Стабилизаторы напряжения: виды, характеристики, отличия от реле

Конструктивные особенности оборудования

Основные составляющие стабилизатора – автотрансформатор, микропроцессор и коммутирующее устройство. За преобразование входного тока в напряжение отвечает автотрансформатор. Микропроцессор анализирует колебания сети на входе. И при перегрузке сигнализирует коммутатору для выравнивания тока или размыкания цепи.

Популярные виды стабилизаторов

Выбор устройства зависит от технического задания и подключаемого оборудования. По принципу работы различают следующие типы стабилизаторов напряжения:

Электромеханические

В основе – автотрансформатор и движущийся токосъёмный контакт в виде ползунка. Процессор замеряет параметры сети и посылает сигнал токосъёмнику на смену позиции. Движение ползунка меняет коэффициент трансформации. Перемещение выполняется с помощью шагового двигателя и сервопривода.

Преимущества:

1. Точное и непрерывное регулирование.
2. Низкая стоимость в сравнении с другими видами, моделями.

Недостатки:

1. Сильно шумят и могут искрить.
2. Имеют большой вес и объём конструкции.
3. При низких температурах дают сбой.

Электронные

В основе устройств - регулируемый автотрансформатор. В электронных моделях нет механических или электромеханических составляющих, что повышает их технические возможности. Электронная схема анализирует колебания и подаёт сигнал на силовые полупроводниковые ключи (тиристоры или симисторы). Последние переключают обмотки.

Преимущества:

1. Высокая скорость переключения при изменениях параметров сети.
2. По сравнению с электромеханическими образцами, электронные устройства работают почти бесшумно и признаны более надёжными.
3. Высокая точность стабилизации.
4. Устройства компактны по размеру.

Недостатки:

1. Цена выше, чем у электромеханических аналогов.
2. Ступенчатая регулировка не подходит для чувствительных приборов, требующих качественного электроснабжения.

Ферромагнитные (феррорезонансные)

Широкое применение ферромагнитные стабилизаторы получили в прошлом веке для защиты ламповых телевизоров, холодильников и радиоприёмников. Устройства имеют простую электрическую схему. Автотрансформатор отсутствует. Напряжение регулируется с помощью эффекта феррорезонанса двух дросселей с насыщенным и ненасыщенным сердечником.

Преимущества:

1. Надёжны и долговечны в эксплуатации, т.к. не имеют хрупких подвижных компонентов.
2. Дают высокую точность выходного тока.
3. Стабильно работают в разных климатических условиях.
4. Быстро переключаются при перенапряжении.

Недостатки:

1. Сильно шумят.
2. Выделяют много тепла.
3. Имеют большой вес и объём конструкции.
4. Обладают низким диапазоном регулируемого напряжения.
5. Искажают синусоиды.
6. Не выдерживают высокую нагрузку.

Инверторные

Второе название – стабилизаторы двойного преобразования. Входное напряжение проходит две ступени изменения – на выпрямителе и на транзисторном преобразователе. Для устранения помех используются входной и выходной фильтры.

Преимущества:

1. Быстрая реакция на скачки тока. Подключённые приборы полностью защищены от сетевых колебаний.
2. Широкий диапазон стабилизации. Устройство работает даже при критических отклонениях сети (от 90 до 310 В).
3. Напряжение регулируется плавно, что исключает помехи в работе техники (мерцание, искажение видео- и аудио-сигналов).
4. Выходные параметры устанавливаются точно.

Недостатки:

1. Высокая цена по сравнению с аналогичным по мощности оборудованием.
2. Модели низкого ценового сегмента дают на выходе искажённое напряжение и не могут использоваться для асинхронных электродвигателей и трансформаторных установок.

Комбинированные (гибридные)

В основе конструкции – электромеханический нормализатор. Функцию дополнительной коммутации берёт на себя релейная часть.

Устройство работает без разрыва фазы. При перенапряжении в сети стабилизатор сначала выжидает (100 мс) и измеряет входной ток. Если за этот период параметры не восстановились, выполняется шунтирование контактной группы. Пока реле переключается (до 10 мс), нагрузка идёт через резистор. Напряжение не исчезает. Когда реле переключилось, снимается нагрузка с резистора и ток проходит через реле.

