Высокочастотные модели стабилизаторов
По сравнению с релейными моделями, высокочастотный стабилизатор напряжения (схема показана ниже) является более сложным, и диодов в нем задействуется больше двух. Отличительной особенность приборов данного типа принято считать высокую мощность.
Трансформаторы в цепи рассчитаны на большие помехи. В результате данные приборы способны защитить любую бытовую технику в доме. Система фильтрации в них настроена на различные скачки. За счет контроля напряжения величина тока может изменяться. Показатель предельной частоты при этом будет увеличиваться на входе, и уменьшаться на выходе. Преобразование тока в этой цепи осуществляется в два этапа.
Первоначально задействуется транзистор с фильтром на входе. На втором этапе включается диодный мост. Для того чтобы процесс преобразования тока завершился, системе требуется усилитель. Устанавливается он, как правило, между резисторами. Таким образом, температура в устройстве поддерживается на должном уровне. Дополнительно в системе учитывается источник питания. Использование блока защиты зависит от его работы.
Для чего нужен стабилизатор напряжения
Пониженное и/или нестабильное напряжение в сети электропитания может необратимо повредить всю бытовую технику в Вашем доме!
И, при этом, в бесплатном гарантийном сервисе, вероятнее всего, Вам будет отказано, так как, гарантия имеет силу лишь при условии, что устройство эксплуатируется в условиях электропитания удовлетворяющих строгим техническим требованиям к напряжению питания — 220 вольт ±10%.
Бытовая техника, подключенная через стабилизатор, работает в щадящем режиме электропитания со стабилизированным входным напряжением питающей сети, что позволяет значительно продлить ее эксплуатационный ресурс и даже сэкономить на электроэнергии т.к. вся бытовая техника изначально проектируется на конкретное значение в сети.
Стабилизаторы также могут использоваться для защиты электродвигателей. Возможно, Вы замечали как трудно стартовать электродвигателю при пониженном питании в сети.
Если подано питание меньше нормы — двигателю не хватает пусковой мощности, он просто стоит и потребляет огромный пусковой ток, который раз в пять-семь больше рабочего. Двигатель очень быстро перегревается и выходит из строя.
А теперь представьте, что это двигатель Вашей новой стиральной машинки или нового холодильника — нужен стабилизатор.
Стабилизатор для частного дома или дачи — просто необходим для защиты от постоянных перепадов напряжения в сети.
Для корректного повышения/понижения напряжения в сети, для защиты то низкого/высокого значения питания необходим повышающий/понижающий стабилизатор от авторитетного производителя.
Значение вольтодобавки будет автоматически подбираться в зависимости от уровня просаженности во входной электросети, а в случае аварийного изменения входного напряжения вся аппаратура будет автоматически отключена от сети.
- Зачем нужен стабилизатор:
- Если у Вас в доме нет ничего более ценного, чем лампочки накаливания, однозначно, — стабилизатор Вам не нужен.
- Есть смысл задуматься о покупке стабилизатора, если у Вас есть хотя бы холодильник или микроволновая печь и питание в сети периодически падает ниже 190 вольт.
- Ну и если у Вас «полный фарш» бытовой техники и питание периодически отклоняется вверх выше 250 вольт и/или вниз ниже 190 вольт — Вам крайне необходимо защитить всю электросеть в доме мощным стабилизатором сетевого напряжения.
Вывод очевиден:
Принцип работы стабилизатора напряжения
- Принцип работы стабилизатора заключается в отслеживании изменений входного питания и корректировке в соответствии с ситуацией:
- При изменении входного напряжения, первую фазу (20 миллисекунд) стабилизатор использует для замера.
- После замера происходит реагирование на ситуацию. При изменении напряжения в пределах диапазона, происходит выравнивание до 220 В.
- При падении значения ниже диапазона, стабилизатор переходит в режим «вытягивания» — поднимает питание, на сколько хватает ресурса трансформатора.
- При скачке выше диапазона, происходит аварийное отключение.
- Импульсные скачки и скачки при отключениях и включениях электроэнергии не пропускаются.
- Регулировка напряжения в стабилизаторе организовано методом переключения добавочных обмоток специального трансформатора.
