Видове стабилизатори на напрежение според принципа на действие

Принципът на работа на релеен стабилизатор на напрежението, тиристор и по-късно

Статията говори за това как устройството на стабилизатор на напрежение влияе върху неговата работа, обсъжда видовете стабилизатори на напрежение по вид и характеристики, предоставя няколко примера за рекламни трикове на производителите, а също така описва принципа на работа на стабилизатор на напрежение от всякакъв тип.

От най-добрите стабилизатори на напрежение, представени на руския пазар, могат да се разграничат четири основни групи според принципа на работа и това е един вид рейтинг на стабилизаторите на напрежение:

Видове стабилизатори на напрежение

Научаваме как да изберем най-добрите стабилизатори на напрежението, като вземем предвид редица характеристики.

Магазините за електроника се надпреварваха да предлагат различни видове защитни стабилизатори за дома. Изборът на най-добрия стабилизатор на напрежение сред толкова много е доста трудна задача, но възможна. Най-добрият ще бъде този, който ще реши проблемите на вашата мрежа, ще бъде надежден и издръжлив.

Най-добрите стабилизатори на напрежение в много отношения се ръководят от местни марки защитни устройства.

Рейтингът на стабилизаторите на напрежението за дома включва модели на тиристорни, по-късно (електромеханични) и релейни устройства. Можем да кажем с увереност, че руските стабилизатори на напрежение с превключватели на мощни, модерни електронни релета и контактори са най-добрите по отношение на набор от параметри. От гледна точка на "оцеляване" той е без конкуренция. Тест на стабилизатор на напрежението, идентифицира слаб и силни странисхема за всеки модел.

За да разберете какъв тип стабилизатори заслужават внимание, нека разгледаме от какво се състои всеки от тях.

Устройство за стабилизиране на напрежението

• Автотрансформатор
• Електронна верига за управление
• Ключове за затваряне - релета, тиристори (триаци), латр

Доброто познаване на структурата на устройството ще ви каже кой стабилизатор на напрежението е по-добър от предлаганите в магазина.

Автотрансформаториинсталирайте меден тип и алуминий. Евтините стабилизатори използват алуминий, висококачествените използват мед.

Електронна верига за управлениеСтабилизаторите на различни марки имат индивидуален, някои имат уникален. Поради веригата за управление регулаторите от един и същи тип, например релейни стабилизатори от различни производители, НЕ изпълняват функциите си по един и същи начин. Качествено различни един от друг.

Електрическата схема на стабилизатора на напрежението определя алгоритъма за затваряне на ключовете и въвежда доста значителни разлики в работата между два стабилизатора от идентичен тип от различни производители.

Ключове за затварянеопределете вида на стабилизатора чрез метода на превключване.

Въз основа на тяхната скорост стабилизаторите на напрежение се разделят на електронни и електромеханични.

Скоростта на реакция на електронните стабилизатори на напрежението е 10-20 ms. Те включват тиристорни модели и модерни релейни модели. Електронният стабилизатор на напрежението е за предпочитане пред електромеханичния тип.

Електромеханичните стабилизатори включват модели от по-късен тип, скоростта на реакция на затварящите превключватели може да достигне 50 ms.

Преглед на стабилизатори на напрежение

Най-популярните видове стабилизатори на напрежение са стъпаловидно и плавно регулирани с ключове на базата на тиристори (триаци), релета и други.

Преглед на ферорезонансни стабилизатори на напрежение

Един от най-старите видове стабилизатори е бил в Съветския съюз от нашите баби и дядовци.

В момента те се използват рядко поради редица значителни недостатъци.

недостатъци:

• Висок шум
• Тесен обхват на входното напрежение (176-256V;)
• Изкривяване на синусоида на изходното напрежение
• Излъчва много смущения в мрежата
• Големи размери
• Ограничения на товароносимостта (недопустимост на празен ход и натоварвания под 20%)
• Без претоварване
• COS(F) граници на натоварване;

Предимства:

Преглед на по-късни стабилизатори на напрежение

Серво задвижвани (по-късно) стабилизатори на напрежение с плавно регулиране (висока точност, същите тези 3-1%), използвайте по-късно за превключване. Устройствата се изработват основно на базата на автотрансформатори със сервомотори - латр.

Предимства:

• Широк обхват;

Страничен тип - най-евтините стабилизатори на напрежението. На руския пазар има голям брой модели от китайско, тайванско и местно производство.

недостатъци:

• Губи мощност в режим на стабилизиране
• Те се характеризират с ниска товароносимост; в паспорта на всеки от тези стабилизатори ще намерите скала, показваща, че в режим на стабилизиране те губят 50% от мощността.
• Всъщност, когато купувате стабилизатор на напрежението на тоалетната с мощност 5 kW, получавате само 2,5 kW.
• Големи ограничения на скоростта на регулиране - много бавно
• Краткотраен. Моторът се повреди. Плъзгащото колело е слабо място. Качеството на по-късните стабилизатори оставя много да се желае.
• Необходима е редовна поддръжка
• Висок шум
• Не издържат на претоварване. Те горят често и се развалят
• Голяма маса
• големи размери
• Ненадежден
• Опасни

Преглед на релейни стабилизатори на напрежение

Принципът на работа на релейния стабилизатор на напрежението се основава на използването на висококачествени надеждни релета и контактори. Релетата и контакторите са най-популярните компоненти на всяко оборудване от битово до промишлено. Защо така? Да, защото те са евтини като цена, евтини за ремонт, МНОГО надеждни и издръжливи, ако са проектирани правилно и произведени не занаятчийски, а индустриално. Релейните стабилизатори на напрежение са най-разпространени и популярни. Цената на продукта е доста разумна, а ремонтите са много евтини. Те са най-надеждните и издръжливи от представените видове и се произвеждат най-дълго. Фаворити по отношение на качеството, функционалности цени.

Предимства:

• Характеризират се с кратко време за регулиране от 10-20 ms.
• Синусоидите не създават изкривявания и не излъчват радиосмущения и не излъчват „шум“ в мрежата
• Релейните структури първоначално не изкривяват нищо и не въвеждат радиосмущения, перфектен превключващ ключ.
• Релетата се справят добре с претоварванията, не е за нищо, че цялото авиационно и машиностроително оборудване работи на релета и контактори, а не на тиристори. Релетата са работният кон на цялата автомобилна индустрия. Ако релетата са с високо качество, проектирани и изчислени правилно, няма да станете чест посетител на гаранционния сервиз.
• Препоръчително е да използвате стабилизатори на напрежение от релеен тип за 98% от оборудването, включително елитно аудио-видео оборудване, отново поради липсата на изкривяване.
• Релейни стабилизатори - имат най-компактните размери сред другите видове, тъй като релетата не се нуждаят от охлаждане, не се използват радиатори и вентилатори, така че размерите са умерени.
• Не голямо тегло, в сравнение с други видове
• Увеличен експлоатационен живот
• Диапазонът може да бъде всякакъв
• Работи при минусови температури

недостатъци:

Няма недостатъци като такива.

Но качеството на релейния стабилизатор на напрежението зависи до голяма степен от надеждността на релето.

Характеристиките на работа също много зависят от микропроцесора на веригата, който управлява затварянето и отварянето на релето и задава алгоритъма на работа на цялото устройство.

Като цяло всичко зависи от „мозъците“ на стабилизатора.

Всички производители имат различни електрически вериги за управление.

Два релейни стабилизатора от различни производители НЕ работят по един и същ начин.

Правилно проектираният релеен стабилизатор на напрежението няма да причини никакви притеснения или проблеми в продължение на много години.

Стабилизаторите “Norma M” имат непрекъснато превключване, т.е. Намотката се превключва без загуба на фаза. Може да се провери просто с мултиметър (волтметър) в момента на превключване на степента, няма спад на напрежението до нула, няма загуба на фаза. От местните компании с тази характеристика ние сме ЕДИНСТВЕНИТЕ. За всяко домакинско или професионално оборудване непрекъснатото превключване е голям плюс.

Преглед на тиристорни стабилизатори на напрежение

Тиристорните стабилизатори на напрежението станаха широко разпространени сравнително наскоро, веднага след като беше открито, че тези елементи са най-лесни за постигане на всякаква точност.

Много предприятия, както чуждестранни, така и местни, произвеждат тиристорни стабилизатори на напрежението поради тяхната простота, скорост на сглобяване и конфигурация, без обаче да рекламират големи недостатъци в техния принцип на работа. За тези, които не знаят или са объркани, триаците са вид тиристори със симетрична структура на устройството.

Предимства:

• Характеризира се с кратко време за регулиране
• В режим на стабилизация няма загуба на мощност. Те ясно отговарят на спецификациите на паспорта, т.е. в момента на стабилизиране издържат точно това, което пише в паспорта
• Висока точност на управление. Производителите постигат това с голям брой етапи на превключване

Съмнителното предимство на високата точност на контрола и средствата за постигането му вече са били обсъждани повече от веднъж.

Плюс това е съмнително, защото всъщност оборудването абсолютно не се интересува дали в мрежата ще има ± 3%, ± 7% или ± 10% и още повече ± 0,5%.

Нормалното напрежение за домакинска мрежа се счита за обхват на Гостовски от 220V ± 10%. Всички показания между 198 волта - 244 волта са АБСОЛЮТНО НОРМАЛНИ. 98% от електрическите домакински уреди работят стабилно и без повреди в този диапазон. Много рядко се срещат продукти, които изискват по-прецизна стабилизация от GOST. В паметта ми има някакъв бойлер, не помня името. Но ако по някаква мистериозна причина мечтаете да имате този конкретен котел, тогава ще трябва да отделите пари за стабилизатор с висока точност-). По-лесно е да изберете друг котел.

Правилната работа на домакинските уреди е проектирана за напрежение GOST 220 ± 10%. Уважаеми клиенти, не се притеснявайте за точността на регулацията. Това засяга само вашия портфейл, но НЕ засяга работата на оборудването.

