Akva-tehnik.ru

Отделка дома своими руками
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы и типы стабилизаторов напряжения 220В для дома

Стабилизаторы напряжения для дома: типы, принцип работы и критерии выбора

stabilizator napryazheniya dlya doma

Современная квартира или дом, помимо мебели заполнены большим количеством различной бытовой техники, которая подключается к электрической сети. Практически вся электроника очень капризна и может легко выйти из строя от некачественного напряжения.

Под качеством напряжения понимается его соответствие принятому в России стандарту. К сожалению, напряжение сети, особенно в отдалённых от центра районах, очень нестабильно и отличается слишком высокими или низкими значениями. Поэтому стабилизатор напряжения для дома в таких условиях просто необходим.

Зачем нужен стабилизатор?

Основная функция стабилизатора напряжения определяется его названием. Он стабилизирует напряжение сети и если оно слишком мало, прибор увеличивает его, а если величина становится настолько большой, что это грозит технике полным отказом, уменьшает значение напряжения до номинального.

Зачем нужен стабилизатор

Кроме нормализации напряжения сети, стабилизатор, благодаря встроенному фильтру, подавляет импульсные помехи и гасит короткие высоковольтные выбросы.

Если напряжение достигло критической величины, прибор полностью отключится от сети вместе с потребителями, а при нормализации сети автоматически выполняется рестарт и подключение нагрузки.

Типы современных стабилизаторов

Электроника постоянно развивается и те модели стабилизаторов, которые были популярны в конце ХХ века, сейчас уже не используются, а на рынке появляются новые перспективные устройства. В настоящее время широко применяются следующие типы стабилизаторов:

  • Релейные;
  • Электродинамические;
  • Электронные.

Основным элементом у всех стабилизаторов является трансформатор. Коррекция напряжения осуществляется изменением числа витков во вторичной обмотке. В релейных и электронных устройствах этот процесс осуществляется дискретно, подключением или отключением секций катушки, а в электродинамическом стабилизаторе величина напряжения изменяется плавно за счёт перемещения контакта по вторичной обмотке.

Релейные стабилизаторы

Релейный стабилизатор напряжения для дома

Релейный стабилизатор является одним из самых популярных в домашнем использовании. Он отличается невысокой стоимостью, надёжен в работе и обеспечивает хорошее качество напряжения.

Плата контроля с помощью реле управляет работой силового трансформатора, увеличивая или уменьшая напряжение на его выходе. Изменение напряжения осуществляется ступенями, поэтому точность установки не самая высокая.

Стабилизатор релейного типа имеет следующие хорошие показатели:

  • Скорость переключение реле не превышает 10 мс;
  • Прибор способен выдерживать перегрузки;
  • Стабилизатор может работать в широком диапазоне напряжения сети;
  • Минимальные искажения выходного напряжения.

Такая скорость реагирования на изменения напряжения сети позволяет релейному стабилизатору работать практически с любой бытовой техникой. Прибор не критичен к небольшим перегрузкам. Трансформаторная схема позволяет стабилизатору работать в большом диапазоне отклонений напряжения на входе.

Синусоидальный сигнал с выхода стабилизатора не имеет серьёзных искажений. К недостаткам приборов такого типа можно отнести низкую точность стабилизации из-за ступенчатого переключения, моргание ламп накаливания и звук от срабатывания реле.

Электромеханический стабилизатор

Электродинамический стабилизатор осуществляет плавную регулировку напряжения на выходе. Процесс осуществляется скользящим контактом, который закреплён на роторе серводвигателя, и, по команде с блока управления, перемешается по обмотке, изменяя величину напряжения.

Сервоприводный стабилизатор обладает некоторыми важными качествами:

  • Высокая точность установки напряжения;
  • Неограниченная мощность нагрузки;
  • Хорошая форма выходного сигнала;
  • Большой сетевой диапазон.

Что внутри у электромеханического стабилизатора

Поскольку изменение напряжения осуществляется не ступенями, а плавно, точность установки у некоторых моделей может достигать 1-3%. Нагрузка подключается непосредственно к обмотке трансформатора без каких-либо элементов коммутации, поэтому мощность электромеханического стабилизатора определяется только мощностью силового трансформатора. Сигнал на выходе имеет ровную синусоидальную форму.