Переключение осуществляется электронными ключами в момент прохождения синусоиды напряжения через нулевую отметку. Электронные ключи управляются процессором по специальной программе.
Процессор собирает данные с датчиков и коммутирует ключи по заданному алгоритму. Также, процессор не допускает включения более одного ключа и следит за исправностью ключей.
Процессор также собирает данные с сопутствующих датчиков, не обозначенных на схеме (силы тока, нагрева трансформатора, питания процессора, и др.).
В алгоритм программы процессора заложены следующие режимы:
Транзит — режим, когда 220 В на входе нормальное и стабилизатор обеспечивает защиту только от внезапных скачков.
Повышение — режим, когда питание на входе ниже нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает его до номинального.
Вытягивание — аварийный режим, когда 220 В на входе ниже нормы и ниже диапазона
Обратите внимание! Стабилизатор не отключается, а поднимает питание, на сколько хватает ресурса трансформатора.
Понижение — режим, когда напряжение на входе выше нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает питание до номинального.
Авария — режим, когда 220 В на входе выше диапазона регулирования, стабилизатор отключается, переходя в дежурный режим и «ждет» падения питания.
Задержка включения — режим обеспечивает сглаживание скачка при включении электроэнергии.
Почему стабилизатор напряжения постоянно щёлкает. Стабилизатор не включается или выбивает автоматы. Основные неисправности и ремонт стабилизаторов
А хотите я немного побуду Вангой? Даже не зная модели вашего щелкающего друга, могу с уверенностью сказать, что он собран по релейной схеме. Вы спросите, откуда я это знаю? Да потому что щелкать в стабилизаторах могут только релюшки.
Для понимания происходящего, посмотрим, как устроен практически каждый стабилизатор.
Все они собраны по автотрансформаторной схеме (ну кроме, стабилизаторов с двойным преобразованием, но их мы пока не будем трогать). Автотрансформатор — это такая штука, которая в зависимости от соотношения витков обмоток может как повышать напряжение, так и понижать его.
Внутри стабилизатора стоит автотрансформатор, содержащий выводы как от повышающих, так и от понижающих обмоток. Все что остается делать — это правильно переключаться между ними. Если напряжение в сети стало чуть выше, чем надо, схема стабилизатора переключается на более низковольтную обмотку автотрансформатора и, таким образом, напряжение на выходе стабилизатора уменьшается. И наоборот, если напряжение в розетке стало ниже определенного порога, стабилизатор перещелкивается на повышающую обмотку трансформатора.
Переключением обмоток автотрансформатора управляет контроллер стабилизатора. А сами переключения осуществляются как раз с помощью набора реле (на схеме обозначены как Q1-Q7). Именно реле и издают в момент коммутации те самые щелкающие звуки, которые мы слышим.
Обычно внутри стабилизатора находится от 4 до 7 релюшек. Вот как они выглядят в реальной жизни:
Теперь понятно, почему щелкает стабилизатор напряжения? И чем чаще прыгает напряжение у вас в розетке, тем чаще будет переключаться стабилизатор. Еще бывает, что в момент щелчков моргает свет или вырубается какое-либо чувствительное к питанию оборудование (например, компьютер или кондиционер).
Почему стабилизатор напряжения ПОСТОЯННО щелкает? Возможные причины
Причин может быть несколько. Перечислим наиболее вероятные (в порядке уменьшения вероятности):
- Неисправность одного из реле. Реле имеют ограниченный ресурс по переключению. Потом у них начинают подгорать контакты, сильно возрастает переходное сопротивление. Это приводит к сильной просадке выходного напряжения, особенно при подключении мощной нагрузки. Напряжение проседает, контроллер стабилизатора это замечает и пытается выправить ситуацию, переключившись на следующую ступень. После переключения оказывается, что напряжение слишком высокое и он отыгрывает все назад. В итоге получается бесконечный цикл переключений туда-сюда.
- Отвратительное состояние питающей сети (большое количество скруток, плохие контакты, большая протяженность линии при недостаточном сечении проводников). При попытке подключить нагрузку через стабилизатор, в момент коммутации напряжение в сети падает. Стабилизатор обнаруживает этот факт и старается повысить его с помощью переключения на более высоковольтную обмотку автотрансформатора. Но в момент коммутации цепь питания нагрузки на мгновение разрывается, и напряжение в сети подпрыгивает до своего нормального уровня. Стабилизатор это замечает и пытается переключиться на предыдущую ступень. Круг замыкается, начинаются бесконечные щелчки релюшками.
