Как называется стабилизатор напряжения. Сравнение типов стабилизаторов напряжения. Как подобрать оборудование: ключевые характеристики

Каждый из нас периодически сталкивался с перебоями в подаче электрической энергии. Вдруг начинает натужно гудеть стиральная машина, быстро перегорают лампы, а о внезапной потере вводимой в компьютер информации и говорить страшно.

Так что же делать? Как предохранить себя от таких неприятностей? Выход один - здесь необходим стабилизатор напряжения. Основной параметр, влияющий на выбор стабилизатора, - это его мощность. Она обязательно должна быть такой же или даже большей, чем мощность тех приборов, для защиты которых он приобретается.

Стабилизатор напряжения - это механизм, преобразовывающий электрическую энергию, в результате чего напряжение на выходе из него соответствует заданным параметрам даже при больших колебаниях сопротивления нагрузки и напряжения на входе.

Содержание

Виды стабилизаторов напряжения

Итак, какие же виды стабилизаторов напряжения бывают?

1. Релейные стабилизаторы

Ступенчатый (релейный) стабилизатор - это один из самых надежных видов стабилизаторов напряжения. Принцип его работы заключается в коммутации выводов автотрансформатора с помощью электронных коммутаторов. В таком приборе выходное напряжение изменяется ступенчато. При переключении прерывание напряжения у разных моделей приборов составляет 2-12 мсек. (для реле 5-7 мсек.). Агрегаты имеют большой разбег параметров напряжения на входе и высокую точность поддержания напряжения на выходе. При работе они не вносят во внешнюю сеть искажений и надежно функционируют при любых изменениях нагрузки, обеспечивая эффективную защиту электрооборудования от перегрузок, импульсных помех и КЗ (короткого замыкания). Точность стабилизации в релейных стабилизаторах зависит от имеющегося в них количества ступеней и ключей, т. е., чем больше ступеней, тем выше точность стабилизации. Т.е. если размер ступени равен 11 В, то точность стабилизации составит 5%, а скорость отработки возмущения будет 180 В/с. При размере ступени 6,6 В - точность составит 3%, а скорость – 110 В/с.

Такие стабилизаторы идеально подходят для работы в реальных условиях и могут применяться для защиты и стабилизации напряжения питания промышленной и бытовой техники: видеотехники, компьютеров, медицинского, торгового оборудования, аппаратуры связи, а также для комплексной защиты квартир, коттеджей, офисов промышленного оборудования и т.д.

Автоматический стабилизатор релейного типа

Плюсы. Компактные размеры. Невысокая цена. Высокая надежность. Универсальность. Простота обслуживания. Быстрое (до 200мс.) переключение обмоток. Большой диапазон напряжения на входе (100-290 В).

Минусы. Постепенный механический износ реле (до 10 лет), в зависимости от интенсивности перепадов напряжения и его качества. Существует вероятность отгорания контактной группы реле. Возможны большие (до 15%) погрешности на выходе.

2. Электромеханические (сервомоторные) стабилизаторы напряжения

Сервомоторный или электромеханический стабилизатор работает благодаря перемещению угольной щетки по всем обмоткам трансформатора. Коррекция выходного напряжения в таких приборах осуществляется автоматически при помощи электродвигателя с редуктором. Это недорогое простое в обслуживании оборудование имеет плавную регулировку напряжения и весьма точное выходное напряжение. Недостатками таких стабилизаторов является то, что приходится периодически чистить в них трансформатор и менять угольные щетки, однако все это легко осуществить и в домашних условиях. Соотношение цены и качества у электромеханических стабилизаторов напряжения одно из лучших среди всех типов стабилизаторов. Однако у них весьма низкая скорость реагирования на скачки сетевого напряжения, которая обусловлена его техническими возможностями: электродвигатель, который передвигает вдоль обмотки трансформатора силовые ключи, даже с применением современных систем управления не способен обеспечить высокую скорость регулирования. Поэтому данный тип приборов следует использовать на тех объектах, где напряжение в течение суток меняется эпизодически и имеет явно выраженный односторонний характер. Также эти стабилизаторы категорически неприемлемы для работы с электросварочным оборудованием (невозможность быстрого реагирования на скачкообразное сетевое напряжение приводит к очень быстрому износу прибора). Большим достоинством сервомоторного стабилизатора является возможность плавной регулировки напряжения. Данные стабилизаторы широко используются при подключении компьютеров, оргтехники, бытовой и измерительной техники, торгового оборудования.

Плюсы. Низкая цена. Компактные размеры. Плавная регулировка напряжения. Высокая точность поддержания напряжения на выходе (2-3%). Обладает большим ресурсом.

Минусы. Повышенный уровень шума. Низкая скорость регулирования из-за инерционности электродвигателя. При резком скачке напряжения может кратковременно отключить нагрузку.

3. Симисторные (тиристорные) стабилизаторы напряжения

Данные приборы имеют довольно весомые преимущества перед своими аналогами. Это самые долговечные стабилизаторы напряжения, т.к. для коммутации между обмотками в них применяются полупроводниковые тиристоры (симисторы). Ресурс таких стабилизаторов не зависит от величины нагрузки. Их реакция на скачки напряжения - 20мсек. - еще быстрее просто нельзя, если вы не хотите нарушить правильную синусоиду выходного напряжения.

Симисторные (тиристорные) стабилизаторы обладают КПД, достигающим 98%. Они отлично себя зарекомендовали при работе в диапазоне 40-50 кВт. Эти приборы еще часто называют нормализаторами напряжения, и на сегодня они являются лучшими среди всех видов подобного оборудования. Кроме того, тиристорные стабилизаторы обладают отличной функциональностью и повышенной надежностью. Приборы исключают любые сбои в работе электрооборудования в момент его пуска или при возникновении перегрузок в сети. Ни максимальная нагрузка, ни ее кратковременное повышение никак не повлияют на нормальное функционирование электротехники. Тиристорные стабилизаторы можно использовать как в промышленности, так и в быту. Однако это самые дорогостоящие стабилизаторы напряжения, цена которых, к тому же, еще зависит и от класса точности. Некоторые модели имеют встроенную функцию корректировки выходного напряжения в ограниченном диапазоне.

Плюсы. Обеспечивают стопроцентную защиту от любых колебаний в электросети. Обладают высоким быстродействием. Компактны. Универсальны. Бесшумны при работе. Обеспечивают плавное регулирование напряжения. Высокий КПД.

Минусы. Слабый теплообмен. Очень высокая цена.

4. Стабилизаторы двойного преобразования

Данный тип стабилизаторов рационально использовать для защиты сверхчувствительных приборов мощностью 1 — 30 кВт. Такие стабилизаторы характеризуются бесшумной работой, полным подавлением всевозможных помех из электросети и сверхбыстрым подключением. Такие приборы имеют малую (1%) погрешность на выходе и широкий (118-300 В) диапазон напряжения на входе. Диапазон входного напряжения стабилизаторов двойного преобразования прямо зависит от существующей нагрузки на электрооборудование. Иными словами, при нагрузке до 50% от номинальной, диапазон напряжения составит 118-300 В, при 50%-70% нагрузке -140-300 В, а с нагрузкой, превышающей 70% - 160-300 В. Стабилизаторы двойного преобразования весьма дорогостоящее оборудование, однако надежность и качество приборов вполне окупит их стоимость.

