Для чего нужен стабилизатор напряжения. Советы специалиста

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%.

Специально для решения проблемы нестабильного электроснабжения электроаппаратуры, сглаживания перепадов и скачков отклонения питающего напряжения в сети электропитания (стабилизация напряжения питания) выпускается специальное защитное устройство — стабилизатор переменного сетевого напряжения (он же нормализатор напряжения, AVR, Automatic Voltage Regulator — автоматический регулятор напряжения, voltage stabilizer или в простонародье — повышающий трансформатор, выравниватель, преобразователь, выпрямитель напряжения / тока)

Бытовая техника, подключенная через стабилизатор напряжения, 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 напряжения в сети, и именно при этом напряжении обеспечивается оптимальный режим работы и самый высокий КПД.

Стабилизаторы напряжения также могут использоваться для защиты электродвигателей. Возможно, Вы замечали как трудно стартовать электродвигателю при пониженном напряжении в сети. Если подано напряжение 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 напряжения.

Стабилизатор напряжения 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 напряжения необходим повышающий/понижающий стабилизатор напряжения от авторитетного производителя. Напряжение вольтодобавки будет автоматически подбираться в зависимости от уровня просаженности напряжения во входной электросети, а в случае аварийного изменения входного напряжения вся аппаратура будет автоматически отключена от сети.

А мне 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 сетевого напряжения, если у Вас есть хотя бы холодильник или микроволновая печь и напряжение в сети периодически падает ниже 190 вольт.

• Ну и если у Вас «полный фарш» бытовой техники и напряжение 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: если общая стоимость бытовой техники и электроприборов у Вас в доме в несколько раз больше чем цена самого дорогого стабилизатора напряжения — стоит задуматься о его покупке.

Сейчас на рынке существует много видов стабилизаторов напряжения. Это и электронные и электромеханические и гибридные и тиристорные. Но говорить, что одни лучше, а другие хуже будет не правильно. У каждого из них своя сфера применения. Это все-равно что сказать будто грузовой Камаз хуже городского Мерседеса бизнес-класса. У первого своя сфера применения, а у второго своя и нельзя заменить один другим. Камаз не подойдет для доставки бизнесмена на встречу, а на Мерседесе не привезешь 10 тонн груза. А вот наоборот - Камаз легко перевезет 10 тонн песка, а Мерседес с комфортом доставит бизнесмена на встречу.

Так и со стабилизаторами напряжения. Например, релейные стабилизаторы могут спокойно работать и при минусовой температуре (до -30°С), но нужна ли эта способность, если они будут стоять внутри отапливаемого дома? Нет.

А вот для дачных участков способность релейников работать при температуре ниже нуля очень даже пригодится.

Поэтому, для частного дома в стабилизаторах больше ценятся такие качества как плавная регулировка (чтобы лампочки не моргали) и на сколько точное напряжение на выходе .

Стабилизатор напряжения для дома как выбрать

Плавная регулировка напряжения - это главная особенность электромеханических стабилизаторов напряжения. Внутри у них находится медная обмотка, по которой при помощи сервопривода ездит щётка. При изменении напряжения в электросети сервопривод перемещает щётку по обмотке тем самым плавно выравнивая напряжение. Кроме того, данный способ регулировки позволяет удерживать очень высокую точность напряжения на выходе стабилизатора (220В ± 3%), что также важно при использовании с домашней видео- и аудио-техникой.

Но у классических электромеханических стабилизаторов всегда оставался один очень важный недостаток - это довольно узкий входной диапазон напряжений (до 140В). Это значит, что при падении напряжения в электросети ниже 140 вольт, электромеханический стабилизатор попросту отключался и обесточивал все электроприборы в доме.

Конструкция электромеханического стабилизатора

Для устранения данного недостатка были созданы так называемые гибридные стабилизаторы напряжения, способные выравнивать напряжение в диапазоне 105В...280В. Название свое они получили благодаря конструктивной особенности. Внутри гибридов, по-сути, находится 2 модуля - электромеханический и релейный. Основной режим работы гибридов - электромеханический (активен при изменении входном напряжении в диапазоне от 140В до 280В), с плавным и высокоточным выравниванием всех колебаний в электросети. А вот при падении напряжения ниже 140 вольт защитное отключение уже не срабатывает, а вместо этого подключается релейный блок, который в состоянии вытянуть просадки до 105В.

Преимущества гибридных стабилизаторов:

• плавная регулировка (лампочки не будут моргать);
• очень точные - удерживают 220В (± 3%);
• выравнивают напряжение со 105В.

К недостаткам можно отнести:

• напольное исполнение - нельзя повесить на стену. Хотя при помощи специальной стойки можно установить их друг над другом;
• могут работать только при температуре выше 0°С .

Сравнение характеристик электромеханических стабилизаторов:

Кроме гибридных аппаратов для дома также ставят тиристорные стабилизаторы напряжения. Роль силового ключа в них выполняет полупроводниковый элемент, тиристор. Благодаря этому удается еще сильнее расширить диапазон входных напряжений и вытягивать просадки до 60В!

Из-за отсутствия движущихся частей тиристорные стабилизаторы во время работы не создают абсолютно никаких шумов. Это дает возможность использовать их даже внутри городских квартир. Кроме того, тиристорные аппараты считаются самыми долговечными среди стабилизаторов напряжения. Из-за этого производители нередко дают на них расширенную гарантию.

Преимущества тиристорных стабилизаторов:

• справляются даже с аномальным падением напряжения до 60В;
• абсолютно бесшумные (уровень шума - 0дБ);
• регулировка осуществляется плавно;
• высокоточные - на выходе получаем 220В ± 5% (и 220 ± 3% у морозостойких модификаций)
• высокая скорость срабатывания (20мс);
• выполнены в навесном исполнении (не занимают много места и удобно крепятся на стену);
• обладают расширенной гарантией на 3 года.