Когато стана ясно, че с тиристори може да се постигне всякаква прецизност, тогава имаше бум на тиристорните стабилизатори. Производителите продават тиристорни модели на много по-високи цени, измислят приказки, които висока точностужасно необходими за вашето оборудване. По принцип тиристорните стабилизатори нямат нищо друго толкова забележително. Те са скъпи, скъпи за ремонт, огромни по размер, шумни поради активно охлаждане, страхуват се от всякакъв вид претоварване и се нагряват много.

Коефициентът на точност на регулиране на напрежението засяга само тестове в лабораторни условия, върху оборудване, в чийто паспорт е посочено изискването за висока точност на стабилизиране на мрежата (някои медицински устройства и измервателно оборудване от лабораторен тип). IN домакинска употребависока точност просто не е необходима, тя няма приложение.

Като цяло това е само психологически фактор, добре популяризиран рекламен трик „колкото по-точно, толкова по-добре“, който ви позволява да продавате продукти на по-висока цена.

Що се отнася до точността, има още един капан, в който може да се препънете.

Човек, който не е запознат с основите на основния дизайн на стабилизаторите, не знае, че точността се постига поради голям брой етапи на превключване. Да, тиристорите ви позволяват да направите голям брой етапи и много стъпки, но какво се крие зад тези стъпки? Много хора са изненадани, че след като са закупили скъп тиристорен стабилизатор, те са получили интересен, досаден ефект и са се уморили да гледат как крушките мигат. В допълнение към електрическите крушки, друго оборудване, което е чувствително към повреда на фазата, се поврежда и преминава в „рестартиране“ (медицинско оборудване, инкубатори и др.).

Всеки етап е фазов отказ. И независимо какво пишат производителите на тиристорни стабилизатори в рекламни статии, просто вземете мултицет и в момента на превключване на етапите вие ​​сами ще запишете липсата на напрежение на вашето устройство.

Ако има твърде много стъпки, работата им ще се забави значително.

недостатъци:

Голям брой контролни етапи.

Всеки етап е фазово прекъсване. Колкото повече стъпки, толкова повече провали.

Всяка стъпка е пръскане, скок, „шум“ в мрежата. Колкото повече стъпки, толкова повече смущения.

Мигането на електрически крушки възниква по същата причина - голям брой нарастващи стъпки.

Скъпото чувствително оборудване, особено аудио-видео оборудването, работи със смущения. Елитният аудио център работи като най-простия музикален център. Звукът е изкривен. Като цяло животът на домакинските уреди е намален.

Необходимо е да се купува с голям резерв от мощност, което е изпълнено с цена.

Те не могат да издържат на претоварване по ток и напрежение, дори краткотрайни.

При долния праг те се изключват.

Тиристорният стабилизатор винаги изключва товара, когато претоварванията надвишават работните характеристики в паспорта, така е проектиран електрическа схемаза защита на деликатни елементи, които се страхуват от претоварване.

Например, напрежението падне под работното входно напрежение, стабилизатор от тип тиристор ще изключи всички домакински уреди. За мнозина напрежението често пада за кратко под долния праг и всеки път ще включва и изключва оборудването.

Имате ли нужда от това!? Вашата потребителска електроника определено няма нужда от това. При включване и изключване възникват допълнителни спадове на напрежението - това е крайно нежелателно; експлоатационният живот на домакинските устройства в този режим е значително намален.

Тиристорните стабилизатори се изключват не за да се спести електрическо оборудване, а преди всичко, за да не се повреди самият стабилизатор. За тиристори и триаци режимът на претоварване е вреден. Ако им позволите да бъдат претоварени, тогава тези елементи бързо „изгарят“.

Би било много по-добре за вашето оборудване, ако не се изключва, спасявайки се.

Стабилизаторите Norma M позволяват спадове на напрежението под номиналните характеристики и не включват и изключват оборудването рязко.

Изходното напрежение е силно изкривено за такива стабилизатори.

Това се дължи преди всичко на особеностите на работата на самите тиристори, триаци.

Те излъчват много високо ниво на радиосмущения и поради тези причини не е препоръчително да захранвате аудио-видео оборудване и прецизни измервателни уреди от тиристорно-симисторни стабилизатори, тъй като нормалната работа на тези устройства ще бъде нарушена.

Много големи размери и тегло, отново поради използването на превключващи ключове на тиристори (триаци).

Тиристорите (триаци) се нагряват много; за нормалната работа на тези елементи, без прегряване, трябва да се монтират радиатори за охлаждане, оттук и голямото тегло на продукта. Освен това в корпуса са монтирани вентилатори като активно охлаждане. Спомнете си какво се случва в компютър с вентилатор в захранването след кратко време, без коментар...

С увеличаването на броя на етапите тяхната работа се забавя и цената на продукта като цяло се увеличава значително.

Неоправдано висока цена в сравнение с други видове стабилизатори.

Тиристорният стабилизатор е огромен, тежък, скъп за покупка и непосилно скъп за ремонт. Единственото предимство е, че поддържа напрежението с посочената точност, но това е и неговият недостатък.

В индустрията тези елементи не се използват за производство на устройства, където се изисква повишена надеждност. Те се използват само за превключване в домакински продукти, а стабилизаторите са обикновени битови устройства.

Рекламни трикове на производители на стабилизатори

Малка образователна програма

Много производители на тиристорни стабилизатори на напрежение неоправдано „показват“ много бърза реакция, широк диапазон и микропроцесорно управление.

Състезание за скорост - кой е по-бърз?

Модерните, мощни, електронни релета не са по-ниски по скорост от тиристори (триаци).

Скоростта на реакция на релетата и тиристорите е 10-20 ms (те са приблизително еднакви), това е напълно достатъчно за високоскоростна реакция на промени, настъпващи в мрежата.

В тази надпревара за скорост само моделите с тоалетни са по-ниски. Скоростта на работа на тези стабилизатори наистина оставя много да се желае.

"Патица" относно микропроцесорното управление. Какво е?

Нека да го разберем.

Сърцето на стабилизатора на напрежението е електронната верига за управление. Всеки стабилизатор го има. Това имат предвид, когато говорят за микропроцесорно управление.

Така че, абсолютно всичко, стабилизатори на напрежение с микропроцесорно управление.

Има два вида управляващи вериги - монолитни и дискретни:

Първо, монолитен тип, където всички електронни компоненти са свързани в един моноблок. При повреда на някой от елементите ще трябва да се смени целият моноблок, а това са 60% от продукта и ремонта, само в гаранционен сервиз, тъй като не е възможно да се конфигурира моноблока без специално оборудване, монолитната конструкция на което не позволява ремонт на отделни електронни компоненти.

Второ, дискретен тип, където електронните компоненти могат лесно да бъдат запоени и заменени, като например повреден транзистор. Такива ремонти са много евтини.

Типът управляваща верига не влияе по никакъв начин на работата на стабилизатора на напрежението. Няма разлика какъв тип микропроцесор е. Стабилизаторът на напрежението не става „по-глупав“ в зависимост от типа, а ремонтите за крайния купувач, с дискретен тип, не струват много пари. Смяната на изгорял кондензатор струва много по-малко от смяната на моноблок.

Стабилизатори "Норма М"
дискретен тип. Ремонтите са много евтини.

Разликата е само в цената за крайния купувач и последващите ремонти на продукта. Дискретният тип е по-прост, по-евтин и по-изгоден и в двата случая.

SMD стабилизатор на напрежението, какво е това?

Няма такъв термин като "SMD стабилизатор на напрежението". Това също е рекламен трик, измисляне на несъществуващи имена, които звучат „готино“ и „буржоазно“. До какви граници стигат рекламодателите! SMD е вид елементи и метод на монтаж. Няма значение дали инсталацията и елементите са SMD или друг тип, това по никакъв начин не влияе на работата на стабилизатора. SMD е вид електронни компоненти, те са много малки. Има много видове електронни компоненти. Производителят сам избира какво е по-удобно и изгодно за него. Цената е безмилостно нещо. Видът на електронните компоненти не влияе по никакъв начин на работата и качеството на продукта.

Това е като две лъжици, едната е твоята, едната е на баба, лъжиците не си приличат, но изпълняват една и съща функция, ЯДЕШ С ТЯХ.

И все пак има цяла количка и малка количка различни рекламни трикове, внимавайте.

Етикети: преглед на стабилизатори на напрежение по тип, топ стабилизатори на напрежение, рейтинг на стабилизатори на напрежение

Има различни възможности за защита на електрическите уреди, когато параметрите на електрическата линия се отклоняват от номиналните. По мрежовата линия се предава синусоидален сигнал със стойност 220 волта; отклоненията на тази стойност са допустими в рамките на 15 процента и се възприемат нормално домакински уреди. За да поддържате напрежението в тази граница, най-лесният начин е да използвате стабилизатор на напрежението.

Видове и принцип на действие на стабилизатора

В търговските обекти можете да намерите различни вид и принцип на действиеСтабилизатори на напрежението, иначе наречени нормализатори. Но въпреки тяхното разнообразие, задачите им са едни и същи - да поддържат номиналното напрежение в захранващата мрежа. Изискванията към тях са да осигуряват бърза реакция при промени в сигнала, висок коефициент на полезно действие (КПД), предаване на правилната синусоида и надеждно управление на входните и изходните сигнали.

Преди да решите кой стабилизатор на напрежението да изберете, трябва да знаете техните разлики. Стабилизаторите на напрежението се класифицират според принципа на действие, те са:

• реле;
• тиристор;
• електромеханични;
• ферорезонансен;
• двойно преобразуване.

В допълнение, те се отличават с технически характеристики, включително номинални стойности на мощността, диапазон на стабилизирано напрежение и тип на използваната мрежа.

Устройство тип реле

Това е най-популярният тип устройство, характеризиращо се с ниска цена. Основните елементи, използвани в устройствата от релеен тип, са:

• реле;
• трансформатор;
• Контролен блок.

Дизайнът се основава на способността на релето да свързва или изключва, използвайки своите контакти, разклонения от вторичната намотка на трансформатора. Релетата са поставени в херметичен корпус, който ги предпазва от прах. Коя намотка да се свърже се анализира от управляващия блок.

