Что такое стабилизатор напряжения и для чего он нужен. Какие бывают виды стабилизаторов. На что обратить внимание при выборе стабилизатора напряжения. Как правильно подобрать мощность стабилизатора.
Что такое стабилизатор напряжения и зачем он нужен
Стабилизатор напряжения — это устройство, которое поддерживает постоянное выходное напряжение при колебаниях входного. Основная задача стабилизатора — защитить электроприборы от скачков напряжения в сети.
Зачем нужен стабилизатор напряжения:
- Защищает электронику и бытовую технику от перепадов напряжения
- Продлевает срок службы электроприборов
- Обеспечивает стабильную работу оборудования
- Позволяет использовать технику при низком напряжении в сети
- Экономит электроэнергию
Стабилизатор особенно необходим в районах с нестабильным электроснабжением, где часто происходят скачки напряжения. Без него электроприборы могут выйти из строя из-за перепадов в сети.
Основные виды стабилизаторов напряжения
Существует несколько основных типов стабилизаторов напряжения:
Электромеханические стабилизаторы
Принцип работы основан на автотрансформаторе с подвижным контактом. Преимущества:
- Высокая точность стабилизации (до 1%)
- Хорошая перегрузочная способность
- Плавное регулирование без искажений
Недостатки: низкая скорость реакции, механический износ, шум при работе.
Релейные стабилизаторы
Используют переключение обмоток трансформатора с помощью реле. Плюсы:
- Простота конструкции
- Невысокая цена
- Высокий КПД
Минусы: ступенчатая регулировка, низкая точность, помехи при переключении.
Тиристорные стабилизаторы
Работают по принципу фазового управления тиристорами. Достоинства:
- Высокое быстродействие
- Бесшумность
- Точная стабилизация
Недостатки: искажение формы выходного напряжения, высокая стоимость.
Инверторные стабилизаторы
Преобразуют входное напряжение в постоянное, а затем обратно в переменное. Преимущества:
- Высокая точность
- Стабилизация частоты
- Широкий диапазон входных напряжений
Недостатки: сложность конструкции, высокая цена.
Как выбрать стабилизатор напряжения
При выборе стабилизатора напряжения следует учитывать несколько ключевых параметров:
Мощность
Мощность стабилизатора должна быть на 20-30% выше суммарной мощности подключаемых приборов. Для расчета нужно сложить мощности всех устройств и умножить на коэффициент 1,2-1,3.
Диапазон входных напряжений
Чем шире диапазон входных напряжений, тем лучше стабилизатор справится с перепадами в сети. Оптимальный диапазон — 140-260 В.
Точность стабилизации
Характеризует, насколько точно поддерживается выходное напряжение. Для бытовой техники достаточно точности ±5-8%, для чувствительной электроники желательно ±2-3%.
Быстродействие
Время реакции на изменение входного напряжения. Чем оно меньше, тем лучше защита от кратковременных скачков. Оптимально — не более 20 мс.
Функция байпас
Позволяет подключать нагрузку напрямую к сети в обход стабилизатора. Полезна при выходе стабилизатора из строя.
Как рассчитать мощность стабилизатора напряжения
Правильный расчет мощности — важный этап при выборе стабилизатора. Алгоритм расчета:
- Составить список всех подключаемых электроприборов
- Определить мощность каждого устройства (указана в паспорте или на корпусе)
- Суммировать мощности всех приборов
- Умножить полученную сумму на коэффициент запаса 1,2-1,3
Например, если суммарная мощность приборов 5000 Вт, то мощность стабилизатора должна быть:
5000 Вт * 1,3 = 6500 Вт
Следует выбирать стабилизатор с ближайшей большей мощностью, в данном случае — 7000 Вт.
Особенности установки стабилизатора напряжения
При установке стабилизатора напряжения важно соблюдать несколько правил:
- Размещать в сухом проветриваемом помещении
- Обеспечить свободный доступ воздуха для охлаждения
- Устанавливать на твердой ровной поверхности
- Не размещать вблизи отопительных приборов
- Подключать через автоматический выключатель
- Обеспечить надежное заземление
Для домашнего использования оптимально размещать стабилизатор в электрощитке или рядом с ним. Для трехфазной сети нужно устанавливать стабилизатор на каждую фазу.
Преимущества и недостатки использования стабилизатора напряжения
Рассмотрим основные плюсы и минусы применения стабилизатора напряжения:
Преимущества:
- Защита электроприборов от перепадов напряжения
- Увеличение срока службы бытовой техники
- Экономия электроэнергии
- Возможность работы при пониженном напряжении
- Фильтрация помех из сети
Недостатки:
- Высокая стоимость качественных моделей
- Дополнительный расход электроэнергии (1-3%)
- Габариты устройства
- Необходимость периодического обслуживания
Несмотря на некоторые недостатки, преимущества использования стабилизатора напряжения значительно перевешивают. Особенно актуально его применение в районах с нестабильным электроснабжением.
