Що таке стабілізатори напруги і яку функцію виконують? Їх види, характеристики та інструкція по установці

Розглянуто різні типи стабілізаторів напруги побутової мережі з акцентами на достоїнства і недоліки. Дано поради щодо вибору.

Більше кількість апаратури, використовуваної в побуті та промисловості, висувають високі вимоги до якості подається енергії. Головний параметр напруги харчування – величина. Відхилення параметра за допустимі межі призводить до виходу апаратури з ладу або неправильної роботи. Існує спеціальний клас пристроїв, призначених для приведення параметрів мережі до допустимих меж.

Що таке стабілізатор напруги

Основне призначення – підтримка значення вихідної напруги в заданих межах незалежно від величини вхідного і струму навантаження. Зрозуміло, що подібний пристрій працездатний при певних межах зміни напруги живлення і потужності споживачів. Розширення допустимого діапазону ускладнює конструкцію і збільшує вартість.

Конструктивні особливості

Стабілізатори постійного струму реалізуються просто. Головна проблема полягає при стабілізації напруги змінного струму. Оскільки більшість елементів радіоелектроніки розраховане для роботи в ланцюгах постійного струму, для змінного розроблені спеціальні схемотехнічні рішення.

Як вчинити – поставити один стабілізатор на всіх споживачів, або на кожен окремо?

При нестабільності напруги живлення або при наявності апаратури з особливими вимогами, постає необхідність у використанні пристроїв стабілізації.

Найкращий варіант, з точки зору технічної ефективності – установка приладу на вводі мережі живлення. Таким чином, при підключенні споживачів на будь-якій ділянці, питання про стабільність не піднімається.

При наявності великої кількості споживачів зростають вимоги по допустимої потужності навантаження, тому тут має сенс установка стабілізаторів на окремі, особливо вимогливі ланцюга.

Високотехнологічна апаратура відрізняється чутливістю до стабільності мережі живлення, тому в даних ланцюгах стабілізатори найбільш доречні.

Кола освітлення, опалення чи інші, де в більшості присутні споживачі активної потужності, не настільки категоричні до якості напруги живлення.

Які типи стабілізаторів підходять для будинку

Для кваіри придатний стабілізатор будь-якого типу. Побутові споживачі характеризуються високими значеннями споживаної потужності, відповідно, стабілізатор повинен мати необхідний запас. Також не останню роль грає вартість.

Які краще використовувати в офісі

Офісна техніка відрізняється підвищеними вимогами до надійності і стабільності харчування. Оргтехніка чутлива до перепадів напруги, тому, з огляду на не надто високу споживану потужність пристроїв, найкращим вибором буде використання інверторного стабілізатора.

Який вибрати побутовий стабілізатор – трифазний 380В або однофазний 220В (сімісторний або тиристорний)?

При наявності трифазного харчування потрібна установка відповідного приладу. Складність стабілізації одночасно трьох фаз обмежує тип функціонального виконання. Дані пристрої засновані на релейному або тиристорному перемиканні обмоток трансформатора. Суперечка про те, який краще, тиристорний або сімісторний, безглуздий, оскільки симистор різновид тиристора і в роботі між ними немає абсолютно ніякої різниці.

Різновиди стабілізаторів напруги

На ринку різноманітність технічних рішень для стабілізації напруги. Різниця полягає в принципах регулювання, точності і швидкодії. Кожен може підібрати прилад під свої вимоги.

Електромеханічні стабілізатори напруги

У електромагнітних приладів в основі регульований автотрансформатор, виконаний на тороїдальним сердечнику. Верхня частина проводу обмотки очищена від ізоляції. Пересуваючи повзунок з електродами по очищеної частини обмотки отримують різний коефіцієнт трансформації. Для переміщення повзунка використовується сервопривід на основі крокового двигуна.

Електронна схема управління вимірює вихідні параметри і подає команди на сервопривід.

Електромеханічні відрізняються точністю регулювання. Вихідна напруга відповідає вимогам нормативів.

Недоліком є ​​низька швидкість регулювання. При великих відхиленнях вхідної напруги швидкість стабілізації займає кілька секунд.

Електронні стабілізатори напруги

Електронні також використовують автотрансформатор. Регулювання вихідної напруги здійснюється комутацією частини обмоток. Для комутації застосовуються реле або тиристори, керовані електронною схемою.

Швидкість перемикання буває дуже високою і обмежується тільки швидкістю перемикання реле або тиристорів, складаючи одиниці і частки мілісекунд.

Недолік – ступінчаста регулювання вихідної напруги. Поширена величина «сходинки» 5В. Зниження даної величини пов'язано з різким ускладненням конструкції.

При роботі з потужною навантаженням можливо обгорання контактів реле, що іноді призводить до аварійного відключення пристрою через різке виходу параметрів напруги за допустимі значення.

Феромагнітні стабілізатори напруги

Дані пристрої також відрізняються швидкодією, з простою конструкцією. Зараз ферорезонансні стабілізатори не використовуються, через багатьох мінусів:

• спотворення вихідного сигналу;
• сильні електромагнітні перешкоди;
• обмежений діапазон вхідної напруги.

інверторний

Інверторні пристрої часто називають стабілізаторами з подвійним перетворенням. Це пов'язано з особливостями конструкції. Складаються з наступних блоків:

• випрямляч;
• фільтр;
• транзисторні ключі;
• вихідний трансформатор;
• блок керування.

Оскільки для перетворення використовується випрямлена напруга, то імпульсні пристрої відрізняються широким діапазоном стабілізації, швидкодією і точністю установки вихідних параметрів.

