации. В такой же ситуации, но с отклонениями питающего напряжения в очень большом диапазоне, спасти положение поможет стабилизатор гибридного типа. Если же электропитание сопровождается весьма частыми и резкими скачками уровня напряжения, более надёжную защиту обеспечат стабилизаторы релейного или электронного типа.

Что касается устройств инверторного типа, то по заявляемым производителями характеристикам они являются универсальными. Главным вопросом с технической точки зрения является то, насколько близка к синусоиде реальная кривая выдаваемого этими аппаратами напряжения. Претензия к этим приборам с экономической точки зрения состоит в том, что пока они являются самыми дорогими.

Про надежность

И ещё о вопросах надёжности. Говоря о том, что электронные устройства, лишённые механических контактов и движущихся частей обладают более высокой надёжностью, мы только излагаем общую теоретическую концепцию. На практике, надёжность электронных приборов зависит от того, насколько удачным является само схемное решение, где каждый используемый компонент должен работать в рамках допустимых параметров и иметь соответствующее качество изготовления. Особенно большим потоком отказов страдают новые устройства, не прошедшие апробацию длительной эксплуатацией. Поэтому не редки ситуации, когда старые добрые механические устройства оказываются надёжнее новых электронных систем. Безусловно, это не следует принимать, как обязательное правило, эти явления скорее относятся к болезням роста. Будущее, конечно же, за электронной и микропроцессорной техникой, функциональность и надёжность которой постоянно растёт.

Выжимка. Самый сок статьи

Информация ниже, дана в «среднем», но каждая конкретная модель может выходить за рамки «среднего».

Релейные приборы: быстрее сервоприводных и шире по диапазону, но регулирование ступенчатое, т.е. на лампах накаливания могут быть видны переключения ступеней (в виде мерцания). Издают негромкие щелчки при переходе со ступени на ступень ( Редакция: СтабЭксперт.ру

Какие бывают стабилизаторы напряжения?

На сегодняшний день низкое напряжение в сети – проблема весьма актуальная и решить ее лучше всего одним способом – приобрести стабилизатор напряжения (СН), который защитит всю технику в доме от выхода из строя. Чтобы правильно выбрать устройство, сначала нужно разобраться с его разновидностями, а также принципом работы каждого варианта исполнения. Далее мы рассмотрим плюсы и минусы основных типов стабилизаторов напряжения для дома, а именно: релейных, электронных, электромеханических, феррорезонансных и инверторных.

Релейные

Релейные или как их еще называют ступенчатые стабилизаторы, считаются самыми популярными для применения в доме и на даче. Связано это с низкой стоимостью устройств, а также высокой точностью регулирования. Принцип работы релейной модели заключается в переключении обмоток на трансформаторе при помощи силового реле, которое срабатывает в автоматическом режиме. Основными недостатками данного типа СН считается ступенчатое изменение напряжения (не плавное), искажение синусоиды и ограниченная мощность на выходе. Однако судя по отзывам в интернете, большинство покупателей довольны устройствами, т.к. цена в разы меньше более усовершенствованных моделей. Представителем стабилизаторов релейного типа для дома является Ресанта АСН-5000Н/1-Ц, который Вы можете увидеть на картинке ниже:

Электронные

Электронные СН могут быть симисторными и тиристорными. Принцип работы первых построен на переключении между обмотками автотрансформатора с помощью симистора, благодаря чему данный тип стабилизаторов напряжения имеет высокий КПД и быструю реакцию на срабатывание. Помимо этого симисторные модели бесшумно работают, что является еще одним плюсом СН данной разновидности. Что касается тиристорных, они также себя хорошо зарекомендовали и пользуются популярностью в быту. Единственный недостаток устройств электронного типа – более высокая стоимость.

Электромеханические

Электромеханические СН также принято называть сервомоторными или же сервоприводными. Работают такие стабилизаторы за счет передвижения угольного электрода по обмоткам автотрансформатора благодаря электроприводу. Электромеханические устройства также могут использоваться для защиты бытовых приборов в доме, квартире и на даче. Преимущество такого типа стабилизаторов – низкая стоимость, плавная регулировка напряжения и компактные размеры. Из минусов можно выделить повышенный шум при работе и низкое быстродействие.