- Неисправность схемы управления (контроллера). Тут без комментариев, все очень индивидуально. В норме схема управления должна иметь некоторый гистерезис, чтобы избежать постоянных срабатываний вокруг некоторого порогового значения напряжения.
Имейте в виду, что если у вас идут постоянные переключения (щелчки), ваш стабилизатор долго не протянет. Силовые реле просто не рассчитаны на такой режим работы, контакты обгорят или, что еще хуже, залипнут. В последнем случае могут быть варианты: либо сгорит предохранитель на входе, либо на выход попрет повышенное напряжение. Тут как повезет.
Заключение
Если нужен бесшумный стабилизатор напряжения, смотрите в сторону электронных или электромеханических устройств. В стабилизаторах электронного типа переключение между обмотками осуществляется при помощи полупроводниковых приборов (т.е. вместо реле используются тиристоры или симимсторы). А в электромеханических переключение организовано по принципу ЛАТРа — специальный ползунок движется прямо по виткам обмотки трансформатора. Так как реле в таких стабилизаторах отсутствуют, то и работают они без щелчков.
Вот как устроен электромеханический стабилизатор внутри:
Иногда вместо ролика ставят обычные щетки (как в электродвигателях). Такая конструкция менее долговечна, но зато дешевле.
Не смотря на все достоинства электронных и электромеха
Надёжны ли инверторные модели?
Итак, по своим характеристикам инверторые стабилизаторы в целом превосходят своих конкурентов. А как обстоит дело с надёжностью такой конструкции?
По своей схемотехнике инверторные модели относятся к более сложным техническим изделиям, чем другие распространённые типы стабилизаторов.
В конструкции нет габаритного трансформатора, но дополнительно присутствует конденсатор и инвертор, а система принудительного охлаждения часто работает в непрерывном режиме.
Всё это не способствует увеличению рабочего ресурса изделия.
Гарантийный срок инверторных моделей обычно ограничен 2-мя годами. На схожие по стоимости тиристорные модели обычно устанавливается гарантийный срок 5 лет.
Поэтому не стоит полагать, что инверторный стабилизатор — лучший выбор в любой ситуации со скачками напряжения. Не стоит их идеализировать, как это делают некоторые продавцы и электрики.
При одинаковом качестве производства тиристорный стабилизатор прослужит дольше инверторного.
Установка моделей с двойным преобразованием напряжения более актуальна для локальной нагрузки, например, газовых котлов или насосов с критичной к форме и качеству напряжения автоматике.
Обоснован их выбор и для питания высокоточной техники требующей идеальное выходное напряжение с ровной синусоидой.
Но во многих случаях нужно просто защитить стандартный набор бытовой техники загородного дома или квартиры при пониженном напряжении (например, когда начинают моргать лампочки при подключении мощных потребителей).
Здесь надёжнее и экономически выгоднее установить тиристорные (симисторные) стабилизаторы.
Основные характеристики релейного стабилизатора
Стабилизаторы релейного типа подбираются по следующим параметрам:
- Пиковая мощность — суммарная активная (кВт) и реактивная (кВА) мощность потребителей;
- Активная нагрузка — полезная мощность, потребляемая электрооборудованием, которое преобразовывает нагрузку в энергию другого типа – механическую, тепловую и т.д;
- Допустимые отклонения входного напряжения и время срабатывания устройства — чем значительнее всплески или проседания входного тока, тем быстрее должен срабатывать стабилизатор;
- Пороги защиты от всплесков и проседаний входного тока — при преодолении пороговых значений параметров тока на входе система защиты стабилизатора на несколько секунд отключает нагрузку, после чего возобновляет подачу тока при условии нормализации входного напряжения;
- Наличие «байпаса» — режим «байпас» или «обход» позволяет подачу напряжения напрямую на выход стабилизатора в обход его схемы, что упрощает сервисное обслуживание устройства, которое в этом случае выполняется без отключения потребителей;
- Наличие тепловой защиты — при нагреве трансформатора до критической температуры система отключает питание стабилизатора на время, необходимое для остывания трансформаторных обмоток;
- Диапазон и временный интервал защиты от всплесков и проседаний выходного напряжения — если отклонения параметров выходного тока превышают допустимые пределы, срабатывает защитное реле, которое отключает питание нагрузки.