Электромеханический стабилизатор напряжения 220В для дома обеспечивает корректную работу при колебаниях напряжения сети от 105 до 265 вольт, кроме того, он может работать при постоянно пониженном напряжении.

Некоторые негативные качества стабилизатора такого типа ограничивают его применение:

  • Низкая скорость нормализации;
  • Шум при работе;
  • Низкая надёжность;
  • Техническое обслуживание.

Применение электродвигателя в схеме регулировки напряжения допускает скорость установки от 20 до 50 вольт в секунду. При большом превышении напряжения за это время большая часть бытовой техники может просто сгореть. Серводвигатель шумит при работе, и если сеть нестабильна, он будет работать постоянно.

Наличие механического привода снижает надёжность устройства, а графитовый скользящий контакт необходимо регулярно очищать от образующейся пыли, которая может воспламениться и привести к пожару.

Электронные стабилизирующие устройства

Стабилизатор электронного типа

Тиристорный электронный стабилизатор коммутирует обмотки силового трансформатора с помощью полупроводниковых вентилей. Стоимость этого устройства намного выше стоимости электродинамического или релейного стабилизаторов.

Но отсутствие механических контактов и полностью электронная схема дают этому устройству несколько преимуществ перед другими типами стабилизирующих устройств:

  • Самая высокая скорость коррекции сети;
  • Большое количество ступеней;
  • Бесшумная работа;
  • Надёжность;
  • Допускается работа при низкой температуре.

Тиристорные ключи срабатывают за минимально возможное время, которое не превышает 4-6 мс. Большое количество элементов коммутации повышает точность установки напряжения. У некоторых моделей точность может приближаться к параметрам электромеханических стабилизаторов.

Отсутствие механических элементов позволяет электронному стабилизатору работать совершенно бесшумно, при этом срок службы полупроводниковых ключей определяется количеством переключений, число которых может составлять 10 9 . Основными недостатками электронного стабилизатора можно считать ограничение по мощности нагрузки и, у дешёвых моделей, сильное искажение синусоиды.

Критерии выбора

Гибридный стабилизатор

Для того чтобы выяснить, какой стабилизатор напряжения лучше для дома, нужно разобраться по каким критериям следует выбирать стабилизатор. Несмотря на различия в принципиальных схемах, основные электрические параметры у разных типов стабилизаторов – одинаковые:

  • Количество фаз;
  • Допустимая мощность нагрузки;
  • Скорость коррекции напряжения;
  • Точность стабилизации;
  • Минимальное и максимальное напряжение сети;
  • Рабочая температура;
  • Конструктивное исполнение.

В квартирах и жилых домах крайне редко может использоваться трёхфазная сеть, поэтому ориентироваться нужно на однофазный стабилизатор. При наличии трёх фаз лучше всего приобрести блок из трёх однофазных стабилизаторов. Такая конструкция позволит организовать внутреннюю сеть любой конфигурации. Мощность стабилизатора определяет то количество потребителей, которое может быть одновременно подключено к данному устройству.

Стабилизация напряжения сети определяется скоростью срабатывания элементов коммутации и скоростью установки напряжения, которая измеряется в вольтах в секунду. Самая высокая скорость коммутации у тиристорного стабилизатора. Увеличение и уменьшение напряжения так же происходят за минимальное время. Эта величина может достигать 250 В/сек.

Читайте так же:
Какие автоматы лучше и надежнее для квартирной электропроводки

На втором месте релейный стабилизатор. Его параметры несколько хуже, но в большинстве случаев он отлично подходит для бытового применения. Он обеспечивает 80-100 В/сек. Самым медленным считается сервоприводный стабилизатор. Его скорость нормализации начинается от 10-15 В/сек, что для большинства бытовых электронных приборов неприемлемо.

Сравнение разных видов стабилизаторов напряжения

Очень высокая точность установки напряжения, скорее маркетинговый ход. Сетевое напряжение регламентируется отечественным стандартом и должно соответствовать 220 вольт ± 10%, а такие параметры могут обеспечить даже дешёвые китайские стабилизаторы, которые покупать, конечно, не стоит. Только немногочисленные бытовые приборы зарубежных брендовых компаний требуют для корректной работы 220 ± 2-3%.