Плюсы. Небольшие размеры. Бесшумность работы. Сверхбыстрое переключение. Широкий диапазон напряжения на входе. Прибор убирает все искажения и помехи внешней электросети.

Минусы. Высокая цена.

5. Стабилизаторы напряжения с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ)

Данные стабилизаторы - это новое поколение стабилизаторов напряжения. Принцип работы прибора основан на регулировании напряжения на выходе при помощи широтно-импульсной модуляции. Т.е. на входе и на выходе устройства имеются аналоговые фильтры, которые эффективно сглаживают импульсные помехи в электросети (сравнивая входное напряжение с эталонным и корректируя форму и амплитуду синусоиды). Преимущество данного типа стабилизаторов состоит в том, что в их конструкции отсутствуют громоздкие, тяжелые трансформаторы, благодаря чему приборы имеют небольшие размеры и массу. У них очень высокая точность корректировки (до 1%), и почти мгновенное быстродействие - стабилизатор полностью надежен при частых и значительных скачках напряжения, при сварочных работах и др. Однако у них довольно низкий порог (до 245В) верхнего напряжения на входе и довольно высокая цена. Данный тип стабилизаторов универсален и подходит для применения, как в быту, так и в промышленности.

Плюсы. Небольшие габариты. Малый вес. Бесшумная работа. Высокое быстродействие. Надежность. Универсальность. Высокая точность корректировки.

Минусы. Небольшой модельный ряд. Низкий порог верхнего напряжения на входе. Высокая цена.

Кратко обобщим сказанное в таблице:

Типы стабилизаторов напряжения	Плюсы	Минусы	Применение
Ступенчатые (релейные) стабилизаторы	Компактные размеры. Невысокая цена. Высокая надежность. Универсальность. Простота обслуживания. Быстрое (до 200мс.) переключение обмоток. Широкий диапазон напряжения на входе (100-290 В).	Механический износ реле.Возможность отгорания контактной группы реле.Возможность больших погрешностей на выходе.	Для защиты промышленного и бытового оборудования: компьютеров, видеотехники, медицинского и торгового оборудования, аппаратуры связи, а также для комплексной защиты квартир, коттеджей, офисов промышленного оборудования и т.д.
Сервомоторные (электромеханические) стабилизаторы	Низкая цена.Компактные размеры.Плавная регулировка напряжения. Высокая точность поддержания напряжения на выходе (2-3%). Обладает большим ресурсом.	Повышенный уровень шума.Низкая скорость регулирования из-за инерционности электродвигателя.При резком скачке напряжения может кратковременно отключить нагрузку.	На объектах с редкими скачками напряжения, имеющими явно выраженный односторонний характер.При подключении компьютеров, оргтехники, бытовой и измерительной техники, торгового оборудования.Категорически недопустимо их применение при работах с электросварочным оборудованием.
Симисторные (тиристорные) стабилизаторы напряжения	Обеспечивают полную защиту от колебаний напряжения в электросети.Обладают высоким быстродействием.Компактны. Универсальны. Бесшумны при работе. Обеспечивают плавное регулирование напряжения. Высокий КПД.	Слабый теплообмен.Очень высокая цена.	Универсальны, используются в бытовых приборах и в промышленном оборудовании.
Стабилизаторы двойного преобразования	Небольшие размеры.Бесшумность работы.Сверхбыстрое переключение. Широкий диапазон напряжения на входе. Полное снятие помех внешней электросети.	Высокая цена.	Для защиты наиболее чувствительных приборов с мощностью 1-30 кВт.
Стабилизаторы напряжения с широтно-импульсной модуляцией	Небольшие габариты.Малый вес.Бесшумная работа. Высокое быстродействие. Надежность. Универсальность. Высокая точность корректировки.

Системы стабилизации характеристик электрической цепи можно рассматривать как обязательный компонент в комплексах энергообеспечения предприятий, коммунальных хозяйств, строительных объектов и ответственных источников питания. В бытовых целях использование стабилизатора напряжения практикуется не так давно, однако и эта сфера активно осваивается производителями данных аппаратов.

Разработчики моделей такого типа стремятся максимально упрощать способы управления прибором, предлагая цифровые интерфейсы и современные средства контроля. Сегодня автоматический можно найти и в семействах бытовых аппаратов, и в профессиональных линейках.

Назначение стабилизатора напряжения

Прибор предназначен для выполнения простой задачи - нормализации электрического тока в случаях отклонения его рабочих показателей от оптимальных параметров с точки зрения питания потребителей. Дело в том, что перепады в сети способны привести к выходу из строя дорогостоящего прибора или оборудования. Типовой стабилизатор напряжения 220В может уберечь от неприятных последствий такого рода бытовую технику. Но есть и модели, работающие с напряжением в 380 В, которые уже рассчитаны на полноценную защиту производственной и офисной техники.

По сути, стабилизатор выступает приемником тока, на выходе передавая энергетический заряд с приемлемыми параметрами. Однако не стоит путать автоматический стабилизатор напряжения с У них принципиально разные задачи. Стабилизатор все же является в некотором роде трансформатором, или преобразователем тока, обеспечивающим безопасное энергоснабжение.

Основные характеристики стабилизатора напряжения

Эксплуатационные показатели прибора определяют, насколько он подойдет для работы в тех или иных условиях. Основным параметром является мощность. Она варьируется от 0,5 до 30 кВт. Сегмент бытовых стабилизаторов редко представляет аппараты с потенциалом более 10 кВт. Чаще всего для дома приобретается стабилизатор напряжения 220В с мощностью 1-3 кВт.

Для промышленных нужд, напротив, чаще используют приборы с поддержкой напряжения в 380 В, мощность которых превышает 12 кВт. У каждого стабилизатора есть и предельные величины по входному и выходному напряжению. Так, нижний порог варьируется в среднем от 70 до 140 В, а верхняя граница в случае с бытовыми моделями обычно достигает 270 В.

Разновидности прибора

Практически уже не используется, но имеет немало достоинств классический Его отличает плавная регулировка напряжения, что позволяет рассчитывать на высокую точность коррекции параметров работы электрической цепи. Такие модели все еще применяются для обслуживания чувствительной аудиоаппаратуры и систем освещения. Более распространен автоматический стабилизатор напряжения релейного типа, регулировка в котором происходит благодаря механическому переключателю.

Этот вариант целесообразно использовать в частных домах, на дачах и в квартирах. Также растет в популярности цифровой импульсный стабилизатор. Концепция данного прибора полностью укладывается в представления о современной компактной бытовой технике. Импульсные модели имеют дисплеи с меню управления, предусматривают возможность программирования функции стабилизатора, отличаются быстрой регулировкой и высокой степенью надежности.

Дополнительный функционал

Основная функция стабилизации напряжения не является единственной, на которую следует обращать внимание при покупке данной аппаратуры. Другое дело, что и остальной опционал в большинстве случаев будет ориентирован на поддержку задачи нормализации рабочих параметров электросети. Так или иначе, качественный современный прибор такого типа располагает системой защиты от перегревов, перегрузок и коротких замыканий и оснащается предохранителями от поражения током. Примером сочетания невысокой стоимости и богатого функционального наполнения является стабилизатор напряжения Luxeon в модификации LDS 500. Это аппарат, который также предусматривает наличие термозащиты, цифровой индикации рабочих показателей, сервомотора и т. д.