Работата на устройството е както следва. Контролният блок следи промените в нивото на сигнала на входа на стабилизатора и го сравнява с референтно напрежение от 220 волта. Когато напрежението намалява с помощта на реле, се свързва допълнителна намотка на трансформатора, добавяне на стойност на напрежението, необходимо за сравняване на нивото му с референтното. При увеличаване, напротив, една от намотките се изключва. Поради този характер на работата, използвания трансформатор се нарича бустер трансформатор.

Самият трансформатор работи на следния принцип: мрежовото напрежение достига до първичната му намотка. Когато през него преминава ток с променлив магнитуд, се образува променлив магнитен поток. Този поток прониква в сърцевината и всички намотки, в които се индуцира електродвижеща сила (ЕМС). Ако товарът е свързан към вторичната намотка, тогава под въздействието на ЕМП през него започва да тече променлив ток. В този случай вторичната намотка има няколко клона, направени на различни места. За да се увеличи напрежението, броят на свързаните завои се увеличава, а за да се намали, намалява.

Броят на допълнителните намотки зависи от модела на устройството и влияе върху точността на изходния сигнал. Колкото повече са, толкова по-близо ще бъде изходната стойност до 220 волта. Поради стъпаловидна форма на управление, при превключване на намотките възникват скокове на напрежение, а нормалният изходен сигнал ще бъде от 203 до 237 волта.

Ползи този тип стабилизация, в допълнение към цената, е високата претоварваща способност и широк обхват Работна температураот -40 до +40 градуса по Целзий. Такива нормализатори са практически нечувствителни към формата на честотата на входния сигнал. Недостатъците включват: шумът, който възниква при активиране на релето, ниска мощност и надеждност. Надеждността зависи от качеството на релето. Постепенният метод за регулиране на сигнала води до краткотрайни скокове на нивото на напрежението, което се отразява негативно на оборудването, свързано към стабилизатора.

Тиристорен нормализатор на напрежението

Работата на този тип стабилизатор не се различава по принцип от релейния. Само вместо ненадеждни и шумни релета се използва полупроводников елемент, тиристор. Това е радиоелемент с две стабилни състояния, имащ три или повече p-n прехода. По своята работа наподобява електронен ключ.

Такива устройства се наричат ​​още триак; единствената разлика е, че тиристорът предава сигнала само в една посока, а триакът - в двете. Два тиристора, свързани успоредно и един срещу друг, образуват триак. Стабилизирането се осъществява чрез свързване или изключване на допълнителни намотки чрез отваряне или затваряне на тиристора.

Тиристорни стабилизатори се произвеждат като с едини два етапа на трансформация. Във втория случай на първия етап нивото на сигнала е грубо зададено, а на втория етап е прецизно. Това ви позволява да постигнете висока точност на нивото на изходното напрежение. Ползите включват:

• без шум;
• висока надеждност;
• ниска консумация на енергия;
• висока производителност;
• малки физически размери.

В допълнение, поради използването на микропроцесорно управление, тиристорният стабилизатор не въвежда изкривяване във формата на изходния сигнал.

Недостатъците са високата цена поради използването на скъпи тиристори и сложни електронна схемауправление. И също така тиристорните нормализатори не са лишени от недостатъка на релейната стабилизация, а именно стъпаловидно регулиране. Например, с точност на стабилизиране от 2%, стъпката на изходното напрежение е 6 волта.

Серво тип нормализация

Друго име за нормализатор със серво задвижване е електромеханичен тип или стабилизатор на сервомотор. Такова устройство се състои от три основни елемента:

• автотрансформатор;
• електрически мотор;
• контролни табла.

Принципът на работа се състои в плавното движение на въглеродните четки, които затварят вторичните намотки на автотрансформатора, използвайки двигател. Неговите намотки са свързани една с друга и поради това възникват както магнитни, така и електрически връзки. Вторичната намотка на автотрансформатора има най-малко четири клона, всеки от които има собствена стойност на напрежението.

Работата на двигателя се управлява от електронна платка с микропроцесор. Благодарение на този подход стабилизирането на напрежението става без преходни процеси и формата на изходния сигнал не се променя. Правилната синусоида е важна за устройства, които използват двигатели в своя дизайн, които прегряват, когато сигналът е много шумен.

Недостатъкът на сервомоторните регулатори е ниската им скорост на работа. Например, ако входният сигнал се отклонява с 5%, времето за реакция е 0,2 секунди. В допълнение, по време на работа такъв стабилизатор създава повишен шум.

Устройство с ферорезонансен ефект

Този тип нормализатор се използва в работата си ферорезонансен ефект, възникващи при връзка трансформатор-кондензатор. Ето как получи името си: ферорезонансен стабилизатор. Структурно този тип нормализатор е подобен на типа трансформатор. Но тук използваният трансформатор не е симетричен; вторичната намотка е поставена върху магнитопровод с голяма напречно сечение, което не й позволява да бъде в състояние на насищане.

В такъв трансформатор възникват три магнитни потока на промяна на мощността, чиято величина води до изравняване на изходното напрежение. Кондензаторът е свързан паралелно към вторичната намотка и съответно към товара. Добавянето на кондензатор стабилизира напрежението при ниски токове на намагнитване, увеличавайки фактора на мощността.

Основният недостатък на този тип устройства е ниският фактор на мощността. Освен това стабилизаторът има голямо тегло и размери и е шумен по време на работа. Предимствата му са прецизна настройка и висока надеждност.

Инверторен климатик

Принципът на работа се основава на двойно преобразуване и входен сигналпърво към постоянна стойност и след това отново към променлива. Безспорното му предимство е, че дизайнът се основава не на обемисти 50 Hz трансформатори, а на сложна софтуерна и хардуерна реализация. Това дава възможност да се постигне ефективност над 90% и в същото време да се осигури отлична точност на стабилизиране на напрежението.

Инверторният стабилизатор включва:

• драйвер за напрежение;
• микроконтролер;
• капацитет;
• токоизправител;
• коректор на мощността.

Променливият ток, влизащ в токоизправителя и преминаващ през честотен филтър, се преобразува в постоянна стойност. Стабилизиран сигнал с високо напрежение влиза в инвертора, натрупвайки се върху кондензаторите на DC шината. Инверторният блок е сглобен на чип с модулация на ширината на импулса (PWM) и IGBT силови транзистори. ШИМ контролерът генерира високочестотен сигнал, около 20 kHz, който контролира отварянето на IGBT транзисторите. След това, използвайки капацитивен индуктивен филтър, се генерира променлив изходен сигнал.

Благодарение на използването на този подход устройството плавно регулира сигнала и произвежда синусоида с отлично качество, което е важно, например, за работата на газови котли. Недостатъкът е използването на скъпи радиокомпоненти, което води до най-високата цена от всички видове стабилизатори. IGBT превключватели за захранване са необходими защита от прегряване, така че те се монтират на охладители, което увеличава нивото на шума.

Избор на стабилизатор на напрежение

При избора на стабилизатор, който да работи с конкретно устройство или да го използва за въвеждане на електричество в къщата, критериите за избор остават същите.

В зависимост от вида на мрежата се избира еднофазно устройство за 220 волта и трифазно устройство за 380 волта. Важен параметър е диапазонът на входното напрежение, тъй като когато тази граница бъде превишена, стабилизаторът ще изключи свързания към него товар или ще се изключи. За да го изберете правилно, трябва да знаете разпространението на напрежението в електрическата мрежа. Можете да разберете, като измерите стойността на сигнала в различно времедни за няколко дни.

Когато избирате стабилизатор на напрежението за вашия дом, вие се съобразявате не само с вида на устройствата, които се нуждаят от защита, но и с тяхната пикова мощност. Стойността му се взема с марж от поне петнадесет процента и се изчислява чрез добавяне на мощността на всички устройства, свързани към стабилизатора. Активната мощност винаги се посочва във ватове (W), а общата мощност във волт-ампери (VA). Те се отнасят един към друг като 1VA = 0,6 - 0,8 W. Необходимо е да се разбере, че двигателите имат стартови токове и устройства за стабилизиране на мощността, когато се използват асинхронни електродвигатели, компресори, помпи, трябва да бъде 3-4 пъти работната мощност на консуматорите.

Давайки предпочитание на типа устройство, се взема предвид, че електромеханичните модели са подходящи за защита на високо прецизно оборудване. Реле и тиристор за линии, на които възникват значителни пренапрежения на напрежението, а изискванията за точност на стабилизация не са основният фактор. Например, това са електронни компоненти, които са чувствителни към отклонения на напрежението и са инсталирани в хладилници, фризери и подобно оборудване, които имат стартови двигатели в своя дизайн.

Според статистиката най-популярните устройства на пазара, които са спечелили доверието на клиентите, включват следните производители:

• Luxeon;
• Ресанта;
• Powercom;
• РУЦЕЛФ;
• Енергия;
• Логическа сила.

Купувайки устройство от известни марки, потребителят получава не само съответствие с декларираните параметри с реални характеристики, но и осигуряване на гаранционна и следгаранционна сервизна поддръжка. Почти всички устройства за стабилизиране на напрежението са оборудвани с информационни екрани, на които могат да се показват: стойността на входното и стабилизираното напрежение, стойността на консумацията на енергия, формата на сигнала и др.

Днес в много страни от ОНД и Европа има проблеми с качеството на електроенергията, особено в частния жилищен сектор. В даден момент и в продължение на няколко часа, вместо декларираните 220 V, във вашата къща/апартамент може да се подава само 200 V. Това се дължи на рязкото увеличаване на броя на потребителите, когато хората се прибират от работа и особено в зимата, когато електрически нагреватели с голяма мощност.

Има и разлики в другата посока, когато за кратък период във вашия контакт (използвайки тази възможност, препоръчвам статията "") може да има 260 V или дори повече. За жилищния сектор такива колебания са много опасни, тъй като блоковете за управление на напрежението на съвременното електронно оборудване не са защитени от тях. Този вид проблем възниква поради незадоволителното състояние на трансформатора, включително прекъсвания на нулевите проводници.