Перед выбором и приобретением стабилизатора желательно определить диапазон колебаний напряжения сети. Для этого следует воспользоваться тестером, и в течение суток сделать не менее 10 замеров в дневное и ночное время, а особенно в часы пик.

Диапазон напряжения сети всегда указывается в технической документации на стабилизатор. Там же указан и разброс рабочих температур, при которых устройство будет стабильно работать. Прибор может иметь навесное или напольное исполнение, которое определяется габаритами и весом.

Расчёт мощности стабилизатора

Всю бытовую технику по типу нагрузки можно разделить на две группы:

  1. Устройства, представляющие собой активную нагрузку;
  2. Бытовые приборы, как реактивная нагрузка.

К первой группе относятся:

  • Лампы освещения;
  • Электронагревательные приборы (без вентиляторов);
  • Паяльник;
  • Утюг;
  • Электроплиты и духовки.

Их мощность соответствует значению, указанному в паспорте на изделие. Если вся нагрузка будет активного типа, её достаточно суммировать и на эту мощность приобретать стабилизатор, прибавив 20-30%.

Реактивной нагрузкой являются:

  • Электроинструмент;
  • Стиральная машина;
  • Насосы;
  • Холодильник;
  • Кухонный комбайн.

Иначе говоря, вся техника, где имеется электродвигатель. Мощность на такие устройства обычно указывается в ваттах, и для того, чтобы узнать реальную или полную мощность, необходимо тепловую мощность разделить на косинус фи (Cos ϕ), который так же может быть указан в документации. Если он отсутствует, можно использовать коэффициент в интервале 0,6-0,7.

Cos ϕ различной бытовой техники

Кроме того, следует учесть пусковой ток двигателя, который может в 3 раза превысить рабочий ток. Поэтому результат деления мощности на косинус фи следует умножить на 3.

Для большей точности при определении того, какой стабилизатор напряжения для дома лучше выбрать, так же необходимо брать в расчет коэффициент трансформации. При номинальном напряжении сети 220 вольт, потребитель получает его напрямую, при этом коэффициент трансформации равен нулю.

Если сеть равна 190 вольт, то начинает работать стабилизатор «вытаскивая» напряжение до нормы. При этом теряется определённая мощность.

Стабилизаторы от компании «Энергия»

На рынке электрических приборов, компания «Энергия» давно занимает одно из лидирующих мест. Она выпускает стабилизаторы различных типов, которые подойдут для квартиры, загородного дома, дачи, офиса или производственного предприятия. На интернет-форумах можно встретить множество самых благоприятных отзывов о продукции этой компании.

Стабилизаторы напряжения от компании Энергия

Стабилизатор «Энергия» АРС 500-2000 представляет собой качественное устройство релейного типа, специально разработанное для эксплуатации с котлами систем отопления. Прибор работает в диапазоне сети 140-260 В и выдаёт в нагрузку 220 В ± 4%. Стабилизатор имеет гальваническую развязку и адаптирован под российские электросети.

Модельный ряд стабилизаторов напряжения «Энергия» Classic представляет собой устройства тиристорного типа рассчитанные на мощность нагрузки от 5 000 до 20 000 ватт. Стабилизатор исключительно надёжен и может работать в широком температурном диапазоне. Он обеспечивает 220 В± 5% при разбросе сети от 125 до 250В и переходит в режим защиты при напряжениях 60-265В. Для удобства эксплуатации стабилизатор оснащён цифровым дисплеем.

Принцип работы и типы стабилизаторов напряжения 220В для дома

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

Назначение стабилизаторов напряжения

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

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

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

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

Типы стабилизаторов

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

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

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

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

Релейные

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

Читайте так же:
Как подключить цветную светодиодную ленту к контроллеру

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

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

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

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

Феррорезонансные

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

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

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

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

Электромеханические

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

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

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

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

Инверторные (бесступенчатые, бестрансформаторные, IGBT, ШИМ)

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

К достоинствам этих приборов также относят:

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

Единственный недостаток типовых инверторных преобразователей – их высокая стоимость.