Производители

Передовые позиции в сегменте занимают компании Elitech, Huter, Sturm, Powerman и т. д. Данные производители развивают аппараты в разных направлениях, предлагая инновационные разработки и поддерживая базовое качество элементной начинки. Упомянутый стабилизатор напряжения Luxeon можно отнести к бюджетной категории, но он также вбирает в себя новые возможности, в том числе системы безопасности.

Качественные отечественные модели с невысоким ценником предлагают фирмы «Калибр», «Штиль» и «Бастион». Это устройства, которые надежно выполняют основную задачу, но не отличаются высокой технологичностью. К исключениям можно отнести разве что автоматический стабилизатор напряжения «Ресанта», который в премиальных версиях действительно показывает новый уровень в плане рабочих возможностей. К ним можно отнести функцию плавного старта и сокращение времени отклика в моменты перепадов напряжения. Также производитель немало внимания уделяет внешнему исполнению прибора, укрепляя корпус и делая конструкцию все более эргономичной.

Как выбрать автоматический стабилизатор напряжения?

В выборе стабилизатора главное внимание следует уделять требуемой мощности и условиям эксплуатации прибора. Мощность рассчитывается путем суммирования потенциалов всех потребителей, с которыми будет работать аппарат. К полученному значению также следует добавить 20% для повышения надежности. Так, автоматический стабилизатор напряжения однофазный электронного типа мощностью 0,5 кВт вполне подойдет для обслуживания функции системы кондиционирования или даже производительного котла. Если же требуется обезопасить от скачков напряжения весь дом, то речь может идти о потенциале в 5-7 кВт. Что касается условий применения, то от них в первую очередь зависит наполнение прибора системами безопасности.

Заключение

Рынок бытовой техники все чаще наполняется предложениями, достоинства и назначение которых неизвестны широкой массе потребителей. До недавнего времени к такой продукции относился и автоматический стабилизатор напряжения, но сегодня ситуация кардинально изменилась.

По мере усложнения техники и повышения требований к безопасности ее энергоснабжения возросла и ответственность рядового потребителя в плане поддержания надежности эксплуатации приборов. Наличие стабилизатора напряжения в доме является не просто способом защиты компьютера или холодильника от поломки, но зачастую и средством предотвращения угрозы возгорания дома, на что указывают и сами изготовители электроприборов.

Чем опасны скачки напряжения?

Скачок - это кратковременное увеличение входного напряжения до недопустимого предела - от 240 В и более. Даже очень непродолжительного (менее секунды) скачка может быть достаточно для выхода из строя блоков управления котла отопления, скважинного насоса, стиральной машины, любого устройста, которое имеет "мозги". Причина проста: подавляющее большинство электронных компонентов (кондесаторы, резисторы и пр.), из которых состоят платы управления, контроллеры и прочие микросхемы, способны выдержать напряжение до 250В. Это верхний предел, за которым, как правило, следует разрушение компонента.

Следует отметить, что стабилизаторы не являются рациональной защитой от импульсных скачков. Импульсный скачок возникает вследствии нескольких причин, но в основном это грозовые разряды. Качественный стабилизатор не пропустит импульсный скачок к потребителям, но и работать дальше не сможет: потребуется визит в сервисный центр. Для защиты от импульных перенапряжений применяют комплекс мер, центральное место в которых занимает особое устройство - УЗИП. Впрочем, с недавнего времени итальянские стабилизаторы Ortea оснащаются УЗИПами.

Хороший стабилизатор в большинстве случаев не пропустит грозовой разряд, но после этого ему потребуется ремонт.

• При повышенном или пониженном входном напряжении выравнивать и поддерживать на уровне нормального.

Чем опасно повышенное и пониженное напряжение?

Опасность повышенного напряжения очевидна: ко всем непрятностям скачка добавляется длительность: если скачок, в зависимости от своей амплитуды может теоретически пройти без последствий, то длительное воздействие высокого напряжения гарантированно приведёт к поломкам "умных" машин.

При пониженном напряжении многие приборы работают плохо: обогреватели разогреваются непомерно долго, "умная" техника не включается вообще, микроволновка не разогревает и т.д. Особому риску подвергается оборудование с электродвигателями: кондиционеры, холодильники, насосы, приводы автоматических ворот и т.д. Это связано с тем, что при понижении напряжения пропорционально возрастает ток в обмотках электродвигателя. Повышение тока ведёт к повышению температуры, что в свою очередь приводит к повреждению, а затем и к пробою изоляции. Ремонт двигателя в этом случае нецелесообразен.

Ни один стабилизатор не способен устранить проблемы, вызванные аварийным состоянием проводки, постоянно использоваться на пределе технических возможностей и работать в условиях сильных искажений частоты тока.

Определяющие параметры стабилизатора напряжения

• Скорость регулирования. Как быстро стабилизатор реагирует на изменение напряжение в сети и насколько быстро он его исправляет. Соотвественно, чем быстродействие выше, тем меньше шансов, что скачок напряжения пройдет к потребителям.
• Перегрузочная способность. Способность стабилизатора устойчиво работать при превышении его номинальной мощности. Полезное свойство при эксплуатации электродвигателей.
• Номинальный диапазон входного напряжения – рабочий диапазон стабилизатора, в пределах которого предполагается его использование. В этом диапазоне прибор сохраняет заявленные технические характеристики: номинальную мощность и точность стабилизации. Большинство стабилизаторов напряжения, после отключения в связи с падением входного напряжения ниже максимального диапазона, включаются только при достижении в сети на входе номинального диапазона.
• Максимальный диапазон входного напряжения – это диапазон, в котором стабилизатор продолжает работать, но основные технические характеристики (номинальная мощность, точность стабилизации) отклоняются от паспортных значений. Обычно максимальный диапазон входного напряжения граничит с отключением прибора.
• Точность стабилизации. Это погрешность выходного напряжения стабилизатора. Наш ГОСТ 13109-97 считает максимально-допустимую погрешность в размере 10%, однако далеко не все приборы способоны пережить такие отклонения. Чем выше точность стабилизации - тем сохраннее будет "умная" техника.
• Шум. Практически все стабилизаторы издают какие-то звуки: трансформаторный гул, шелест вентиляторов, щелчки переключения реле, звук работы сервопривода. В зависимости от конструкции стабилизаторы могут быть как более, так и менее шумными. Совершенно бесшумных стабилизаторов не бывает: любой стабилизатор зашумит, приближаясь в работе к предельным значениям своих технических характеристик.
• Климатическое исполнение. Рабочий диапазон температуры окружающей среды разнится в зависимости от производителя. Например, стабилизаторы Lider способны работать при -40 °C, Progress при -45 °C, а Штиль - только при положительной температуре.

Принцип работы и типы стабилизаторов

Классический стабилизатор напряжения представляет собой трансформатор, оснащённый платой управления, механизмом выбора количества витков обмоток катушки трансформатора, различными измерительными устройствами: как минимум, вольтметром и датчиком температуры трансформатора, средствами индикации и коммутационным устройством. Подбирая соотношение между количеством витков первичной и вторичной обмоток трансформатора, можно увеличивать или уменьшать напряжение на концах вторичной обмотки. На этом свойстве работают все стабилизаторы напряжения, за исключением инверторных.