Можете лесно да проверите съответствието на параметрите на подаваната ви електроенергия с референтните стандарти с помощта на измервателни уреди като волтметър/амперметър. Стабилизатор на напрежението ще ви помогне да настроите параметрите към референтните. И за да имате време да изключите правилно всички електрически уреди по време на пълно изключване, имате нужда от UPS, UPS (непрекъсваемо захранване).

Има многофункционални UPS с вградена система за стабилизиране и индикация на напрежението, т.е. всички тези устройства са комбинирани в едно. За да разберем кой стабилизатор е по-добър за дома (в края на краищата има няколко вида), ще разгледаме тези, които са предназначени за изравняване променлив токдомакинска употреба. Но преди това трябва да се научите как да ги избирате според мощността на консумираните устройства.

Нюанси при изчисляване на мощността на домашен стабилизатор на напрежение

Ако ние говорим заоколо стандартното напрежение от 220 V, тогава мощността на стабилизатора се изчислява чрез сумиране на всички мощности на използваните устройства. Предупреждавам ви: в интернет има много таблици със стойностите на мощността на електрическите уреди във формат: /име на устройството/мин./макс. мощност/ - не винаги трябва да се ръководите от тях.

Например мощността на телевизора в таблицата е посочена като 100 W, но като се има предвид, че отдавна се произвеждат дисплеи с течни кристали, а не CRT дисплеи, мощността може да бъде 30 W, при същия диагонал. Освен това известно време по-късно се появи енергоспестяващо оборудване от клас А+++, което консумира няколко пъти по-малко.

Направете изчисления специално въз основа на данните от паспорта на всяко устройство. Ако имате цяла къща на няколко етажа и голямо семейство, разликата в необходимата мощност на стабилизатора може да бъде колосална. И това въпреки факта, че почти никога не се случва да работи на пълна мощност, защото е малко вероятно да съвпадне всички устройства в къщата да бъдат включени едновременно - тоест, като се вземат предвид всички устройства гръб до гръб, самият избран стабилизатор теоретично има резерв.

Характеристики на видове стабилизатори на напрежение, предимства/недостатъци

Съвременните стабилизатори, предназначени да работят с домакински еднофазен променлив ток, според принципа на работа се разделят на: коригиращи и акумулиращи - кой стабилизатор е по-добър за дома зависи от конкретните изисквания. Опитахме се да компилираме сравнителна таблицахарактеристики на различни видове стабилизатори, въз основа на общи данни, които могат да бъдат намерени.

Коригиращите стабилизатори в повечето случаи се състоят от управляващ блок, който в отговор на повишаване/намаляване на напрежението в мрежата активира една или друга (намаляване/увеличаване на напрежението) намотка на специално устройство - трансформатор.

Акумулиращите стабилизатори работят, като използват определено количество ток, натрупан в резервоара, и генерират ток с необходимите параметри от него. Към тях спадат и UPS-ите, които също осигуряват заряд от вградената батерия за известно време при пълно спиране на електрозахранването.

Принципът на работа на съвременните домакински релейни стабилизатори на напрежение

Това устройство е електронно устройство със стъпков (дискретен) принцип на работа. Разликата от другите стъпкови стабилизатори е, че този използва електромагнитни релета като превключватели. В противен случай устройството се състои от същия блок за управление с процесор и автотрансформатор с различен брой вторични намотки, както и другите видове устройства от този тип.

Принципът на работа е следният: управляващият блок следи напрежението на входа и в зависимост от стойността му свързва или изключва определени вторични намотки на автотрансформатора. В същото време модерен релеен стабилизатор на напрежение има най-малко четири етапа на стабилизиране. В такова устройство, съответно, има четири релета и автотрансформатор за четири вторични намотки.

Можете да видите блоковете (и тяхното основно съдържание), които изграждат цялата верига на релейния стабилизатор на напрежението: A – автотрансформатор с четири бустерни и две понижаващи намотки; B – блок за анализ и управление на напрежението; B – блок от релейни изпълнителни механизми; G – блок за индикация (Волтметър, Амперметър, вкл./изкл.); D – свързваща шина.

По-горе е прост, модерен, управляван от микропроцесор PIC12F675, шестстепенен релеен стабилизатор на напрежение, чиято верига е проектирана да коригира спадове на напрежението от 140-260 V. Устройството включва индикатори - волтметър, амперметър и режим на работа LED. Принципът на работа на това устройство е следният.

Автотрансформаторът (A) има шест намотки, всяка от които произвежда напрежение от -20 до +40% от номиналните 220 V, което компенсира спад на напрежението с една или друга величина или намалява пренапрежението. Микропроцесорният управляващ блок (В) анализира характеристиките на входния мрежов ток (напрежение/ампераж), въз основа на което подава управляващ сигнал към релейния изпълнителен блок (В). Може да се подаде ток като сигнал при напрежение, при което работи релето.

След това, в зависимост от стойността на спада, управляващият блок (B) изпраща сигнал към едно или друго реле, отговорно за свързването на съответната намотка за повишаване на напрежението; в този случай предишният е деактивиран. Релето затваря бобината и на изхода се появява необходимия брой волта.

Абсолютно същата процедура се случва по време на скокове на напрежение (в в такъв случайдо 260 V). Само че не се използва намотката за усилване на напрежението, а намотката за понижаване на напрежението и по този начин със скок от 260 V се свързва намотката -40% (-44 V), която произвежда 216 V. С по-голямо увеличение на напрежението в мрежата, управляващият блок просто изключва захранването.

Предимства Стабилизатор, работещ на реле, е с ниска цена. Предназначени са предимно за сегмента домакински уреди, които не изискват високо прецизно регулиране на напрежението (хладилници, микровълнови печки и др.) и вършат отлична работа.

недостатъци – не е подходящ за чувствително електронно оборудване с висока точност, включително някои чуждестранни телевизионни/аудио съоръжения и компютри. В допълнение, задвижващите механизми - релета, които понякога се залепват, бързо се провалят, когато се използват често. Освен това работата им е придружена от щракания, които се чуват в стаята.

Принципът на работа на съвременните битови триак стабилизатори на напрежение

Тези устройства се класифицират като устройства за коригиране на напрежението с дискретно (стъпково) действие. Те са вътре по-добра странасе различават по характеристики от предишните, въпреки че имат подобни блокове и подобен принцип на работа. Те също така се състоят от блок за управление, автотрансформатор и изпълнителен блок.

Разликата е, че за разлика от релейните, триаковият стабилизатор на напрежение използва като задвижващи механизми (затваряне / прекъсване на захранващата мрежа) така наречените електронни ключове - теристори или триаци. Те нямат механични части и са много по-ефективни от релетата, поради което се различават по скорост на реакция и други параметри.

На фигурата можете да видите следните електронни стабилизаторни блокове: А – автотрансформатор с два входа; B – триак изпълнителен блок на първия етап на корекция на напрежението; B – втора степен изпълнителен триак блок; G – блок за анализ и управление на напрежението; D – свързващи автобуси; E – блок за индикация на токови характеристики (волтове, ампери) и режим на работа.

В този случай устройството има по-точна настройка поради факта, че веригата на стабилизатора на триак е двустепенна, т.е. има две групи изпълнителни единици и съответно по-голям брой понижаващи и повишаващи напрежението намотки. Предимството на двустепенната система е, че чрез комбинации се получават по-голям брой корекционни стъпки: 6 (каскада B) * 6 (каскада B) = 36 стойности. Принципът на работа е по-долу.

Микропроцесорният блок за управление (G) анализира характеристиките на входното напрежение и подава команда към необходимия електронен ключ от изпълнителния блок B (първи етап). Задейства се една или друга намотка за понижаване/увеличаване на волта на автотрансформатора (А) и напрежението се регулира грубо, от -20% до +40%, на стъпки от 10%.

След това управляващият блок измерва изходния ток за груба корекция, който отива към втория изход на автотрансформатора и, контролирайки втория изпълнителен блок B (втори етап), намотките за повишаване на напрежението/поемане на напрежение се активират на малки стъпки от 2%, вариращи от -6% до + 6%.

Предимства триак стабилизатори на напрежение - висока точност на настройка, бързо време за настройка и абсолютно безшумна работа на електронните компоненти. Поради това те са подходящи за осигуряване на високо прецизни устройства, като оборудване за местни компютърни мрежи, (превключватели, умножители на сигнала и др.).

Има широка гама от модели (и съответно цени), вариращи от най-примитивните за няколко домакински потребители до устройства за високо прецизна стабилизация на електрическата мрежа на цяла къща. Те са и най-издръжливи в сравнение с останалите.

недостатъци електронни устройства - висока цена, трудни за ремонт и поддръжка. При някои нискокачествени триакови стабилизатори има случаи, когато електронните ключове (тиристори/триаци) не работят.

Принципът на работа на съвременните домакински електромеханични стабилизатори на напрежение

От тази група най-често в бита се използват сервомоторни стабилизатори. Те също така регулират напрежението: имайки поетапен принцип на работа, дискретни операции за добавяне или изваждане на необходимия брой волта се извършват чрез превключване на намотките на автотрансформатора с помощта на сервомотор - дискретно електромеханично устройство стъпка по стъпка.

Сервозадвижващият двигател при тях изпълнява управляващата функция, както при релейните двигатели - релетата или електронните - триаци/тиристори. Той има достатъчна скорост за непрекъснато регулиране на напрежението, но веднага отбелязваме, че електромеханичният стабилизатор на напрежението не е опция за осигуряване на напрежение на високопрецизно чувствително оборудване. Тъй като скоростта на реакция е много ниска, при внезапни скокове може да бъде дори секунди.

Тук е показана условно автотрансформаторна намотка (1), със сервомотор (2), монтиран в средата, който управлява контакта за събиране на ток (3), премествайки го по горната част на пръстена на намотката - общо взето това е всичко обозначен с буквата А и е автотрансформатор с вградено сервомоторно задвижване. Подобно на другите, електронните схеми на стабилизатор на напрежението с електромеханично задвижване имат контролен блок с микропроцесор (B) и в зависимост от конфигурацията панел за показване на състоянието на мрежата (B). Блокът за управление в такива устройства има специален контролер, който го активира.

