Стабилизатор напряжения, что это и как выбрать?

В условиях современной урбанизации, несовершенства эклектрических сетей и сильных перепадов напряжения стабилизаторы просто незаменимы.

Основной функцией приборов является экономия средств потребителей электроэнергии, защита электронной техники от губительного перепада напряжения и вывода ее из строя, обеспечение стабильной работы приборов, которые питаются электричеством от сети.

Стабилизатор напряжения — это специальное устройство, предназначенное для поддержания перманентного значения электрического напряжения или силы тока независимо от нагрузки сети (в определенных пределах).

Как работает стабилизатор напряжения простыми словами? Он выравнивает напряжение, которое получил на входе к оптимальному показателю в 220 В на выходе.

Для чего нужен стабилизатор напряжения

Основная задача этих приборов – обеспечить безопасность работы техники, которая подключена и питается электричеством из сети.

Стабилизатор обеспечивает безопасность только в определенных пределах колебаний напряжения.

В том случае, если в сети напряжение выйдет за рамки работоспособности стабилизатора, прибор автоматически обесточит питаемые электроприборы. В условиях сильных перепадов напряжения стабилизаторы просто незаменимы.

Типы стабилизаторов напряжения и как работает стабилизатор напряжения

Стабилизаторы напряжения бывают:
• релейными;
• симисторными;
• сервоприводными (электромеханическими);
• феррорезонансными.

Каждый из вышеперечисленных видов имеет свои особенности

Релейный тип стабилизатора

На выбор мощностей стабилизатора влияет минимальный показатель напряжения сети. Например, если напряжение на входе составляет 190 В, то стабилизатор обеспечит вольтодобавку в 30 В, тем самым на выходе получится оптимальное напряжение в 220 В.

Приборы такого типа имеют простую конструкцию, состоящую из трансформатора и силового реле.

Та или иная имеющаяся обмотка автотрансформатора включается в зависимости от силы напряжения на входе прибора. Обмотки, в свою очередь, переключаются с помощью реле, и происходит постепенная ступенчатая стабилизация.

Контроллер или процессор осуществляет управление реле. У стабилизаторов такого типа бывают различное количество ступеней, как правило, от 5 до 7.

Нужное количество ступеней необходимо для точного поддержания напряжения на выходе.

Преимущества

• Простая конструкция;
• Доступная цена;
• Не нуждается в точной регулировке;
• Возможность работы в «заниженной сети» с показателями от 90 Вольт.

Недостатки

• Быстрый износ деталей прибора;
• Неравномерная стабилизация при переходе на следующую ступень. Например, если к стабилизатору подключить лампочку, то будет наглядно заметно изменение ее яркости, а в динамиках при переключении будут прослушиваться щелчки;
• Вероятны большие амплитуды колебания (всплески) напряжения, которые могут доходить до 1000 В или провалы в питании нагрузки при переключении обмоток автотрансформатора;
• Стабилизаторы такого типа не подходят для приборов очень требовательных к точности напряжения тока. Конструкцией прибора допустимы отклонения до +/- 8%. Т.е. напряжение может быть от 203 до 237 В.
• Шумные. При переключении ступеней стабилизаторы издают характерный щелчок, и чем больше мощность стабилизатора, тем больше реле и, соответственно, громче звук щелчка.

Семисторный стабилизатор

Принцип работы похож с релейным, но в данном типе реле заменено на семисторы – силовые коммутирующие элементы, которые не имеют в составе механических узлов. Управление происходит только при помощи процессора.

Преимущества

• Скорость реакции элементов достаточно высока;
• Исключение образование искр и нагара при работе (благодаря отсутствию контактов);
• Практически бесшумные в работе;
• Работают с больших диапазонах – от 90 В до 300 В;
• Возможность выбора точности напряжения в коридоре от 2 до 8%.

Недостатки

• Неравномерная стабилизация при переходе на следующую ступень;
• Большие амплитуды колебаний напряжения;
• Восприимчивы к пусковым токам и перегрузам;
• Сильно греются;
• Сложное управление, вероятность ошибок или «слета» ПО;
• Дорогостоящие.

Сервоприводный стабилизатор

Или электромеханический. Такой тип стабилизаторов является самым распространенным.

Сервопривод приводит в движение щетку подачи тока, которая принимает то или иное положение в зависимости от входящего напряжения, изменяет коэффициент трансформации и на выходе выдает оптимальное значение напряжения.

Схема работы стабилизатора основана на принципе очередности, т.е. сначала происходит замыкание на последующей контактной площадки, и только затем отсоединение щетки от предыдущей.

Цепь выхода перманентна и постоянно находится в соединении. Именно эта конструкция позволяет обходить недостатки вышерассмотренных типов стабилизаторов.