Инверторный стабилизатор вообще не имеет в своём составе трансформатора, его работа основана на двойном преобразование тока: сначала из переменного в постоянный, а затем обратно. Это самый современный на сегодняшний день тип стабилизаторов напряжения.

На самом деле типов стабилизаторов больше, мы же перечислим только те, которые нашли массовое применение в быту и промышленности.

Как вы видите, по большому счёту есть три типа стабилизаторов: электронные, электромеханические и инверторные. Принципиальное отличие между первыми двумя - способ переключения между обмотками на трансформаторе. Электромеханические стабилизаторы имеют в своем составе маленький электродвигатель, который физически перемещает щётку или ролик по катушке трансформатора, используя тем самым необходимое количество витков. Электронные стабилизаторы не имеют движущихся частей, переключение между заранее определёнными витками катушки осуществляется с помощью силовых ключей: реле, тиристоров или симисторов. Инверторный стабилизатор вообще не имеет трансформатора: основными деталями в нём служат IGBT-транзисторы и конденсаторы.

Конструктивные особенности определяют преимущества и недостатки того или иного типа стабилизатора в работе. Попробуем отобразить их наглядно:

Параметр	Электромеханический стабилизатор	Электронный трансформаторный стабилизатор
Скорость регулирования	Низкая. (механическое движение несравненно медленнее электрического тока) Достоинство: плавная регулировка - отличное свойство для hi-fi / hi-end аппаратуры и для систем освещения на лампах накаливания - гарантированное отсутствие щелчков в колонках и мерцания света. Слабая сторона: регулировка не успевает за скачком. Как следствие - пропуск скачка в сеть (характерно для стабилизаторов китайского производства) или отключение потребителей (алгоритм российских и европейских производителей)	Высокая. (электронное переключение осуществляется за миллисекунды) Достоинство: Успевает сравнять скачок. Скорость регулирования, например, у стабилизаторов Progress - 500 вольт в секунду. Слабая сторона: ступенчатая регулировка, как следствие изменение напряжение сразу на несколько вольт (до 20 В в зависимости от модели). Возможны помехи в звуке на hi-fi / hi-end технике, мерцание ламп накаливания	Высокая. (переключений вообще не происходит) Достоинство: Успевает сравнять скачок. Бесступенчатое регулирование гарантирует отсутсвие мерцания ламп накаливания и помех в аудио-аппаратуре.
Перегрузочная способность	Высокая. Все электромеханические стабилизаторы способны к длительной перегрузке. (до 30 минут в зависимости от степени перегрузки)	Низкая. Даже кратковременная (до 10 сек) перегрузка скорее исключение, чем правило.	Очень низкая. до 5 сек максимум.
Фильтрация помех	нет	нет	есть

Электромеханические стабилизаторы в меньшей степени способны противостоять скачкам, но более способны к перегрузкам.
Электронные стабилизаторы, наоборот, лучше справляются со скачками, но хуже держат перегрузку.
Инверторные стабилизаторы отлично справляются со скачками напряжения, имеют бесступенчатое регулирование и способны устранить высокочастотные помехи в сети. Но совершенно неспособны к перегрузке.

Электромеханический стабилизатор напряжения

Другое его название - сервоприводный. Принцип действия довольно прост: по команде платы управления маленький электродвигатель приводит в движение держатель, на конце которого закреплена графитовая щётка. Регулирование осуществляется плавным перемещением щётки по обмоткам трансформатора.

На фото вы видите трансформатор и щёточный узел стабилизатора Энергия СНВТ-1500 New Line. Трёхлетняя эксплуатация оставила на нём заметные следы, но прибор по состоянию на май 2016 в строю. Отчётливо видны потемнения на трансформаторе в области перемещения щётки - это следы истирания графита. Также видно небольшое оплавление изоляции или лака на витках катушки. Это "вариант нормы", однако проблема может быть глубже. Если оплавление более значительное и происходит в зоне щёточного контакта, щётка начинает цепляется за выступы. Уменьшается площадь контакта, появляется искрение, растёт нагрев, стабилизатор выходит из строя. У отвественных производителей подобных неприятностей не происходит - плата управления по сигналу датчика тока и датчика температуры трасформатора отключит стабилизатор раньше, чем начнётся серьёзное оплавление.

Электродинамический стабилизатор напряжения

Эти стабилизаторы, также как и электромеханические, имеют сервопривод, но вместо щётки по обмоткам трансформатора перемещается ролик. Преимущества ролика над щёткой очевидны: ролик никогда не зацепится за неровность на катушке и не сотрётся даже при при очень интенсивной работе. На фото изображён стабилизатор Ortea Vega 2.5 в разборе. Хоть качество фотографии и оставляет желать лучшего, очевидно, что придраться не к чему. Намотка плотная - виток к витку, массивный держатель ролика, надёжное крепление трансформатора к корпусу, каждый проводок обжат наконечником. Качественный и продуманный монтаж налицо. Стабилизатор надёжный и долговечный.

Электронные релейные стабилизаторы напряжения

В основе принципа действия релейных стабилизаторов лежат электромеханические реле, которые осуществляют переключение между отводами трансформатора. При работе реле издаёт характерный звук - щелчок. На фотографии видно, как оранжевые провода из трансформатора соединяются через клеммную колодку с черными блоками на плате. Это и есть отводы трансформатора, соединённые с реле. Каждый отвод есть окончание определённого количества витков провода на катушке. Плата управления по замерам входного и выходного напряжения определяет, какой из отводов использовать в данный момент и задействует его, замыкая соответствующее реле. Реле, устанавливаемые на стабилизаторы отечественного производства (Каскад), имеют ресурс до 9 000 000 (!) срабатываний. Это очень много. На фото запечатлён стабилизатор Каскад СН-О-12 2005 года выпуска, который исправно работает по состоянию на май 2016 года. Релейные высокоточные стабилизаторы не встречаются: максимально высокая точность, представленная на сегодняшний день на рынке - 2,5%. В целом об отечественных релейных стабилизаторах можно сказать, что они имеют не самые выдающиеся технические характеристики, но при этом практически неубиваемы.

Электронные тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения

Алгоритм работы тиристорных и симисторных стабилизаторов точно такой же, как и у релейных - плата управления посылает сигнал, электронный ключ (тиристор или симистор) срабатывает - необходимый отвод задействован. Бесшумно, молниеносно. Говоря простым языком тиристор - это электронный выключатель. Он имеет два состояния - открытое и закрытое: подавая на него сигнал, можно управлять его состоянием. Симистор - это разновидность тиристора, разница между ними не влияет на определяющие технические характеристики стабилизатора. Надёжность, скорость работы, неприхотливость к температурным условиям этих компонентов определили массовость производства стабилизаторов на их основе. Тиристорные или симисторные стабилизаторы могуть иметь очень широкие технические характеристики. Приобретая любой тиристорный стабилизатор отечественного производства, можно рассчитывать на 7 - 10 лет его эксплуатации.