Феррорезонансные

Принцип работы таких СН построен на эффекте феррорезонанса напряжения в цепи конденсатор-трансформатор. Данный тип защитных устройств не пользуется большой популярностью среди потребителей из-за шумности в работе, крупных габаритов (а, соответственно, и значительного веса), а также отсутствия возможности работать при перегрузках. Плюсами феррорезонансных стабилизаторов считаются длительный срок службы, точность регулировки и способность работать в помещениях с повышенной влажностью/температурой.

Инверторные

Наиболее дорогостоящий тип стабилизаторов напряжения, которые применяются не только в доме, но и на производстве. Принцип работы инверторных моделей заключается в преобразовании переменного тока в постоянный (на входе) и назад в переменный (на выходе) благодаря микроконтроллеру и кварцевому генератору. Безусловным плюсом инверторных СН с двойными преобразованием считается широкий диапазон входного напряжения (от 115 и до 290 Вольт), а также высокая скорость регулирования, бесшумность работы, компактные размеры и наличие дополнительных функций. Что касается последнего, то СН инверторного типа могут дополнительно защищать бытовые приборы от перенапряжения, а также остальных помех внешней электрической сети. Основным недостатком устройств считается самая высокая цена.

Узнать больше о разновидностях СН Вы можете на видео ниже:

Вот мы и рассмотрели основные типы стабилизаторов напряжения. Хотелось бы также отметить, что бывают такие виды СН, как однофазные и трехфазные. В этом случае Вы должны выбрать модель, в зависимости от того, какое напряжение у Вас в сети – 220 или же 380 Вольт.

4 вида стабилизаторов напряжения. Выбор лучшего. Сравнение цен за 1квт.

Существует 4 основных вида стабилизаторов напряжения. Далее рассмотрим плюсы и недостатки каждого из видов.

Одно и трехфазные

Первое что вам нужно знать при выборе, они бывают однофазными и трехфазными. Выясните какая у вас сеть. Если однофазная, как правило в квартирах и частных домах именно она преобладает, значит покупайте аппарат на 220В.

Если же у вас «трехфазка», то нужно определиться, будете вы устанавливать один 3-х фазный стабилизатор, или три однофазный. Решайте исходя из экономических соображений и условий монтажа.

Хотя целесообразнее поставить именно три однофазных. Потому что при коротком замыкании и отсутствии одной из фаз, трехфазный аппарат работать не будет, пока не восстановится питание по всем фазам. С тремя однофазными таких проблем не возникнет. Главный минус при их выборе — габаритные размеры.

Режим транзит или байпас

При выборе стабилизатора напряжение того или иного вида, проверьте имеет ли он два режима работы:

    режим стабилизации напряжения

Со стабилизацией все понятно — это обычный режим работы. А что такое «байпас»? Это когда входное напряжение идет мимо всей электроники и трансформатора без преобразования, то есть транзитом.

Для чего он может понадобиться:

    чтобы подключить мощную технику превышающую мощность стабилизатора, запустить большой эл.двигатель. Или при необходимости поработать сваркой.

Ведь стабилизатор даже не регулируя напряжение, сам потребляет энергию как простая лампочка до 40-60Вт.

Плюс не изнашиваются внутренние щетки и реле.

Режимом байпас оснащаются стабилизаторы подключаемые через клеммные колодки. При этом они имеют два автомата, которые одновременно включить невозможно или перекидной автомат-рубильник.

Защита стабилизаторов

Большинство современных моделей имеют защиту от перенапряжения. Они не способны бесконечно выравнивать сколь угодно большие или малые значения входного напряжения, и через определенное время отключат питание, тем самым сохранив ваше оборудование.

Читайте также:  Как работает преобразователь тока с 12в на 220в?

Более того, после нормализации входного напряжения, оно подается на выход не сразу, а с некоторой задержкой в несколько секунд. Данное время может быть установлено жестко или варьироваться и настраиваться самостоятельно, все зависит от модели и производителя.