Преимущества:

1. Электроэнергия подаётся к приборам непрерывно.
2. Долговечны при эксплуатации.
3. Перегрева не возникает.
4. Работают точно и тихо.
5. Небольшие габаритные размеры.

Недостатки:

1. Высокая стоимость.
2. Если вместо реле установлена угольная щётка, она требует дополнительного обслуживания.

Основные отличия трёхфазных и однофазных стабилизаторов

Если к жилому строению подведена только однофазная сеть, подойдёт однофазный нормализатор. В зависимости от мощности его можно установить на один или несколько бытовых приборов.

Если питающая сеть состоит из трёх фаз, можно установить один 3-фазный или три 1-фазных стабилизатора. Трёхфазные устройства требуются для оборудования с тремя фазами (станки, электродвигатели). Нормализаторы с тремя фазами можно подключить к однофазным приборам, запитанным на выходе на одну фазу. Следует помнить, что при срабатывании защиты все три потребителя будут отключены.

Какое устройство выбрать – симисторное или тиристорное?

Разница в установленных электронных ключах – симисторах и тиристорах. Эти полупроводники отличаются показателями проводимости. В тиристорах ток проходит только в одном направлении, а в симисторах – в обе стороны. Симисторный нормализатор имеет один существенный недостаток – низкая устойчивость к перенапряжению. Требуются дополнительные защитные меры.

Выбор нормализатора для жилого и нежилого помещения

Если нужны стабилизаторы напряжения для дома, чаще всего выбирают электромеханические, электронные и ферромагнитные модели. Электронные приборы часто используют для защиты бытовых устройств без электромотора – осветительные приборы, кухонное оборудование, телевизионная техника. Ферромагнитные устройства выбирают для защиты несложной техники строго поколения.

Инверторные приборы – лучшее техническое решение для быта и производства. Так, стабилизаторы напряжения для котлов чаще всего выбирают инверторного типа.

Комбинированные (гибридные) устройства используются при резких бросках входного напряжения.

Отличия стабилизаторов напряжения от реле

Выбор устройства защиты зависит от технического задания. Рассмотрим принцип действия и технические особенности.

Основные отличия стабилизаторов и реле напряжения

Реле контролирует минимальный или максимальный предел сети. Если входной ток превышает установленную величину, сеть отключается. При восстановлении установленного значения нагрузка снова включается. Реле обычно работает по принципу задержки включения. В таких устройствах время отключения настраивается.

И стабилизатор, и реле отключают сеть, если величина входного тока выходит за установленные границы. В отличие от реле контроля, нормализатор дополнительно выравнивает напряжение, при условии, что входной ток не превышает экстремальной величины. Использование стабилизатора гарантирует подачу на приборы качественной электроэнергии.

Преимущества, недостатки и особенности использования стабилизатора

Плюсы:

1. Можно установить предельные границы напряжения. При скачке тока сеть отключается, что предотвращает поломку техники.
2. В диапазоне пороговых значений происходит выравнивание тока с точностью 1-5% в зависимости от вида нормализатора.
3. Улучшается качество работы техники. Продлевается срок эксплуатации.
4. Большое разнообразие моделей с разными техническими решениями.
5. Высокий коэффициент полезного действия (98-99%).
6. Высококачественные модели улучшают форму электросигнала.

Отличительная особенность – простое подключение. Приглашать профессионального электрика нет необходимости. К устройству можно подсоединить любую жилу трёхфазной цепи. Автоматический выключатель устанавливается до ввода в нормализатор.

Минусы:

1. Большие габариты устройства требуют отдельного места.
2. Аппарат издаёт ощутимый шум. Требуется звукоизоляция.
3. При работе выделяет много тепла. Необходимо охлаждение устройства.
4. Чем выше мощность, тем дороже прибор.
5. Требуется защита от пыли и влаги.
6. Электроника нормализатора чувствительна к сбоям сети.