Инверторные стабилизаторы напряжения

Принцип работы инверторного стабилизатора заключается в двойном преобразовании проходящего через него тока. Трансформатор в таких стабилизаторах отсутствует, его место занимает цепь устройств: входной фильтр, выпрямитель, конденсаторы, инвертор и система управления.

Проходя через эту цепь, ток фильтруется от помех, преобразуется в постоянный, а затем обратно в переменный. Это позволяет достичь на выходе идеальной формы тока и напряжения, а скачки напряжения поглощаются конденсаторами. Это передовой тип стабилизаторв напряжения: они способны работать в очень широком диапазоне входного напряжения с очень высокой точностью. Впрочем, без недостатков не обошлось: перегрузочная способность практически отсутствует, а IGBT транзистор, лежащий в основе надёжного инвертора, очень дорог.

Какой стабилизатор выбрать: импортный, или отечественный?

Импортные стабилизаторы представлены на российском рынке в основном китайскими аппаратами. Они имеют очень привлекательную цену, но на этом их достоинства заканчиваются. Сомнительное качество электронных компонентов, минимальный запас прочности деталей, небрежная сборка и, как следствие, короткий срок службы, которого едва-едва хватает на гарантийный срок. Как только не ухищряются недобросовестные продавцы этих приборов, чтобы скрыть страну-производителя. Одной из таких уловок является ввоз партии через Прибалтику - отметка в документах о стране ввоза позволяет заявлять о прибалтийском происхождении стабилизаторов (знаменитые Латвийские стабилизаторы). Другой способ ввести покупателя в заблуждение - иметь отечественную торговую марку и собранный в Китае стабилизатор называть отечественным, не уточняя, что отечественный только бренд, а сборка и комплектующие, включая трансформатор, совершенно не отечественная.

Но есть и действительно высококачественные импортные аппараты: итальянские стабилизаторы Ortea или Oberon. Однако в условиях текущего курса евро они сильно проигрывают по цене своему аналогу - стабилизатору Сатурн , который совершенно не уступает им качестве. А по некоторым характеристикам, например, перегрузочной способности и вовсе превосходит. Стабилизаторы немецких производителей у нас в стране практически не представлены. Покупать их за те деньги, которые за них просят, разумный человек не станет.

Поэтому можно с уверенностью сказать, что

Качественный стабилизатор по относительно доступной цене в большинстве случаев окажется отечественным.

Как "на глаз" определить качество стабилизатора и срок его службы?

Ответ прост: по весу. Российский трансформаторный стабилизатор на 10 кВА со средними техническими характеристиками весит не менее 30 кг. Стабилизатор с хорошими техническими характеристиками, например, Progress 10000L , весит 43 кг. Большая часть этого веса приходится на трансформатор, а это значит, что он гарантированно выдержит номинальную мощность и заданный диапазон входного напряжения. Могучий магнитопровод из специальной трансформаторной стали и запас по намотке гарантируют долгий срок исправной службы. Поэтому, если вы видите трансформаторный стабилизатор мощностью 10000 ВА и при этом его вес составляет всего 20 кг, стоит задуматься о его надёжности и сроке службы.

Качественный трансформаторный стабилизатор лёгким быть не может.

В случае с инверторным стабилизатором следует убедиться, что он выполнен на IGBT-транзисторах: это залог его надёжности и соответствия паспортным характеристикам.

Выбор мощности стабилизатора

Самый верный способ подбора мощности стабилизатора - замер с ежесекундной записью в течение суток

Расчёт мощности стабилизатора по электропотребителям

Мощность стабилизатора (ВА) = сумма мощностей всех потребителей (Вт) * коэффициент одновременности / коэффициент нагрузки + запас 15%

Разберём эту формулу:

• Потребляемая мощность в паспортах электроприборов обычно указывается в киловаттах . Просуммировав мощность всех приборов, мы получили количество киловатт , которое они будут потреблять, работая все одновременно. На практике же одновременно все потребители не работают никогда. Поэтому был рассчитан коэффициент одновременности работы электроприёмников для жилой застройки. Берём ранее полученную сумму мощностей отдельных приборов и умножаем на коэффициент одновременного использования из таблицы. Получаем мощность в киловаттах , которая реально будет потребляться одномоментно. Обратите внимание, что если вы отапливаетесь электричеством, коэффициент одновременности ниже 0,8 быть не может.
• Мощность стабилизатора измеряется в киловольт-амперах , а у нас киловатты . Для перевода используем коэффициент нагрузки.

  где 0.8 - это и есть коэффициент нагрузки. Вот мы и получили полную мощность наших электроприборов в киловольт-амперах

• прибавляем 15% запаса, чтобы стабилизатор не работал внатяг и вот, казалось бы, всё. Но нет.
• Обязательно необходимо проверить величину пусковых токов приборов с электродвигателями: погружных насосов, кондиционеров, электрогазонокосилок, мойки и т.д. И хотя пусковые токи длятся всего секунды, они не должны превышать значения перегрузочной способности стабилизатора!

Расчёт мощности стабилизатора по вводному автоматическому выключателю

Мощность стабилизатора (ВА) = 220 (Вольт) * номинальный ток вводного автомата (Ампер)

Вводной автоматический выключатель служит не только последней ступенью защиты от короткого замыкания, но и физическим ограничителем тока, который вы вправе потреблять по договору с электросбытовой организацией. Устанавливают их не просто так, а исходя из мощности имеющего в населённому пункте трансформатора, сечения подводящих кабелей и общего состояния электрохозяйства населённого пункта. Поэтому их зачастую опечатывают.

Отсюда следует вывод, что мы не можем потребить тока больше, чем это позволяет вводной автоматический выключатель - он просто отключится.

На фотографии мы видим очень качественный и педантичный монтаж: во влагозащищённом щите на столбе размещён двухполюсной автоматический выключатель на входе, затем счётчик и пара узо-автомат после счётчика. На каждом из этих устройств указан номинальный ток, на который оно рассчитано.

На этой фотографии на автоматическом выключателе мы видим символы "C32". Они означают, что этот автомат имеет характеристику "С" и рассчитан на номинальный ток 32 Ампера. Номинальное напряжения в наших сетях 220 Вольт, поэтому номинальная мощность этого автомата = 32 А * 220 В = 7040 ВА.

Казалось бы, стабилизатор мощнее 8 кВА ставить сюда бессмысленно, т.к. автомат пропускает только 7 кВА. Подвох кроется в характеристике "С".

Характеристка автоматического выключателя представляет собой зависимость скорости отключения от перегрузки. Эта тема очень обширна, вкратце скажем лишь, что харктеристика С подразумевает моментальное отключение при превышении номинального тока автомата не менее чем в 8 - 10 раз при 25 °C. На графике видно, что при четырёхкратной перегрузке отключение будет происходить от 4 до 8 секунд! Это означает, что пусковые токи для этого автомата вообще нипочём. А если мы перегрузим автомат характеристики С в 1,5 раза, он отключится через 40 минут, и это при темпреатуре 25 °C. При низкой температуре отключение будет происходить ещё медленнее. То есть, если на улице мороз, а вы перегрузили ваш автомат характеристики "С" на 25% - он скорее всего, не отключится вовсе. Стабилизаторов с аналогичной перегрузочной способностью не существует.

Перегрузочная способность стабилизатора должна с лихвой покрывать пусковые токи электродвигателей!

