Типы стабилизаторов напряжения по принципу работы

Принцип работы релейного стабилизатора напряжения, тиристорного и латерного

В статье рассказывается о том, как устройство стабилизатора напряжения влияет на его работу, обсуждаются виды стабилизаторов напряжения по типу и характеристикам, приводятся несколько примеров, относительно рекламных трюков производителей, а так же приводится принцип работы стабилизатора напряжения любого типа.

Из представленных на Российском рынке лучших стабилизаторов напряжения, можно выделить четыре основные группы по принципу действия, такой вот, своеобразный рейтинг стабилизаторов напряжения:

Типы стабилизаторов напряжения

Учимся выбирать лучшие стабилизаторы напряжения, учитывая целый ряд характеристик.

выбор стабилизатора напряжения

Магазины электроники наперебой предлагают защитные стабилизаторы для дома разных видов. Выбрать лучший стабилизатор напряжения, среди такого количества, довольно затруднительная задача, но возможная. Лучшим будет тот, который решит проблемы Вашей сети, будет надежным и долговечным.

Топ стабилизаторов напряжения по многим параметрам возглавляют Отечественные марки защитных устройств.

Рейтинг стабилизаторов напряжения для дома включает модели тиристорых устройств, латерных (электромехагических) и релейных. Можно с уверенностью сказать, что стабилизаторы напряжения российского производства с ключами на мощных, современных, электронных реле и контакторах по комплексу параметров являются лучшими. По "живучести", вне конкуренции. Тест стабилизаторов напряжения, выявляет слабые и сильные стороны схемотехники каждой модели.

Чтобы, понять какой вид стабилизаторов достоин внимания, рассмотрим из чего состоит любой из них.

Устройство стабилизатора напряжения

• Автотрансформатор
• Электронная управляющая схема
• Замыкающие ключи - реле, тиристоры (симисторы), латр

Хорошее знание устройства прибора подскажет, какой стабилизатор напряжения лучше из тех, что предлагают в магазине.

Автотрансформаторы устанавливают медного типа и алюминиевого. В дешевых стабилизаторах ставят алюминиевые, в качественных медные.

Электронная управляющая схема у стабилизаторов различных торговых марок индивидуальная, у некоторых уникальная. Из-за управляющей схемы, регуляторы, относящиеся к одному типу, например, релейные стабилизаторы разных производителей, выполняют свои функции НЕ ОДИНАКОВО. Качественно отличаются друг от друга.

Принципиальная схема стабилизатора напряжения определяет алгоритм замыкания ключей и вносит довольно существенные различия в работе между двумя идентичными по типу стабилизаторами от разных производителей.

Замыкающие ключи определяют тип стабилизатора по способу коммутации.

По быстродействию стабилизаторы напряжения подразделяются на электронные и электромеханические.

Скорость срабатывания электронных стабилизаторов напряжения составляет 10-20 м.с. к ним относятся тиристорные модели и современные релейные. Электронный стабилизатор напряжения предпочтительнее электромеханического типа.

К электромеханическим стабилизаторам относятся модели латерного типа, скорость срабатывания замыкающих ключей у которых, может достигать 50 м.с.

Обзор стабилизаторов напряжения

Самые востребованные типы стабилизаторов напряжения ступенчатого и плавного регулирования с ключами на тиристорах (симисторах), реле и латерах.

Обзор феррорезонансных стабилизаторов напряжения

Один из самых старых типов стабилизаторов, был в Советском Союзе у наших дедушек и бабушек.

В настоящее время применятся редко из-за целого ряда существенных недостатков.

Недостатки:

• Высокая шумность
• Узкий диапазон входного напряжения (176-256В;)
• Искажение синусоидальности выходного напряжения
• Выдает большие помехи в сеть
• Большие габариты
• Ограничения по нагрузочной способности (недопустимость работы на холостом ходу и нагрузках менее 20%)
• Недопустимость перегрузки
• Ограничения по COS (F) нагрузки;

Преимущества:

Обзор латерных стабилизаторов напряжения

Сервоприводные (латерные) стабилизаторы напряжения с плавным регулированием (высокой точности, те самые 3-1 %), для коммутации используют латер. Приборы в основном изготавливаются на основе автотрансформаторов с серводвигателями - латр.

Преимущества:

• Широкий диапазон;

Латерный тип - самые дешевые стабилизаторы напряжения. На Российском рынке в большом кол-ве представлены модели Китайского, Тайваньского, Отечественного производства.