Основные виды стабилизаторов широко представленные сегодня в магазинах можно подразделить на 4 типа:

Вот сравнительная таблица по каждому из видов стабилизатора, включая примерные цены за 1квт:

Ознакомиться с текущими ценами на сегодняшний день и подобрать себе нужную модель можно здесь.

Рассмотрим каждый из них более подробно.

Релейные стабилизаторы напряжения

При работе данного устройства вы реально будете слышать как переключаются внутренние реле. Это происходит при изменении ступеней регулирования. Если прибор стоит в тихом помещении (спальне), то это может существенно раздражать.

Ну а когда кто-то из ваших соседей решил немножко попользоваться электросваркой, то стабилизатор по звуковым эффектам попросту может превратиться в “балалайку”.

Кроме того, если у вас в комнате стоят простые лампочки накаливания, не только по слуху, но и визуально можно будет различить переключения ступеней, так как лампы будут немного мигать. А это в свою очередь обязательно скажется на сроках их службы.

Что внутри

Внутренняя компоновка включает в себя:

  1. Тороидальный трансформатор
  2. Плата управления
  3. Силовые ключи состоящие из реле. Они коммутируют обмотки трансформатора и отвечают за подачу питания на стабилизатор. Являются самым слабым компонентом устройства.

Эти стабилизаторы не любят когда их перегружают.

Самая распространенная проблема выхода их из строя в 90% случаев – это перегруз по мощности.

Не рекомендуется для подключения аппаратуры с двигательной нагрузкой. Так как она имеет большие пусковые токи и это может сказаться на работе стабилизатора.

Скорость срабатывания регулировки у качественных моделей составляет 20мс, зато у большинства дешевых доходит до 100мс.

    относительно небольшая цена
    регулировка ступенчатая

Как видим минусов здесь гораздо больше чем плюсов, за исключением конечно стоимости.

Симисторные, тиристорные стабилизаторы

Эти стабилизаторы относятся к электронным. Напряжение корректируется ступенями. В процессах переключения обмоток автотрансформатора задействованы симисторы или тиристоры.

Как видно из рисунка напряжение выравнивается, как только оно опустится ниже определенного значения. На рисунке это значение – 208В. Только после достижения напряжения данной величины, происходит его выравнивание до 220В. Поэтому эти стабилизаторы и называют ступенчатыми.

Грубо говоря регулировка осуществляется как бы перепрыгиванием с одной ступеньки напряжения на другую. Чем больше ступеней, тем более точно осуществляется регулирование.

Работу устройства в отличии от релейных собратьев практически не слышно. Благодаря этому его можно размещать в любом помещении, никаких неудобств по созданию шума он не создаст. Также практически не будет видно и изменения в освещении. Раздражающее мигание ламп будет еле заметным.

Что внутри

Внутреннее устройство очень похоже на схему релейного:

  1. Тороидальный трансформатор
  2. Плата управления
  3. Силовые ключи из симисторов

Трансформатор имеет несколько обмоток и среднюю точку, через которую подается напряжение на него. Одни ступени отвечают за понижение напряжение, другие за повышение. Благодаря плате управления и симисторам, стабилизатор может одновременно замкнуть как контакты повышающие так и понижающие выходное напряжение. Для чего это делается?

Например одна понижающая ступень изменяет напряжение в пределах 9 Вольт. А повышающая сразу на 27 Вольт. Замкнув одновременно обе ступени, мы изменим напряжение на +27-9=18 Вольт. Тем самым будем иметь очень широкий диапазон регулировок и относительно плавное изменение напряжения. Большое число ступеней почти помогает избежать различимого невооруженным глазом “мигания” лампочек.

Данный вид аппаратов менее подвержен перегрузкам. Может справиться с пусковыми токами на двигателях насосов, станков и т.д. Большинство моделей сохраняют свои качества и работоспособность при отрицательных температурах. Можете их монтировать в подсобных не отапливаемых помещениях.