Электронные (симисторные, тиристорные)

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

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

За счет применения электронных компонентов эти приборы работают абсолютно бесшумно.

К другим преимуществам инверторных схем и устройств относятся:

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

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

Правила выбора

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

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

Обзор моделей

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

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

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

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

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

Стабилизаторы напряжения для дачи

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

Читайте так же:
Замена выключателей света с одной или двумя клавишами своими руками

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

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

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

Что такое стабилизатор напряжения и для чего он нужен

Что такое стабилизатор напряжения, для чего он нужен и где применяется. Принцип работы стабилизаторов напряжения релейного, сервоприводного и инверторного типа.

Определение

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

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

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

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

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

Классификация

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

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

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

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

Так и для для крупных объектов:

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

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

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

Принцип действия

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

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

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

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

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

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

Вкратце рассмотрим, как работают стабилизаторы напряжения основных типов.

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

Преимущества релейных стабилизаторов:

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

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

Читайте так же:
Понятие электрической цепи и ее составные части

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

Сервоприводные стабилизаторы сетевого напряжения производят в различном исполнении.

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

Достоинства сервоприводных стабилизирующих устройств:

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

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

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

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

Бытовые стабилизаторы напряжения 220в для дома

Бытовые стабилизаторы напряжения 220в для дома

В доме все бытовые приборы работают с частотой 50 Гц и напряжением 220 или 380 (очень редко) вольт. Как правило, все они могут корректно работать в диапазоне от 190 до 245 В. Но электрическая сеть не является стабильной, поэтому иногда бывают случаи больших скачков напряжения, которые могут повредить технику. Стабилизатор напряжения помогает поддерживать одинаковый уровень напряжения в сети и обезопасить технику от поломок.

Разновидности стабилизаторов

Сетевой стабилизатор имеет множество разновидностей, поэтому классифицировать его можно по разным параметрам. Однако для ориентиров при выборе устройства следует опираться на ключевые разновидности.

Разновидности стабилизаторов напряжения

К таким классификациям можно отнести принцип действия. По этому параметру они делятся на две группы:

  • электромеханические:
  • электронные стабилизаторы напряжения.

Электромеханические устройства, в свою очередь, можно разделить на релейные и сервоприводные. Вторые разделяются на импульсные, феррорезонансные и симисторные.

Устройства релейного типа имеют ряд значительных преимуществ, таких как низкая стоимость, отсутствие помех и простая конструкция. Конструкция состоит из двух основных элементов: трансформатора с секционной обмоткой и блока управления (платы).

Принцип его работы довольно прост. При изменении напряжения блок управления передаёт команду реле для уменьшения или, наоборот, увеличения нагрузки. Само изменение происходит благодаря подключению соответствующего трансформатора. Быстродействие находится в пределах нормы — до 0.15 секунды. Точность работы тоже оптимальная — примерно 5−7%.

Исходя из таких показателей можно сделать вывод, что напряжение на выходе будет держаться в пределах 200−235 вольт. Если прибор требует более высокой точности стабилизации напряжения, к примеру, электрокотел, то лучше приобретать электронные устройства.

Виды стабилизаторов напряжения

К недостаткам конструкций релейного типа можно отнести небольшую задержку стабилизации и возможность перегорания контактов, что никак не способствует долгой работе устройства.

Сервоприводные электростабилизаторы отличаются от предыдущей конструкции более плавной работой. Они действуют не по принципу переключения соответствующей обмотки трансформатора (ступенчатая работа), а благодаря плавному скользящему контакту. Конструктивно система тоже не является сложной. Ролик с графитовым наконечником на конце перемещается по обмотке трансформатора. Сигнал о том, по какому направлению ролик перемещается, подаётся от блока управления так же, как и в релейных устройствах.