Недостатки:

• В режиме стабилизации теряет мощность
• Характеризутся низкой нагрузочной способностью, в паспорте любого из этих стабилизаторов, найдете шкалу, где указано, что в режиме стабилизации теряют 50% мощности.
• Фактически, покупая латрный стабилизатор напряжения мощностью в 5 квт, получаете только 2,5 квт.
• Большие ограничения по скорости регулирования - очень медленные
• Недолговечные. Выходит из строя моторчик. Токосъемное колесо - слабое место. Качество латерных стабилизаторов оставляет желать лучшего.
• Требуется регулярное обслуживание
• Высокая шумность
• Не выносят перегрузок. Горят часто и ломаются
• Большая масса
• ольшие габариты
• Ненадежные
• Опасные

Обзор релейных стабилизаторов напряжения

Принцип работы релейного стабилизатора напряжения основывается на использовании высококачественных надежных реле и контакторах. Реле и контакторы - это самые популярные компоненты любой техники от бытовой до промышленной. Почему так? Да потому что они недороги по себестоимости, недороги в ремонте, ОЧЕНЬ надежны и долговечны, если спроектированы правильно и произведены не кустарно, а промышленно. Релейные стабилизаторы напряжения самые массовые и популярные. Цена за изделие вполне приемлемая, а ремонт весьма недорог. Они надежнее и долговечнее из представленных типов, и выпускаются дольше всех. Фавориты по соотношению качества, функциональных возможностей и цены.

Преимущества:

• Характеризуются малым временем регулирования 10-20 м.с.
• Не создают никаких искажений синусоиды и не излучают радиопомех, не дает "шумов" в сеть
• Релейные структуры, изначально, ничего не искажают и не вносят радиопомех, идеальный коммутационный ключ .
• Реле отлично справляются с перегрузками, недаром вся авиационная и машиностроительная техника работает на реле и контакторах, а не на тиристорах. Реле - "рабочая лошадь всего автопрома". Если реле качественные, спроектированы и расчитаны правильно, вы не станете частым посетителем гарантийной мастерской.
• Стабилизаторы напряжения для дома релейного типа целесообразно использовать для 98% техники, включая элитную аудио-видео технику, опять же, по причине, отсутсвия каких - либо искажений.
• Релейные стабилизаторы - имеют самые компактные размеры среди других типов, так как реле не нуждаются в охлаждении, радиаторы и вентилляторы не применяется, поэтому габариты умеренные.
• Небольшой вес, в сравнении среди други видов
• Увеличенный ресурс работы
• Диапазон может быть любой
• Работают при минусовой температуре

Недостатки:

Недостатков, как таковых нет.

Но, качество релейного стабилизатора напряжения сильно зависит от надежности реле.

Рабочие характеристики, так же, очень сильно зависят от микропроцессора схемы, который управляет замыканием и размыканием реле, устанавливает алгоритм работы всего устройства.

В общем, все зависит от "мозгов" стабилизатора.

У всех производителей электрические управляющие схемы разные.

Два релейных стабилзатора от разных производителей работают НЕ одинаково.

Правильно спроектированный релейный стабилизатор напряжения, много лет не доставит ни забот ни хлопот.

Стабилизаторы «Норма М» имеют безобрывную коммутацию, т.е. переключение обмотки происходит без обрыва фазы. Проверяется элементарно мультиметром (вольтметром) в момент переключения ступени просадки напряжения до нуля нет, обрыва фазы нет. Из отечественных компаний с такой характеристикой мы ЕДИНСТВЕННЫЕ. Для техники любой бытовой и профессиональной, безобрывная коммутация большой плюс.

Обзор тиристорных стабилизаторов напряжения

Тиристорные стабилизаторы напряжения, свое распространение получили сравнительно недавно, как только обнаружилось, что на этих элементах проще всего делается любая точность.

Производят тиристорные стабилизаторы напряжения многие предприятия, как зарубежные, так и Отечественные из-за простоты, быстроты сборки и настройки, не афишируя, однако, крупных недостатков в их принципе действия. Для тех, кто не знает или путает, симисторы - это вид тиристоров с симметричной структурой прибора.

Преимущества:

• Характеризуются малым временем регулирования
• В режиме стабилизации мощность не теряют. Четко выдерживают паспортные характеристики, т.е. в момент стабилизации выдерживают в точности только то, что написано в паспорте
• Высокая точность регулирования. Производители добиваются этого большим количеством переключающих ступеней

Сомнительный плюс высокой точности регулирования и средства ее достижения уже обсуждались не раз.

Плюс сомнительный потому, что на самом деле, аппаратуре абсолютно все равно будет ли в сети ± 3%, ± 7% или ± 10%, а, тем более, ±0,5%.