Недостатки

• технология производства тиристорных стабилизаторов довольно дорогостоящая, поэтому ценник приборов не позволяет их ставить в каждом доме.

Сравнение характеристик тиристорных моделей:

Первое правило:

Для дома нужно ставить стабилизатор напряжения с плавной регулировкой (чтобы лампочки не моргали). Под эти требования подходят: электромеханические (гибридные) или тиристорные стабилизаторы.

Шаг №2 - Однофазный или трехфазный?

Итак, с типом стабилизатора определились - нужен электромеханический/гибридный или тиристорный аппарат.

Теперь нужно понять, ставить однофазный (на 220В) или трехфазный (на 380В)?

Тут два варианта:

• если к дому подведена одна фаза, то подбираем однофазный стабилизатор;
• казалось бы, для трехфазной сети должно быть такое же логическое заключение - для трех фаз брать трехфазник. Но есть один нюанс.
  Все трехфазные стабилизаторы спроектированы таким образом, что когда пропадает одна из фаз, то в стабилизаторе срабатывает защита и он отключается, обесточивая весь дом. Поэтому, только если в доме есть трехфазные потребители, мы ставим трехфазный стабилизатор.
  Если же потребители только на 220В, то лучше поставить 3 однофазных стабилизатора напряжения (по одному на каждую фазу). Чаще всего такое решение даже будет дешевле по деньгам.

Что делать, если не знаете, сколько фаз подведено к дому?

Самый распространенный ответ на это вопрос: "Если бы у тебя было три фазы - ты б об этом знал". Действительно, к большинству частных домов старой постройки подведена одна фаза и все бытовые потребители рассчитаны на 220В (телевизор, холодильник, компьютер, видео- и аудио-техника).

К современным же загородным коттеджам часто подводят три фазы, т.к. кроме бытовых электроприборов планируется установка и трехфазных потребителей на 380В.

К дому подведено 2 или 3 провода - однофазная сеть, 4 и более - трехфазная.

Второе правило:

Если к дому подведена одна фаза, останавливаемся на однофазных стабилизаторах.

Для трехфазной сети:

• если есть потребители на 380В - ставим один трехфазный стабилизатор;
• если потребители только на 220В - ставим 3 однофазных стабилизатора (по одному на каждую фазу).

Шаг №3 - Должен работать при минусовой температуре?

Итак, теперь мы знаем, что в зависимости от потребителей, нужно ставить однофазные или трехфазный аппарат.

Следующий шаг простой - будет стоять стабилизатор в отапливаемом помещении или нет. Чаще всего аппарат размещается в техническом помещении внутри дома и необходимости в морозостойких приборах нету.

Если же вдруг необходима работа при температуре ниже нуля, то запоминаем этот параметр в стабилизаторе как важный.

Третье правило:

Чаще всего стабилизаторы ставят внутри дома и требований к морозостойкости нету. Но если будет стоять в неотапливаемом помещении, то выбираем среди стабилизаторов, способных работать при минусовой температуре.

Шаг №4 - Какой мощности нужен стабилизатор?

На предыдущих этапах мы узнали, что для дома нужен аппарат с плавной регулировкой, определились с количеством фаз необходимого прибора (однофазный или трехфазный) и решили для себя, будет он стоять в отапливаемом помещении или нужен морозостойкий вариант.

Теперь следует понять, какой мощностью должен обладать прибор.

magazin energia ru

К этому вопросу нужно отнестись внимательно, так как взяв стабилизатор маленькой мощности, в результате мы получим частые отключения стабилизатора по перегрузу.

Основное правило, которым принято руководствоваться при выборе стабилизатора напряжения для дома, звучит так:

На каждый частный дом или загородный коттедж устанавливается вводной автомат, который не позволяет нагружать электропроводку дома больше, чем она рассчитана. Это связано не с "жадностью" электриков, будто не хотят разрешить владельцу дома включать приборы большей мощности, чем разрешено. Причина банальна - не допустить возникновения пожара. Чтобы не допустить перегревания проводов и возникновения из-за этого пожара, ставится вводной автомат. Если человек попытается одновременно нагрузить электропроводку приборами бОльшей мощность, чем разрешено, - вводной автомат выполнит защитное отключение и не допустит пожара в доме.

Чаще всего на дом ставятся подобные вводные автоматы:

Вводной автомат на 40 А (ампер)

Для того, чтобы узнать какой мощности нужен стабилизатор напряжения для нашего дома, всегда применяется одна и та же формула:

• Вариант №1 - к дому подведена однофазная сеть на 220В
  В этом случае умножаем значение вводного автомата (у нас это 40 ампер) на 220 вольт:
  40 * 220 = 8 800
  Выходит, что для нашего дома нужен стабилизатор мощностью не меньше, чем 8800 ВА (вольт-ампер) или 8,8 кВА (киловольт-ампер).
  

  Зная типичную линейку мощностей стабилизаторов:
  5, 8, 10, 15, 20, 30 кВА

  Понимаем, что стабилизатор на 8 кВА с нашей нагрузкой уже не будет справляться, а вот на 10 кВА - самое оно.

• Вариант №2 - к дому подведена трехфазная сеть на 380В
  В случае трехфазной сети решение следующее:
  • если дома есть потребители на 380В - ставим один трехфазный стабилизатор.
    Его мощность высчитывается так:
    Вводной автомат для частных домов с трехфазным подключением чаще всего на 20 ампер.
    Умножаем 20 ампер на 200В и получившуюся цифру умножаем еще на 3:
    20 * 220 * 3 = 13 200
    Получается для дома нужен трехфазный стабилизатор мощностью не меньше 13200 ВА (вольт-ампер) или 13,2 кВА. (киловольт-ампер).
    Опять же, учитываем линейку мощностей трехфазных стабилизаторов (9, 15, 20, 30 кВА) понимаем, что нам нужен стабилизатор на 15 кВА.
    Итого , нужен трехфазник на 15 кВА.
  • Если же к дому подведено 3 фазы, а все электроприборы обычные, рассчитаны на 220В и трехфазных потребителей ставить не планируется, то эффективнее будет поставить три однофазных стабилизатора (по одному на каждую фазу). Это делается по той причине, что при пропадании напряжения на одной из фаз, трехфазный стабилизатор обесточит весь дом. При установке трех однофазных стабилизаторов данная проблема не возникает и электроприборы на оставшихся двух фазах продолжают работать.
    Мощность высчитывается как для обычного однофазного стабилизатора (описано было выше) с тем отличием, что нужен не один а три штуки:
    40 * 220 = 8 800
    Итого , нужно 3 стабилизатора по 10 кВА.

