Стабилизатор напряжения

Чтобы обезопасить электрические приборы, продлив их срок службы, стоит приобрести стабилизатор. Прежде чем посетить магазин в поисках необходимой модели, нужно знать предназначение и принцип действия устройства.

Особенности

Основным элементом считается трансформатор. Посредством переменной цепи он соединен с диодами. У некоторых моделей насчитывается 5 или более диодов, образуя мост. За этими элементами расположен транзистор, а за ним регулятор. Дополнительно стабилизаторы оснащаются конденсаторами. За отключение автоматики отвечает механизм замыкания.

Принцип действия

В основе – метод обратной связи. Для начала электрический ток попадает на трансформатор. Если величина напряжения превышает допустимые значения, то в работу подключается диод, который напрямую соединен с транзистором.

Поскольку ток в квартирах переменный, то входящее напряжение подвергается дополнительной фильтрации. В этом случае конденсатор выступает как преобразователь.

После того как электрический ток минует резистор, он снова подается на трансформатор. В итоге номинальная нагрузка изменяется. Чтобы исключить перегрев конденсаторов, оборудование оснащается автоматикой. Перед выходом ток подвергается еще одной фильтрации, после чего его значение выпрямляется.

Виды, плюсы и характеристики стабилизаторов напряжения

• релейные (ступенчатые);
• электромеханические;
• тиристорные (симисторные);
• устройства двойного преобразования;
• стабилизаторы ШИМ.

Ступенчатые. Они надежны и используются для устранения помех в электрической сети при подключении техники промышленного или бытового назначения: видеооборудование, компьютеры, медицинские или торговые аппараты, связная аппаратура. Помимо этого, устройства представляют собой комплексную защиту квартир, частных домов, офисов.

Среди достоинств ступенчатого стабилизатора: компактность корпуса, доступная стоимость, надежность. Релейные стабилизаторы характеризуются оптимальным диапазоном входящего напряжения, который составляет от 100 до 290 В. Помимо этого, переключение обмоток происходит быстро (200мс).

Недостатки.

• Относительно короткий срок службы реле (10 лет) в зависимости от интенсивности перепадов электроэнергии.
• Погрешности на выходе могут доходить до 15%.
• Вероятность, что контактная группа реле выгорит.

Электромеханические. Корректировка тока происходит автоматически посредством электродвигателя и редуктора. Отличается легким обслуживанием. В нем реализован режим плавной регулировки. А выходной ток имеет точную величину.

Выполнены в оптимальном соотношении: цена-качество. Поскольку в устройство включен электродвигатель, то даже при наличии самых современных и совершенных систем регулирования, невозможно получить высокую скорость регулировки.

По этой причине скорость реакции на скачок низкая. Непригодны для подключения электросварочного оборудования.

Плюсы:

• приемлемая стоимость;
• компактные габариты;
• плавная регулировка;
• высокая точность выходного тока (2-3%);
• большой ресурс.

Тиристорные. Отличаются продолжительным сроком службы за счет использования полупроводниковых тиристоров. Причем их ресурс не зависит от характера и интенсивности перепадов. А скорость реакции составляет 20 мс. Уменьшить это время невозможно по причине нарушения синусоиды выходного тока.

Эти устройства считаются лучшими среди остальных, так как КПД равняется 98%, и работать они могут в диапазоне от 40 до 50 кВт. При запуске электроприборов исключается вероятность появления любых сбоев.

Техника может спокойно функционировать в случае максимальной нагрузки либо при возникновении резких скачков. За счет этих качеств тиристорное оборудование применяется на объектах промышленного производства и в быту.

Эти качества повлияли на конечную стоимость, которая слишком завышена. К тому же на формирование цены влияет на класс точности. Присутствует ряд моделей, которые корректируют выходной ток в узком диапазоне.

Положительные стороны:

• реализация полной защиты от нагрузок и скачков;
• высокая скорость реакции;
• универсальное применение;
• компактность;
• бесшумность в работе;
• высокие показатели КПД;
• обеспечение плавной регулировки.

Отрицательные стороны:

• высокая стоимость;
• наличие слабого теплообмена.