Преимущества, недостатки и особенности использования реле контроля

Плюсы:

1. Мгновенно отключают сеть при перегрузке. При восстановлении параметров тока сеть тут же подключается.
2. Реле легко размещается внутри входного щита.
3. Работает бесшумно.
4. Удобно монтируются на обычную DIN-рейку. Некоторые модели можно подключить непосредственно в розетку.
5. Намного дешевле стабилизаторов.

Отличительная особенность – мгновенное срабатывание при перенапряжении. Реле больше подходят для индивидуальной защиты бытовых приборов.

Минусы:

1. Реле не могут выравнивать напряжение, что негативно сказывается на сроке службы подключённой техники.
2. Для полноценной защиты требуется установка двух реле – на максимум и минимум входного тока. Разработать схему подключения может только профессиональный электрик.
3. Правильно настроить реле может только грамотный специалист.

Важные технические характеристики оборудования

При выборе устройства необходимо обращать внимание на следующие параметры.

Фазность

Различают три типа тока:

• однофазный (переменный);
• двухфазный (слияние 2-х однофазных токов);
• трёхфазный (три электроцепи с токами с разницей по фазе 1/3 периода).

Многофазные сети требуют для нормализации специальные приборы.

Мощность

Мощности подключаемого прибора и нормализатора должны совпадать. При определении суммарной нагрузки подключаемых приборов необходимо учитывать, что одновременно работают не все потребители. Если стабилизатор работает на предельной мощности, он быстро сломается. Если мощность выше нагрузки, нормализатор будет работать с низким КПД, но более надёжно.

Активная нагрузка

Самый простой вид нагрузки. Вся потреблённая энергия превращается в тепло (электропечи, лампы накаливания, утюги и т.д.). Если на электрическом радиаторе написано, что его мощность 800 ватт, он потребляет 800 ватт и не больше.

Реактивная нагрузка

Делится на индуктивную (катушка) и ёмкостную (конденсатор). У приборов с реактивной нагрузкой часть энергии превращается в тепло, а другая часть идёт на образование электромагнитных полей. Т.е. мощность никогда полностью не покидает электрическую цепь. Реактивную нагрузку необходимо учитывать в расчётах (применяется коэффициент).

Запас мощности

Этот параметр необходимо учитывать при пониженном напряжении сети. Допустимая мощность нагрузки прямо пропорциональна входному току. Нормальная работа прибора возможна при наличии запаса мощности не менее 30%.

Диапазон стабилизируемого напряжения

Прибор может работать только в установленных границах. Допустимые пределы зависят от типа устройства. Если ток сети находится за допустимым диапазоном, нормализатор отключается.

Точность стабилизации

Этот критерий показывает способность устройства выпрямлять напряжение в заданных пределах. Самые точные нормализаторы – электромеханические и инверторные.

Способ установки

Технические решения по установке нормализатора зависят от требований и мощности. Виды монтажа:

• на каждый прибор;
• на конкретную группу потребителей;
• на всю электросеть.

Наличие информационного дисплея

Табло позволяет отслеживать параметры входящей сети. На дисплее отображаются следующие данные:

• напряжение на входе и выходе;
• показания нагрузки;
• временные задержки на включение аппарата;
• данные регистратора событий (нагрузки, короткие замыкания, перегрев и т.д.).

Производитель

Мировые лидеры производства предлагают самые надёжные и дорогостоящие модели. В продаже можно найти приборы неизвестных брендов по минимальной цене, хотя такие варианты отличаются низким качеством и могут быть опасны.

Алгоритм установки

Маломощные устройства подключаются просто – нормализатор включаем в сетевую розетку, потребитель включаем в розетку на корпусе устройства. Более мощные стабилизаторы требуют профессиональных знаний электрики. Такие приборы подсоединяются клеммами к сети после счётчика согласно схемам изготовителя. Во избежание попадания напряжения на металлический корпус, важно учесть заземление.

ООО «Вивателснаб» – официальный партнёр группы компаний IEK. Наши покупатели обращаются к нам снова и снова, т.к. мы несём ответственность за качество продукции и предлагаем выгодные условия:

• широкий ассортимент электротехнических товаров;
• разумные цены;
• доставка за наш счёт;
• наличный и безналичный расчёт;
• скидки при оптовом заказе.