Спрос на качественные стабилизаторы напряжения с каждым годом только растет, что объясняется возросшим числом бытовых потребителей, а также снижением качества сетевого продукта. Отечественным рынком предлагается большой выбор недорогих и надежных моделей стабилизирующих агрегатов, гарантирующих потребителю нормальное электропитание. Прежде чем собраться за покупкой в магазин, желательно разобраться в особенностях этих устройств, а также ознакомиться с тем, как правильно их выбирать.
Назначение стабилизаторов напряжения
Стабилизатор напряжения Ресанта АСН-3000/3
Основное назначение агрегатов – снабдить потребителя стабилизированным напряжением, позволяющим использовать его для работы имеющейся в доме бытовой техники. Эти приборы необходимы для повышения качества поступающей к потребителю электроэнергии, которое в последние годы значительно ухудшилось.
Это касается не только амплитуды передаваемого по сети напряжения, но и его формы, а также величины нелинейных искажений (отклонения от синусоиды).
Все перечисленные характеристики удается исправить путем преобразования некачественного напряжения и последующего приведения его к нормальному виду.
Для этого в состав устройства входят механические, электромеханические или электронные узлы, ответственные за корректировку синусоиды на выходе. Для домашних условий и для рабочего офиса оптимально подходит стабилизатор напряжения 220 В, рассчитанный на однофазное питание. При наличии этого преобразующего устройства можно не беспокоиться за сохранность подключенной к нему радиоаппаратуры и другой бытовой техники.
Основные характеристики прибора
Основной характеристикой электромеханических стабилизаторов является величина активной мощности. Мощность бытовой модели ЭМС колеблется в пределах 5-7 кВт. Есть более мощные аппараты, у которых этот показатель достигает 22 кВт.
Немаловажное значение имеет такой показатель, как диапазон стабилизации. Это величина напряжения между низким значением и наибольшим порогом напряжения, где прибор может осуществлять свою функцию. Наилучшие модели ЭМС работают в диапазоне от 130 до 280 вольт.
К следующим важным характеристикам относятся точность и скорость стабилизации. Лучший показатель точности – это отклонения в пределах 1,5-3%. Что касается скорости реакции, то показатель колеблется от 5 до 10 в/сек.
Типы стабилизаторов
По типу питающей сети, в которую устанавливаются современные стабилизаторы сетевого напряжения для дома, все они делятся на агрегаты, предназначенные для работы в 3-х фазных цепях и на их однофазные аналоги. Поимо этого известные виды стабилизирующих устройств различаются по выходной мощности и исполнению, которые напрямую влияют на заявленные производителями цены.
Независимо от всех перечисленных параметров в основу классификации этих агрегатов заложен принцип действия или типовая схема, позволяющая получить нужное напряжение на выходе. Согласно этому признаку предлагаемые рынком модели стабилизаторов подразделяются на следующие основные типы:
- релейные агрегаты;
- феррорезонансные (параметрические) устройства;
- электромеханические модели;
- полупроводниковые (тиристорные или симисторные) изделия;
- инверторные или электронные стабилизаторы.
Каждое из перечисленных устройств имеет свои отличительные черты, связанные с принципом преобразования входного напряжения и используемой для этого схемой подключения. Они отличаются своим внешним видом (дизайном) и ценой, заявленной производителем конкретного прибора.
Релейные
Релейный СН
Классические релейные стабилизаторы напряжения относятся к категории электронных устройств, работающих по принципу ступенчатого преобразования входного потенциала. В основу их конструкции заложен автотрансформатор, выходные обмотки которого переключаются таким образом, чтобы скорректировать колебания в сети.
Изменение количества витков во вторичной обмотке происходит в автоматическом режиме за счет срабатывания встроенных коммутационных приборов – электромагнитных реле.
За порядок переключения релейных элементов ответственен особый блок, который специалисты называют управляющим. С его помощью удается контролировать параметры сетевого напряжения и при обнаружении отклонений от нормы вводить в действие очередную ступень стабилизации (соответственно числу э/м реле).
Основное преимущество релейных устройств, если сравнивать их с уже устаревшими моделями компенсационного типа – высокая скорость срабатывания ступеней (порядка 10-20 мс). Помимо этого, такие управляющие модули достаточно просты, что существенно облегчает техническое обслуживание и текущий ремонт готового изделия.
К минусам релейных автоматов относят недостаточно плавную регулировку выходного потенциала и низкий рабочий ресурс. Многих пользователей раздражает, что при работе этот агрегат постоянно щелкает (из-за переключающихся реле). Основная сфера применения – маломощное оборудование, подключаемое к сетям с низким показателем нестабильности входного питания.