Что такое байпас и зачем он нужен?

Байпас - это комммутационное устройство для переключения электроснабжения в обход стабилизатора.

Зачем эта функция может понадобиться?

• Работа не инверторным сварочным аппаратом. Работать трансформаторным сварочным аппаратом через стабилизатор нельзя.
• Подключение нагрузок сверх номинальной мощности стабилизатора.
• Неисправность стабилизатора.

На сегодняшний день производители стабилизаторов реализуют байпасы в следующих видах:

• Ручной внешний байпас . Как правило, это кулачковый переключатель на два положения в отдельном корпусе с клеммной колодкой. Такие байпасы выпускаются производителями стабилизаторов Lider и Progress. Достоинство: для монтажа/демонтажа стабилизатора не нужно отключения электроснабжения и последующего соединения входных и выходных проводов. Достаточно отсоединить три провода от клеммной колодки стабилизатора: при включённом байпасе они будут обесточены. Внешние байпасы можно использовать со стабилизаторами любых производителей. Недостаток: дополнительные, пусть и небольшие, траты.
• Ручной встроенный байпас . Может быть выполнен на автоматических выключателях (стабилизаторы Systems и Энергия) или на магнитном контакторе (стабилизаторы Прогресс , Каскад и Сатурн). Достоинства: эстетично (не болтаются провода от стабилизатора к байпасу), дешевле (не нужен отдельный корпус, исключается клеммная колодка и дополнительные провода). Недостаток: при демонтаже стабилизатора потребуется соединение входных и выходных проводов.
• Автоматический встроенный байпас . Это программно-аппаратный комплекс, который по заданному алгоритму производит переключение электроснабжения в обход стабилизатора. На сегодняшний день автоматическими байпасами оснащаются некоторые стабилизаторы напряжения Lider . Автоматический байпас Lider сработает при неисправности стабилизатора, при его перегрузке, перегреве и при падении входного напряжения ниже допустимого порога. При отключении стабилизатора по верхнему пределу входного напряжения байпас задействован не будет - нагрузка просто обесточится. Недостатки: автоматический байпас не является аналогом ручного: не получится по своему желанию пустить ток в обход стабилизатора. Если стабилизатор у вас не перед глазами, вы можете очень долго не узнать о том, что он в аварийном состоянии и работает в байпасе.

Выбор диапазона входного напряжения стабилизатора

Как правило, стабилизатор имеет два диапазона напряжения - номинальный и максимальный.

При выборе стабилизатора необходимо основываться на его номинальном диапазоне входного напряжения

Каждый конкретный стабилизатор рассчитан на непрерывную длительную эксплуатацию в номинальном диапазоне входного напряжения. Все основные характеристики прибора (мощность, погрешность, уровень шума и пр.) указаны в паспорте исходя из его работы в номинальном диапазоне входного напряжения. Отсюда следует:

Чем шире номинальный диапазон входного напряжения стабилизатора - тем лучше

Однако, диапазон входного напряжения стабилизатора напрямую связан с его ценой. Чем шире - тем дороже. Поэтому, купив мультиметр, можно попытаться сэкономить на стабилизаторе. Проведите серию замеров напряжения в разные дни недели, включая выходные, и в разное время суток, в том числе ночью. Даже проведя несколько замеров, оставьте себе запас по диапазону, так как напряжение может меняться со сменой времён года, особенно зимой.

Насколько важна точность стабилизации?

Для большинства бытовых приборов точности стабилизации в 3 - 5% достаточно.

Исключение составляют системы освещения, выполненные на лампах накаливания, электроника газовых котлов отопления, hi-fi и hi-end техника. Для этих приборов лучше выбирать стабилизаторы с погрешностью выходного напряжения от 1,5% и меньше.

Телевизоры, холодильники, насосы, кондиционеры, стиральные машины, в общем, вся бытовая техника в высокоточных стабилизаторах не нуждается: 2,5-3% погрешности оптимально, 5% - допустимо.

Расширяем кругозор:

1. Очень интересная статья про автоматические выключатели
2. Подключаем стабилизатор и дифавтомат
3. Люди мучаются с

Многие люди знают, что такое перебои и скачки напряжения в электрической сети. Одно дело, когда от этого просто мигают лампочки, и могут сгореть. А другое дело, когда от перепадов напряжения сгорит стиральная машина или холодильник. Это существенно ударит по семейному бюджету. Импортная бытовая техника не рассчитана на такие скачки напряжения, которые часто происходят в отечественных сетях. Чтобы защитить себя от риска возникновения неисправностей в домашних бытовых устройствах, необходимо обзавестись стабилизатором напряжения, который выбирается по суммарной мощности устройств, которые будут работать в вашей домашней сети.

Разновидности

Стабилизаторы напряжения – это приборы, которые выравнивают величину напряжения питания до тех параметров, которые соответствуют стандартным значениям, а также очищают напряжение от высокочастотных помех. Вид стабилизатора определяет тип основного встроенного механизма, который выполняет функции стабилизатора.

Стабилизаторы напряжения делятся на два основных вида:

1. Накапливающие.
2. Корректирующие.

Первый вид стабилизаторов в настоящее время не используется, так как они имеют большие размеры. Ранее они использовались в сфере производства, а не в бытовых условиях. Стабилизаторы напряжения накапливающего действия функционируют с помощью накопления электрической энергии в емкости, и далее получают от этой емкости необходимый электрический ток с нужными параметрами. По аналогичному принципу работают источники бесперебойного питания.

Корректирующие стабилизаторы напряжения чаще всего включают в себя блок управления. Он реагирует на перепады напряжения в одну или другую сторону, и при этом подключает соответствующую обмотку трансформатора. Корректирующие стабилизаторы нашли широкое применение в бытовых условиях.

Они в свою очередь разделяются на несколько видов:

• Релейные.
• Электронные (тиристорные).
• Феррорезонансные.
• Электромеханические.
• Инверторные.
• Линейные.

Конструктивные особенности и работа

Корректирующий тип стабилизаторов стал наиболее популярным в быту.

Релейные стабилизаторы напряжения

Стали наиболее популярными, ввиду их невысокой стоимости и качества работы. Основным достоинством релейных стабилизаторов является их быстродействие. Они очень быстро срабатывают при изменениях напряжения, и возвращают его величину в стандартные пределы, осуществляя этим защиту бытовых устройств.

Из недостатков можно отметить, что при срабатывании реле возникает резкий скачок напряжения величиной 5-15 вольт, в зависимости от фирмы изготовителя. Для бытовой техники такой скачок не окажет негативного влияния, однако освещение при этом будет мигать заметно. Поэтому при работе релейного стабилизатора иногда наблюдается моргание , в то время, как на это не реагируют.

Как и в других видах стабилизатора, основным элементом релейной модели является и блок управления на полупроводниковых элементах. Электронный блок стабилизатора выполнен в виде мощного микроконтроллера, который анализирует напряжение на входе и выходе. В результате он вырабатывает сигналы управления для силовых реле или ключей. Микроконтроллер при создании напряжения управления учитывает время срабатывания силовых реле и ключей. Это дает возможность выполнять коммутацию цепей без их разрыва. В итоге форма графика выходного напряжения становится идентичной входной форме напряжения.