Четвертое правило:

В зависимости от количества подведенных фаз:

• для однофазной сети (220В) чаще всего ставят однофазный стабилизатор на 10 кВА;
• для трехфазной сети ставят или один трехфазный стабилизатор на 15 кВА или три однофазных по 10 кВА (по одному на каждую фазу).

magazin energia ru

Шаг №5 - На сколько сильно падает напряжение?

На предыдущих 4х шагах мы выяснили, что для дома требуется стабилизатор с плавной и точной регулировкой (под это подходят электромеханические/гибридные или тиристорные аппараты). Узнали, что при однофазной сети нужен однофазный стабилизатор, а при трехфазной - один трехфазный или три однофазных (в каких случаях и какой, указано на Шаге №2). На Шаге №3 определились, нужен ли нам морозостойкий прибор или он будет стоять внутри дома, в отапливаемом помещении. И на Шаге №4 высчитали, необходимую мощность прибора.

И вот мы подошли к тому маленькому, но очень важному моменту, о котором забывают 80% людей при выборе стабилизатора.

В теории всё просто - посмотрел цифру на вводном автомате, умножил на 220В и вот такой мощности нужен стабилизатор. Но почему-то забывают, что при падении напряжения (когда в розетке не 220В, а уже 170В, 140В и ниже) мощность, которую может выдавать любой стабилизатор тоже падает. И вместо заявленных 10 кВт (киловатт) он выдает уже 8 или 7 кВт. Тем самым, если домашняя сеть нагружена по полной (одновременно включены и работают электроприборы общей мощностью 10 кВт), то стабилизатор будет не в состоянии обеспечить их данной мощностью и, во избежания перегрева и выхода из строя, будет срабатывать защита, которая отключит и стабилизатор и все электроприборы в доме.

Зависимость выдаваемой мощности стабилизатора от падения напряжения в электросети.

Как видим с графика выше, при падении напряжения до 170В, стабилизатор сможет выдать максимум 85% от своей мощности. Если брать для примера, аппарат на 10 кВт, то получаем:
10 * 85 / 100 = всего 8,5 кВт

При напряжении в 140В имеем 65% от мощности:
10 * 65 / 100 = всего 6,5 кВт

Если же у нас просадки доходят до 110В, то на выходе можно рассчитывать только на 40% мощности, а это:
10 * 40 / 100 = всего 4 кВт

Именно по этой причине все электрики в один голос советуют брать стабилизатор напряжения с запасом по мощности минимум на 30%.

Ситуация с повышенным напряжением встречается не так часто, но запас по мощности нужно брать и в этом случае:

Зависимость выдаваемой мощности стабилизатора при повышенном напряжении.

Уже при 255В стабилизатор начинает терять в мощности, а при 275В способен выдать только 80% от заявленных значений. При 280В идет защитное отключение.

Пятое правило:

При пониженном или повышенном напряжении падает мощность любого стабилизаторов. Поэтому всегда нужно брать стабилизатор "с запасом" по мощности (как минимум, на 30%).

Выводы:

Итак, сегодня мы узнали, что для дома:

• подходят только точные стабилизаторы с маленькой погрешностью на выходе и плавной регулировкой. Это нужно, чтобы в момент выравнивания напряжения не моргали лампочки и нормально работала электроника в доме. Под эти требования подходят электромеханические, гибридные или тиристорные аппараты;
• определились, нужен однофазный или трехфазный прибор;
• выяснили для себя, он будет стоять в отапливаемом помещении или требуется морозостойкий прибор;
• узнали, что для домов с подведенной одной фазой (на 220В) чаще всего берут стабилизатор на 10 кВА (киловольт-ампер), а для трехфазной сети (на 380В) выбирают аппараты на 15 кВт (киловатт). И научились высчитывать мощность требуемого стабилизатора индивидуально для своего дома;
• запомнили, что стабилизатор нужно брать с запасом по мощности (минимум, на 30%).

Надеюсь, удалось максимально помочь с подбором стабилизатора для дома . Если Вы узнали для себя что-то новенькое и считаете эту информацию полезной, нажмите ниже на кнопки социальных сетей и сохраните эту статью себе, чтобы не потерять.

В статье расскажем что такое стабилизатор напряжения, применение, как работает и его различные типы с принципиальными схемами, а также мы поможем вам в выборе стабилизатора напряжения.

Применение стабилизаторов напряжения стало необходимостью для каждого дома. Различные типы стабилизаторов напряжения доступны в настоящее время с различными функциями и работами. Последние достижения в технологии, такие как микропроцессорные чипы и силовые электронные устройства, изменили стабилизаторы напряжения. Теперь они полностью автоматические, интеллектуальные и оснащены множеством дополнительных функций. Они также имеют сверхбыструю реакцию на колебания напряжения и позволяют своим пользователям дистанционно регулировать требования к напряжению, включая функцию пуска или выключения. Большой выбор стабилизаторов напряжения вы можете посмотреть и приобрести на Алиэкспресс, выбирайте любой подходящий.

Что такое стабилизатор напряжения

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от каких-либо изменений или колебаний на входе, то есть входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения заключается в защите электрических или электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и так далее) от возможного повреждения в результате скачков напряжения или колебаний, повышенного или пониженного напряжения.