Устройства двойного преобразования. Применимо для защиты сверхчувствительной техники мощностью от 1 до 30 кВт. Быстро подключаются, работают бесшумно и подавляют помехи в электрической сети. Оборудование отличается диапазоном входного тока – от 118 до 300 В.

Величина входного тока напрямую зависит от испытываемой нагрузки в сети. Указанный диапазон характерен для нагрузки 50%. При нагрузке от 50% до 70% диапазон равен 140-300 В. Если же нагрузка превышает 70%, то и значения диапазона будут уже другими: от 160 до 300 В.

Стоит дорого, но при этом отличается надежностью и качеством, что вполне оправдывает заявленную цену.

Плюсы:

• сверхвысокая скорость подключения;
• бесшумная работа;
• компактные габариты;
• широкий диапазон входного напряжения;
• устранение помех в электрической сети.

Недостаток заключается в дорогой цене.

Стабилизаторы ШИМ. Представляют новое поколение в области стабилизации напряжения. В основе работы лежит широтно-импульсная модуляция. На входе и выходе расположены аналоговые фильтры, которые эффективно сглаживают помехи, возникшие в электрической сети.

Характерный отличительный признак заключается в отсутствии трансформаторов. Это позволило уменьшить размеры и вес стабилизаторов. Отличаются высокой степенью точности (около 1%) и мгновенным срабатыванием.

Стабилизаторы ШИМ эффективны даже при возникновении частых и сильных скачков, которые возникают при работе электросварочного оборудования.

К плюсам относятся:

• компактные размеры;
• высокая скорость реагирования;
• бесшумность работы;
• легкий вес;
• высокие показатели надежности;
• универсальное применение.

К минусам относятся:

• низкие показатели порога для входного тока;
• высокая цена.

Тип сети

Электрическая сеть может разделяться на два типа:

1. Однофазная;
2. Трёхфазная.

Однофазное оборудование применяется для однофазной разводки напряжением 220 В. Для бытовой техники (телевизоров, компьютеров, холодильников, стиральных машин и т.д.) такой тип сети используется чаще.

Трехфазное оборудование предназначено для трехфазной электросети напряжением 380 В и способно выдерживать большую нагрузку. Применяется для защиты приборов повышенной мощности, расположенных в офисах или промышленных зданиях.

Трехфазная разводка электрической сети встречается в загородных домах и иногда даже в квартире. Но поскольку во всех многоэтажных домах применяется однофазная разводка, то вопрос выбора отпадает сам собой.

Мощность

Складывается мощность приборов, которые постоянно работают от электрической сети. К этому числу прибавляется суммарная мощность остальных используемых приборов, которые будут подключаться периодически.

Для проведения дальнейшего расчета понадобится специальный коэффициент, отражающий качество работы электросети. В среднем можно смело брать цифру 1,29. Рассчитанную суммарную мощность умножить на 1,29. Полученное значение округляется в большую сторону. На это значение нужно ориентироваться при выборе мощности.

Современные модели оснащаются защитой входящего тока от чрезмерных нагрузок и скачков напряжения. Еще присутствует защитная функция, предотвращающая короткое замыкание и перегрузку оборудования. Возникает при одновременном использовании нескольких электрических приборов.

Выбирать стабилизатор следует с запасом на 2-3 кВт, так как со временем вероятно приобретение новых бытовых приборов.

Эффективность двух или трех устройств выше, чем одного.

Эксплуатация

Нельзя подключать 2 или более стабилизатора параллельным способом, так как при работе они создадут друг другу помехи. Решение проблемы заключается в расположении стабилизаторов на удалении друг от друга.

К некоторым домам подведен газ, требующий аккуратного обращения. В этом случае использование электромеханических стабилизаторов под запретом. При появлении утечки газа, присутствует риск возгорания от искр контактов.

Для трехфазной сети недопустимо использование трех однофазных устройств. При возникновении аварийной ситуации на фазе, требуется отключение остальных. В противном случае приборы испортятся. Если нет другого варианта, тогда устанавливается контроль фаз.