Стабилизатор напряжения с плавной регулировкой напряжения
Стабилизаторы напряжения с плавной регулировкой напряжения на Российском рынке представлены как Россией, так и Китаем, а так же Италией.
Если вы по какой-то причине хотите купить стабилизатор латерного типа и вам важно качество — берите Итальянский бренд Ortea. Только они могут предложить качественный стабилизатор, сделанный на латере (сервоприводе) электромеханического типа, который будет довольно прилично и долго работать, хотя это не исключает технического обслуживания и обычных болячек сервопривода
1 – Как рассчитать мощность стабилизатора напряжения
Мощность рассчитывается очень просто. Требуется вычислить сумму мощностей всех приборов, которые будут включаться одновременно. Не забудьте учесть пусковые токи устройств. Для этой цели можно воспользоваться калькулятором мощности стабилизатора напряжения.
2 – Рабочий диапазон стабилизатора
Диапазон допустимого входного напряжения рассчитывается из тех значений параметров сети, которые вы намерили вашим мультиметром в розетке вашего дома. Тут все просто, если напряжение в сети пониженное — вы счастливчик, у вас нет опасного повышенного напряжения и вы можете сэкономить купив, обычный, простой повышающий стабилизатор напряжения.
Если в сети в определенные часы долго держится высокое напряжение ( выше 244 вольта ), то сеть у вас — аварийная и надо покупать либо стабилизатор с широким диапазоном, чтобы и понижал тоже, либо писать жалобу в ГОСЭНЕРГОНАДЗОР.
Если напишите жалобу, то после устранения причины высокого напряжения, ваша сеть снова станет неопасной и в ней будет лишь пониженное напряжение, пошли и купили традиционный повышающий стабилизатор. Это на много дешевле, чем широкодиапазонный стабилизатор и на много спокойнее, что сеть перестала быть опасной. Можете спать спокойно.
← Предыдущая статьяКак выбрать стабилизатор напряжения для дачи
Следующая статья →Тиристорные стабилизаторы напряжения
Три однофазных стабилизатора напряжения 220 В для дома
Этот способ предполагает подключение отдельного однофазного стабилизатора для стабилизации напряжения по каждой сетевой фазе.
К преимуществам данного варианта можно отнести:
- меньшую стоимость трех однофазных устройств по сравнению с одним трехфазным стабилизатором (не у всех производителей);
- повышенную устойчивость к неполадкам в электроснабжении (обусловлено независимостью работы стабилизаторов друг от друга: сбой на отдельной фазе или неисправность одного из устройств не отразится на функционировании двух других фаз и состоянии установленных на них стабилизаторов);
- возможность индивидуального подбора мощности, типа и настроек стабилизатора для каждой фазы с учетом характера и мощности питаемой от неё нагрузки;
- экономию пространства в связи с меньшими, чем у трехфазных аналогов, габаритами однофазных стабилизаторов.
Однофазные стабилизаторы напряжения «Штиль» 6-10 кВА
Недостатки применения трёх однофазных стабилизаторов:
- невозможность подключения трехфазных потребителей;
- отсутствие мониторинга и индикации, способных отобразить параметры трехфазной системы электроснабжения в целом;
- отсутствие контроля за равномерностью нагрузки на каждую фазу (велика вероятность перекоса фаз).
Перекос фаз
– режим работы трехфазной сети в котором на одну из питающих фаз ложится нагрузка, большая её номинала, что может привести к перегреву её обмотки, срабатыванию защитной автоматики, а также к экстремальному росту напряжения на остальных недозагруженных фазах.
Вариант с применением трёх однофазных стабилизаторов в условиях трехфазной сети позволит существенно сократить финансовые затраты, однако он недопустим при наличии в доме хотя бы одного трехфазного электроприбора. Такое решение может использоваться только в случае однофазной нагрузки, равномерно распределённой между тремя приходящими фазами, и при условии отсутствия задач по мониторингу общего состояния питающей сети.