В зависимост от позицията на контакта за събиране на ток, напрежението се събира от една или друга секция на намотката, която е отговорна за увеличаване/намаляване на напрежението. Характеристиката на дизайна е, че за разлика от стабилизаторите на релето или триака, стабилизаторите на серво задвижването теоретично могат да регулират напрежението с части от волта чрез преместване на контакта на стъпки от един оборот. На практика в домашни приложения се използват дискретни двигатели със стъпка, която осигурява отклонение от около 3%.

Предимства – много точна и плавна корекция на изходното напрежение; ниска цена. Такъв стабилизатор е идеален за мрежи, в които има малки падания на напрежението, тъй като се справя с тях с гръм и трясък.

недостатъци – много дълго време за корекция, особено при високи удари: докато токоприемникът премине по-голямата част от радиуса до зоната, където напрежението е нормално, могат да минат дори секунди. В този случай той не е подходящ за високопрецизно чувствително оборудване. Издава шум при работа - поради движение на сервомотора и плъзгане по контактната намотка. Гаранцията е само 12 месеца - не без причина: серво задвижването се износва по-често и по-бързо.

Принципът на работа на съвременните битови ферорезонансни стабилизатори на напрежение

Има смисъл грубо да се разделят тези устройства на стари и нови модели, тъй като те имат малко различни недостатъции електрически елементи. Всички те са частично кумулативни и плавно изравняват напрежението. Те са фундаментално различни от всички предишни и не се нуждаят непременно от контролен блок, тъй като в неговия трансформатор и други части протичат физически процеси, захранвани с гравитация.

Без задълбочени познания по физика е много трудно да се разбере как работи един ферорезонансен стабилизатор на напрежение, но това, което е лесно за разбиране е, че той се основава на автотрансформатор и други подобни елементи - индуктори, които взаимодействат помежду си, компенсирайки недостигът или намаляването на излишното напрежение в определени граници.

Заслужава да се отбележи, че досега (2016 г.) на радио пазара има голямо разнообразие от ферорезонансни стабилизатори, произведени в Съветския съюз през 80-те и 90-те години - „Украйна“, „Елбрус“, „SNB“ - много издръжливи и високи -прецизни устройства, на ниска цена. Както показват годините на наблюдение, малко неща могат да се сравнят със славното съветско качество.

Автотрансформатор (А) с първична и вторична намотка; входен наситен дросел (B); втори токоприемник (B); кондензатор 250V (G); предпазител 220V (D); индикаторна лампа за работа (E). Първична намотка на трансформатор (1-A); първична намотка на индуктора (1-B); вторична намотка на автотрансформатора (2-A); вторична, компенсационна намотка на наситения индуктор (2-B).

Дроселът в този случай е накратко устройство, което е насочено към понижаване/увеличаване на характеристиките на напрежението. От техническа страна той се състои от намотка върху метална сърцевина и по много начини прилича на трансформатор.

Разглеждайки електрическата схема, можете да видите как трансформаторът (A) е свързан помежду си с индуктора (B). Чрез първичната намотка индукторът е свързан към трансформатора, от своя страна от вторичната намотка на трансформатора има връзка към компенсационната вторична намотка на индуктора. Освен това от него има изход към втория индуктор, свързан към кондензатора. В тази секция възниква резонанс и след това токът се събира на изхода на устройството.

Предимства – висока надеждност, висока точност на изходното напрежение, плавна корекция, ниска цена на устройствата съветско производство. В него няма електромеханични резервни части, така че няма какво да се счупи, освен кондензатора (и дори в съветските модели той е на маслена основа, почти „вечен“).

недостатъци – нисък обхват на входното напрежение, дълго време за корекция при внезапни спадове, силен шум (бръмчене) от работа при нискочестотни (аудио) честоти от 50 Hz. В най-добрите съвременни модификации тези недостатъци са облекчени, но цената им е толкова висока, че много хора смятат, че е по-изгодно да закупят UPS с вграден онлайн стабилизатор от инверторен тип.

Принципът на работа на съвременните домакински инверторни стабилизатори на напрежение

Тези устройства за стабилизиране на напрежението са най-ефективните днес (2016), но и най-сложните като архитектура. Те работят по двойна схема на преобразуване на тока - от променлив към постоянен и след това от постоянен към променлив. В допълнение, те имат контейнери, в които електричеството се натрупва в кондензатори и, ако е необходимо, неговият дефицит на изхода се попълва, ако има спад на входа.

Съвременните инверторни стабилизатори на напрежение са много подобни на UPS (непрекъсваеми захранвания), които често се използват като компоненти на системата " умна къща“, но има разлика, че вторите използват батерии като контейнери, а има и онлайн и офлайн UPS. И има много топологии на тези UPS, така че това е отделна тема, сега ще разгледаме само стабилизаторите.

Символи в тази схема: филтърен блок за входно напрежение (A); токоизправител/коректор на входната мощност (B); блок за управление със задвижки - електрически ключове (B); блок от кондензатори (G); инвертор (D).

В този случай блокът от задвижващи механизми се помещава в контролна платка с основен микропроцесор и набор от контролери (B), тъй като има много по-малко възможности за превключване (контрол) на мрежата, отколкото в стъпковите стабилизатори. На практика се ограничава с ключ, който отваря веригата, когато напрежението се повиши над това, за което устройството е предназначено. Плюс няколко клавиша за управление на контейнери (кондензатори).

Принципът на работа е следният: на входа напрежението първо влиза във филтърния блок (A), след това в токоизправителя/коректора на мощността (B) и паралелно в блока от кондензатори (D), които са съоръжения за съхранение на електричество и неговите вторични източници. Чрез сложна система за управление микропроцесорът управлява коректора на напрежението и инвертора, а загубата на мрежов ток се попълва от блок от кондензатори.

Постоянният ток, влизащ в инвертора, се преобразува в променлив ток с помощта на кварцов осцилатор. Този генератор е устройство с висока точност и следователно стабилизаторът на напрежението на инвертора има най-нисък процент (1%) отклонение на изхода.

Предимства – най-висок диапазон на входните напрежения, минимално отклонение на изхода, незабавна реакция на промените. Устройствата са стабилни при работа и издръжливи, не съдържат механични части, поради което практически не издават шум и не се провалят много по-дълго.

недостатъци – най-високата цена поради сложни дискретни блокове и мощен микропроцесор за тяхното управление. В допълнение, по време на продължителни спадове на напрежението, резервната кондензаторна банка за компенсация се изчерпва и се наблюдава рязък спад на мощността.

Надяваме се, че този материал е бил полезен за вас, ако е така, напишете коментари във формата VKontakte по-долу. С най-добри пожелания, екип на Mastery-of-building.

Защо пренапреженията на напрежението са опасни?

Пренапрежението е краткотрайно повишаване на входното напрежение до неприемлива граница - от 240 V или повече. Дори много кратък (по-малко от секунда) скок може да бъде достатъчен, за да повреди управляващите блокове на отоплителен котел, помпа за кладенец, пералня или всяко устройство, което има „мозък“. Причината е проста: по-голямата част от електронните компоненти (кондензатори, резистори и т.н.), които изграждат контролни платки, контролери и други микросхеми, могат да издържат на напрежение до 250V. Това е горната граница, след която обикновено следва повреда на компонента.

Трябва да се отбележи, че стабилизаторите не са рационална защита срещу пулсскокове. Пулсовият скок възниква поради няколко причини, но главно поради мълния. Висококачественият стабилизатор няма да позволи импулсен скок да достигне до потребителите, но няма да може да продължи да работи: ще е необходимо посещение в сервизния център. За защита от пренапрежение се използва набор от мерки, централното място в които е заето от специално устройство - SPD. Въпреки това, наскоро италианските стабилизатори Ortea бяха оборудвани със защита от пренапрежение.

Добрият стабилизатор в повечето случаи няма да пропусне разряд от мълния, но след това ще има нужда от ремонт.

• Ако входното напрежение се увеличи или намали, изравнете и поддържайте на нормално ниво.

Какви са опасностите от високо и ниско напрежение?

Опасността от повишено напрежение е очевидна: към всички неудобства от пренапрежение се добавя продължителност: ако пренапрежението, в зависимост от неговата амплитуда, може теоретично да премине без последствия, тогава продължително излагане високо напрежениегарантирано ще доведе до повреди на „умните“ машини.

При ниско напрежение много уреди не работят добре: нагревателите се загряват необичайно дълго, „умните“ уреди изобщо не се включват, микровълновата не загрява и т.н. Особено застрашени са съоръженията с електродвигатели: климатици, хладилници, помпи, автоматични задвижвания за врати и др. Това се дължи на факта, че при намаляване на напрежението токът в намотките на двигателя се увеличава пропорционално. Увеличаването на тока води до повишаване на температурата, което от своя страна води до повреда и след това разрушаване на изолацията. Ремонтът на двигателя в този случай е непрактичен.

Нито един стабилизатор не е в състояние да елиминира проблеми, причинени от аварийно окабеляване; той се използва постоянно на границата технически възможностии работа в условия на силно изкривяване на честотата на тока.