Преимущества

• 2-3% точность выходного напряжения;
• Устойчив к перегрузкам;
• Отсутствие всплесков и чрезмерных нагрузок;
• Малошумные;
• Надежны, т.к. не имеют процессорного управления.

Недостатки

• Скорость реакции релейного стабилизатора превосходит данный;
• Быстрый износ механических узлов в суровых условиях эксплуатации;
• Дорогие;

Феррорезонансный стабилизатор

Обеспечивает непрерывную регулировку напряжения на выходе лишь в определенном диапазоне нагрузки. Работа основана на принципе трансформатор-конденсатор.

На сегодняшний день это самый несовершенный тип трансформатора с рядом нерешенных проблем с технической точки зрения. Использование ограничено.

Достоинства

• Быстродействие;
• Надежность;
• Высокий рабочий ресурс;
• Стабилизация высокой точности.

Недостатки

• Небольшой диапазон регулировки;
• Синусоидальное искажение;
• Не работает при перегрузах и в режиме «холостого хода»;
• Тяжелые.

Как подобрать стабилизатор напряжения

Когда возникла реальная необходимость в выборе стабилизатора необходимо учесть не только основные характеристики прибора, но и проанализировать условия, в которых стабилизатор будет функционировать.

Для того, что бы ответить на вопрос как правильно выбрать стабилизатор напряжения необходимо определиться с некоторыми важными критериями.

Основные критерии выбора стабилизатора для дома:

• Скорость реакции на изменения напряжения на входе стабилизатора;
• Цена;
• Срок эксплуатации;
• Вероятность изменения или регулировки напряжения на входе.

Как выбрать стабилизатор напряжения

Рассмотрев техническую сторону вопроса можно сделать вывод, что релейные стабилизаторы самые выгодные по цене и оптимальные в работе с сетью с резкими перепадами напряжения.

Обоснованный выбор в пользу семисторного стабилизатора можно сделать в случае крайне жестких условий эксплуатации прибора. Например, если диапазон входящего напряжения колеблется от 140 до 260 В.

Сервоприводные стабилизаторы дают плавную регулировку напряжения, практически безшумны, надежны и стабильны. На сегодняшний день сервоприводный стабилизатор – выбор №1 на рынке.

Феррорезонансный стабилизатор довольно ограничен в сфере применения из-за большого количества технических несовершенств и возникающих вытекающих проблем.

Как рассчитать стабилизатор напряжения для дома

Для правильного выбора мощности стабилизатора нужно подсчитать сумму мощностей всех имеющихся электронных приборов и других потребителей электроэнергии, которые одновременно подключены к сети.

Очень важно учесть особенность электродвигателей, пусковые токи которых гораздо выше номинального значения.

При выборе стабилизатора необходимо учесть имеющиеся нюансы приборов и завысить минимум в 3 и максимум в 5 раз номинальную мощность таких потребителей как компрессоры, наносы и асинхронные двигатели.

Информацию о мощности каждого прибора можно взять из инструкции либо посмотреть на самом приборе. Чтобы определиться с вопросом, какой выбрать стабилизатор напряжения для частного дома необходимо так же учесть тип нагрузки (активная или реактивная).

При активной нагрузке потребляемая энергия преобразуется в другие виды, будь то тепловая или световая. Это лампы, утюги, обогреватели и т.д.

Им достаточно мощности стабилизатора по номенклатуре. Т.е. потребляет лампа 1 кВт, то и трансформатор выбираем мощностью в 1 кВт.

Реактивная нагрузка обусловлена всеми приборами снабженными электродвигателями – почти вся бытовая и электронная техника. Полная мощность исчисляется показателями ВА (вольт-ампер), а активная в Вт (ваттах).

При выборе стабилизатора для частного дома необходимо брать запас мощности около 20%. Такой запас не только разгрузит работу стабилизатора, создаст резерв, но и увеличит срок эксплуатации.

Какие стабилизаторы напряжения лучше электромеханические или релейные

Каждый из рассмотренных типов приборов для стабилизации напряжения имеет свои преимущества и недостатки.

Сегодня для дома активно используют стабилизаторы типов: релейные, сервомоторные и семисторные или электромеханические. Если описать все приборы в двух словах, то:

Релейный тип – «дешево и сердито». Самые быстрые, но имеют ряд недостатков, среди которых быстрый износ.

Сервомоторные – работаю плавно и точно, но имеют загвоздку в скорости реагирования на изменения.

Электромеханические – надежные, быстрые, обладают завидной точностью работы, тихие.

У стабилизаторов этого типа есть только один недостаток – цена, но она с лихвой оправдывает получаемое качество изделия. «За качество невозможно переплатить».

Также далее на видео вы можете ознакомиться с полезной информацией о том, что такое стабилизатор напряжения.