Альтернативные способы защиты от перепадов напряжения
Помимо стабилизаторов напряжения существуют и другие способы защиты электроприборов от скачков напряжения:
- Сетевые фильтры — защищают от кратковременных импульсных помех
- Источники бесперебойного питания (ИБП) — обеспечивают защиту и автономное питание при отключении электричества
- Реле напряжения — отключают питание при выходе напряжения за допустимые пределы
- Варисторы — ограничивают импульсные перенапряжения
Однако для комплексной защиты электрооборудования от всех видов помех и перепадов напряжения наиболее эффективным решением остается применение стабилизатора напряжения.
Стабилизатор — это… Что такое Стабилизатор?
стабилизатор — а, м. stabilisateur m., нем. Stabilisator. <лат. stabilis устойчивый. 1. Устройство, придающее телу устойчивость при движении. Стабилизатор самолета. С. мины. С. автомобиля. БАС 1. Требуется ли облегчить дирижабль, пилот чуть чуть подымает… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
стабилизатор — регулятор, уравнитель, киль, бареттер, агерит, противостаритель Словарь русских синонимов. стабилизатор сущ., кол во синонимов: 17 • автостабилизатор (1) • … Словарь синонимов
Стабилизатор — (заднее горизонтальное оперение) аэродинамическая поверхность, предназначенная для обеспечения продольной устойчивости, продольной управляемости летательного аппарата. Иногда С. называется часть горизонтального оперения без руля высоты. С.… … Энциклопедия техники
СТАБИЛИЗАТОР — (Tail plane) неподвижная горизонтальная часть хвостовой поверхности самолета; служит для продольной устойчивости самолета в полете. Общее значение устройство или прибор для сообщения телу устойчивости при движении. Самойлов К. И. Морской словарь … Морской словарь
СТАБИЛИЗАТОР — (от лат. stabilis устойчивый) в авиации неподвижная часть горизонтального оперения летательного аппарата, служащая для обеспечения продольной устойчивости в полете. На сверхзвуковых самолетах иногда устанавливают подвижные стабилизаторы … Большой Энциклопедический словарь
СТАБИЛИЗАТОР — СТАБИЛИЗАТОР, в АЭРОДИНАМИКЕ вертикальные или горизонтальные ребра на корпусе оперения летательного аппарата, предотвращающие беспорядочную качку и соответственно обеспечивающие продольную устойчивость. Стабилизаторы обычно объединяются в так… … Научно-технический энциклопедический словарь
СТАБИЛИЗАТОР — СТАБИЛИЗАТОР, стабилизатора, муж. (от лат. stabilis устойчивый, постоянный) (тех.). 1. Неподвижная горизонтальная плоскость в хвостовой части аэроплана или дирижабля, придающая продольную устойчивость аппарату в воздухе. 2. Аппарат для уменьшения … Толковый словарь Ушакова
СТАБИЛИЗАТОР — СТАБИЛИЗАТОР, а, муж. (спец.). 1. Прибор, устройство для придания устойчивости, постоянного положения, состояния чего н. (в автоматике, в авиации), для стабилизации какого н. процесса. С. летательного аппарата. С. тока. С. напряжения. 2. Вещество … Толковый словарь Ожегова
стабилизатор — – элемент подвески авто. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 … Автомобильный словарь
Стабилизатор — [лат. stabilis устойчивый] – компонент, обеспечивающий связность бетонной смеси и сопротивление самопроизвольному расслоению, вт. ч. водоотделению. [Ушеров Маршак А. В. Бетоноведение: лексикон. М.: РИФ Стройматериалы. 2009. – 112 с.]… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Что такое стабилизатор и зачем он нужен?
СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ: зачем он нужен и как правильно выбирать
Что такое стабилизатор и зачем он нужен?
Уже давно прошли те времена, когда напряжение сети было более-менее стабильным, и равнялось 220 В + — 3-5%. Напряжение, в зависимости от региона проживания, может колебаться в очень больших пределах. Кто хоть немного знаком с электросетями, тот знает, что чем дальше находиться объект, в данном случае Ваш дом, от трансформаторной подстанции, тем больше падение напряжения.
Работники организации, которая занимается распределением электроэнергии, в большинстве своем это РЭС, регулируют выходное напряжение на трансформаторах таким образом, чтобы в средней точке оно(напряжение) было равным 220 В.