комбінований

Комбіновані, гібридні прилади, застосовуються при великих відхиленнях вхідного діапазону. Основою є електромеханічний стабілізатор, а релейний частина здійснює додаткову комутацію обмоток автотрансформатора.

Як підібрати обладнання: ключові характеристики

Головними параметрами при виборі стабілізатора є допустимий діапазон вхідної напруги і потужність обладнання, що підключається. Іноді потрібно звертати увагу на точність установки вихідних значень, швидкість регулювання.

Існує три види:

• однофазний струм;
• двофазний струм;
• трифазний струм.

Для стабілізації напруги в багатофазних мережах потрібне використання спеціалізованих пристроїв.

Потужність стабілізатора повинна відповідати потужності підключеного навантаження. Пристрій, що працює на граничному навантаженні вийде з ладу, а більш потужне з низьким навантаженням працюватиме надійно, маючи при цьому, низький ККД.

активне навантаження

Нагрівальні прилади, лампи розжарювання характеризуються споживанням активної потужності, яка при розрахунках повністю відповідає повній потужності. Подібні прилади виробляють тепло і світло. Вони не містять індуктивності і ємності. Активне навантаження перетворює електроенергію у світ і тепло.

реактивна навантаження

Містить ємність і індуктивність:

• електродвигун;
• порохотяг;
• кухонний комбайн;
• побутовий інструмент.

Тобто, всі пристрої, які містять електродвигуни. При розрахунку вимагає застосування коефіцієнта.Так як іпотребляемая потужність буде більше, ніж при реактивної навантаженні.

запас потужності

При виборі потужності керуються тим, що нормальна робота забезпечується при наявності запасу, не менше 30%. Тобто, якщо потужність навантаження складає 3500 Вт, то потужність стабілізатора не менше 5000 Вт.

Діапазон стабилизируемого напруги

Кожен пристрій зберігає працездатність тільки у вузькому діапазоні напруги. Допустимий діапазон різниться в залежності від типу використовуваного стабілізатора. Наприклад, у електромеханічних 180 – 240 В, а у інверторних 110 – 250 В.

Вихід напруги за вказані межі викликає спрацьовування захисту і відключення пристрою.

точність стабілізації

Точність стабілізації – це здатність приладу підтримувати вихідна напруга в заданих параметрах. Найкращою точністю відрізняються електромеханічні і інверторні стабілізатори.

Релейні або тиристорні мають ступінчастий характер зміни вихідної напруги в межах 5В. Така зміна помітно при використанні деяких типів освітлювальних приладів і виражається в скачках яскравості.

спосіб установки

Залежно від вимог і потужності, стабілізатори встановлюю декількома способами:

• на всю мережу;
• на окремі групи приладів;
• на кожен споживач.

Часто буває так, що кілька малопотужних стабілізаторів по вартості виявляються вигіднішими одного потужного. До цього додається ще й збільшення надійності.

Наявність інформаційного дисплея

Інформаційний дисплей на панелі приладу – необхідний функціональний елемент, що дозволяє візуально контролювати стан параметрів мережі. На ньому буде видно:

• входить і виходить напруга;
• навантаження;
• попередження;
• перевантаження;
• перегрів.

Виробник

Апаратура провідних виробників надійна, але і, відповідно, дорога. Багато, бажаючи заощадити, купують продукцію невідомих виробників за мінімальною вартістю, хоча такий вибір відрізняється вкрай низькою гарантією справної роботи. І навіть сам може бути причиною, наприклад – пожежі.

Додаткові функції і опції

Часто пристрої оснащуються додатковими функціями. Вони підвищують надійність і зручність експлуатації.

Вольтметр і амперметр

Вольтметр – необхідна додатковий пристрій. За свідченнями вольтметра судять про стан вхідного і вихідного напруг.

Рідше зустрічається амперметр. При його наявності контролюється поточний струм навантаження.

Можливість перемикання затримки появи напруги на виході

Витримка часу на подачу вихідного напруги підвищує надійність роботи, оскільки аварійні скачки напруги, що викликають спрацьовування захисту, часто бувають багаторазовими на протязі короткого проміжку часу.

Такі скачки можна спостерігати під час вітру або грози.

Режим «Байпас»

Режим «Байпас» або «Обхід» служить для тимчасового виключення стабілізатора з ланцюга. В такому випадку вхідна напруга мережі надходить безпосередньо на вихід, минаючи ланцюга стабілізації.

Вентилятор примусового охолодження

Пристрої підвищеної потужності містять в конструкції елементи, які нагріваються під час роботи. У тиристорних пристроях це тиристори, в інверторних – елементи вхідного випрямляча і вихідні ключі. Також нагріваються обмотки трансформатора.

З метою відведення зайвого тепла, стабілізатори комплектуються вентиляторами обдуву, які створюють потік повітря всередині корпусу пристрою.

Особливості установки і підключення

Стабілізатори підключають до мережі живлення в розрив лінії. При використанні пристрою для стабілізації мережі, його встановлюють після електролічильника, а вихід стабілізатора підключають до автоматів захисту.

Коли стабілізатори встановлюють на кілька ланцюгів, то ставлять вже після автоматів захисту відповідних ланцюгів.

Можна встановлювати стабілізатори безпосередньо біля споживачів.

Поширені помилки покупців

Поширеною помилкою при виборі є неправильне визначення потужності. Часто зустрічаються ситуації, коли встановлюється пристрій не в змозі витримувати струм навантаження.

Пристрої недобросовісних виробників в технічних характеристиках мають завищені показники потужності з метою збільшення попиту. Вибір пристрою, установка, виконуються фахівцями, що мають необхідну кваліфікацію.