Такой прибор имеет много преимуществ, в первую очередь это точность работы. Но есть и такой минус, как низкое быстродействие. Для того чтобы устройство могло качественно выполнять свою функцию, диапазон скачков должен варьироваться в пределах 190−250 вольт. Поскольку существуют подвижные элементы, надёжность сервоприводных устройств по сравнению с конкурентами значительно снижается. Щётки, ролики и наконечники со временем изнашиваются, что приводит к необходимости их замены. Кроме этого, устройство издаёт очень много шума во время работы.

Электронные стабилизаторы напряжения

Электронные стабилизаторы более надёжны, поскольку у них нет движущихся механических элементов в конструкции.

Феррорезонансные электрические стабилизаторы напряжения в розетку широко использовались в 60-ые года ХХ века. Они применялись для питания ламповых телевизоров. Прибор работает так же, как и магнитный резонатор. Преимуществами такого стабилизатора является небольшая стоимость и долговечность работы. Из недостатков можно отметить сильные электромагнитные помехи, которые зачастую влияют на работу других бытовых приборов. Шумность в работе тоже наблюдается так же, как и сильная зависимость от частоты сети.

Симисторные и тиристорные устройства работают так же, как и релейные приборы, но переключение трансформаторов происходит благодаря не реле, а электронным элементам. Полупроводниковые ключи, как правило, делаются на тиристорах или симисторах. К их основным преимуществам можно отнести быструю работу и большой срок службы.

Точность работы зависит от количества ступеней, и, как правило, варьируется в пределах 1−5%. В любом случае этот показатель намного лучше, чем в классических релейных устройствах. Стабилизаторы сети, сделанные на основе тиристоров, стоят довольно дорого. Но такая цена обусловлена хорошей и долгой работой, они практически не издают шума. В связи с этим их популярность на профильном рынке только увеличивается.

Современные аналоги

На сегодня начали сильно популяризоваться электронные стабилизаторы с двойным преобразованием частоты — инверторы. Здесь наблюдается стабильная работа и отдача на выходе статического напряжения благодаря постоянной смене переменного тока на постоянный. Такое устройство не издаёт никаких шумов во время работы, имеет небольшие габариты и высокий КПД, который достигает 90%. При этом форма выходного напряжения находится в норме, а электромагнитных помех во время работы не наблюдается.

Читайте так же:
Как правильно сделать электропроводку в деревянном доме своими руками

Современные аналоги стабилизаторов напряжения

Ещё один вид современных аналогов — стабилизаторы ШИМ. Они включают в себя все положительные качества, такие как быстродействие, качество работы и долговечность. К минусам можно отнести высокую стоимость.

При выборе выпрямителя напряжения для дома следует обращать внимание и на производителя. К примеру, на практике наблюдается ситуация, когда якобы отечественные производители фигурируют на рынке, но на самом деле товар китайского производства. Разумеется, что указанные показатели намного превышают реальные.

Но есть модели известных производителей, которые характеризуются адекватной стоимостью и при этом надёжностью и долговечностью, а также высокими показателями работы. К таким брендам можно отнести «Энергия» и другие. Они имеют множество положительных отзывов.

Выбор устройства по основным параметрам

Для того чтобы правильно выбрать устройство, необходимо ориентироваться на определённые показатели основных параметров. К таким показателям относятся:

  • мощность;
  • быстродействие;
  • точность напряжения на выходе;
  • разброс напряжения на входе.

Выбор стабилизатора по основным параметрам

Не стоит забывать при выборе стабилизатора о количестве фаз, предохранителей от перегрева и дисплея для контроля. Если нужно подключить один потребитель для стабилизации, к примеру, стиральную машину, то не стоит покупать дорогие модели, а лучше отдать преимущество маломощным устройствам.

При наличии множества дорогостоящей техники лучше выбрать мощное устройство, которое будет обеспечивать безопасную работу всех потребителей.

Мощность прибора

Выбор стабилизатора напряжения

При выборе устройства исходя из такого параметра стоит учитывать мощность всех потребителей, которые будут к нему подключаться. В первую очередь нужно узнать разницу между реактивной и активной нагрузкой.

Активная нагрузка не сохраняется и не накапливается, а сразу же поглощается и преобразовывается в тепло. Таким образом работает утюг, обыкновенная лампочка, электрические плиты и т. п. К примеру, если сумма мощности всех приборов 5 кВт, то такого же стабилизатора (желательно с небольшим запасом) будет достаточно для полноценной работы.