В итоге, если линия электропередач достаточно длинная, а потребителей относительно много, то возле подстанции напряжение будет на порядок выше номинального, а на другом конце ЛЭПа напряжение будет заниженным. В обоих случаях для большинства электроприборов как завышенное, так и заниженное напряжение опасно, многие электроприборы приборы просто не будут включаться или выйдут из строя.
Помочь в данной ситуации могут лишь устройства, способные регулировать напряжение. Называются такие устройства — стабилизаторы напряжения.
Стабилизатор напряжения — это автоматическое устройство, которое при изменении входного напряжения, на выход выдает стабильное заданное напряжение 220 (В).
На сегодняшний день самыми популярными можно назвать три основных вида стабилизаторов, точнее три принципа регулирования напряжения — сервоприводные стабилизаторы, релейные стабилизаторы и электронные стабилизаторы.
В сервоприводных стабилизаторах регулирование выходного напряжения происходит за счет изменения количества витков на трансформаторе. Исполнительным механизмом в данном виде стабилизатора, служит мотор с сервоприводом, который «гоняет» бегунок по виткам трансформатора.
Положительной стороной стабилизаторов данного класса является их относительно невысокая стоимость. Так как в таких стабилизаторах много механических узлов, то и надежность их далека от идеала.
Одной из самых распространенных поломок является залипание угольно-графитового узла и выход из строя сервоприводного механизма. По надежности такие стабилизаторы сильно уступают стабилизаторам релейного и электронного типов.
Релейные стабилизаторы напряжения. Это, так сказать, средний сегмент между сервоприводными и электронными стабилизаторами. В данных стабилизаторах исполнительным коммутирующем механизмом является блок силовых реле, которые, и переключают обмотки трансформатора.
Плюсом релейных стабилизаторов является, как и в случае с сервоприводными трансформаторами, относительно невысокая стоимость. А так как тут также присутствуют механические части-реле, то и срок службы таких стабилизаторов также ограничен.
Одной из распространенных причин выхода из строя релейных стабилизаторов является залипание контактов реле. Среднее количество срабатывания реле около 40.000 раз. Примерно столько раз отрабатывает среднее реле за 300-500 рабочих дней, все зависит от качества электроэнергии вашей сети.
Электронные стабилизаторы напряжения. Данные стабилизаторы являются, пожалуй, самыми надежными и долговечными устройствами для стабилизации напряжения. Исполнительным механизмом в данном случае служат электронные ключи-тиристоры.
К плюсам электронных стабилизаторов можно отнести: надежность, быстродействие-время реакции на изменение входного напряжения 20-30 мс, бесшумную работу, что немаловажно, если стабилизатор будет находиться в жилом помещении. Единственным недостатком данных устройств можно назвать их стоимость. Такие стабилизаторы стоят примерно в два раза дороже своих механических собратьев.
Как правильно выбрать?
Перечислим основные параметры, на которые надо обратить внимание при выборе стабилизатора напряжения:
1. Однофазная или трехфазная сеть
Для начала необходимо узнать количество фаз питающего напряжения, если два провода заходят в щиток, значит сеть однофазная. Если у Вас трехфазная сеть, то в таком случае необходимо выбирать трехфазный стабилизатор напряжения, либо три однофазных стабилизатора, соединив их «звездой».
2. Мощность потребителей
Теперь нужно определиться с мощностью потребителей, для которых будет использоваться стабилизатор напряжения. Это может быть один или несколько электроприемников. Также стабилизатор напряжения можно установить на вводе для абсолютно всех потребителей. Но об этом чуть позже.
Мощность всех потребителей выписываестя в один список с указанием их активной мощности. Активная мощность измеряется в ваттах (Вт). Ее можно найти в руководстве (паспорте) на прибор или на корпусе самого прибора.
Подход к расчету мощности для выбора стабилизатора напряжения должен быть рациональным, ведь у Вас не всегда включены в сеть все перечисленные выше потребители. Поэтому здесь нужно точно определиться, что у нас будет включено одновременно.
Далее из полученного списка необходимо выбрать те приборы, в которых содержатся электродвигатели. Это нужно для того, чтобы учесть их пусковые токи, которые достигают величину в 3-5 раз больше, чем номинальные. Пусковая мощность или пусковой ток этих потребителей можно найти в паспортах. Если паспортов уже давно нет, то можно воспользоваться приблизительным расчетом, умножив их номинальную мощность на 3.
Далее рассчитаем общую полную мощность. Полная мощность измеряется в вольт-амперах (ВА) и отличается от активной мощности на коэффициент мощности «косинус фи» (cosφ). Этот коэффициент всегда указан в паспортах на приборы. Опять же, если паспортов у Вас нет, то можно принять приближенный cosφ = 0,75. Чтобы перевести активную мощность в полную мощность необходимо разделить активную мощность на cosφ. В итоге получаем суммарную полную мощность наших потребителей.