Нормальным напряжением бытовой сети считается Гостовский диапазон 220в ± 10%. Любые значения в диапазоне между 198 вольт - 244 вольт - ЭТО АБСОЛЮТНО НОРМАЛЬНО. 98% электробытовых устройств стабильно и без сбоев работает в этом диапазоне. Очень редко попадаются изделия, требующие более точную стабилизацию, чем ГОСТ. На моей памяти есть котел какой - то, название не помню. Но если вы, по загадочной причине, мечтаете иметь именно этот котел, тогда придется раскошелится на высокоточный стабилизатор-). Проще котел выбрать другой.

Корректная работа бытовой техники рассчитана на напряжение ГОСТ 220 ± 10%. Дорогие покупатели, не забивайте себе голову точностью регулирования. Она только на Ваш кошелек влияет, а на работу техники НЕТ.

Когда выяснилось, что на тиристорах можно делать любую точность, тогда и случился бум тиристорных стабилизаторов. Производители продают тиристорные модели гораздо дороже, придумывая небылицы, что высокая точность жутко необходима для Вашей аппаратуры. В принципе, больше, ничем таким выдающимся тиристорные стабилизаторы не обладают. Стоят дорого, ремонт дорогой, размеры огромные, шумные из-за активного охлаждения, боятся перегрузок любого типа, сильно греются.

Фактор точности регулирования напряжения влияет только на тесты в лабораторных условиях, на технику, у которой в паспорте написано требование высокой точности стабилизации сети (некоторые медицинские приборы и измерительная аппаратура лабораторного типа). В бытовом применении высокая точность, просто, не нужна, ей нет применения.

В общем - это просто психологический фактор, раскрученный рекламный трюк "чем точнее, тем лучше", который позволяет продавать изделия дороже.

Что касается точности, тут есть еще один подводный камень, о который можно и запнуться.

Человек не посвященный в основы принципиальной схемы стабилизаторов не знает, что точность достигается за счет большого количества переключающих ступеней. Да, тиристоры позволяют сделать большое количество ступеней и много шагов, но, что кроется за этими шагами? Многие удивляются, что, купив дорогущий тиристорный стабилизатор, в итоге, получили интересный, раздражающий эффект и замучились наблюдать моргание лампочек. Кроме лампочек, другая техника, чувствительная к обрыву фазы, дает сбой в работе, уходит в "перезагруз" (медицинская аппаратура, инкубаторы и т.д.).

Каждая ступень - обрыв фазы. И, что бы там не писали в рекламных статьях производители тиристорных стабилизаторов, просто, возьмите мультиметр и в момент переключения ступеней Вы сами зафиксируете отсутствие напряжения на своем приборе.

Если ступеней будет слишком много, их работа значительно замедляется.

Недостатки:

Большое количество регулирующих ступеней.

Каждая ступень - это обрыв фазы. Чем больше ступеней, тем больше провалов.

Каждая ступень - всплеск, скачек, "шум" в сеть. Чем больше ступеней, тем больше помех.

Моргание лампочек происходит по той же причине - большое количество повышающих ступеней.

Дорогая чувствительная аппаратура, особенно аудио-видео техника работает с помехами. Элитный аудио центр работает, как самый простой музыкаьный центр. Искажается звук. В целом срок службы бытовой техники сокращается.

Надо покупать с большим запасом по мощности, что чревато ценой.

Не выдерживают перегрузок по току и по напряжению, даже кратковременных.

По нижнему порогу отключаются.

Тиристорный стабилизатор всегда отключает нагрузку, когда перегрузки выходят за пределы рабочих характеристик в паспорте, так устроена электрическая схема, чтобы защитить нежные элементы, боящиеся перегрузок.

Например, напряжение опустилось ниже рабочего входного напряжения, стабилизатор тиристорного типа отключит всю бытовую технику. У многих напряжение частенько, кратковременно опускается ниже нижнего порога и каждый раз он будет дергать технику включением-выключением.

Вам это надо!? Вашей бытовой электронике это, точно, не надо. При включении-выключении происходят дополнительные провалы напряжения - это крайне не желательно, срок службы бытовых устройств, при таком режиме, значительно сокращается.

Тиристорные стабилизаторы отключаются не для того, чтобы сберечь электротехнику, а прежде всего, чтобы сам стабилизатор не вышел из строя. Для тиристоров и симисторов режим перегрузок вреден. Если допускать к ним перегрузки, то эти элементы быстро "горят".

Для Вашей техники было бы на много лучше, еслиб он не отключался, спасая себя самого.

Стабилизаторы «Норма М» допускают просадку напряжения ниже паспортных характеристик, не дергают аппаратуру вкл-откл.

Выходное напряжение сильно искажено у таких стабилизаторов.

Это связано прежде всего с особенностью работы самих тиристоров, симисторов.

Они излучают очень большой уровень радиопомех и по этим причинам не целесообразно запитывать от тиристоро-симисторных стабилизаторов аудио-видео технику и точные измерительные приборы, так как нормальная работа этих устройств будет искажена.