Мощность стабилизатора
Базовым параметром, служащим для определения мощности требующегося стабилизатора напряжения, служит суммарная мощность подключаемой к нему нагрузки – она не должна быть выше мощности выбранного устройства. Отметим, что в перечисленных типах стабилизаторов стоимость устройства пропорциональна максимальной мощности нагрузки. Поэтому верная оценка суммарной мощности оборудования, подключаемого к стабилизатору, очень важна – данная процедура поможет вам сэкономить средства и обеспечить наибольшую эффективность работы стабилизатора.
Точные значения мощности для бытовых приборов и инструментов содержатся в паспортных данных, а также их можно с достаточной точностью подсчитать, исходя из соотношения ВА=Вт.
Следует учитывать, что у приборов с электродвигателем потребление энергии в момент включения в несколько раз выше, чем в рабочем режиме. Если электродвигатель в устройстве является основным потребителем (насос, холодильник), параметр мощности, указанный в паспорте, следует умножить на 3. Это позволит избежать перегрузки стабилизатора при включении устройства. Так как вероятность одновременного включения (с интервалом менее 1 сек) таких потребителей мала, при подсчете суммарной нагрузки можно учитывать только более мощное устройство, умножив на 3 его паспортную мощность. Для приборов без электродвигателя учету подлежит номинальное потребление.
Мощность выбранной модели стабилизатора должна на 20% перекрывать суммарную мощность нагрузки. Этот резерв позволит Вам безопасно подключать дополнительное оборудование.
Если цена выбранного с учетом суммарной мощности стабилизатора превышает Ваши возможности, попытайтесь сократить список потребителей. К примеру, обычные осветительные лампы накаливания (но не чувствительные и дорогостоящие галогенные!) можно подключать к сети, минуя стабилизатор. Сокращению подлежат также приборы, которые вряд ли используются одновременно (пары утюг-пылесос или обогреватель-вентилятор).
Если «сокращение» не помогло, рекомендация проста — подключите через стабилизатор только приборы, которым без него не выжить.
Рейтинг лучших стабилизаторов напряжения
Прежде всего мы изучили отзывы покупателей и оценки экспертов, как положительные, так и негативные. Также был проведен ряд тестов, что и помогло выявить победителей.
Вот на какие характеристики мы обращали внимание при отборе лучших стабилизаторов напряжения:
- Тип изделия – релейное, электромеханическое, инверторное;
- Способ монтажа – напольный или настенный;
- Уровень КПД и процент погрешности;
- Тип охлаждения – естественное или принудительное;
- Температурный режим работы;
- Ориентированность на количество фаз и розеток;
- Время переключения между обмотками;
- Степень влажности в помещении;
- Мощность;
- Способ подачи информации о напряжении – цифровая индикация или обыкновенная;
- Надежность защиты от перегрева, помех, повышенных нагрузок;
- Вес и размеры;
- Дизайн и цвет.
При составлении рейтинга мы также принимали во внимание срок службы устройств и длительность действия гарантии, соотношение цены и качества изделий, их доступность на рынке. Лучшие холодильники Атлант. Лучшие холодильники Атлант
Лучшие холодильники Атлант
Виды стабилизаторов постоянного тока
В практике применяется два вида стабилизаторов, работающих на постоянном токе — линейный и импульсный. Ниже рассмотрим каждый из типов более подробно.
Линейный
Такие устройства представляют собой делители напряжения. С одной стороны (на вход) аппарата приходит меняющееся U, после чего оно стабилизируется и поступает к выходу с плеча делителя. Поддержание U в требуемом диапазоне происходит путем изменения параметра R (сопротивления) одного из плеч делителя.
Если разница U на входе и выходе существенна, КПД линейного стабилизатора снижается из-за потерь на тепло. Вот почему регулировочный элемент монтируется на специальном радиаторе, имеющем достаточную площадь для эффективного охлаждения.
Линейные устройства бывают двух видов (по типу включения) — с последовательным и параллельным подключением нагрузки. Кроме того, они делятся на два типа — на параметрические и компенсационные.
В первом случае принцип действия построен на использовании участка вольтамперной характеристики, где сопротивление дифференциального типа минимально в большом диапазоне токов нагрузки.