В итоге получается суммарную полная мощность потребителей: 12322,22 + 12600 = 24922,22 (ВА) или 24,9 (кВА). Можно округлить до 25 (кВА).
3. Фактическое напряжение сети
После расчета потребляемой мощности необходимо измерить фактическое напряжение питающей сети. Сделать это можно самостоятельно, воспользовавшись мультиметром. Допустим Вы зафиксировали, что напряжение в сети в вечернее время у Вас составляет 180 (В).
4. Выбор мощности стабилизатора напряжения
Номинальная полная мощность стабилизатора напряжения всегда указывается в вольт-амперах (В) и соответствует питающему напряжению 220 (В).
При снижении питающего напряжения, соответственно, снижается его выходная мощность. Длительная работа стабилизатора напряжения не допускается при пониженном напряжении, т.к. это вызывает перегрузку и может привести к его отключению, что приведет к обесточиванию всех потребителей.
Чтобы избежать таких последствий, необходимо к полученной полной мощности потребителей 25 (кВА) добавить коэффициент нижнего предела напряжения стабилизатора, который равен 1,2 при 180 (В), и 1,3 — при напряжении 170 (В). В нашем случае напряжение в вечернее время составляет 180 (В), поэтому применяем коэффициент 1,2.
25 · 1,2 = 30 (кВА)
Чтобы была возможность использовать стабилизатор напряжения длительное время со всей включенной нагрузкой, необходимо к полученной выше мощности добавить коэффициент запаса по мощности, равный 1,25.
30 · 1,25 = 37,5 (кВА)
Остается только выбрать стабилизатор напряжения из предложенных моделей, зная его необходимую мощность. Например, нам подойдет стабилизатор напряжения мощностью 40 (кВА) и больше.
Отличия при выборе стабилизатора напряжения для трехфазной сети
Выбор стабилизатора напряжения для трехфазной сети практически аналогичен. Производится расчет мощности для какой-то одной фазы, желательно наиболее загруженной. По этой фазе замеряется фактическое напряжение в сети в часы пиковых нагрузок. Полную мощность в вольт-амперах, умножаем на 3 (количество фаз). Запас по мощности делается порядка 10%.
Полученное значение и есть полная мощность стабилизатора напряжения для трехфазной сети. По этой мощности из всего ассортимента предлагаемой продукции выбирается необходимый стабилизатор напряжения.
Также можно установить вместо одного трехфазного стабилизатора три однофазных. Так будет даже дешевле и практичнее. Например, при обрыве одной питающей фазы, остальные фазы будут в рабочем состоянии. Но если у Вас в доме имеется хоть какая-нибудь трехфазная нагрузка, то в любом случае Вам нужен трехфазный стабилизатор напряжения, потому что он ведет контроль фаз по линейному напряжению сети. И если хоть одна фаза оборвется, то стабилизатор полностью отключается.
Еще два не менее важных совета по выбору стабилизатора напряжения для трехфазной сети:
· стабилизаторы должны быть установлены в каждой фазе (оставлять без стабилизатора напряжения хоть одну фазу запрещено)
· нагрузка по каждому стабилизатору напряжения должна быть примерно равная, иначе в нуле пойдет большой ток, который может вывести стабилизатор из строя
· если разница линейных напряжений сети составляет более 25%, то стабилизаторы напряжений устанавливать запрещено
5. Крепление и установка стабилизатора напряжения
Стабилизатор напряжения можно крепить двумя способами:
· на полу
· на стене
Установка стабилизатора напряжения на полу или на полке применима к стабилизаторам небольшой мощности. Более мощные стабилизаторы напряжения целесообразно размещать на стене, поэтому они выпускаются немного плоскими. Хотя по желанию их тоже можно установить на полу.
Стабилизаторы напряжения в ГК Техноцентр
ГК Техноцентр и сеть розничных магазинов «Гамма Электро» готова предложить широкий выбор стабилизаторов напряжения.
Самые популярные товары:
1. Стабилизатор С 2000 Ресанта и Стабилизатор С 1500 63/6/33
Розничная цена от 2500 руб
Где можно купить: во всех магазинах сети Гамма Электро
Диапазон входного напряжения, В |
140-260 |
Номинальная величина выходного напряжения, В |
220±8% |
Номинальная мощность при Uвх≥190 В (кВт) |
1,95 |
Рабочая частота (Гц) |
50 / 60 |
КПД, при нагрузке 80% не менее |
97 |
Точность поддержания выходного напряжения (%) |
8 |
Масса нетто (кг) |
4,2 |
Охлаждение |
естественное |
Время регулирования (мс) |
5-7 |
Искажение синусоиды |
отсутствует |
Высоковольтная защита (В) |
260±5 |
Класс защиты |
IP 20 (негерметизирован) |
Габаритные размеры, Д×Ш×В (мм) |
415х135х95 |
Рабочая температура окружающей среды (оС) |
0-45 |
Относительная влажность воздуха, не более (%) |
80 |
2. Стабилизатор напряжения настенный серии Ecoline IEK
Розничная цена: от 4000 руб
Где можно купить: в офисах продаж ГК «Техноцентр» Иркутск, Братск, Ангарск, Улан-Удэ
Номинальная мощность |
5000 ВА |
Тип стабилизации |
Электронный |
Модель или исполнение |
Навесной |
Выход напряжение |
220 В |
Количество фаз |
Однофазный |
Вес |
9,5 кг |
Габаритные размеры, Д×Ш×В (мм) |
253×155×385 |
Диапазон раб вход напряжения |
125-270 В |
Напряж срабат защ от повыш выход напряж |
246±4 В |
Время срабат |
20 мс |
Климатическое исполнение |
УХЛ4 |
В статье использованы материалы с сайтов: http://zametkielectrika.ru/ http://electrik.info/
Стабилизатор напряжения — типы и принцип работы, характеристики и устройство.
Феррорезонансные стабилизаторы напряжения. Были разработаны в середине 60 годов прошлого века, их принцип работы основано на использовании явления магнитного насыщения ферромагнитных сердечников трансформаторов или дросселей. Применялись такие устройства для регулировки напряжения питания бытовой техники (телевизор, радиоприёмник, холодильник и т.п.).
Феррорезонансный стабилизатор напряжения
Их преимущество заключается в высокой точности 1-3% и быстрой (для того времени) скорости регулирования. Недостаток — повышенный уровень шума и зависимость качества стабилизации от величины нагрузки. Современные устройства лишены этих недостатков, но стоимость их равна или выше стоимости ИБП (Источника Бесперебойного Питания) на такую же мощность, вследствие чего они широкого распространения в качестве бытовых не получили.
Электромеханические стабилизаторы напряжения. В 60-80-е годы прошлого века для регулирования напряжения применялись автотрансформаторы с ручной корректировкой (ЛАТР), вследствие чего приходилось постоянно следить за вольтметром (стрелочный или светящаяся линейка) и, при необходимости, вручную крутить ползунок с токосъёмными щётками. В настоящее время принцип работы автоматизирован с помощью электродвигателя с редуктором (сервопривода).
Электромеханический стабилизатор напряжения
Единственные достоинства электромеханических стабилизаторов напряжения — низкая цена и хорошая точность регулировки 2-3%. Недостатков много — низкая скорость регулирования из-за инерционности двигателя и повышенный уровень шума: шумит электродвигатель и редуктор, и практически постоянно, т.к. отслеживаются изменения с шагом 2-4 вольта. Плюс к этому, добавляется повышенный износ механический частей и недолгий общий ресурс работы устройства в целом, что подтверждается сроком гарантии всего в 1 год. Также при резком увеличении значений сети часто кратковременно отключается нагрузка, т.к. стабилизатор не успевает погасить этот скачок, и напряжение на ней превышает максимально допустимое значение.
Вследствие всего вышесказанного получили распространение как дешёвые стабилизаторы для питания недорогой домашней электротехники.
Электронные стабилизаторы напряжения. Наиболее широкий класс устройств ступенчатого регулирования, обеспечивающих исключительное постоянство электропитания нагрузки с заданной точностью в широких пределах изменения входной сети. Принцип работы основан на автоматическом переключении секций автотрансформатора с помощью силовых ключей (реле, тиристоры, симисторы).
Структурная схема электронного трансформаторного стабилизатора напряжения
К их достоинствам можно отнести: высокое быстродействие, очень широкий входной диапазон, отсутствие искажения формы напряжения, высокий КПД, низкий уровень шума (только от вентиляторов охлаждения). Точность стабилизации определяется количеством ступеней регулирования и, в зависимости от модели, может составлять от 5 до 0.5%, а некоторые модели даже имеют возможность коррекции в пределах 210-230 вольт для лучшей адаптации к импортному оборудованию. Необходимо особо отметить высокую надёжность 3-х фазных конфигураций, где каждую фазу в отдельности регулирует независимый однофазный блок.
Электронный трансформаторный стабилизатор напряжения
Несмотря на высокую стоимость, электронные стабилизаторы напряжения — это оптимальное соотношение цена/качество, и они заслуженно нашли наибольшее распространение на рынке высококачественных электроприборов.
Инверторные стабилизаторы напряжения. Самый молодой тип регуляторов, начал выпускаться во второй половине 10-х годов нашего столетия. Как и ИБП (источник бесперебойного питания), принцип работы основан на двойном преобразовании сетевого напряжения: сначала оно выпрямляется а затем заново преобразуется в переменное.
Структурная схема электронного инверторного стабилизатора напряжения
Их достоинства, в общем, такие же, как и у электронных стабилизаторов, но есть два существенных положительных отличия. Во-первых, они не содержат трансформаторов и поэтому имеют небольшой вес и габариты, а во-вторых, они ещё стабилизируют и частоту тока! К недостаткам можно отнести то, что в трёхфазных моделях при неполадках в любом контуре регулирования фазы два остальных тоже отключаются.
Электронные инверторные стабилизаторы напряжения
В общем, у инверторных стабилизаторов напряжения есть определённое будущее и существенный сектор применения
Что такое стабилизатор напряжения и какие они бывают
Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое в случае выхода подающегося напряжения за номинальные пределы, путем регулировки, выдает на выходе потребителю напряжение в норме. Является неоценимым подспорьем в местах, где происходят те или иные девиации с напряжением в сети.
На российском рынке представлены несколько основных типов стабилизаторов напряжения
• электромеханические стабилизаторы напряжения;
В основе данных стабилизаторов лежит отслеживающая система с микропроцессором и автотрансформатором (если кто помнит по физике ЛАТР), которая не искажая выходное напряжение (синусоида правильной формы), точно и плавно регулирует его. Отличаются высокой перегрузочной способностью и небольшим уровнем шума.
• стабилизаторы напряжения со ступенчатым регулированием;
В основе работы данных стабилизаторов заложена автоматическое переключение обмоток автотрансформатора с помощью различных силовых ключей (реле, симисторов, тиристоров). Повышение или понижение напряжения на выходных клеммах стабилизатора происходит параллельно повышению или понижению напряжения на его входных клеммах. При этом скорость регулирования напряжения достаточно высокая. Но есть и обратная сторона медали: точность, как правило, у бюджетных ступенчатых корректоров, невысокая, а в силу способа регулирования напряжения, синусоида аппроксимируется в виде ступенек, т.е. неправильной формы.
• феррорезонансные стабилизаторы напряжения;
В основе работы данных стабилизаторов лежит эффект магниторезонанса или феррорезонанса напряжения в контуре трансформатор-конденсатор. Феррорезонансный стабилизатор состоит из дросселя с насыщенным сердечником, дросселя с ненасыщаемым сердечником (имеющим магнитный зазор) и конденсатора. Достоинством феррорезонансного стабилизатора является высокая точность поддержания выходного напряжения. Недостатком является значительный шум и зависимость качества регулирования напряжения от величины нагрузки.
• стабилизаторы напряжения с фазовым регулированием;
Данные стабилизаторы являются частной разновидностью ступенчатых стабилизаторов на основе тиристорной коммутации, ключи управляются фазовым методом, при этом качество и точность выходного напряжения невысокое.
• стабилизаторы напряжения с дискретным ВЧ регулированием;
Данные стабилизаторы являются перспективным направлением в развитии отрасли, в основе лежит работа сверхбыстродействующих транзисторов. Налажено только опытное производство, проводится тестирование.
• стабилизаторы напряжения с подмагничиванием;
В основе работы данного стабилизатора лежит принцип компенсации девиаций входного напряжения регулировкой коэффициента трансформации за счет локального подмагничивания проводников автотрансформатора, в состав которого входит магнитопровод. Положительной стороной таких стабилизаторов является высокая перегрузочная способность. Недостатками данных стабилизаторов является узкий диапазон входного напряжения и существенные искажения синусоиды.
Принцип работы стабилизатора напряжения и что такое байпас в стабилизаторе
Что такое стабилизатор – это прибор, основной задачей которого является поддержание постоянного значения напряжения на участке электросети, обеспечивая стабильную работу устройств-потребителей. Необходимость его применения обусловлена часто встречающимися нестабильными параметрами сети в некоторых городах.
Автоматический стабилизатор
Так для чего нужен стабилизатор напряжения? Перепады напряжения в сети пагубно влияют на бытовую технику, кроме того значительное превышение его в сети может вывести прибор-потребитель из строя. Для того чтобы избежать этого, на нестабильных участках электросети устанавливают этот прибор. Обычно в бытовых целях используется прибор для стабилизации, рассчитанный на работу с напряжением 220В.
Принцип действия устройства
Работа этого устройства основана на принципе электромагнитной индукции. Как работает стабилизатор напряжения? При резком изменении напряжения в сети он автоматически размыкает её. По этой причине скачок напряжения гасится в самом устройстве, не доходя до приборов-потребителей электроэнергии. Эмиттерный повторитель – транзистор, входящий в него, дублирует напряжение на выходе, повышая эффективность работы оборудования защиты.
В зависимости от типа устройства, они подразделяются:
- Электронные, имеющие в основе трансформатор с большим количеством отводов, обладают высоким быстродействием и значительным КПД. Для переключения используется микро-контроллер. Среди достоинств приборов этого типа – долговечность, компактность и невысокий уровень шума при работе. В то же время это защитное оборудование стабилизировало напряжение с низкой точностью, кроме того отмечено прерывание его на выходе;
- Электромеханические. Принцип действия основан на перемещении графитных щёток по обмотке трансформатора. Это позволило добиться высокой точности и надежности прибора, кроме того он может выдержать высокие нагрузки. В то же время введение в конструкцию механизмов уменьшило его долговечность и износостойкость. Движение щёток по поверхности трансформатора требует времени, это значительно снижает его быстродействие. Требуются периодическое техническое обслуживание и замена графитных щеток;
- Феррорезонансный стабилизатор напряжения, принцип работы – эффект феррорезонанса. Наиболее простые и надежные устройства, имеющие в конструкции несколько катушек на ферромагнитных сердечниках-конденсаторах. Отличаются высокими эксплуатационными характеристиками, простотой и надёжностью, но в то же время эти приборы имеют низкий КПД, достаточно габаритны, тяжелы и издают громкий шум при работе.
Кроме принципа действия их можно классифицировать по фазам: одно,- и трехфазные. Однофазные – обычно используются в бытовых сетях 220В. Трёхфазные – рассчитаны на работу при 380В. Если первые используются обычно в жилых и офисных помещениях, то трёхфазные применяются, в основном, на производстве.
По типу подключения разделяют стационарные, подключаемые к участку электросети, и локальные, работающие с одним или несколькими приборами-потребителями.
Важно! Подбор прибора стоит производить, разобравшись в его параметрах и определившись с типом и мощностью подключаемого оборудования, это поможет сэкономить время и деньги.
В работе
Применение и характеристики
Что такое стабилизатор напряжения, и для чего он нужен? Его применение обосновано в сетях переменного тока, то есть там, где периодически изменяется его величина и частота. Нужно отметить, что используется это устройство и для постоянного тока. Кроме того существует два вида нестабильности подачи электроэнергии: постоянная и переменная нестабильность. Постоянная – вызвана причинами износа энергосети, её повреждениями или иными факторами, которые обеспечивают постоянное падение качества поставляемой электроэнергии. В отличие от нее, временная нестабильность – это резкий перепад значения, вызванный воздействием внешних факторов на электросеть: попадание молнии, короткое замыкание или перегрузка системы вследствие аварии на передающей станции. Именно этот перепад вольтажа наиболее опасен для электроприборов, так как пиковые нагрузки на сеть вызывают перегорание не рассчитанных на них деталей и элементов приборов-потребителей.
Нужно отметить! Зачастую высокая нагрузка на сеть видна невооружённым взглядом. Так, например, при включении в сеть сварочного аппарата в подъезде отмечается мигание и потускнение света в квартире, в холодное время года лампочки горят тусклее, чем обычно, это вызвано большим расходом электроэнергии на обогрев помещений. Это вызывает необходимость использовать стабилизатор для подключения дорогих электроприборов, в ином случае гарантирован быстрый выход их из строя, так как нагрузка на них не соответствует расчётной.
К сведению. При использовании устройства происходит стабилизация напряжения: во время скачка он просто отключает прибор-потребитель от сети.
Для правильного выбора устройства нужно обратить внимание на его эксплуатационные характеристики. Основными из них являются:
- Мощность – выбирается, исходя из расчёта суммы мощностей приборов-потребителей электроэнергии, планируемых к подключению через него. Кроме того стоит учесть резерв (не менее 20%) на возможность пиковой нагрузки или подключение дополнительных устройств;
- Точность и диапазон работы стабилизатора. Если для бытовых целей подойдёт устройство с классом точности У (узкий) и ПТ (повышенной точности), то при значительных колебаниях значений в энергосистеме стоит обратить внимание на стабилизаторы класса Ш, а для повышенной точности, например, при работе с чувствительными к колебаниям устройствами – класс точности ПТТ или ПТТТ.
Помимо этого, необходимо оценить и другие параметры изделия. Для жилого помещения важны малошумность устройства и его габариты. Кроме того стоит обратить внимание на наличие гарантии, срок службы и сложность установки оборудования. Для правильного включения стабилизатора в электросеть стоит пригласить специалиста. Имейте в виду потерю мощности тока в ходе работы прибора.