Очень большие габариты и вес, опять таки, по причине использования коммутирующих ключей на тиристорах (симисторах).

Тиристоры (симисторы) очень сильно греются, для нормальной работоспособности этих элементов, без перегрева, устанавливаются, в обязательном порядке, радиаторы для охлаждения, отсюда большой вес изделия. Дополнительно устанавливают в корпус вентиляторы, как активное охлаждение. Вспомните, что происходит в компьютере с вентилятором в блоке питания через непродолжительное время, без комментариев...

При наращивании числа ступеней происходит замедление их работы и существенное удорожание изделия в целом.

Неоправданно высокая цена относительно других типов стабилизаторов.

Тиристорный стабилизатор огромен, тяжел, дорогой при покупке и чрезмерно дорогой в ремонте. Единственное преимущество - поддерживает напряжение с заявленной точностью, но это его и недостаток.

В промышленности эти элементы не используются для производства устройств, где необходима повышенная надежность. Их используют только для коммутации в изделиях бытового типа, а стабилизаторы это и есть обычные, бытовые устройства.

Рекламные трюки производителей стабилизаторов

Небольшой ликбез

Многие производители тиристорных стабилизаторов напряжения, не оправданно, "козыряют" очень быстрым срабатыванием, широким диапазоном и микропроцессорным управлением.

Гонка за быстродействием - кто быстрее?

Современные, мощные, электронные реле не уступают в быстродействии тиристорам (симисторам).

Быстродействие реле и тиристоров составляет 10-20 м.с (они примерно равны), этого вполне хватает для скоростного реагирования на происходящие изменения в сети.

В этой гонке за быстродействием уступают только латрные модели. Скорость быстродействия этих стабилизаторов действительно оставляет желать лучшего.

"Утка" про микропроцессорное управление. Что это такое?

Давайте разберемся.

Сердце стабилизатора напряжения - электронная управляющая схема. Она есть у любого стабилизатора. Именно ее имеют ввиду, когда говорят о микропроцессорном управлении.

Так что, все абсолютно, стабилизаторы напряжения с микропроцессорным управлением.

Есть два типа управляющей схемы - монолитная и дискретная:

Первая , монолитного типа, где все электронные компоненты соединены в едином моноблоке. Если какой-то из элементов выйдет из строя, менять придется весь моноблок, а это 60% изделия и ремонт, только в гарантийной мастерской, потому что настройку моноблока без специального оборудования произвести нет возможности, монолитная структура которого, не позволяет ремонт отдельных электронных компонентов.

Вторая , дискретного типа, где электронные компоненты спокойно выпаиваются и меняются, как, например, транзистор, вышедший из строя. Стоит такой ремонт очень недорого.

На работе стабилизатора напряжения тип управляющей схемы никак не сказывается. НЕТ никакой разницы в том, какого вида микропроцессор. Стабилизатор напряжения "глупее" от типа не становится, а ремонт, для конечного покупателя, при дискретном типе, не влетает в копеечку. Заменить сгоревший конденсатор стоит на много дешевле, чем заменить моноблок.

Стабилизаторы «Норма М»
дискретного типа. Ремонт очень дешевый.

Разница есть только в цене для конечного покупателя и в последующем ремонте изделия. Дискретный тип проще, дешевле и выгоднее в обоих случаях.

SMD стабилизатор напряжения, что это?

Нет такого термина, как "SMD стабилизатор напряжения". Это, тоже рекламная уловка, выдумывание несуществующих названий, которые "круто" и по "буржуйски" звучат. До чего доходят рекламщики! SMD - это тип элементов и способ монтажа. Нет никакой разницы, будет ли монтаж и элементы SMD или другого типа, на работе стабилизатора это никак не отражается. SMD - это тип электронных компонетнов, они очень маленькие. Существует большое количество типов электронных компонентов. Производитель сам выбирает, что ему удобнее и выгоднее использовать. Себестоимость - штука беспощадная. На работе и качестве изделия тип электронных компонентов никак не сказывается.

Это, как две ложки, одна ваша, одна бабушкина, ложки не похожи друг на друга, но выполняют одну и ту же функцию, ВЫ ИМИ КУШАЕТЕ.

И еще, существует целый воз и маленькая тележка разных рекламных уловок, будьте внимательнее.

Теги: обзор стабилизаторов напряжения по типу, топ стабилизаторов напряжения, рейтинг стабилизаторов напряжения

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.

/electromirbel

Электромир на YouTube

Электромир Победа 143А

Электромир Щорса 40

Сравнение типов стабилизаторов напряжения

Перед покупкой стабилизатора напряжения у многих возникает вопрос "Какой тип стабилизатора лучше?"