Второй тип приборов (компенсационный) подразумевает наличие обратной связи, когда выходное U сравнивается с эталонным показателем. Далее берется разница, из которой и создается сигнал для подачи на элемент регулировки.
Импульсный
Особенность импульсных устройств заключается в подаче тока на элемент, аккумулирующий энергию (дроссель или емкость) путем создания кратковременных импульсов (формируются с помощью электронного ключа).
Пока упомянутый узел находится в закрытом состоянии, происходит передача напряжения на выход стабилизирующего аппарата. Использование дросселя в роли накопителя позволяет менять U на выходе.
Преимущество импульсной модели заключается в большом КПД, благодаря работе в режиме ключа. Из минусов стоит выделить сложность организации и наличие помех.
В зависимости от схемы и режима ключевого управления выделяется пять видов импульсных стабилизаторов — инвертирующий (изменение полярности на выходе), повышающий, понижающий, с функций понижения и повышения, а также универсальный аппарат (совмещает опции перечисленных выше моделей).
Симисторный стабилизатор напряжения
Симистор — это одна из разновидностей тиристора, и с точки зрения обычного пользователя симисторный стабилизатор напряжения полностью аналогичен тиристорному. Однако главным недостатком симистора является его низкая устойчивость к выбросам напряжения, например, при работе с индуктивной нагрузкой, и поэтому приходится предпринимать ряд дополнительных мер для обеспечения надёжности их работы.
Кроме вышесказанного в симисторных схемах управления при максимальных нагрузках необходимо тщательно контролировать и не допускать превышения тока и напряжение управляющего электрода, обеспечивать эффективное охлаждение корпуса прибора и учитывать рассеивание мощности.
Вследствие этих недостатков симисторные стабилизаторы напряжения ограничены в практическом применении, так как тиристорные более надёжны в работе и компактны в габаритах, например, один симистор занимает площадь 4-6 тиристоров. Справедливости ради надо отметить, что для управления симистором требуется менее сложная электронная схема, чем для тиристора, но это преимущество блекнет в сравнении с основным недостатком.
Виды стабилизаторов
На данный момент существует три типа стабилизаторов, отличающихся друг от друга по принципу выравнивания:
- Цифровые.
- Релейные.
- Сервоприводные.
Самыми практичными, удобными и надежными считаются цифровые или электронные устройства. Они работают за счет наличия тиристорных ключей. Основное достоинство таких систем – минимальное время срабатывания, абсолютная бесшумность, небольшие размеры. Из минусов – цена, они обычно на 30-50% дороже остальных устройств.
Релейные системы относятся к среднему ценовому сегменту. Они работают за счет коммутации силовых реле, включающих и выключающих соответствующие обмотки на трансформаторе. Релейные стабилизаторы напряжения для дома считаются оптимальными. Основные плюсы устройства – доступные цены, быстрая скорость срабатывания. Минус – непродолжительный срок службы. Обычное реле выдерживает примерно 40-50 тысяч переключений, после чего контакты изнашиваются и начинают залипать. Если у вас довольно стабильная сеть, то релейная система проработает у вас несколько лет. Но если провалы случаются несколько раз в день, то оно может выйти из строя за полтора-два года.
Устройства сервоприводного типа имеют низкую стоимость и работают за счет изменения количества задействованных трансформатором витков. Их переключение происходит за счет движения сервопривода, переключающего контакт, как на реостате. Основной плюс этих систем – доступная цена. Минус – низкая надежность и долгое время срабатывания.
Вывод
Скачки напряжения в сети – не редкость. Они могут быть вызваны самыми разными причинами. Защитить от них технику помогут стабилизаторы
При выборе устройства нужно обратить внимание на выходную мощность, количество фаз, максимально допустимый коэффициент отклонения и систему защиты. В продаже есть как дорогие, так и дешевые приборы, поэтому каждый подберет подходящий девайс
- Как выбрать генератор для дачи или дома: основные критерии и обзор лучших моделей — бензиновых, дизельных, газовых
- Домашняя метеостанция! Что это за устройство и как выбрать?
- Газовые колонки для дачи: проточные или бойлерные, как выбрать подходящую, рейтинг популярных моделей
- Прибор для измерения влажности воздуха в квартире. Рейтинг лучших гигрометров