Реактивная нагрузка существенно отличается от предыдущей. Хорошим примером работы реактивной нагрузки будут электромоторы от холодильников, насосы и т. п.

Скорость срабатывания и выходное напряжение

Этот параметр отвечает за то, насколько быстро устройство среагирует на изменение входящего напряжения. Если сравнивать электронные и электромеханические устройства, то первые будут иметь значительные преимущества по этому параметру, поэтому они являются очень надёжными. Вариант стабилизатора напряжения 220 В для дома электронного типа является лучшим решением.

Прецизионная техника особо требует хорошего показателя быстродействия. При малейшем превышении допустимой нормы в большинстве случаев она выходит из строя.

Точность выходного напряжения стабилизатора можно измерить в процентах. К примеру, если этот показатель равен 6%, то можно посчитать, что на выходе будет получаться около 207−233 вольт. Практически вся бытовая техника нетребовательна по этому показателю. В связи с этим она может нормально работать и при 8−9% точности выходного напряжения.

Диапазон входного тока

Такой параметр, как допустимый диапазон входного напряжения, считается самым важным. Как правило, в большинстве современных устройств этот диапазон варьируется от 190 до 240 вольт. Некоторые модели могут быть оборудованы электронными предохранителями. Они выключают устройство при максимально допустимом уровне напряжения. Такие комплектующие позволяют сохранить сам стабилизатор и все подключённые потребители от перегрузок и выхода их из строя.

Мощность стабилизатора напряжения

В большинстве случаев все бытовые устройства работают на частоте 50 Гц с напряжением 220 вольт. Но если в доме установлена трёхфазная сеть, то и устройство для стабилизации напряжения должно быть соответствующим. Это уже не обычный стабилизатор в розетку. Как правило, конструкция имеет общий корпус, в котором установлены три стабилизатора с общими силовыми элементами. Также может применяться три отдельных стабилизатора на каждую фазу.

Кроме вышеуказанных параметров, домашние стабилизаторы напряжения могут иметь и другие дополнительные характеристики, на которые следует обращать внимание при выборе устройства.

К таким параметрам можно отнести наличие дисплея для индикации параметров. Тажке большинство современных устройств имеют системы защиты от перегрузки и систему охлаждения, все необходимые предохранители и т. п. Наличие системы охлаждения очень важно для электронных устройств, поскольку они чувствительны к перегреву.

Исходя из этого, при выборе стабилизатора нужно учитывать такие дополнительные параметры:

  • быстродействие и точность работы;
  • коэффициент трансформации;
  • входное напряжение;
  • мощность (реактивная и активная).

Новые модели и производители

Сегодня на профильном рынке существует множество различных моделей от известных производителей, так же как и от нераскрученных брендов. Долю рынка занимают дешёвые китайские устройства. Как показывает практика, они имеют низкое качество производства, а их показатели значительно отличаются в худшую сторону от заявленных.

Новые модели стабилизаторов

Из отечественных производителей можно привести в качестве примера компанию «Энергия». В ассортименте компании имеется множество различных моделей с разными параметрами, которые могут применяться для стабильной работы всех потребителей в доме.

Самым часто используемым устройством для дачи является 5 кВт стабилизатор. Этой мощности достаточно для подключения холодильника телевизора и ещё нескольких приборов. Именно такие модели предлагает производитель отечественных электроприборов ГК «Интепс». Качество работы находится на довольно высоком уровне, точность напряжения около 7%, что неплохо для такого ценового сегмента.

Ещё одна популярная отечественная фирма по производству электростабилизаторов — «Электромаш». Для отдельных моделей этого производителя характерной особенностью является широкий диапазон работы от 110 до 300 вольт.

Производители стабилизаторов

Таким образом, правильно подобрать стабилизатор напряжения для бытовых целей не составит никакого труда, если пользоваться инструкциями от опытных мастеров. Важно брать во внимание ключевые параметры, анализировать, сколько потребителей будет работать одновременно и т. п. И тогда даже неопытный человек сможет выбрать качественный прибор для стабилизации напряжения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию