Стабилизатор напряжения: характеристики оборудования.

Рост количества эксплуатируемых электрических приборов в жилых домах, офисах и производственных помещениях приводит к увеличению нагрузки на электросети. Это в свою очередь влечет за собой нестабильную подачу напряжения, а впоследствии порчу бытового или промышленного оборудования. Для защиты и правильной работы дорогостоящей техники используют стабилизатор напряжения.

Что такое стабилизатор напряжения

Стабилизатор применяется для автоматического поддержания напряжения на заданном уровне при колебаниях в работе питающей электрической сети. Устройство включается в сеть, в то время как нуждающееся в защите оборудование присоединяется к стабилизатору. Тот в свою очередь предотвращает сбой работы при резких перепадах и скачках.

Стабилизатор напряжения способен отфильтровать помехи на входе и предоставить качественное питание приборов в пределах заявленных производителем показателей. При этом гарантируется надежность использования электрооборудования, защита от аварийных ситуаций и продление эксплуатационного периода.

Различие стабилизаторов напряжения по принципу работы

Производители предлагают множество разнообразных моделей, отличающихся по принципу работы. Каждый из видов наделен уникальными характеристиками, которые необходимо учитывать перед приобретением устройства.

Феррорезонансные

В устройстве модели электронная схема достаточно простая, при этом отсутствует автотрансформатор. Стабилизатор регулирует напряжение за счет электромагнитного взаимодействия двух дросселей: с ненасыщенным и насыщенным сердечником.

Преимущества:

• отсутствие подвижных элементов повышает надежность и обеспечивает безотказную работу;
• отсутствие реакции на изменения окружающей среды;
• быстрота действий.

Недостатки:

• большое количество шума;
• нагревание прибора;
• крупногабаритные размеры;
• узкий регулируемый диапазон на входе;
• низкий КПД из-за потерь при нагреве;
• неспособность функционирования на холостом ходу и при перегрузках.

Используются для работы с неприхотливой техникой старого поколения.

Обычно располагаются в загородных домах или подсобных помещениях в связи с большими размерами и уровнем шума.

Электромеханические

Главной составляющей стабилизатора является автотрансформатор и токосъемный контакт, который способен передвигаться. Благодаря его перемещению по обмотке трансформатора происходит изменение уровня напряжения, поступающего из сети. Первые устройства имели механическое управление в отличие от современных аппаратов.

Преимущества:

• регулирование высокой точности происходит непрерывно, при этом не искажается синусоида сигнала;
• низкая стоимость.

Недостатки:

• низкая скорость реакции при изменениях сигнала на входе;
• резкие перепады входного напряжения приводят к скачкам на выходе;
• фильтрация помех на входе имеет низкое качество;
• движущиеся детали понижают надежность работы оборудования и сокращают срок эксплуатации;
• много шума и большой размер.

Используются для стабилизации работы оборудования подсобного хозяйства, мастерских и гаражей при незначительных понижениях температуры, не применяются в домашних условиях.

Релейные

Электронные устройства, работающие на базе ступенчатого принципа стабилизации напряжения. При работе происходит автоматическая коммутация обмоток трансформатора благодаря работе силовых реле. Процессом управляет специальный блок, который анализирует параметры и производит выбор ступени стабилизации.

Преимущества:

• высокая скорость срабатывания — 10-20 мс;
• простая структура без дорогостоящих компонентов;
• устойчивость к перегрузкам;
• малый вес и небольшие габариты;
• нет необходимости в дополнительном охлаждении;
• возможность работы при низких температурах.

Недостатки:

• низкие параметры точности стабилизации;
• искажение синусоиды на выходе;
• воспроизведение звуков в виде щелчков;
• неустойчивость к механическому износу.

Применяются для регулирования работы приборов с малой мощностью при незначительных колебаниях в питающей сети.

Не рекомендуется использовать для защиты чувствительного оборудования.

Тиристорные

Работа прибора схожа с действиями релейных аппаратов. При этом переключение обмоток осуществляют не реле, а силовые ключи полупроводникового типа. Тиристоры повышают точность стабилизации и не шумят во время работы.

Преимущества:

• минимальное время реакции;
• увеличенная точность стабилизации;
• надежность и долговечность;
• работа с широким диапазоном отклонений;
• устойчивость к разнице температур окружающей среды;
• небольшой размер.

Недостатки:

• скачки напряжения в сети приводят к отсутствию точности стабилизации;
• чувствительность к перегрузкам.

Широко применяется в ИБП, для защиты оборудования, используемого в офисах, учебных учреждениях, торговых залах или частных домах и дачах.

Симисторные

Симисторы — один из типов тиристоров, поэтому работа оборудования не имеет значительной разницы. Однако в отличие от предыдущего полупроводникового прибора симистор пропускает ток в двух направлениях, поэтому встречное подключение не требуется.

Преимущества:

• незначительный шум;
• быстрая реакция — 10-20 мс;
• КПД на уровне 98%;
• сопротивляемость перегрузкам;
• долговечность;
• устойчивость к температурам.

Недостатки:

• увеличенные габариты по сравнению с тиристорными приборами;
• заниженная точность регулирования;
• высокая стоимость.

Применяются в квартирах и загородных домах, так как не шумит и не реагирует на изменения окружающей среды.

Стабилизаторы не стоит использовать с высокоточными приборами.

Инверторные

Работа осуществляется на базе технологии двойного преобразования энергии. За счет выпрямителя переменное напряжение на входе превращается в постоянное. Накопленное в промежуточных конденсаторах оно подается на инвертор, который осуществляет обратное преобразование на выходе. Стабилизаторы не имеют автотрансформатора и других подвижных элементов.

Преимущества:

• обширные границы рабочего напряжения при идеальной синусоиде на выходе;
• непрерывная работа по регулированию;
• незначительная масса оборудования;
• подавление помех на входе и выходе благодаря фильтру;
• без задержек реакция на изменения.

Недостатки:

• высокая стоимость стабилизатора ввиду использования инновационных разработок.

Несмотря на это инверторные устройства применяются для защиты домашнего и производственного оборудования. Технические характеристики стабилизаторов нового поколения оправдывают свою стоимость благодаря стабильному функционированию дорогостоящей техники.

Как классифицируется стабилизатор напряжения по классу напряжения

По классу напряжения стабилизаторы делят на две категории: однофазные и трехфазные. Каждый из данных видов имеет свои технические показатели, принцип действия и сферу применения.

Однофазный стабилизатор напряжения

Прибор обеспечивает поддержку напряжения на уровне 220 В, защищает электротехнику от возможных поломок во время скачков в сети, а также обеспечивает работу приборов при понижении до 170-190 В.

Параметры оборудования:

• мощность — указывает на величину нагрузки, при которой стабилизатор способен правильно функционировать — 500-7000 Вт;
• диапазон стабилизации — подбирается относительно конкретной сети — 140-260 В;
• точность стабилизации — важный показатель для работы чувствительной аппаратуры — 2-10 %;
• транзитный режим — наличие режима позволяет направить электроэнергию без использования стабилизатора.

По принципу работы однофазное оборудование делится на два типа: электромеханическое и электронное.

Механические стабилизаторы срабатывают медленнее электронных, а также проявляют неустойчивость к перегрузкам.

Трехфазный стабилизатор напряжения

Прибор используется в промышленной сфере и предохраняет оборудование от повреждений, связанных с изменениями напряжения в 380 В.

Параметры оборудования:

• мощность — выбор прибора базируется на суммарной нагрузке — 200 кВт и выше;
• диапазон стабилизации — определяет возможность оборудования работать при скачках напряжения — 240-430 В;
• точность стабилизации — для чувствительного оборудования 2-3 %, для бытовых устройств 5-7 %;
• скорость реакции — 10-30 мс.

Трехфазные стабилизаторы также делятся на электромеханические и электронные аппараты. Механические отличаются плавностью при регулировании и медленной реакцией. При этом электронные реагируют быстрее, проявляют устойчивость к перегрузкам в работе, однако выдают высокую погрешность во время стабилизации.

Режимы работы стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения работают в нескольких режимах:

1. Транзит (байпас). Позволяет выполнить переключение входного сигнала на выход напрямую, без задействования функциональных блоков.
2. Повышение или понижение. Входное напряжение ниже или выше нормативных показателей соответственно, однако входит в допустимый диапазон. Стабилизатор приводит цифры к номинальному значению в 220 В с небольшим допуском в пределах 3-7%.
3. Вытягивание. Напряжение на входе имеет существенное понижение или повышение относительно нормы и выходит за пределы допустимых показателей. В таком случае стабилизатор переходит в аварийный режим и работает до окончания запаса ресурсов.
4. Аварийное ожидание. В данном режиме устройство не способно обеспечить необходимые параметры электрического питания. Аппарат отключается и переходит в режим ожидания до нормализации напряжения.
5. Задержка включения. Позволяет избежать выхода из строя оборудования при включении электроэнергии, сглаживая скачок напряжения.

Изучение технических параметров стабилизаторов напряжения поможет сделать правильный выбор. Современные производители предлагают большое количество разнообразных моделей защитных устройств. При покупке стабилизатора необходимо учитывать область применения оборудования, будь то бытовая или промышленная сфера, а также наличие сервисного обслуживания, предоставляемого фирмой-производителем.