Определяне на параметрите на стабилизатор на напрежение

• Скорост на регулиране.Колко бързо стабилизаторът реагира на промените в мрежовото напрежение и колко бързо го коригира. Съответно, колкото по-висока е скоростта, толкова по-малка е вероятността скок на напрежението да достигне до потребителите.
• Капацитет на претоварване.Способността на стабилизатора да работи стабилно при превишаване на номиналната му мощност. Полезно свойство при работа с електродвигатели.
• Диапазон на номиналното входно напрежение– работен обхват на стабилизатора, в който се предвижда да се използва. В този диапазон устройството поддържа декларираните технически характеристики: номинална мощност и точност на стабилизиране. Повечето стабилизатори на напрежението, след като са били изключени поради спад на входното напрежение под максималния диапазон, се включват само когато мрежата на входа достигне номиналния диапазон.
• Максимален обхват на входното напрежение– това е диапазонът, в който стабилизаторът продължава да работи, но основните технически характеристики (номинална мощност, точност на стабилизиране) се отклоняват от номиналните стойности. Обикновено диапазонът на максималното входно напрежение граничи с изключване на устройството.
• Прецизна стабилизация.Това е грешката в изходното напрежение на стабилизатора. Нашият GOST 13109-97 счита, че максималната допустима грешка е 10%, но не всички устройства могат да издържат на такива отклонения. Колкото по-висока е точността на стабилизиране, толкова по-безопасно ще бъде „умното“ оборудване.
• Шум.Почти всички стабилизатори издават някои звуци: бръмчене на трансформатор, шумолене на вентилатори, щракване на превключване на релето, звук на серво задвижване. В зависимост от дизайна стабилизаторите могат да бъдат повече или по-малко шумни. Няма напълно безшумни стабилизатори: всеки стабилизатор ще издаде шум, когато се приближи до граничните стойности на техническите си характеристики.
• Климатично изпълнение.Диапазонът на работната околна температура варира в зависимост от производителя. Например стабилизаторите Lider могат да работят при -40 °C, Progress при -45 °C, а Shtil - само при положителни температури.

Принцип на действие и видове стабилизатори

Класическият стабилизатор на напрежението е трансформатор, оборудван с контролна платка, механизъм за избор на броя на завъртанията на намотките на трансформаторната бобина, различни измервателни устройства: поне волтметър и температурен датчик на трансформатора, показващи устройства и превключващо устройство. Избирайки съотношението между броя на завъртанията на първичната и вторичната намотка на трансформатора, можете да увеличите или намалите напрежението в краищата на вторичната намотка. Всички стабилизатори на напрежение работят с това свойство, с изключение на инверторните.

Инверторният стабилизатор изобщо не съдържа трансформатор; работата му се основава на двойно преобразуване на тока: първо от променлив към постоянен и след това обратно. Това е най-модерният тип стабилизатор на напрежение днес.

Всъщност има повече видове стабилизатори, но ще изброим само тези, които са намерили широко приложение в бита и индустрията.

Както можете да видите, като цяло има три вида стабилизатори: електронни, електромеханични и инверторни. Основната разлика между първите две е методът за превключване между намотките на трансформатора. Електромеханичните стабилизатори включват малък електрически мотор, който физически движи четка или ролка по протежение на намотката на трансформатора, като по този начин използва необходимия брой завъртания. Електронните стабилизатори нямат движещи се части; превключването между предварително зададени завъртания на намотката се извършва с помощта на превключватели на мощността: релета, тиристори или триаци. Стабилизаторът на инвертора изобщо няма трансформатор: основните му части са IGBT транзистори и кондензатори.

Конструктивните характеристики определят предимствата и недостатъците на определен тип стабилизатор в експлоатация. Нека се опитаме да ги покажем ясно:

Електромеханичните стабилизатори са по-малко способни да издържат на пренапрежения, но са по-способни на претоварване.
Електронните стабилизатори, напротив, се справят по-добре с пренапрежения, но по-малко издържат на претоварване.
Инверторните стабилизатори се справят добре с пренапрежения на напрежението, имат безстепенно регулиране и са в състояние да премахнат високочестотните смущения в мрежата. Но те са напълно неспособни на претоварване.

Електромеханичен стабилизатор на напрежението

Друго име за него е серво. Принципът на работа е съвсем прост: по команда на таблото за управление малък електродвигател задвижва държача, в края на който е прикрепена графитна четка. Регулирането се извършва чрез плавно движение на четката по намотките на трансформатора.

На снимката виждате трансформатора и четката на стабилизатора Energy SNVT-1500 New Line. Три години експлоатация оставиха забележими белези върху него, но устройството е в експлоатация от май 2016 г. Потъмняването на трансформатора в областта на движението на четката е ясно видимо - това са следи от графитна абразия. Вижда се и леко разтопяване на изолацията или лака по навивките на бобината. Това е "вариант на нормата", но проблемът може да е по-дълбок. Ако топенето е по-значително и се случва в зоната на контакт с четката, четката започва да се придържа към издатините. Контактната площ намалява, появява се искрене, нагряването се увеличава и стабилизаторът се проваля. Отговорните производители нямат такива проблеми - контролната платка, въз основа на сигнал от сензора за ток и температурния датчик на трансформатора, ще изключи стабилизатора, преди да започне сериозно топене.

Електродинамичен стабилизатор на напрежението

Тези стабилизатори, подобно на електромеханичните, имат серво задвижване, но вместо четка, ролката се движи по намотките на трансформатора. Предимствата на ролката пред четката са очевидни: ролката никога няма да се захване за неравности на макарата и няма да се износи дори при много интензивна работа. На снимката стабилизаторът Ortea Vega 2.5 е разглобен. Въпреки че качеството на фотографията оставя много да се желае, очевидно е, че няма какво да се оплаквате. Намотката е стегната - завой до завой, масивен ролков държач, надеждно закрепване на трансформатора към тялото, всеки проводник е гофриран с накрайник. Вижда се висококачествена и обмислена инсталация. Стабилизаторът е надежден и издръжлив.

Електронни релейни стабилизатори на напрежение

Принципът на работа на релейните стабилизатори се основава на електромеханични релета, които превключват между кранове на трансформатора. При работа релето издава характерен звук - щракване. Снимката показва как оранжевите проводници от трансформатора са свързани през клемореда към черните блокове на платката. Това са трансформаторните кранове, свързани към релето. Всеки кран е краят на определен брой навивки на жица върху намотката. Контролната платка чрез измерване на входното и изходното напрежение определя кой кран да използва в момента и го активира, като затваря съответното реле. Релета, монтирани на стабилизатори родно производство(Cascade), имат ресурс до 9 000 000 (!) операции. Това е много. На снимката е показан стабилизатор Cascade SN-O-12, произведен през 2005 г., който работи правилно към май 2016 г. Релейни стабилизатори с висока точност не са намерени: най-високата точност, налична на пазара днес, е 2,5%. Като цяло можем да кажем за домашните релейни стабилизатори, че те нямат най-забележителните технически характеристики, но в същото време са практически неразрушими.

Електронни тиристорни и триакови стабилизатори на напрежение

Алгоритъмът на работа на тиристорните и триак стабилизаторите е абсолютно същият като този на релейните - контролната платка изпраща сигнал, електронният превключвател (тиристор или триак) се задейства - необходимият кран се активира. Безшумно, светкавично. С прости думи, тиристорът е електронен ключ. Има две състояния - отворено и затворено: чрез изпращане на сигнал към него можете да контролирате състоянието му. Триак е вид тиристор; разликата между тях не влияе на определящите технически характеристики на стабилизатора. Надеждността, скоростта на работа и непретенциозността към температурните условия на тези компоненти определят масовото производство на стабилизатори, базирани на тях. Тиристорните или триачните стабилизатори могат да имат много широки технически характеристики. Купувайки всеки тиристорен стабилизатор на местно производство, можете да разчитате на 7 - 10 години работа.

Инверторни стабилизатори на напрежение

Принципът на работа на инверторния стабилизатор е двойното преобразуване на тока, преминаващ през него. В такива стабилизатори няма трансформатор, мястото му се заема от верига от устройства: входен филтър, токоизправител, кондензатори, инвертор и система за управление.

Преминавайки през тази верига, токът се филтрира от смущения, преобразува се в постоянен и след това обратно в променлив. Това ви позволява да постигнете идеална форма на ток и напрежение на изхода, а пренапреженията на напрежението се абсорбират от кондензатори. Това е усъвършенстван тип регулатор на напрежение: те могат да работят в много широк диапазон на входното напрежение с много висока точност. Има обаче някои недостатъци: капацитетът на претоварване практически липсва, а IGBT транзисторът, който формира основата на надежден инвертор, е много скъп.

Кой стабилизатор да избера: вносен или домашен?

Вносните стабилизатори са представени на руски пазарпредимно китайски устройства. Имат много атрактивна цена, но с това предимствата им свършват. Съмнително качество на електронните компоненти, минимална граница на безопасност на частите, небрежен монтаж и в резултат на това кратък експлоатационен живот, който едва е достатъчен за покриване на гаранционния период. Безскрупулните продавачи на тези устройства се опитват да скрият страната на произход. Един от тези трикове е вносът на партида през балтийските държави - бележка в документите за страната на вноса ви позволява да декларирате балтийския произход на стабилизаторите (известните латвийски стабилизатори). Друг начин да подведете купувача е да имате местна марка и да наречете стабилизатор, сглобен в Китай, домашен, без да уточнявате, че само марката е местна, а монтажът и компонентите, включително трансформаторът, изобщо не са местни.

Но има и наистина висококачествени вносни устройства: италиански стабилизатори Ortea или Oberon. Въпреки това, предвид текущия обменен курс на еврото, те са много по-ниски по цена от своя аналог - стабилизатора Saturn, който изобщо не е по-нисък по качество. И в някои характеристики, например капацитет на претоварване, той е напълно по-добър. Стабилизатори от немски производители практически не са представени у нас. Разумен човек не би ги купил за парите, които искат.

Следователно можем да кажем с увереност, че

В повечето случаи висококачествен стабилизатор на сравнително достъпна цена ще бъде домашен.

Как можете „на око“ да определите качеството на стабилизатора и неговия експлоатационен живот?

Отговорът е прост: по тегло. Руски трансформаторен стабилизатор за 10 kVA със среден техническа характеристикатежи поне 30 кг. Стабилизатор с добри технически характеристики, например Progress 10000L, тежи 43 кг. По-голямата част от това тегло се носи от трансформатора, което означава, че той гарантирано ще издържи на номиналната мощност и определения диапазон на входното напрежение. Мощна магнитна сърцевина от специална трансформаторна стомана и гаранция за резерв на намотка дългосрочендобро обслужване. Ето защо, ако видите стабилизатор на трансформатор с мощност 10 000 VA и теглото му е само 20 кг, трябва да помислите за неговата надеждност и експлоатационен живот.