Электронные стабилизаторы напряжения

Тиристорные стабилизаторы работают по принципу, который основан на автоматической коммутации разных обмоток трансформатора силовыми ключами в виде . Такой принцип похож на действие релейных приборов. Отличие релейных стабилизаторов состоит в том, что у них нет механических контактов, имеется большее количество ступеней выравнивания напряжения и высокая точность работы 2-5%.

Электронные приборы не создают шума в доме, так как отсутствуют механические реле. Их заменяют электронные ключи. Тиристорные стабилизаторы работают с большим КПД.

При практическом применении электронные модели показали себя чувствительными устройствами, на которые отрицательно влияет перегрев. Отечественные производители выпускают чаще всего именно такой вид стабилизаторов.

Самым серьезным недостатком тиристорных моделей является их высокая стоимость. Гарантийный срок работы практически всех видов стабилизаторов находится в пределах 1-3 лет, в зависимости от фирмы изготовителя.

Феррорезонансные

Их действие основывается на изменении величины индуктивности катушек, имеющих металлический сердечник, при изменении тока. Последовательно с первичной обмоткой трансформатора подключают емкость С1. Она совместно с первичной обмоткой образует резонансный контур, который настроен на частоту сети, равную 50 герц.

Величина конденсатора зависит от мощности трансформатора. При мощности трансформатора до 60 ватт, конденсатор применяют величиной до 12 мкФ. Чтобы создать значительную мощность стабилизатора, используют дроссель насыщения.

При небольшом сетевом напряжении по дросселю проходит малый ток, и индуктивность дросселя большая. Основная часть тока протекает по параллельно подключенному конденсатору. При этом суммарное сопротивление этой цепи имеет емкостный тип.

Конденсатор компенсирует некоторую часть индуктивного сопротивления катушки трансформатора. При этом ток катушки повышается. Выходное напряжение трансформатора также увеличивается. Это характерно для эффекта резонанса напряжений.

При увеличении напряжения, ток дросселя также повышается, а его индуктивность падает. Величина емкости рассчитывается так, чтобы в контуре дроссель – конденсатор наступил резонанс, при котором сопротивление этого контура было бы наибольшим, а ток, приходящий из сети питания на трансформатор – наименьшим.

При увеличении напряжения сети увеличивается сопротивление контура до момента резонанса. Это дает возможность стабилизироваться напряжению на трансформаторе при больших перепадах напряжения.

Достоинством феррорезонансных приборов является надежность и простота. Недостатком является значительная зависимость напряжения на выходе прибора от частоты тока и искажение формы напряжения. Также, стабилизаторы с насыщенными сердечниками катушек обладают большим магнитным рассеянием. Это отрицательно влияет на функционирование окружающих устройств и на человека.

Электромеханические стабилизаторы напряжения

Принцип действия такого прибора довольно простой. Щетки из графита при перепадах напряжения передвигаются по катушке трансформатора, тем самым регулируется и подстраивается выходное напряжение.

В первых образцах электромеханических стабилизаторов для передвижения щеток использовался ручной способ (переключателем). Пользователь должен был постоянно контролировать показания индикатора напряжения.

В новых моделях приборов эта функция выполняется автоматически небольшим моторчиком, который при перепадах напряжения передвигает щетку по обмотке трансформатора.

Преимуществами таких стабилизаторов является простота и надежность устройства, повышенный КПД. Из недостатков можно отметить малое быстродействие при перепадах напряжения, а также быстрый износ механических деталей. Поэтому электромеханический вид стабилизатора требует постоянного обслуживания в виде контроля и замены щеток.

Инверторные стабилизаторы напряжения

Преобразуют постоянный ток в переменный, а также выполняют обратное действие, то есть, преобразуют переменный ток в постоянный с помощью микроконтроллера и кварцевого генератора.

Из достоинств инверторных стабилизаторов можно выделить малый шум при работе прибора, компактные размеры и широкий интервал входных рабочих напряжений, который колеблется в пределах 115-290 вольт.

Недостатком инверторных образцов является высокая стоимость, в отличие от многих других видов стабилизаторов.

Линейные

Выполнены в виде делителя напряжения. Нестабильное напряжение подается на вход такого устройства, а выровненное напряжение выходит с нижнего плеча делителя. Выравнивание выполняется изменением сопротивления плеча делителя напряжения. При этом величина сопротивления поддерживается такой величины, при которой выходное напряжение прибора было в определенных пределах.

При значительном отношении величин выходного и входного напряжений линейный стабилизатор обладает пониженным КПД, так как значительная часть мощности рассеивается в тепло на элементе настройки. Поэтому регулятор напряжения обычно монтируют на теплоотводящем радиаторе для возможности рассеивания тепла.

Достоинством линейного прибора является отсутствие помех, простота конструкции и малое число деталей. Недостатком является малый КПД, большое выделение тепла.

На что необходимо обратить внимание при выборе стабилизатора

• Способ монтажа . Он бывает настенным, с горизонтальной или вертикальной установкой (для стационарных приборов). Может устанавливаться рядом с устройством, для которого он приобретается.
• Точность работы, входное и выходное напряжение . Эта характеристика зависит в основном от параметров входного напряжения. Лучше выбрать наименьший показатель точности прибора от 1 до 3%, при напряжении 220 вольт.
• Мощность стабилизатора выбирается не только мощностью подключаемого электрического устройства. К этой величине добавляется определенный резерв мощности. Для всей квартиры этот запас должен быть в пределах 30%.
• Число фаз сети питания (однофазная или трехфазная сеть).

• Быстродействие (время реакции на перепады напряжения), в миллисекундах.

• Защита стабилизатора . Дорогие образцы приборов чаще всего оснащены защитными системами, которые предохраняют стабилизатор от коротких замыканий, резких изменений напряжения и других отрицательных явлений.
• Габаритные размеры прибора и его шумность при функционировании.
• Стоимость . Профессионалы не рекомендуют покупать дешевые китайские подделки, так как не стоит экономить на качестве стабилизатора. Качественный прибор не должен стоить дешево. Лучше приобрести отечественную модель, или прибор европейского производства.
• Гарантийный срок играет большую роль при выборе любого устройства. Если прибор китайский, то вряд ли на него будет какая-то гарантия. Стабилизаторы, приобретенные в специализированных торговых точках можно за время гарантийного периода бесплатно обменять при возникновении неисправности или обнаружения брака.

Наибольшую трудность обычно вызывает при выборе прибора его мощность. Кроме активной составляющей мощности, которую расходуют бытовые устройства, некоторые из них обладают . Она появляется при наличии (если в устройстве имеется мощный электрический мотор). При его запуске ток повышается в несколько раз. Если выбрать стабилизатор без учета этой реактивной составляющей мощности, то он может не справиться с высокой нагрузкой при запуске устройства, имеющего электродвигатель.

Другим фактором, который значительно влияет на выбор стабилизатора, является коэффициент трансформации, который равен нулю, если стабилизатор функционирует в идеальных условиях. То есть, на вход поступает ровно 220 вольт, и выходит точно такая же величина к потребителю. А если стабилизатору приходится выравнивать напряжение, то мощность снижается.