Феррорезонансные
Этот тип стабилизаторов относится к образцам, появившимся на начальной стадии становления преобразовательных устройств. Начало их массового внедрения в быт в 50-60-е годы прошлого века объяснялось необходимостью защиты модных тогда ламповых телевизоров. Принцип их действия основан на использовании эффекта ферромагнитного резонанса, суть которого заключается в электромагнитном взаимодействии двух дросселей (катушек с сердечниками). Особо важно то, что один из них работает в насыщенном режиме, а другой – в ненасыщенном.
К преимуществам феррорезонансных стабилизаторов относят отсутствие подвижных (переключаемых) улов, и как следствие – малая вероятность выхода из строя и больший чем у релейных приборов рабочий ресурс. Кроме того, с их помощью удается добиться более точной установки выходного напряжения и плавную регулировку. Их недостатки выражаются в следующем:
- шумность при работе;
- значительное тепловыделение;
- громоздкость (большие габариты);
- небольшой диапазон регулируемых напряжений.
Несмотря на указанные недостатки, феррорезонансные стабилизаторы до сих пор пользуются определенной популярностью у потребителей. Область их применения – защита неприхотливой в обращении старой бытовой техники.
Электромеханические
Электромеханический стабилизатор напряжения
Устройства этого класса появились на рынке электрических изделий примерно в одно время с феррорезонансными аналогами, хотя по своей конструкции и принципу работы существенно отличались от них. Их основным рабочим узлом является автотрансформатор с размещенным на нем подвижным токосъемным контактом.
Регулировочный элемент выполнен в виде ползунка или съемной щетки особой конструкции. При работе прибора он перемещается вдоль обмотки трансформатора, плавно увеличивая или уменьшая коэффициент преобразования, что позволяет эффективно корректировать входное напряжение.
Первые образцы электромеханических устройств имели ручную регулировку – перемещение бегунка по обмоткам автотрансформатора возлагалось на человека. В современных моделях этот процесс автоматизирован за счет использования специального управляющего модуля.
Достоинства и недостатки у них те же, что и у феррорезонансных образцов, а областью их применения являются приборы, не требующие высокого быстродействия.
Инверторные (бесступенчатые, бестрансформаторные, IGBT, ШИМ)
Инверторный СН
Этот тип регуляторов относится к семейству современных стабилизаторов повышенной технологичности, производимых с начала века. В основе работы устройств заложен принцип двойного преобразования исходного напряжения, благодаря которому на выходе удается сформировать сигнал нужной формы и амплитуды. Поскольку в современных импульсных агрегатах отсутствуют механические и электромеханические узлы, они работают совершенно бесшумно, имеют высокое быстродействие, а по надежности не уступают ни одному из известных образцов.
К достоинствам этих приборов также относят:
- расширенные границы плавной регулировки сетевого напряжения и тока в нагрузке (90-310 Вольт);
- наличие фильтрующих модулей на входе и выходе устройства, подавляющих сетевые помехи;
- компактность и малый вес.
Единственный недостаток типовых инверторных преобразователей – их высокая стоимость.
Электронные (симисторные, тиристорные)
Устройство и принцип работы электронных агрегатов чем-то схож с приборами релейного типа. Но вместо реле здесь используются полупроводниковые ключи, построенные на основе вентильных элементов (тиристоров или симисторов).
В продаже также встречаются разновидности агрегатов, в которых функцию коммутационных ключей выполняют полупроводниковые транзисторы.
За счет применения электронных компонентов эти приборы работают абсолютно бесшумно.
К другим преимуществам инверторных схем и устройств относятся:
- высокое быстродействие и отсутствие механических узлов;
- долговечность и надежность входящих в их состав полупроводниковых деталей;
- широкие пределы регулировки напряжения;
- температурная устойчивость и высокий КПД, что объясняется экономичностью входящих в схему элементов (включая полевые транзисторы, практически не потребляющие тока).
Их недостаток тот же, что и у релейных аналогов – это объясняется дискретным характером управления выходным напряжением.
Схема устройства и главные особенности
Главная особенность электромеханического стабилизатора – это регулировка входящего тока ползунковым контактором. Ползунок передвигается по поверхности катушки, тем самым меняя количество рабочих витков обмотки трансформатора. Токосъёмник приводится в движение шаговым электродвигателем.
Обмотка тороидального трансформатора покрыта изолированным проводом. На рабочем участке изоляция удалена. Шаговый электромотор поворачивает токосъёмник точно на определённый угол, заданный электросхемой прибора. Ниже приведены 2 электронные схемы ЭМС.