Не нужно забывать о достаточно интересной функции этих приборов – байпасе, от английского Bypass. Что такое байпас в стабилизаторе напряжения? Это схема подключения стабилизатора в сеть с возможностью обхода самого прибора. При подключении через байпас перепады не сглаживаюся. Это достаточно полезная функция, сберегающая само оборудование от износа в тот момент, когда его работа не нужна. Например, квартира пуста, потребители отключены от сети, на этот момент автоматически или вручную отключается и сам стабилизатор, ток подаётся напрямую, без выравнивания значения. В зависимости от способа управления, разделяют механический, то есть переключаемый вручную с помощью тумблеров или кнопок на устройстве, и электронный автоматический байпас.
Схема байпаса
Важно! При приобретении прибора обратите внимание на его функции, зачастую байпас может помочь при периодическом обслуживании стационарного оборудования или при значительной просадке напряжения в системе.
Стабилизатор напряжения: что же это такое? На этот вопрос ответ есть в статье, также понятно, для чего его применяют и принцип действия. Полезность этого устройства на настоящее время достаточно велика, но нужно отметить и ограниченность его применения. Он стабилизирует перепады и скачки, но современные электросети в основном стабильны. Использование этого устройства обосновано с применением чувствительных к перепадам приборов-потребителей и в случае низкого качества передающей сети. Кроме того, актуально это оборудование в случае опасности аварий на участке энергосистемы из-за погодных условий.
Схема прибора
Видео
Оцените статью:Стабилизаторы напряжения. Виды и устройство. Особенности
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.
РазновидностиСтабилизаторы 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:
- Накапливающие.
- 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.
Корректирующий тип стабилизаторов стал наиболее популярным в быту.
Релейные стабилизаторы напряженияСтали 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 ламп накаливания, в то время, как энергосберегающие и люминесцентные лампы на это не реагируют.
Как и в других видах стабилизатора, основным элементом релейной модели является силовой трансформатор 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 напряженияТиристорные стабилизаторы работают по принципу, который основан на автоматической коммутации разных обмоток трансформатора силовыми ключами в виде тиристоров. 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.
ФеррорезонансныеИх 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 напряженияПринцип 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 напряженияПреобразуют 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.
ЛинейныеВыполнены 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 реактивной составляющей мощности. Она появляется при наличии индуктивности (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.
Похожие темы:
Стабилизатор напряжения 220 В для дома и дачи (однофазный): цены, характеристики, фото, инструкции
Полезная информацияОднофазный стабилизатор напряжения применяется в бытовой сети 220 В, поэтому его можно использовать дома в квартире. По мощности однофазные бытовые приборы обычно не превышают 20 кВт и предназначены для устранения негативного влияния таких явлений, как падение или повышение напряжения, импульсное перенапряжение, всплеск, шумы.
Виды однофазных стабилизаторов напряжения
1. Электромеханические аппараты представляют собой автотрансформаторы с плавной регулировкой выходящего напряжения за счет перемещения графитовой щетки вдоль катушки трансформатора. Скорость обработки возмущений в электросети ограничивается склонностью графитовых щеток к износу, но она приемлема для стабилизации работы не только бытовых, но и промышленных, и медицинских приборов.
Преимущества: электромеханический однофазный стабилизатор обеспечивает самую высокую точность выходящего напряжения и характеризуется высокой перегрузочной способностью.
Технические характеристики: параметры входного напряжения зависят от производителя, могут составлять 140-260 В или 160-250 В. Мощность от 0,5 до 30 кВт. Выходное напряжение регулируется с точностью 2 или 3%. Вес от 5 до 80 кг.
Ценовой диапазон: стоимость от 40 до 1100 USD.
2. Стабилизаторы напряжения однофазные со ступенчатым регулированием включают две разновидности: релейный и электронный. Работают по принципу переключения витков трансформатора с помощью ключей (автоматический переключатель). В релейном однофазном стабилизаторе автоматический переключатель механический, в электронном или цифровом переключатель выполнен в виде тиристоров и симисторов. Стабилизаторы со ступенчатым регулированием обрабатывают возмущения в электросети быстро, но дают высокую погрешность выходного напряжения. Подходят для использования дома, в офисе.
Преимущества: отсутствует проблема механического износа деталей, шумит только трансформатор, электронные ключи работают бесшумно, низкая чувствительность к частоте сети.
Технические характеристики: параметры входного напряжения 140-260 В. Мощность от 0,5 до 10 кВт. Выходное напряжение регулируется с точностью 8%. Вес от 3 до 18 кг.
Ценовой диапазон: стабилизатор 220 В с релейным управлением стоит от 30 USD, цифровые от 40 до 250 USD.