Постоянство питающего напряжения обеспечивается стабилизаторами напряжения, которые выполняют свою функцию независимо от скорости изменения показателей. Эффективность приборов очевидна при изменениях силы тока и сопротивления, поэтому не только напряжение является характеристикой сети. Благодаря таким изменениям сохраняется работоспособность техники и пожарная безопасность в любом помещении. Короткое замыкание, перегревание проводов и расплавление изоляции случается из-за увеличенного сопротивления нагрузки. Вот уже на протяжении 65 лет имеются устройства для регулировки напряжения. И если ранее в повседневной жизни преобладали только ферромагнитные стабилизаторы, то в наши дни доминируют , и устройства.

В настоящее время выделяют следующие виды напряжения:

1. Релейные стабилизаторы напряжения

Бытовой и компьютерной технике, оргтехнике, производственному оборудованию необходима бесперебойная работа, которая осуществляется выравниванием сетевых параметров тока. Безупречная сохранность для пользователей от перегруженности, коротких замыканий и иных отклонений от рабочего тока гарантируется чрезвычайной точностью сохранения заданных характеристик выходного напряжения. Основным элементом релейных стабилизаторов является автоматический трансформатор, а за управление устройством отвечает электронная схема. Витки трансформатора подключаются с помощью реле в соотношении, которое нужно для обеспечения номинальных выходных параметров тока.

Число обмоток трансформатора и количество коммутационных реле определяет количество ступеней регулировки выходного напряжения. Погрешность выходного вольтажа будет больше, если число ступеней меньше. Усредненный показатель – от пяти до семи, самый большой – 9.

Релейные устройства работают по следующей схеме:

• Подача входного тока и сравнение параметров, которые требуются на выходе, осуществляется с помощью электронной схемы.
• Вычислив разницу характеристик входного и выходного напряжения, блок управления вычисляет необходимое для стабилизации число обмоток и количество их витков, которые должны быть задействованы.
• Благодаря реле осуществляется последовательное переподключение витков каждой из трансформаторных обмоток.

В итоге увеличения и уменьшения вольтажа на обмотках трансформатора на выход стабилизатора подаётся ток, параметры которого располагаются в разрешенных для нормальной работы подчинённой сети пределах.

Достоинствами релейных стабилизаторов являются миниатюрность, большой охват входных параметров тока и рабочей температуры. Практически бесшумная работа и невосприимчивость к частотным изменениям входного тока, жизнеспособность и сравнительно низкая цена являются отличительными чертами данного вида стабилизаторов.

К недостаткам стоит отнести сокращение скорости реакции стабилизатора при увеличении точности выравнивания параметров тока. Также следует отметить достаточно скорый износ релейных коммутаторов под влиянием механических и импульсных токовых нагрузок.

2. Электромеханические стабилизаторы напряжения

Главным элементом является трансформатор с отводами. 2-ая составляющая электромеханического стабилизатора – механизм с ползунком. Принцип работы следующий - при сниженном входном напряжении сети ползунок начинает движение по отводам. Движение прекращается, когда на выходе получается стандартное значение. Если оно превышено, он перемещается в обратную сторону. Щетки из графита, поддерживающие выходное напряжение с высочайшей точностью (около 2%), выполняют функцию ползунка-токосъемника, регулировка которого производится плавно. Такая регулировка является главным преимуществом, а если использовать две графитовые щетки, то устройство корректирует напряжение быстрее, т. к. повышается площадь контакта.

Существуют модели (свыше 30кВт), которые снабжаются еще одним трансформатором. Такие модели способны выдерживать высокие перегрузки, несмотря на присутствие движущихся частей.

Существенное упрощение расчета при выборе такого оборудования осуществляется суммой полученной средней его мощности с ее четвертью. Благодаря вышеуказанному сложению обозначается характеристика будущего стабилизатора. Соответственно, при покупке за меньшую стоимость допускается использовать наименьший запас по мощности стабилизатора. Явным техническим преимуществом является отсутствие внесения изменений в сеть по причине невосприимчивости к данному событию. А это очень актуально для медицинских и измерительных приборов, аудиоаппаратуры.

Среди отрицательных характеристик следует выделить износ движущихся частей. В процессе эксплуатации за такими деталями нужен уход, регулировка и замена. Также следует отметить незначительное запаздывание в реакции на изменения показателей сети. Габариты и большой вес являются показателями довольно мощных устройств, которые весьма требовательны к условиям эксплуатации, такие как, температура воздуха в помещении, где находится стабилизатор. Температурный диапазон от -5 до +40 Цельсия.

Ниже указаны диапазоны характеристик электромеханических стабилизаторов разных изготовителей:

3. Электронные стабилизаторы напряжения

Приборы данного типа осуществляют входное напряжение ступенчато, их еще называют дискретными. В основе находится автотрансформатор. Вторая составляющая электронных стабилизаторов – реле или полупроводники в виде тиристоров и симисторов. Принцип работы заключается в следующем: каждая обмотка трансформатора добавляет на выходе соответствующее напряжение. Определенная обмотка включается регулировкой входного напряжения реле или электронных ключей. Точность у разных приборов колеблется от 2 до 10%. Причиной таких колебаний кроется в ступенчатом регулировании. Величина колебаний напрямую зависит от количества обмоток.

Допустим, каждая прибавляет по 17,6 В (точность стабилизатора 8%) при входном напряжении 195 Вт переключаются две обмотки и на выходе получится 230,2 Вт. Данный стабилизатор осуществляет регулировку быстро, но с небольшой погрешностью. Если указано 2%, то мы получим на выходе 221,4 Вт. Но, обмоток уже получается 6, и поэтому регулировка в этом случае происходит дольше.

К тому же стоимость системы повышается за счет большого количества электронных ключей, при этом об увеличении надежности не может быть и речи.

Необходимо понимать, для какого устройства допустима погрешность. Для холодильников, плит, и других приборов с электродвигателем или нагревательным элементом, десятипроцентное отклонение входящего напряжения не отражается на стабильном рабочем режиме. В случае, когда требуется защитить кинотеатр или компьютер, необходимо остановить свой выбор на более точном устройстве.

Благодаря наличию цифрового управления, все соответствующие элементы располагаются на одной микросхеме. Следовательно, происходит уменьшение веса и габаритов прибора. Входное и выходное напряжение отображается на дисплее.

Самый главный плюс – отсутствие механического износа, т.к движущихся деталей нет. От качества тиристоров или симисторов зависит долговечность. Некоторые модели устойчивы к температурам от минус двадцати и ниже.

Явным минусом является чувствительность к коротким замыканиям или большим нагрузкам, которые могут вывести из строя электронные ключи. Поэтому следует выбирать электронный стабилизатор с хорошим запасом мощности.

Стабилизаторы используют в , . используются при напряжении 220В. Мощность таких стабилизаторов от 0,5 до 30 кВт, что позволяет защитить один прибор или всю технику в доме. В сети 380 В возможны сочетания из (3-30 кВт и выше) и однофазных стабилизаторов. Такие устройства представляют собой 3 однофазных стабилизатора, которые могут быть расположены под одним корпусом. Техническое решение модели более 100 кВт представляет собой три трансформатора на одном сердечнике. Устройства рассчитаны для защиты отдельных единиц техники, а так же они могут располагаться в загородных домах, офисах, на предприятиях для защиты всей сети.