Схема с операционным усилителем
ЭМС с релейным электроприводом
Правила выбора
Перед решением вопроса о выборе стабилизатора по типу питания важно определиться с тем, в каких сетях его предполагается эксплуатировать. Если планируется использовать его в квартире городского дома, хозяину потребуется типовой однофазный прибор. Если же покупатель намерен пользоваться им на даче, где имеется силовая подводка 380 Вольт, подойдет только трехфазный образец.
Перед походом в магазин важно ознакомиться с производителями этих приборов и выбрать для себя фирму, пользующуюся хорошей репутацией. В этом случае не имеет значения, отечественная это компания или зарубежная, поскольку и наши производители способны делать конкурентоспособные модели.
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.
Обзор моделей
Обзор современных стабилизаторов для дома проще всего провести, ориентируясь на достоинства и недостатки нескольких фирменных образцов. Для этого выбраны модели, представляющие такие конкурирующие , «Энергия», отечественная разработка «Штиль», а также бренд под названием Sven.
Рейтинг стабилизаторов для дома возглавляет модель от , выпускающего изделия с прекрасным соотношением цены и качества. Приборы этой фирмы способны работать с нагрузкой различной величины (мощностью от десятков до сотен Ватт). В ассортименте «Ресанты» представлено множество однофазных моделей релейного типа, но нередко встречаются и образцы с двойным преобразованием напряжения (инверторы). Недостатков у этого бренда практически нет (кроме цены).
Вторую позицию в рейтинге занимает «Энергия» – многопрофильная компания, только недавно освоившая выпуск качественных стабилизаторов. Все модели этого производителя отличаются выверенным соотношением качества и цены и пользуются неизменным спросом у российского потребителя. К их достоинствам также относят широкий выбор различных исполнений.
Далее идет , выпускающая бюджетные изделия и модели средней ценовой категории, а также образцы премиум класса. Особенно популярны электронные инверторы, не уступающие по своим возможностям современным источникам бесперебойного питания.
Последней в этом перечне приводится финская фирма Sven, продукция которой подходит как для дома, так и для рабочего офиса. Цены на изделия из Финляндии вполне доступны для рядового пользователя при неизменно высоком качестве. Срок службы всех выпускаемых моделей по уверению производителя составляет в среднем не менее 10-ти лет.
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.
Стабилизаторы напряжения для дачи
На дачах традиционно востребованы особые модели стабилизаторов, которые допускается подключать непосредственно к вводному щитку через отдельный автомат. Они отличаются сравнительно большой мощностью преобразования, поскольку используются для работы со специфичным дачным оборудованием (насосами, поливочными системами и т. п.). Подключить эти устройства к стабилизатору можно посредством специальной распределительной колодки или через предусмотренную в некоторых моделях розетку.
На даче обязательно наличие заземления, посредством которого удается обезопасить работу с садовым оборудованием.
На открытом воздухе надежно заземляются не только металлические части используемых агрегатов, но и корпус самого стабилизатора, установленного в линейной цепи.
При выборе стабилизирующего устройства, предназначенного для дома или дачного участка, исходят из расчета допустимой мощности в обслуживаемой нагрузке. Поэтому при оценке различных моделей по этому параметру он выбирается с небольшим запасом (порядка 10-15 процентов).
В каких случаях применение электромеханики все-же будет целесообразным?
Достаточно обоснованным использование сервоприводных устройств видится в быту при небольших нагрузках потребления в сетях с небольшими просадками по напряжению.
Многие пользователи, особенно те, у кого есть дачи, наверняка хорошо осведомлены о состоянии сельских, дачных или даже городских электросетей в частном жилом секторе и на практике не раз сталкивались с некачественным электроснабжением. Поэтому использование электромеханики хорошо востребовано в быту – как относительно эффективное и недорогое решение.
Рассматривая характер подключенной нагрузки, можно смело порекомендовать их для стабилизации выходного напряжения в сетях освещения. Плавность стабилизации полностью устраняет или частично сглаживает перепады сетевого напряжения, делая менее заметными и раздражающими глаза скачки света, излучаемого лампами светильников. Справедливости ради, заметим, что это относится лишь к светильникам с лампами накаливания и галогенными лампами. С осветительными приборами с газоразрядыми, работающими с пускорегулирующей аппаратурой, или набирающими все большую популярность светодиодными лампами подобного эффекта, разумеется, не будет.
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.
По теме:
Какие стабилизаторы напряжения самые надежные >>>