Универсального ответа, как водится, нет. Можно лишь ответить на вопрос какой стабилизатор напряжения подходит именно Вам и для Ваших условий - всё зависит от того для чего вы покупаете стабилизатор (нормализатор) напряжения. Постараемся помочь в правильном выборе стабилизатора напряжения.

Подавляющее большинство стабилизаторов напряжения, представленных в настоящее время на российском рынке, по типу стабилизации напряжения можно разделить на 3 группы: электромеханические, релейные (сюда же отнесем и электронные стабилизаторы) и электромагнитные. Рассмотрим каждый из типов подробнее.

Релейный стабилизатор напряжения

Сейчас этот тип стабилизаторов напряжения можно назвать самым распространенным в России благодаря низкой стоимости.

Релейные стабилизаторы напряжения относятся к классу автотрансформаторных стабилизаторов со ступенчатым регулированием напряжения путем переключения отводов (обмоток) силового автотрансформатора с помощью электромеханических силовых реле. То есть повышение/понижение напряжения на выходе стабилизатора идет параллельно повышению/понижению напряжения на входе стабилизатора. Рассмотрим схему переключения обмоток ступенчатого стабилизатора на примере Sassin Black Series РСН .

Точность выходного напряжения стабилизатора Sassin Black Series РСН составляет 220В±8%, т.е. 203-237В (согласно ГОСТ 13109-97 "Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения" продаваемое в России бытовое электрооборудование должно работать при напряжении 220В±10%). Например, если входное напряжение составляет 190В, то на выходе стабилизатор будет выдавать 228В, при повышении входного напряжения на 5В - на выходе будет 233В (идет параллельно с входным), однако при дальнейшем повышении U входного до 200В, произойдет переключение обмотки стабилизатора и на выходе будет уже 218В. При падении напряжения на входе принцип действия аналогичен, но стоит отметить, что, например, при повышении входного напряжения до 210В, на выходе будет 230В, а при понижении Uвходного до 210В - на выходе из стабилизатора будет 210В. Такова особенность данного типа стабилизаторов напряжения.

Из вышесказанного можно также сделать вывод, что релейный стабилизатор напряжения не может постоянно на выходе показывать напряжение ровно 220В!

Если стабилизатор постоянно показывает на дисплее выходное напряжение "220" (а такое встречается у некоторых дешевых и низкокачественных марок), то стоит задуматься - а действительно ли оно 220В или просто светодиоды у дисплея выложены в форме цифры "220" (для снижения себестоимости) и он в принципе не может показывать другое число...

Стоит отметить, что точность стабилизации напряжения на выходе зависит от количества ступеней (ключей) автотрансформатора - чем больше обмоток у вольтодобавочного трансформатора, тем точнее напряжение на выходе, но тем и выше цена стабилизатора.

Одним из главных достоинств релейного стабилизатора является высокая скорость стабилизации напряжения - производители заявляют о времени стабилизации от 20 мс, однако в реальной эксплуатации это время составляет порядка 0,1-0,15 секунды и как правило не зависит от величины скачка напряжения (при точности стабилизации 8% скорость составляет более 250В/сек, при точности стабилизации в 5% - около 180 В/сек).

Также же к достоинствам данного типа стабилизаторов относятся:

• малые габариты, так как в вольтодобавочном трансформаторе циркулируют только компенсирующие мощности нагрузки;
• широкий диапазон стабилизации входного напряжения (например, для Sassin Black Series РСН при нагрузке составляет 140-270В при сохранении мощности на выходе более 80% от номинальной);
• допускаемая длительная перегрузка в 110% от номинальной и перегрузочная способность до двукратной в течение 4 секунд, так как реле непосредственно цепь нагрузки не коммутирует и работает в более благоприятном режиме - с меньшими токами;
• не искажает форму синусоиды тока на выходе, низкая чувствительность к частоте и искажениям входного напряжения;
• широкий температурный режим эксплуатации (как правило, -20…+40ºС), ограниченный температурной характеристикой применяемых реле;
• низкая стоимость по сравнению с другими типами стабилизаторов;
• практически бесшумная работа;
• долговечность работы зависит в большинстве случаев только от качества переключающих реле и может доходить до 10 лет.

Главным же недостатком релейного (как и электронного) стабилизатора можно назвать как раз ступенчатый способ стабилизации. Если использовать данный стабилизатор, например, на всю квартиру или коттедж, то, при точности выходного напряжения более 2%, в светильниках с лампами накаливания (к которым относятся и галогенные лампы) будет заметно резкое изменение накала лампы (освещенности) при переключениях обмоток стабилизатора (то есть при отработке просадок и всплесков напряжения).