За счет применения симисторов обеспечиваются следующие плюсы:

    малошумность при работе

Минусами являются большая стоимость и низкая точность при регулировании. Еще они могут не подойти для поклонников музыки и радиолюбителей. Из-за создаваемых помех будет невозможно нормально ни послушать радио, ни включить музыкальную аппаратуру.

Сервоприводные или электромеханические стабилизаторы

Данный вид можно назвать золотой серединой между электронными и релейными стабилизаторами.

Сервопривод – это устройство из реверсивного (работающего в обе стороны) двигателя, расположенного внутри тороидального трансформатора. Двигатель получает команды от электронной платы управления и перемещая контакты, увеличивает или уменьшает количество витков на вторичной обмотке. Таким образом сервопривод, в отличии от двух других устройств рассмотренных выше, является бесступенчатым регулятором.

Это очень популярная модель, так как имеет относительно невысокую стоимость и обладает следующими плюсами:

    плавная регулировка по принципу реостата

Есть и минусы:

    за счет применения эл.привода, который управляет контактами создается низкая скорость регулировки

Для стабильной и надежной работы хотя бы раз в три года производите его обслуживание – чистите щетки и смазывайте движущиеся механизмы.

От резких перепадов при электросварке, сервопривод с контактами будет крутиться как “белка в колесе”. Что существенно снизит ресурс работы стабилизатора. Поэтому думайте при покупке об условиях его эксплуатации.

Феррорезонансные стабилизаторы

Это стабилизатор, который многие из нас использовали в советские времена для питания ламповых телевизоров. Он собирал обычно всю пыль в помещении, а гул от него из-за встроенных трансформаторов, можно было услышать в другой комнате.

Выбор электромеханического стабилизатора напряжения: особенности, преимущества и недостатки

В списке стабилизаторов напряжения эта конструкция занимает особое место. По сути это обычный автотрансформатор, только регулировка напряжения осуществляется не вращением ручки, а с помощью электродвигателя. Электромеханический стабилизатор напряжения обеспечивает очень высокую точность установки напряжения, но его применение ограничивается низкой скоростью выравнивания.

Конструкция электромеханического стабилизатора

Электромеханический, или сервоприводный, стабилизатор напряжения может считаться самым простым по конструкции. В его основе лежит обычный автотрансформатор лабораторного типа, в котором, поворачивая рукоятку можно было изменять величину напряжения от нуля до 240 вольт.

В современном стабилизаторе этот принцип сохранился, только ручка автотрансформатора поворачивается не рукой, а электрическим серводвигателем. Трансформатор имеет тороидальную конструкцию. Его обмотка выполнена из медного провода, и верхняя её часть очищена от изолирующего покрытия.

По обмотке трансформатора перемещается ползунковый контакт-щётка или ролик, который закреплен на оси электродвигателя. Двигатель оборудован сервоприводом. Это значит, что его ротор не вращается, а по импульсным сигналам, поступающим из блока управления, может поворачиваться на определённый угол. Щётка может быть изготовлена из графита или иметь роликовую конструкцию.

Электромеханический стабилизатор состоит из следующих узлов:

  • Входной сетевой фильтр;
  • Силовой автотрансформатор;
  • Блок контроля и управления;
  • Электродвигатель;
  • Контактный узел;
  • Блок индикации.

Сетевой фильтр обеспечивает подавление высокочастотных и импульсных электрических помех. Пассивный фильтр собран по индуктивно-ёмкостной схеме. После фильтра напряжение подаётся на схему контроля, которая фиксирует отклонения напряжения сети от номинала и вырабатывает сигналы для управления электродвигателем.

Жёстко закреплённый на роторе контактный узел с графитовым контактом перемещается по обмотке трансформатора. В зависимости от девиаций сети, серводвигатель получает сигналы управления для увеличения или уменьшения напряжения на выходе. Для надёжности контактный узел может иметь две щётки, или более стабильный в работе роликовый узел.

Блок индикации, располагающийся на передней панели устройства, состоит из светодиодных индикаторов режимов работы и, у отдельных моделей, цифрового универсального дисплея. Цифровой дисплей может показывать напряжение на входе и выходе устройства, ток и частоту сети.

Достоинства и применение сервоприводного стабилизатора

Стабилизатор напряжения, работающий по принципу плавного регулирования сетевого напряжения с применением серводвигателя, обладает определёнными положительными параметрами, которые определяют сферу его использования.

Основными достоинствами сервоприводного стабилизатора, являются следующие характеристики:

  • Высокая точность установки напряжения на выходе устройства;
  • Возможность работы с большими нагрузками;
  • Большой допустимый разброс напряжения на входе устройства;
  • Способность выдерживать большие перегрузки;
  • Чистая синусоида на выходе прибора.

Поскольку графитовая щётка или роликовый узел плавно перемещаются по обмотке трансформатора, то на выходных контактах стабилизатора напряжения не будет никаких перерывов в энергоснабжении потребителя. Поэтому сервоприводный стабилизатор можно использовать для электропитания практически любых электрических приборов.

Так как мощность нагрузки определяется только обмоткой трансформатора, то электромеханические стабилизаторы это единственный тип устройств, которые могут использоваться при нагрузках свыше 50 кВт, поэтому они часто применяются в качестве промышленных стабилизаторов.

В схеме сервоприводного стабилизатора отсутствуют нелинейные элементы, которые могут внести искажения синусоидальной формы выходного напряжения. Гладкая синусоида, которую обеспечивает электродинамический стабилизатор на выходе, позволяет использовать его для работы в системах с применением электродвигателей.

Асинхронные электродвигатели, применяемые для работы циркуляционных насосов, корректно работают только при синусоидальной форме питающего напряжения, которую может обеспечить электромеханический стабилизатор. Схема устройства, основанная на применении мощного силового трансформатора, позволяет обеспечивать большие токи на нагрузке.

Недостатки электромеханического стабилизатора

Несмотря на серьёзные достоинства, данное устройство обладает не менее серьёзными недостатками:

  • Низкая скорость стабилизации;
  • Невозможность эксплуатации при низких температурах;
  • Низкая надёжность;
  • Сложность ремонта;
  • Определённый шум при работе.

Сервоприводной механизм, который перемещает щётки по обмотке тороидального трансформатора, не может мгновенно переместиться на требуемый участок. Поэтому между определением необходимости изменения напряжения и его реальной установкой проходит определённое время. Обычно в паспортах на электромеханические стабилизаторы указывается температурный режим его эксплуатации, нарушение которого обязательно приведёт к отказу сервоприводного механизма.

Невысокая надёжность устройства обусловлена наличием подвижного узла, который имеет определённый срок наработки. Кроме того, графитовые контактные щётки подгорают при работе и требуют замены примерно через 2-4 года эксплуатации. Замена их достаточно продолжительный и трудоёмкий процесс. Изношенные щетки могут искрить при работе, поэтому сервоприводные стабилизаторы не рекомендуется использовать с газовым оборудованием.

Однофазный стабилизатор от компании «Энергия»

Одной из интересных моделей на рынке, является однофазный электромеханический стабилизатор напряжения «Энергия HYBRID СНВТ 10 000». Стабилизатор напряжения высокой точности представляет собой удачное техническое решение, где в одном устройстве, объединены электромеханический стабилизатор и дополнительный релейный узел. Это позволяет прибору работать при большом разбросе напряжения сети. Он обеспечивает выдачу напряжения 220В ± 3% при входных величинах от 105 до 280В.

Стабилизатор имеет систему «Байпас» и защиту от перегрузки и превышения напряжения на входе выше критической. Однофазный стабилизатор «Энергия HYBRID СНВТ 10 000» может использоваться как в быту, так и на производственных объектах. При подключении прибора к системам освещения отсутствует эффект мерцания ламп, так как не происходит разрыва фазы.

Выбирая электромеханический стабилизатор напряжения, следует обращать внимание на технические характеристики устройства, на качество электричества в месте эксплуатации и температурный режим.

Ссылка на основную публикацию