Висококачественият трансформаторен стабилизатор не може да бъде лек.

В случай на инверторен стабилизатор, трябва да се уверите, че той е направен от IGBT транзистори: това е ключът към неговата надеждност и съответствие с паспортните характеристики.

Избор на мощност на стабилизатора

Най-сигурният начин да изберете мощността на стабилизатора е да я измервате на всеки втори запис през деня.

Изчисляване на мощността на стабилизатора по електрически консуматори

Мощност на стабилизатора (VA) = сумата от мощностите на всички консуматори (W) * коефициент на едновременност / коефициент на натоварване + резерв 15%

Нека да разгледаме тази формула:

• Консумацията на енергия в паспортите на електрическите уреди обикновено се посочва в киловати. След като обобщихме мощността на всички устройства, получихме числото киловат, които те ще консумират, докато работят всички по едно и също време. На практика всички потребители никога не работят по едно и също време. Поради това беше изчислен коефициентът на едновременност на работа на електрически приемници за жилищни сгради. Вземаме предварително получената сума от мощностите на отделните устройства и ги умножаваме по коефициента на едновременно използване от таблицата. Вкарваме захранване киловати, които всъщност ще се консумират едновременно. Моля, имайте предвид, че ако се отоплявате на електричество, коефициентът на едновременност не може да бъде по-нисък от 0,8.
• Мощността на стабилизатора се измерва в киловолт-ампери, и ние имаме киловати. За превод използваме коефициента на натоварване.

  където 0,8 е коефициентът на натоварване. Така че ние получихме пълната мощност на нашите електрически уреди киловолт-ампери

• добавяме 15% от резерва, така че стабилизаторът да не работи под напрежение и това, изглежда, е всичко. Но не.
• Наложително е да се провери големината на пусковите токове на устройствата с електродвигатели: потопяеми помпи, климатици, електрически косачки, автомивки и др. И въпреки че пусковите токове продължават само секунди, те не трябва да надвишават капацитета на претоварване на стабилизатора!

Изчисляване на мощността на стабилизатора въз основа на входния прекъсвач

Мощност на стабилизатора (VA) = 220 (Volt) * номинален ток на входния прекъсвач (Ampere)

Входният прекъсвач служи не само като последен етап на защита срещу късо съединение, но и като физически ограничител на тока, който имате право да консумирате по споразумение с организацията за продажба на електроенергия. Монтират се с основание, но съобразно мощността на трансформатора в населеното място, сечението на захранващите кабели и общото състояние на електрообзавеждането на населеното място. Ето защо те често са запечатани.

От това следва, че не можем да консумираме повече ток, отколкото позволява входният прекъсвач - той просто ще се изключи.

На снимката виждаме много висококачествена и щателна инсталация: във водоустойчив щит на стълб има двуполюсен прекъсвач на входа, след това измервателен уред и чифт автоматични прекъсвачи след измервателния уред. Всяко от тези устройства е маркирано с номиналния ток, за който е проектирано.

На тази снимка виждаме символите "C32" на прекъсвача. Те означават, че тази машина има характеристика "C" и е проектирана за номинален ток от 32 ампера. Номиналното напрежение в нашите мрежи е 220 волта, така че номиналната мощност на тази машина = 32 A * 220 V = 7040 VA.

Изглежда, че няма смисъл тук да се инсталира стабилизатор, по-мощен от 8 kVA, защото машината минава само 7 kVA. Уловката се крие в характеристиката "C".

Характеристиката на прекъсвача е зависимостта на скоростта на изключване от претоварването. Тази тема е много обширна, нека просто кажем накратко, че характеристиката C предполага незабавно изключване, когато номиналният ток на машината е превишен най-малко 8 - 10 пъти при 25 ° C. Графиката показва, че при четирикратно претоварване изключването ще настъпи от 4 до 8 секунди! Това означава, че стартовите токове за тази машина изобщо не са от значение. И ако претоварим прекъсвача с характеристика С 1,5 пъти, той ще се изключи след 40 минути и то при температура 25 °C. При ниски температури изключването ще се случи още по-бавно. Тоест, ако навън е мразовито и претоварите машината си с характеристики „C“ с 25%, най-вероятно няма да се изключи изобщо. Няма стабилизатори с подобна претоварваща способност.

Капацитетът на претоварване на стабилизатора трябва повече от да покрива стартовите токове на електродвигателите!

Какво е байпас и защо е необходим?

Байпасът е превключващо устройство за превключване на захранването, заобикаляйки стабилизатора.

Защо може да е необходима тази функция?

• работа Неинвертор машина за заваряване. Невъзможно е да се работи с машина за заваряване на трансформатор чрез стабилизатор.
• Свързване на товари над номиналната мощност на стабилизатора.
• Неизправност на стабилизатора.

Днес производителите на стабилизатори продават байпаси в следните видове:

• Ръчен външен байпас. Обикновено това е двупозиционен гърбичен превключвател в отделен корпус с клемен блок. Такива байпаси се произвеждат от производителите на стабилизатори Lider и Progress. Предимство: за да инсталирате/демонтирате стабилизатора, не е необходимо да изключвате захранването и след това да свързвате входните и изходните проводници. Достатъчно е да изключите три проводника от клемния блок на стабилизатора: когато байпасът е включен, те ще бъдат изключени. Външни байпаси могат да се използват със стабилизатори от всеки производител. Недостатък: допълнителни, макар и малки разходи.
• Ръчен вграден байпас. Може да се направи на автоматични превключватели (системни и енергийни стабилизатори) или на магнитен контактор (стабилизатори Progress, Cascade и Saturn). Предимства: естетически (кабелите от стабилизатора към байпаса не висят), по-евтино (няма нужда от отделен корпус, елиминира клемен блоки допълнителни проводници). Недостатък: когато демонтирате стабилизатора, ще трябва да свържете входните и изходните проводници.
• Автоматичен вграден байпас. Това е софтуерно-хардуерен комплекс, който по зададен алгоритъм превключва захранването, заобикаляйки стабилизатора. Днес някои стабилизатори на напрежение Lider са оборудвани с автоматични байпаси. Автоматичният байпас на Lider ще работи, ако стабилизаторът е повреден, ако е претоварен, прегрял или ако входното напрежение падне под допустимия праг. Когато стабилизаторът е изключен на горната граница на входното напрежение, байпасът няма да бъде активиран - товарът просто ще бъде изключен. Недостатъци: автоматичният байпас не е аналог на ръчния: няма да е възможно да заобиколите стабилизатора по желание. Ако стабилизаторът не е пред очите ви, може да не разберете много дълго време, че е вътре в аварийно състояниеи работи в байпас.

Избор на обхвата на входното напрежение на стабилизатора

По правило стабилизаторът има два диапазона на напрежение - номинален и максимален.

Когато избирате стабилизатор, трябва да се основавате на него номиналендиапазон на входното напрежение

Всеки конкретен стабилизатор е проектиран за продължителна продължителна работа в рамките на номиналния диапазон на входното напрежение. Всички основни характеристики на устройството (мощност, точност, ниво на шум и т.н.) са посочени в паспорта въз основа на работата му в диапазона на номиналното входно напрежение. Това предполага:

Колкото по-широк е обхватът на номиналното входно напрежение на стабилизатора, толкова по-добре

Обхватът на входното напрежение на стабилизатора обаче е пряко свързан с цената му. Колкото по-широк, толкова по-скъп. Ето защо, като закупите мултиметър, можете да опитате да спестите от стабилизатор. Направете поредица от измервания на напрежението в различни дни от седмицата, включително почивните дни, и в различни часове на деня, включително през нощта. Дори след извършване на няколко измервания, оставете си известна граница в диапазона, тъй като напрежението може да се промени с промяната на сезоните, особено през зимата.

Колко важна е точността на стабилизирането?

За повечето домакински уредиДостатъчна е точност на стабилизиране от 3 - 5%.

Изключение правят осветителните системи с лампи с нажежаема жичка, електрониката за газови отоплителни котли, hi-fi и hi-end оборудване. За тези устройства е по-добре да изберете стабилизатори с грешка на изходното напрежение от 1,5% или по-малко.

Телевизори, хладилници, помпи, климатици, перални, въобще всичко уредине се нуждае от стабилизатори с висока точност: 2,5-3% грешка е оптимална, 5% е приемливо.

Разширяване на нашите хоризонти:

Електромир Победа 143А

Електромир Щорса 40

Сравнение на видовете стабилизатори на напрежение

Преди да закупят стабилизатор на напрежение, много хора имат въпроса „Кой тип стабилизатор е по-добър?“

Както обикновено, няма универсален отговор. Можете да отговорите само на въпроса кой стабилизатор на напрежение е подходящ за вас и за вашите условия - всичко зависи от това защо купувате стабилизатор на напрежение (нормализатор). Ще се опитаме да помогнем правейки правилния изборстабилизатор на напрежението.

По-голямата част от стабилизаторите на напрежение, представени в момента на руския пазар, могат да бъдат разделени на 3 групи според типа стабилизация на напрежението: електромеханични, релейни (тук включваме и електронни стабилизатори) и електромагнитни. Нека разгледаме всеки тип по-подробно.

Реле стабилизатор на напрежение

Сега този тип стабилизатор на напрежението може да се нарече най-често срещаният в Русия поради ниската му цена.

Релейните стабилизатори на напрежение принадлежат към класа на автотрансформаторни стабилизатори със стъпаловидно регулиране на напрежението чрез превключване на кранове (намотки) на силов автотрансформатор с помощта на електромеханични силови релета. Тоест увеличаването/намаляването на напрежението на изхода на стабилизатора е успоредно на увеличаването/намаляването на напрежението на входа на стабилизатора. Нека разгледаме схемата за превключване на намотките на стъпков стабилизатор, използвайки примера на Sassin Black Series RSN.