К недостаткам же стоит отнести и то, что чем более точен стабилизатор на выходе, тем меньше скорость стабилизации напряжения, так как чем точнее стабилизатор, тем больше в нем обмоток трансформатора, следовательно большее количество ступеней (реле) нужно будет переключить прежде, чем всплеск напряжения будет отработан.

Большинство продаваемых в России стабилизаторов релейного типа производятся в Китае, хотя некоторые и утверждают, что их стабилизаторы произведены в Европе или Прибалтике. Но при этом продавцы не могут ответить на вопрос, почему такие "европейские" стабилизаторы стоят дешевле, чем произведенные на крупных китайских предприятиях.

По принципу действия ступенчатые электронные стабилизаторы схожи с релейными, только переключение обмоток автотрансформатора происходит при помощи тиристоров или симисторов. Отсутствие механических деталей и механического износа позволяют продлить срок службы стабилизатора, что позволяет давать на изделия бóльшую гарантию. Так, например, на стабилизатор Volter даётся гарантия 5 лет и еще 5 лет гарантийного обслуживания (оплачиваются только комплектующие по себестоимости), т.е. производитель гарантирует безотказную работу стабилизаторов Volter в течение 10 лет, а если в течение первых 5 лет гарантийного срока обнаружится неисправность стабилизатора Volter , то его просто заменят новым.

В целом, плюсы и минусы релейных и электронных ступенчатых стабилизаторов напряжения совпадают. Точно так же точность стабилизации напряжения на выходе зависит от количества обмоток трансформатора, но чем больше этих ступеней, тем ниже скорость отработки скачков напряжения. Именно поэтому в стабилизаторах Volter повышенной точности (модификации ПТ с точностью стабилизации 220В+2В/-3В и ПТТ с точностью 220В+0,7В/-1,5В) для повышения скорости стабилизации используется двухкаскадная система регулирования: первый каскад стабилизации регулирует напряжение грубо, а далее, пройдя "первичную обработку", напряжение доводится до требуемой точности ключами второго каскада - это как два стабилизатора в одном, только ключи управляются одним процессором, что синхронизирует работу каскадов.

Однако у электронных стабилизаторов ниже перегрузочная способность (порядка 20-40% в течение нескольких секунд) и бóльшая чувствительность к помехам сети. Из-за того, что в электронных стабилизаторах используются полупроводниковые элементы, усложняется конструкция и, как следствие, повышается стоимость.

Электромеханический стабилизатор напряжения

Электромеханический стабилизатор напряжения переменного тока представляет собой вольтодобавочный трансформатор напряжения, автоматическое регулирование которого осуществляется с помощью поворотного щеточного контакта, оснащенного сервоприводом - автоматически управляемым электромеханическим приводом.

Характеристики вольтодобавочного трансформатора, через который подается компенсирующая мощность, и параметры щеточного узла электромеханического стабилизатора (например, одна или две щётки) определяют основные эксплуатационные характеристики (в том числе и скорость отработки просадок и всплесков напряжения).

Однофазные электромеханические стабилизаторы мощностью до 3000ВА (вольтампер) имеют, как правило, один автотрансформатор и один щеточный узел (двухщёточные стабилизаторы не нашли широкого применения из-за более высокой цены), модели мощностью 5-10кВА обычно еще оснащаются и вольтодобавочным трансформатором. Мощные однофазные электромеханические стабилизаторы могут быть с двумя или тремя трансформаторами. Трехфазный стабилизатор напряжения конструктивно представляет собой три однофазных стабилизатора с общей защитной электроникой.

Самым главным преимуществом стабилизаторов электромеханического типа является плавность регулировки напряжения и высокая точность стабилизации при относительно низкой стоимости.

К плюсам данных стабилизаторов напряжения так же относятся:

• широкий диапазон входных напряжений - для стабилизатора Энергия СНВТ New Line 130-260В;
• отсутствие искажений напряжения на выходе;
• достаточно высокая перегрузочная способность (до 200% в течение нескольких секунд);
• низкая чувствительность к помехам и искажениям формы, частоты тока и напряжения на входе, что делает возможным применение электромеханических стабилизаторов в промышленных условиях;
• бесшумная работа при отсутствии перепадов напряжения и с нулевой нагрузкой.

Главным же недостатком электромеханических стабилизаторов является наличие движущихся частей. Наличие скользящего контакта между графитовой щеткой и катушкой автотрансформатора - в зависимости от частоты перепадов напряжения щетки потребуют замены через 3-7 лет (правда, данная операция в большинстве случаев является простой и недорогой). А примерно через 5-10 лет вследствие механического износа может потребоваться ремонт или замена сервопривода щетки.

Так же минусами данных стабилизаторов можно назвать еще:

• температура окружающей среды должна быть не ниже -5ºС;
• относительно невысокая скорость стабилизации напряжения (10-40В/сек или до 10% значения входного напряжения за 0,5 секунды). Некоторые стабилизаторы имеют по две щетки на автотрансформатор, что вдвое повышает скорость срабатывания (но и повышает стоимость стабилизатора);

• работа сервопривода сопровождается характерным звуком в течение времени, необходимого для стабилизации напряжения на выходе стабилизатора (как правило, доли секунды).

Электродинамический стабилизатор напряжения можно назвать одной из разновидностей электромеханического стабилизатора. К такому типу можно отнести итальянские стабилизаторы Ortea .

Электродинамический стабилизатор напряжения Ortea Vega	Ролик электродинамического стабилизатора Ortea

Электродинамические стабилизаторы лишены некоторых недостатков обычных электродинамических сервоприводных стабилизаторов. Они более надежны, так как вместо графитовой щетки используется ролик, который практически не изнашивается, нормально работать они могут уже при температурах выше -15ºС. Перегрузочная способность такого стабилизатора составляет 200% в течении 2 минут. Однако, всё это увеличивает и стоимость.

Летом 2012 года с началом продаж стабилизаторов серии Энергия СНВТ Hybrid на российском рынке появилась еще одна разновидность электромеханического типа — комбинированный или гибридный стабилизатор напряжения .

Главное отличие гибридного типа от электромеханического состоит в том, что в него как бы добавлено два релейных стабилизатора. Релейная часть включается в работу, когда электромеханическая уже не может обеспечить напряжение 220 В на выходе — то есть при аномально низком или высоком сетевом напряжении. Если входное напряжение колеблется в диапазоне 144—256 В, то гибридный ничем не отличается от электромеханического регулятора Энергия СНВТ New Line . Но если входное напряжение опускается 144 вольт (диапазон) или повышается больше 256 В, то в работу вступает релейная часть, которая расширяет диапазон рабочих напряжений до впечатляющих 105-280 вольт! Точность выходного напряжения стабилизатора комбинированного типа Энергия СНВТ Hybrid равна ±3% (при Uвх=144—256 В) и ±10% (при Uвх=105—150 В или Uвх=256—280 В).

Электромагнитный стабилизатор напряжения

Другое название данного типа - стабилизатор напряжения с подмагничиванием трансформатора, так как регулирование напряжение на выходе происходит за счет регулировки магнитных потоков в сердечнике трансформатора, то есть местного подмагничивания.

Конструктивно автотрансформатор такого типа стабилизатора имеет магнитопровод и систему обмоток, которые меняют коэффициент трансформации напряжения.

Подмагничивание автотрансформатора регулируется с помощью полупроводникового тиристорного регулятора.

Основными плюсами такого типа являются быстрая скорость стабилизации (более 100В в секунду) и теоретически широкий температурный рабочий диапазон (-40..+50ºС). А при отсутствии перегрузок электромагнитный стабилизатор имеет большой срок службы.

Но у данного типа минусы скорее перевешивают плюсы:

• узкий диапазон входных напряжений (170-250В), так как электромагнитные стабилизаторы крайне чувствительны к перегрузкам (не выдерживают перегрузки более 50% в течение нескольких секунд);
• решение проблемы плавающей стабилизации напряжения (хотя есть модели с декларируемой точностью 1%) на выходе приводит к повышению стоимости;
• большой вес;
• постоянный шум (гудение) при работе;
• сильное искажение напряжения сети и сильнейшая генерация высоких гармоник из-за нелинейности характеристик стали сердечника и системы переключения (что особенно влияет на работу компьютеров и аудиосистем). Применение специальных фильтров в конструкции стабилизатора уменьшает искажение формы выходного сигнала, но увеличивает стоимость;
• высокая чувствительность к отклонению частоты сети от 50Гц;
• стабилизатор не может работать при нагрузке меньше 10-20% от номинальной, так как необходим определенный ток для намагничивания стали сердечника;
• трехфазные стабилизаторы (в отличие от вышеописанных типов) чувствительны к перекосу фаз.

Принцип действия основан на использовании эффекта магниторезонанса (феррорезонанса) напряжения в контуре трансформатор-конденсатор.

Феррорезонансный стабилизатор состоит из дросселя с насыщенным сердечником, дросселя с ненасыщаемым сердечником (имеющим магнитный зазор) и конденсатора.

Особенность вольтамперной характеристики насыщенного дросселя в том, что напряжение на нём мало изменяется при изменении тока через него. Подбором параметров дросселей и конденсаторов обеспечивалась стабилизация напряжения при изменении входного напряжения в достаточно широких пределах, но незначительное отклонение частоты питающей сети очень сильно влияло на характеристики стабилизатора.