Рис.1 — Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения). Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним или офисным оборудованием, которое получает электропитание извне. Даже места, которые имеют свои собственные внутренние источники питания в виде дизельных генераторов переменного тока, сильно зависят от этих AVR для безопасности своего оборудования.

Мы можем увидеть различные типы стабилизаторов напряжения, доступных на рынке. Аналоговые и цифровые автоматические стабилизаторы напряжения доступны от многих производителей. Благодаря растущей конкуренции и повышению осведомленности о безопасности устройств. Эти стабилизаторы напряжения могут быть однофазными (выход 220-230 вольт) или трехфазными (выход 380/400 вольт) в зависимости от типа применения. Регулирование желаемой стабилизированной мощности осуществляется методом понижения и повышения напряжения в соответствии с его внутренней схемой. Трехфазные стабилизаторы напряжения доступны в двух разных моделях, то есть моделях с сбалансированной нагрузкой и моделях с несбалансированной нагрузкой.

Они доступны в различных рейтингах и диапазонах
КВА. Стабилизатор напряжения нормального диапазона может обеспечить стабилизированное выходное напряжение 200-240 вольт с усилением 20-35 вольт при питании от входного напряжения в диапазоне от 180 до 270 вольт. Принимая во внимание, что широкий диапазон стабилизатора напряжения может обеспечить стабилизированное напряжение 190-240 вольт с повышающим сопротивлением 50-55 вольт при входном напряжении в диапазоне от 140 до 300 вольт.

Они также доступны для широкого спектра применений, таких как специальный стабилизатор напряжения для небольших устройств, таких как телевизор, холодильник, микроволновые печи, для одного огромного устройства для всей бытовой техники.

В дополнение к своей основной функции стабилизаторы текущего напряжения оснащены многими полезными дополнительными функциями, такими как защита от перегрузки, переключение нулевого напряжения, защита от изменения частоты, отображение отключения напряжения, средство запуска и остановки выхода, ручной или автоматический запуск, отключение напряжения и так далее.

Стабилизаторы напряжения являются очень энергоэффективными устройствами (с эффективностью 95-98%). Они потребляют очень мало энергии, которая обычно составляет от 2 до 5% от максимальной нагрузки.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения и его важность

Все электрические устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью с типичным источником питания, который известен как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от расчетного безопасного предела эксплуатации рабочий диапазон (с оптимальной эффективностью) электрического устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.

Из-за многих проблем источник входного напряжения, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся источнику входного напряжения. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Помните, нет ничего более важного для электронного устройства, чем отфильтрованный, защищенный и стабильный источник питания. Правильное и стабилизированное напряжение питания очень необходимо, чтобы устройство выполняло свои функции наиболее оптимальным образом. Это стабилизатор напряжения, который обеспечивает то, что устройство получает желаемое и стабилизированное напряжение, независимо от того, насколько сильно колебание. Таким образом, стабилизатор напряжения является очень эффективным решением для тех, кто хочет получить оптимальную производительность и защитить свои устройства от непредсказуемых колебаний напряжения, скачков напряжения и шума, присутствующих в источнике питания.

Как и источник бесперебойного питания, стабилизаторы напряжения также являются активом для защиты электронного оборудования. Колебания напряжения очень распространены независимо от того, где вы живете. Могут быть различные причины колебаний напряжения, такие как электрические неисправности, неисправная проводка, молнии, короткие замыкания и так далее. Эти колебания могут быть в форме перенапряжения или пониженного напряжения.

Эффекты повторяющегося перенапряжения в бытовой технике

• Необратимые повреждения подключенного устройства
• Повреждения изоляции обмотки
• Перебои в нагрузке
• Перегрев кабеля или устройства
• Ухудшится срок полезного использования устройства
• Неисправность оборудования
• Низкая эффективность устройства
• Устройство в некоторых случаях может занять дополнительные часы, чтобы выполнить ту же функцию
• Ухудшить производительность устройства
• Устройство будет потреблять больше электричества, что может привести к перегреву

Как работает стабилизатор напряжения, принцип работы понижения и повышения напряжения

Основная работа стабилизатора напряжения заключается в выполнении двух необходимых функций: функции понижения и повышения напряжения. Функция понижения и повышения — это не что иное, как регулирование постоянного напряжения от перенапряжения. Эта функция может выполняться вручную с помощью селекторных переключателей или автоматически с помощью дополнительных электронных схем.

В условиях перенапряжения функция «понижения напряжения» обеспечивает необходимое снижение интенсивности напряжения. Аналогично, в условиях пониженного напряжения функция «повышения напряжения» увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом заключается в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Стабилизация напряжения включает в себя сложение или вычитание напряжения из первичного источника питания. Для выполнения этой функции стабилизаторы напряжения используют трансформатор, который подключен к переключающим реле в различных требуемых конфигурациях. Немногие из стабилизаторов напряжения используют трансформатор, имеющий различные отводы на своей обмотке, для обеспечения различных коррекций напряжения, в то время как стабилизаторы напряжения (такие как Servo стабилизатор напряжения) содержат автоматический трансформатор для обеспечения желаемого диапазона коррекции.

Как работает функция понижения и повышения в стабилизаторе напряжения

Для лучшего понимания обеих концепций мы разделим его на отдельные функции.

Функция понижения в стабилизаторе напряжения

Рис. 4 — Принципиальная схема функции понижения в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в функции «Понижения». В функции понижения полярность вторичной катушки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом вычитания напряжения первичной и вторичной катушек.

В стабилизаторе напряжения есть схема переключения. Всякий раз, когда обнаруживается превышение напряжения в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную или автоматически переключается в конфигурацию режима «Понижения» с помощью переключателей (реле).

Функция повышения в стабилизаторе напряжения

Рис. 6 — Принципиальная схема функции повышения напряжения в стабилизаторе напряжения

На рисунке выше показано подключение трансформатора в функции «Повышения». В функции повышения полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом сложения напряжения первичной и вторичной обмоток.

Как конфигурация повышения и понижения работает автоматически

Вот пример 02 Stage Voltage Stabilizer. Этот стабилизатор напряжения использует 02 реле (реле 1 и реле 2) для обеспечения стабилизированного источника питания переменного тока для нагрузки в условиях перенапряжения и понижения напряжения.

На принципиальной схеме 02-ступенчатого стабилизатора напряжения (изображенного выше) реле 1 и реле 2 используются для обеспечения конфигурации понижения и повышения во время различных условий колебаний напряжения, то есть перенапряжения и пониженного напряжения. Например — предположим, что вход переменного тока 230 В переменного тока, а требуемый выход также постоянный 230 В переменного тока. Теперь, если у вас есть +/- 25 Вольт понижения & повышения стабилизация, это означает, что ваш стабилизатор напряжения может обеспечить вам постоянное требуемое напряжение (230 В) в диапазоне от 205 В (пониженное напряжение) до 255 В (повышенное напряжение) входного источника переменного тока.

В стабилизаторах напряжения, в которых используются трансформаторы с отводом, точки ответвления выбираются на основе требуемого количества напряжения, которое должно быть подавлено или повышено. В этом случае у нас есть разные диапазоны напряжения для выбора. Принимая во внимание, что в стабилизаторах напряжения, в которых используются автотрансформаторы, серводвигатели вместе со скользящими контактами используются для получения необходимого количества напряжения, которое необходимо стабилизировать или повысить. Скользящий контакт необходим, поскольку автотрансформаторы имеют только одну обмотку.

Различные типы стабилизаторов напряжения

Первоначально на рынке появились ручные / селекторные переключатели напряжения. В этих типах стабилизаторов используются электромеханические реле для подбора желаемого напряжения. С развитием технологий появились дополнительные электронные схемы и стабилизаторы напряжения стали автоматическими. Затем появился Servo стабилизатор напряжения, который способен стабилизировать напряжение непрерывно, без какого-либо ручного вмешательства. Теперь также доступны стабилизаторы напряжения на базе микросхем / микроконтроллеров, которые также могут выполнять дополнительные функции.

Стабилизаторы напряжения можно разделить на три типа:

• Стабилизаторы напряжения типа реле
• Servo стабилизаторы напряжения
• Стабилизаторы статического напряжения

Стабилизаторы напряжения типа реле

В релейных стабилизаторах напряжения напряжение регулируется переключающими реле. Реле используются для подключения вторичного трансформатора в различных конфигурациях для достижения функции понижения и повышения.

Как работает релейный стабилизатор напряжения

Рисунок выше показывает, как стабилизатор напряжения типа реле выглядит изнутри. Он имеет трансформатор с ответвлениями, реле и электронную плату. Печатная плата содержит схему выпрямителя, усилитель, микроконтроллер и другие вспомогательные компоненты.

Электронные платы выполняют сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает любое увеличение или уменьшение входного напряжения выше эталонного значения, он переключает соответствующее реле для подключения требуемого постукивания для функции понижения и повышения.

Стабилизаторы напряжения релейного типа обычно стабилизируют входные колебания на уровне ± 15% с точностью на выходе от ± 5% до ± 10%.

Использование и преимущества релейных стабилизаторов напряжения

Этот стабилизатор в основном используется для приборов / оборудования с низким номинальным энергопотреблением в жилых / коммерческих / промышленных целях.

• Они стоят дешевле
• Они компактны по размеру

Недостатки релейных стабилизаторов напряжения

• Их реакция на колебания напряжения немного медленнее по сравнению с другими типами стабилизаторов напряжения
• Они недолговечны
• Они менее надежны
• Они не способны выдерживать скачки напряжения, так как их предел допуска на колебания меньше
• При стабилизации напряжения переход тракта электропитания может обеспечить незначительное прерывание электропитания

Серво стабилизаторы напряжения

В servo стабилизаторах напряжения регулирование напряжения осуществляется с помощью серводвигателя. Они также известны как сервостабилизаторы. Это замкнутые системы.

Как работает серво стабилизатор напряжения?

В системе замкнутого контура отрицательная обратная связь (также известная как ошибка подачи) гарантируется от выхода, чтобы система могла гарантировать, что был достигнут желаемый результат. Это делается путем сравнения выходных и входных сигналов. Если в случае, если желаемый выход превышает / ниже требуемого значения, то регулятором источника входного сигнала будет получен сигнал ошибки (Выходное значение — Входное значение). Затем этот регулятор снова генерирует сигнал (положительный или отрицательный в зависимости от достигнутого выходного значения) и подает его на исполнительные механизмы, чтобы привести выходное значение к точному значению.

Благодаря свойству замкнутого контура стабилизаторы напряжения на основе сервоприводов используются для приборов / оборудования, которые очень чувствительны и нуждаются в точном входном питании (± 01%) для выполнения намеченных функций.

Рис. 10 — Внутренний вид серво стабилизатора напряжения

Рисунок выше показывает, как серво стабилизатор напряжения выглядит изнутри. Он имеет серводвигатель, автотрансформатор, трансформатор понижения и повышения, двигатель, электронную плату и другие вспомогательные компоненты.

В стабилизаторе напряжения на основе сервопривода один конец первичной обмотки трансформатора понижения и повышения (отвод) подключен к фиксированному ответвлению автотрансформатора, а другой конец первичной обмотки соединен с подвижным рычагом, который контролируется серводвигателем. Один конец вторичной катушки трансформатора
понижения и повышения подключен к входному источнику питания, а другой конец подключен к выходу стабилизатора напряжения.

Электронные платы выполняют сравнение выходного напряжения с источником опорного напряжения. Как только он обнаруживает любое увеличение или уменьшение входного напряжения выше контрольного значения, он начинает работать с двигателем, который еще больше перемещает рычаг на автотрансформаторе.

При перемещении рычага на автотрансформаторе входное напряжение на первичной обмотке трансформатора понижения и повышения изменится на требуемое выходное напряжение. Серводвигатель будет продолжать вращаться, пока разность между значением опорного напряжения и выход стабилизатора становится равным нулю. Этот полный процесс происходит за миллисекунды. Современные серво стабилизаторы напряжения поставляются с микроконтроллерной / микропроцессорной схемой управления для обеспечения интеллектуального управления пользователями.

Различные типы серво стабилизаторов напряжения

Различные типы серво стабилизаторов напряжения:

Однофазные серво стабилизаторы напряжения

В однофазных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к переменному трансформатору.

Трехфазные сбалансированные серво стабилизаторы напряжения

В трехфазных стабилизированных стабилизаторах напряжения с сервоуправлением стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам, и общей цепи управления. Выходные данные автотрансформаторов варьируются для достижения стабилизации.

Трехфазные несбалансированные серво стабилизаторы напряжения

В трехфазных несимметричных стабилизаторах напряжения с сервоприводом стабилизация напряжения достигается с помощью серводвигателя, подключенного к 03 автотрансформаторам и 03 независимым цепям управления (по одной на каждый автотрансформатор).

Использование и преимущества серво стабилизатора напряжения

• Они быстро реагируют на колебания напряжения
• Они имеют высокую точность стабилизации напряжения
• Они очень надежные
• Они могут выдерживать скачки напряжения

Недостатки серво стабилизатора напряжения

• Они нуждаются в периодическом обслуживании
• Чтобы обнулить ошибку, серводвигатель должен быть выровнен. Выравнивание сервомотора требует умелых рук.

Стабилизаторы статического напряжения

Статический выпрямитель напряжения не имеет движущихся частей, как в случае серво стабилизаторов напряжения. Для стабилизации напряжения используется силовая электронная схема преобразователя. Эти статические стабилизаторы напряжения имеют очень высокую точность, а стабилизация напряжения находится в пределах ± 1%.

Стабилизатор статического напряжения содержит трансформатор понижения и повышения, силовой преобразователь с изолированным затвором (IGBT), микроконтроллер, микропроцессор и другие необходимые компоненты.

Как работает статический стабилизатор напряжения

Микроконтроллер / микропроцессор управляет IGBT-преобразователем питания для генерации требуемого уровня напряжения с использованием метода «широтно-импульсной модуляции». В методе «Импульсная широтно-импульсная модуляция» преобразователи питания в режиме переключения используют силовой полупроводниковый переключатель (например, MOSFET) для управления трансформатором для получения требуемого выходного напряжения. Это сгенерированное напряжение затем подается на первичную обмотку трансформатора понижения & повышения. Преобразователь мощности IGBT также контролирует фазу напряжения. Он может генерировать напряжение, которое может быть в фазе или на 180 градусов не в фазе по отношению к входному источнику питания, что, в свою очередь, позволяет ему контролировать, нужно ли добавлять или вычитать напряжение в зависимости от повышения или понижения уровня входного питания.

Рис. 15 — Принципиальная схема статического стабилизатора напряжения

Как только микропроцессор обнаруживает падение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Преобразователь мощности IGBT, соответственно, генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшился входной источник питания. Это генерируемое напряжение находится в фазе с входным источником питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Понижения & Повышения. Поскольку вторичная катушка трансформатора Понижения & Повышения подключена к входному источнику питания, напряжение, наведенное во вторичной катушке, будет добавлено к входному источнику питания. И поэтому стабилизированное повышенное напряжение будет затем подаваться на нагрузку.

Аналогично, как только микропроцессор обнаруживает повышение уровня напряжения, он посылает сигнал широтно-импульсной модуляции на преобразователь мощности IGBT. Соответственно, IGBT-преобразователь мощности генерирует напряжение, аналогичное разности напряжений, на которую уменьшился входной источник питания. Но на этот раз генерируемое напряжение будет на 180 градусов не в фазе по отношению к входному источнику питания. Затем это напряжение подается на первичную обмотку трансформатора Понижения & Повышения. Поскольку вторичная катушка трансформатора Понижения & Повышения подключена к входному источнику питания, напряжение, которое было наведено во вторичной катушке, теперь будет вычитаться из входного источника питания. И поэтому стабилизированное пониженное напряжение будет подаваться на нагрузку.

Использование / Преимущества статических стабилизаторов напряжения

• Они очень компактны по размеру.
• Они очень быстро реагируют на колебания напряжения.
• Они имеют очень высокую точность стабилизации напряжения.
• Поскольку нет движущейся части, она почти не требует технического обслуживания.
• Они очень надежные.
• Их эффективность очень высока.

Недостатки статического стабилизатора напряжения

Они дорогостоящие по сравнению со своими аналогами.

В чем разница между стабилизатором напряжения и регулятором напряжения?

Оба звучат одинаково. Они оба выполняют одинаковую функцию стабилизации напряжения. Однако то, как они это делают, приносит разницу. Основное функциональное отличие стабилизатора напряжения от регулятора напряжения:

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений входного напряжения. В то время как,

Регулятор напряжения — это устройство, которое подает постоянное напряжение на выход без каких-либо изменений тока нагрузки.

Как выбрать лучший стабилизатор напряжения для вашего дома? Руководство по покупке

При покупке стабилизатора напряжения необходимо учитывать различные факторы. В противном случае вы можете столкнуться со стабилизатором напряжения, который может работать хуже или лучше. Чрезмерное выполнение не повредит, но это будет стоить вам лишних долларов. Так почему бы не выбрать такой стабилизатор напряжения, который может удовлетворить ваши требования и сохранить ваш карман тоже.

Различные факторы, которые играют важную роль в выборе стабилизатора напряжения

Различные факторы, которые играют жизненно важную роль и требуют рассмотрения перед выбором стабилизатора напряжения:

• Требуемая мощность прибора (или группы приборов)
• Тип прибора
• Уровень колебаний напряжения в вашем районе
• Тип стабилизатора напряжения
• Рабочий диапазон стабилизатора напряжения, который вам нужен
• Перегрузка по повышению / пониженному напряжению
• Тип схемы стабилизации / управления
• Тип монтажа для вашего стабилизатора напряжения

Пошаговое руководство по выбору и покупке стабилизатора напряжения для вашего дома

Вот основные шаги, которые вы должны выполнить, чтобы выбрать лучший выпрямитель напряжения для вашего дома:

• Проверьте номинальную мощность устройства, для которой вам нужен стабилизатор напряжения. Номинальная мощность указана на задней панели устройства в виде наклейки или фирменной таблички. Это будет в киловаттах (KW). Обычно номинальная мощность стабилизатора напряжения указывается в кВА. Переведите его в киловатт (кВт).

(КВт = кВА * коэффициент мощности)

• Подумайте о том, чтобы сохранить дополнительную маржу в 25-30% от номинальной мощности стабилизатора. Это даст вам дополнительную возможность добавить любое устройство в будущем.
• Проверьте предел допуска колебаний напряжения. Если это соответствует вашим потребностям, вы готовы идти вперед.
• Проверьте требования к монтажу и размер, который вам нужен.
• Вы можете спросить и сравнить дополнительные функции в одном и том же ценовом диапазоне разных марок и моделей.

Практический пример для лучшего понимания

Предположим, вам нужен стабилизатор напряжения для вашего телевизора. Давайте предположим, что ваш телевизор имеет номинальную мощность 1 кВА. Допустимая надбавка 30% на 1 кВА составляет 300 Вт. Добавляя оба варианта, вы можете приобрести стабилизатор напряжения мощностью 1,3 кВт (1300 Вт) для вашего телевизора.

Самый важный совет при покупке стабилизатора напряжения

Зачем нужен стабилизатор напряжения?

Еще несколько лет назад, когда домашняя электроника зарубежных производителей являлась большой редкостью для отечественного потребителя, почти в каждом доме, как правило, около телевизора стоял стабилизатор напряжения. Зачем он нужен?

Мы уже объясняли, что напряжение зависит от электродвижущей силы, разности потенциалов. Так вот, этот параметр электрического тока имеет свойство быть непостоянным, что приводит к износу электроники, а также влияет на качество обработки сигнала.

Причин может быть много. Во-первых, электродвижущая сила, вырабатываемая ГЭС и АЭС, может быть неоднородной. Эта проблема решается на подстанции, где имеются мощные индукционные катушки, отсеивающие токи соответствующих частот. Однако даже при этом напряжение в сети часто бывает выше или ниже установленного стандарта.

Во-вторых, потребление электрической энергии также влияет на уровень напряжения в сети. Как правило, по соседству с промышленными предприятиями, больницами, торговыми учреждениями, где потребляется много электрической энергии напряжение также может не соответствовать стандарту.

Все это отрицательно сказывается на работе домашней электроники. Скачки напряжения являются причиной преждевременного износа деталей, влияют на качество обработки сигнала.

Раньше, когда электроника была далека от совершенства, вместо полупроводников применялись лампы, данную проблему было трудно решать, так как лампы занимали достаточно много места, а потому аппаратура выпускалась без дросселей, стабилизирующих напряжение.

Чтобы обезопасить аппаратуру от скачков напряжения, в ней обязательно ставилось гнездо для плавкого предохранителя, рассчитанного так, чтобы он успевал перегореть раньше, чем перегреются детали микросхем.

Однако эти меры хотя и давали уверенность в том, что техника не испортится от скачков напряжения, но все же никак не улучшали работу аппаратуры. Поэтому к телевизору, как правило, прилагался еще и стабилизатор напряжения.

Стабилизатор представляет собой устройство, имеющее вольтметр, а также устройство, регулирующее напряжение. В зависимости от устройства стабилизация напряжения может производиться компенсационным и параметрическим методом. Параметрический метод основан на том, что при изменении параметров электричества стабилизирующий элемент компенсирует дестабилизирующие факторы. Самым простым параметрическим стабилизатором является устройство с дросселем (индукционной катушкой, не пропускающей токи определенных частот).

Другой метод – компенсационный – заключается в следующем. Выходное напряжение постоянно измеряется, в соответствии с отклонениями в параметрах происходит управление исполнительным элементом, который повышает или понижает напряжение. Этот вид стабилизаторов имеет более сложное устройство по сравнению с параметрическими, менее надежен, а потому применяется редко.

Применение стабилизатора напряжения значительно облегчило пользование аппаратурой, хотя нередки были случаи, когда и оно не помогало: стоило кому-нибудь из соседей включить пылесос, на экране телевизора появлялся так называемый «снег», а скачки напряжения в сети иногда были настолько ощутимыми, что стрелка вольтметра предательски подскакивала вверх, а экран телевизора растерянно моргал.

Однако со временем эти проблемы отступили на второй план, и единственной заботой потребителя стало лишь улавливание четкого сигнала. Что же произошло?

Лампы были заменены полупроводниками, которые позволили собирать аппаратуру более компактно, в результате чего высвободилось место и для стабилизатора напряжения. Теперь, как отечественные, так и импортные марки телевизоров имеют встроенный стабилизатор напряжения, и не имеют плавких предохранителей, так как в этом нет необходимости.

Со временем стабилизатор напряжения стал большой редкостью для обычной квартиры, и его теперь можно увидеть только у пожилых людей, которые каким-то чудом умудрились сохранить в полной исправности допотопный телевизор «Чайка» или «Горизонт».

Количество электрических приборов в домах граждан растет с каждым днем. Если ранее у людей в доме из электрических устройств были холодильник и телевизор, то сегодня можно насчитать десятки разных элементов цифровой и бытовой техники. В результате растет и потребность в электроэнергии. При этом многие люди живут в старых домах, которые были построены 40, а то и 50 лет тому назад. Но для чего нужен стабилизатор напряжения? А все просто. Проводка в этих домах и линии электропередач к ним рассчитаны на небольшое потребление энергии жильцами. А это значит, что перепады напряжения в электросети исключать нельзя. Даже в крупных городах наблюдаются подобные проблемы, а в селах и небольших поселках ситуация ужасающая.