Данный тип стабилизаторов был разработан в 60-х гг прошлого века и в настоящее время практически уже не используется. Зато они были распространены во времена СССР. Через бытовые магниторезонансные стабилизаторы обычно подключали телевизоры, так как в первых моделях телевизоров применялись сетевые блоки питания с линейными стабилизаторами напряжения (а в некоторые цепи и вовсе питались нестабилизированным напряжением), которые не всегда справлялись с колебаниями напряжения сети, особенно в сельской местности, что требовало предварительной стабилизации напряжения. С появлением телевизоров с импульсными блоками питания, необходимость в дополнительной стабилизации напряжения сети отпала.

Достоинством феррорезонансного стабилизатора является высокая точность поддержания выходного напряжения на уровне 1-3%. Но повышенный уровень шума и зависимость качества стабилизации от величины нагрузки делают некомфортным его использование в быту.

Современные феррорезонансные стабилизаторы лишены этих недостатков, но стоимость их высока, поэтому они широкого распространения в качестве бытовых не получили.

– проблема весьма актуальная и решить ее лучше всего одним способом – приобрести стабилизатор напряжения (СН), который защитит всю технику в доме от выхода из строя. Чтобы правильно выбрать устройство, сначала нужно разобраться с его разновидностями, а также принципом работы каждого варианта исполнения. Далее мы рассмотрим плюсы и минусы основных типов стабилизаторов напряжения для дома, а именно: релейных, электронных, электромеханических, феррорезонансных и инверторных.

Релейные

Релейные или как их еще называют ступенчатые стабилизаторы, считаются самыми популярными для применения в доме и на даче. Связано это с низкой стоимостью устройств, а также высокой точностью регулирования. Принцип работы релейной модели заключается в переключении обмоток на трансформаторе при помощи силового реле, которое срабатывает в автоматическом режиме. Основными недостатками данного типа СН считается ступенчатое изменение напряжения (не плавное), искажение синусоиды и ограниченная мощность на выходе. Однако судя по отзывам в интернете, большинство покупателей довольны устройствами, т.к. цена в разы меньше более усовершенствованных моделей. Представителем стабилизаторов релейного типа для дома является Ресанта АСН-5000Н/1-Ц , который Вы можете увидеть на картинке ниже:

Электронные

Электронные СН могут быть симисторными и тиристорными. Принцип работы первых построен на переключении между обмотками автотрансформатора с помощью симистора, благодаря чему данный тип стабилизаторов напряжения имеет высокий КПД и быструю реакцию на срабатывание. Помимо этого симисторные модели бесшумно работают, что является еще одним плюсом СН данной разновидности. Что касается тиристорных, они также себя хорошо зарекомендовали и пользуются популярностью в быту. Единственный недостаток устройств электронного типа – более высокая стоимость.

Электромеханические

Электромеханические СН также принято называть сервомоторными или же сервоприводными. Работают такие стабилизаторы за счет передвижения угольного электрода по обмоткам автотрансформатора благодаря электроприводу. Электромеханические устройства также могут использоваться для защиты бытовых приборов в доме, квартире и на даче. Преимущество такого типа стабилизаторов – низкая стоимость, плавная регулировка напряжения и компактные размеры. Из минусов можно выделить повышенный шум при работе и низкое быстродействие.

Феррорезонансные

Принцип работы таких СН построен на эффекте феррорезонанса напряжения в цепи конденсатор-трансформатор. Данный тип защитных устройств не пользуется большой популярностью среди потребителей из-за шумности в работе, крупных габаритов (а, соответственно, и значительного веса), а также отсутствия возможности работать при перегрузках. Плюсами феррорезонансных стабилизаторов считаются длительный срок службы, точность регулировки и способность работать в помещениях с повышенной влажностью/температурой.

Инверторные

Наиболее дорогостоящий тип стабилизаторов напряжения, которые применяются не только в доме, но и на производстве. Принцип работы инверторных моделей заключается в преобразовании переменного тока в постоянный (на входе) и назад в переменный (на выходе) благодаря микроконтроллеру и кварцевому генератору. Безусловным плюсом инверторных СН с двойными преобразованием считается широкий диапазон входного напряжения (от 115 и до 290 Вольт), а также высокая скорость регулирования, бесшумность работы, компактные размеры и наличие дополнительных функций. Что касается последнего, то СН инверторного типа могут дополнительно защищать бытовые приборы от , а также остальных помех внешней электрической сети. Основным недостатком устройств считается самая высокая цена.

Узнать больше о разновидностях СН Вы можете на видео ниже:

Какие бывают типы стабилизаторов?

Вот мы и рассмотрели основные типы стабилизаторов напряжения. Хотелось бы также отметить, что бывают такие виды СН, как однофазные и трехфазные. В этом случае Вы должны выбрать модель, в зависимости от того, какое напряжение у Вас в сети – 220 или же 380 Вольт.