Для чего нужен стабилизатор напряжения?

Бытовая и цифровая техника (в большинстве случаев) не может похвастаться стойкостью к скачкам напряжения в сети. Любое его падение или резкий рост может стать причиной поломок электрических приборов (холодильников, компьютеров, телевизоров). Кстати, именно бытовая техника (не цифровая) страдает от данной проблемы больше всего. В особую группу риска попадают большие нагревательные электроприборы типа бойлеров, которые крайне чувствительны к стабильности напряжения.

Избежать подобных ситуаций можно - использовать специальное устройство, которое всегда сможет выдавать стабильное напряжение в электросеть жилища. Вот для чего нужен стабилизатор напряжения.

Кому не нужен данный прибор?

Далеко не всем людям он нужен, ведь в большинстве городов России напряжение в сети стабильное. Нет смысла покупать этот прибор, если в доме постоянно поддерживается 230 В без каких-либо колебаний в любую сторону. Зачем нужен стабилизатор напряжения в этом случае? Даже если его установить, то его работа в течение 99% времени будет бесполезна. Возможно, когда-нибудь он убережет телевизор, ведь в теории перепады в сети возможны.

Кому нужен обязательно?

Однако по-настоящему эта вещь необходима тем людям, которые страдают от нестабильного электричества в доме. И хотя в теории можно засудить компанию, предоставляющую электроэнергию, и компенсировать ущерб при поломке холодильника или другой техники в доме, сделать это сложно. Как минимум придется фиксировать факт скачка напряжения и доказывать, что холодильник сгорел именно из-за некачественно предоставленной услуги.

Выгода использования стабилизатора

Вы все еще раздумываете о том, для чего нужен стабилизатор напряжения? При его использовании:

1. Все электроприборы в доме будут питаться от сети, для которой рассчитаны. Следовательно, их срок службы увеличится, а энергопотребление снизится.
2. Вся техника в доме будет защищена от скачков напряжения, и даже в том случае, если он произойдет, компьютерная и бытовая техника не выйдет из строя.

Отметим, что мощные приборы, которые устанавливаются на входе электропроводки в дом, являются достаточно дорогими. Иногда имеет смысл использовать дешевый и маломощный стабилизатор, который сможет питать лишь один компьютер, например. Такое решение часто применяется в частных домах и даже офисах. Также многие пользователи интересуются, нужен ли стабилизатор напряжения для газового котла. Если напряжение в доме нестабильное, то для котла это устройство необходимо. Автоматика котла работает от сети, и скачок напряжения может вывести ее из строя. Если это произойдет зимой, то обеспечиваемая котлом система отопления дома остановится. Теперь вы знаете, нужен ли стабилизатор напряжения для котла, но какой - это уже актуальный вопрос.

Разновидности стабилизаторов

Стабильность напряжения на выходе достигается разными способами. Есть десятки вариантов схем обеспечения стабильности сети, однако не все являются эффективными. На данный момент в магазинах продаются следующие стабилизаторы:

1. Ступенчатые устройства, созданные на базе механических или твердотельных реле - в их основе лежит стандартный трансформатор. Работает все просто: на первичную обмотку поступает ток, а со вторичной обмотки снимается выходное напряжение, реле переключает напряжение между ними. Обычно шаг переключения составляет 10-15 В, что позволяет корректировать колебания от 5-7%. Это весьма слабый показатель, но подобная схема является дешевой и распространенной. Большинство стабилизаторов, что есть в продаже на рынке, работают именно по такой схеме.
2. Электромеханические. Здесь также используется трансформатор, но вместо реле в качестве переключателя витков вторичной обмотки применяется перемещение щетки по обмотке. Данные устройства надежны, однако являются более дорогими. Более того, они имеют серьезный недостаток - медленную скорость реакции. Резкие скачки напряжения в сети банально не будут успевать сглаживаться.
3. Феррорезонансные - эти приборы являются очень дорогими и большими, поэтому в быту почти не применяются. Это самые надежные и точные агрегаты, и они используются только там, где работает чувствительная и дорогая техника.
4. Устройства на базе двойного преобразования тока. Как и феррорезонансные, эти стабилизаторы также являются дорогими, но и эффективными. Здесь переменный ток преобразуется в постоянный, после чего постоянный трансформируется обратно в переменный. Это позволяет сгладить самые мелкие колебания, в результате чего на выходе мы получим стабильное напряжение.

Что стоит выбрать?

Говоря о том, какой нужен или других предметов бытовой техники, то можно лишь порекомендовать выбирать электромеханические стабилизаторы. Ступенчатые также подойдут, но они являются эффективными только тогда, когда напряжение лишь слегка нестабильно. Поэтому лучше всего остановиться на более дорогих, но эффективных электромеханических приборах. Что касается феррорезонансных стабилизаторов или устройств с двойным преобразованием тока, то они очень дорогие и часто недоступны.

Заключение

Теперь вы знаете, какой стабилизатор напряжения нужен для холодильника или других предметов бытовой техники. Напоследок уместно предостеречь вас от некачественных китайских стабилизаторов, которые лишь создают видимость работы. Следует понимать, что это устройство должно быть исключительно надежным и качественным, ведь от его работы зависит то, насколько эффективно будет работать дорогая цифровая и бытовая техника в доме, как долго она прослужит. Стабилизатор - это обязательно условие для жилищ, в которых хотя бы раз в месяц наблюдается изменение напряжения в электросети. На это нужно жаловаться и добиваться от компании, предоставляющей электричество, решения вопроса, а в случае порчи техники нужно даже подавать на нее в суд. Но гораздо проще и дешевле купить стабилизатор.