Точността на изходното напрежение на стабилизатора Sassin Black Series RCH е 220V±8%, т.е. 203-237V (съгласно GOST 13109-97 „Стандарти за качество на електрическата енергия в системите за електрозахранване” домакинското електрическо оборудване, продавано в Русия, трябва да работи при напрежение 220V±10%). Например, ако входното напрежение е 190V, тогава стабилизаторът ще произведе 228V на изхода, ако входното напрежение се увеличи с 5V, изходът ще бъде 233V (работи паралелно с входа), но с по-нататъшно увеличение на U; вход на 200V, намотката на стабилизатора също ще превключи на изхода, вече ще бъде 218V. Когато входното напрежение падне, принципът на работа е подобен, но си струва да се отбележи, че например, когато входното напрежение се увеличи до 210V, изходът ще бъде 230V, а когато Uinput намалее до 210V, изходът от стабилизатора ще бъде 210V. Това е характеристика на този тип стабилизатор на напрежение.

От горното можем да заключим, че релеен стабилизатор на напрежение не може постоянно да показва напрежение точно 220V на изхода!

Ако стабилизаторът постоянно показва изходното напрежение „220“ на дисплея (и това се среща в някои евтини и нискокачествени марки), тогава си струва да помислите дали наистина е 220V или просто светодиодите на дисплея са изложени в формата на числото “220” (за намаляване на разходите) и По принцип не може да показва друго число...

Струва си да се отбележи, че точността на стабилизирането на изходното напрежение зависи от броя на етапите (превключвателите) на автотрансформатора - колкото повече намотки има усилвателният трансформатор, толкова по-точно е изходното напрежение, но толкова по-висока е цената на стабилизатора.

Едно от основните предимства на релейния стабилизатор е високата скорост на стабилизиране на напрежението - производителите заявяват време за стабилизиране от 20 ms, но в реална работа това време е около 0,1-0,15 секунди и като правило не зависи от величината от скока на напрежението (с точност на стабилизиране 8% скоростта е повече от 250V/sec, с точност на стабилизиране 5% - около 180V/sec).

Също така, предимствата на този тип стабилизатори включват:

• малки размери, тъй като в усилващия трансформатор циркулират само компенсиращи мощности на натоварване;
• широк диапазон на стабилизиране на входното напрежение (например за Sassin Black Series, RCH при натоварване е 140-270V, като същевременно поддържа изходна мощност над 80% от номиналната);
• допустимо дълготрайно претоварване 110% от номиналната и претоварване до двойно за 4 секунди, тъй като релето не превключва директно веригата на товара и работи в по-благоприятен режим - с по-ниски токове;
• не изкривява формата на синусоидата на изходния ток, ниска чувствителност към честота и изкривяване на входното напрежение;
• широк работен температурен диапазон (обикновено -20…+40ºС), ограничен температурна характеристикаизползвани релета;
• ниска цена в сравнение с други видове стабилизатори;
• почти безшумна работа;
• експлоатационният живот зависи в повечето случаи само от качеството на превключващите релета и може да достигне до 10 години.

Основният недостатък на релейния (както и на електронния) стабилизатор може да се нарече поетапен метод на стабилизиране. Ако използвате този стабилизатор, например, за цял апартамент или вила, тогава с точност на изходното напрежение над 2% в лампи с нажежаема жичка (които също включват халогенни лампи), рязка промяна в интензитета на лампата ( осветеност) ще бъдат забележими при превключване на намотките на стабилизатора (тоест при работа с падания на напрежението и пренапрежения).

Недостатъците включват факта, че колкото по-точен е стабилизаторът на изхода, толкова по-ниска е скоростта на стабилизиране на напрежението, тъй като колкото по-точен е стабилизаторът, толкова повече намотки на трансформатора съдържа, следователно ще трябва да се превключват по-голям брой етапи (релета). преди да бъде обработен скок на напрежението.

Повечето стабилизатори от релеен тип, продавани в Русия, се произвеждат в Китай, въпреки че някои твърдят, че стабилизаторите им се произвеждат в Европа или балтийските държави. Но в същото време продавачите не могат да отговорят на въпроса защо такива „европейски“ стабилизатори са по-евтини от тези, произведени в големи китайски предприятия.

Според принципа на действие стъпкови електронни стабилизатори подобно на релейните, само намотките на автотрансформатора се превключват с помощта на тиристори или триаци. Липсата на механични части и механично износване ви позволява да удължите експлоатационния живот на стабилизатора, което ви позволява да осигурите по-голяма гаранция за продуктите. Например стабилизаторът Volter е с гаранция 5 години и още 5 години гаранционно обслужване(заплащат се само компоненти по себестойност), т.е. Производителят гарантира безпроблемна работа на стабилизаторите Volter в продължение на 10 години и ако през първите 5 години от гаранционния период се открие неизправност на стабилизатора Volter, той просто ще бъде заменен с нов.

Като цяло плюсовете и минусите на релейните и електронните стъпкови стабилизатори на напрежението са еднакви. По същия начин, точността на стабилизирането на изходното напрежение зависи от броя на намотките на трансформатора, но колкото повече от тези етапи, толкова по-ниска е скоростта на обработка на напрежението. Ето защо в стабилизаторите Volter с повишена точност (модификации на PT с точност на стабилизиране 220V+2V/-3V и PTT с точност 220V+0.7V/-1.5V) се използва двустепенна система за регулиране за увеличаване на скорост на стабилизиране: първият етап на стабилизиране регулира напрежението грубо и след това, след като е преминал през „първична обработка“, напрежението се довежда до необходимата точност от превключвателите на втората каскада - това е като два стабилизатора в едно, само превключвателите се управляват от един процесор, който синхронизира работата на каскадите.

Електронните стабилизатори обаче имат по-нисък капацитет на претоварване (около 20-40% за няколко секунди) и са по-чувствителни към смущения в мрежата. Поради факта, че в електронните стабилизатори се използват полупроводникови елементи, дизайнът става по-сложен и в резултат на това цената се увеличава.

Електромеханичен стабилизатор на напрежението

Електромеханичният стабилизатор на променливотоково напрежение е трансформатор на усилващо напрежение, чието автоматично регулиране се извършва с помощта на ротационен четков контакт, оборудван със серво задвижване - автоматично управлявано електромеханично задвижване.

Характеристиките на усилвателния трансформатор на напрежението, чрез който се подава компенсираща мощност, и параметрите на четковия възел на електромеханичния стабилизатор (например една или две четки) определят основните експлоатационни характеристики (включително скоростта на обработка на провисвания и скокове на напрежението ).

Еднофазните електромеханични стабилизатори с мощност до 3000VA (волт-ампер) обикновено имат един автотрансформатор и един четков възел (двучетковите стабилизатори не се използват широко поради по-високата им цена), моделите с мощност 5-10kVA са обикновено са оборудвани и с бустер трансформатор. Мощните еднофазни електромеханични стабилизатори могат да имат два или три трансформатора. Трифазният стабилизатор на напрежение е структурно съставен от три еднофазни стабилизатора с обща защитна електроника.

Най-важното предимство на стабилизаторите от електромеханичен тип е плавното регулиране на напрежението и високата точност на стабилизиране при относително ниска цена.

Предимствата на тези стабилизатори на напрежение включват също:

• широк диапазон от входни напрежения - за стабилизатор Energy SNVT Нова линия 130-260V;
• няма изкривяване на напрежението на изхода;
• сравнително висок капацитет на претоварване (до 200% за няколко секунди);
• ниска чувствителност към смущения и изкривяване на формата, честотата на тока и напрежението на входа, което прави възможно използването на електромеханични стабилизатори в индустриални условия;
• безшумна работа при липса на спадове на напрежението и при нулево натоварване.

Основният недостатък на електромеханичните стабилизатори е наличието на движещи се части. Наличието на плъзгащ се контакт между графитната четка и намотката на автотрансформатора - в зависимост от честотата на падане на напрежението, четките ще изискват подмяна след 3-7 години (обаче тази операция в повечето случаи е проста и евтина). И след около 5-10 години, поради механично износване, може да се наложи ремонт или подмяна на серво задвижването на четката.

Други недостатъци на тези стабилизатори включват:

• Температурата на околната среда не трябва да бъде по-ниска от -5ºС;
• относително ниска скорост на стабилизиране на напрежението (10-40V/sec или до 10% от стойността на входното напрежение за 0,5 секунди). Някои стабилизатори имат две четки на автотрансформатор, което удвоява скоростта на реакция (но също така увеличава цената на стабилизатора);

• работата на серво задвижването е придружена от характерен звук през времето, необходимо за стабилизиране на напрежението на изхода на стабилизатора (обикновено част от секундата).

Електродинамичен стабилизатор на напрежението може да се нарече един от видовете електромеханичен стабилизатор. Този тип включва италиански стабилизатори Ortea.

Електродинамичните стабилизатори нямат някои от недостатъците на конвенционалните електродинамични серво стабилизатори. Те са по-надеждни, тъй като вместо графитна четка се използва ролка, която практически не се износва; могат да работят нормално дори при температури над -15ºС. Капацитетът на претоварване на такъв стабилизатор е 200% в рамките на 2 минути. Всичко това обаче също оскъпява.

През лятото на 2012 г., с началото на продажбите на стабилизатори от серията Energy SNVT Hybrid, на руския пазар се появи друг тип електромеханичен тип - комбиниран или хибриден стабилизатор на напрежение .

Основната разлика между хибридния тип и електромеханичния е, че към него са добавени два релейни стабилизатора. Релейната част влиза в действие, когато електромеханичната част вече не може да осигури напрежение от 220 V на изхода - тоест, когато мрежовото напрежение е необичайно ниско или високо. Ако входното напрежение варира в диапазона 144-256 V, тогава хибридът не се различава от електромеханичния регулатор Energy SNVT New Line. Но ако входното напрежение падне под 144 волта (диапазон) или се повиши над 256 V, тогава влиза в действие релейната част, която разширява обхвата на работното напрежение до впечатляващите 105-280 волта! Точността на изходното напрежение на комбинирания тип стабилизатор Energy SNVT Hybrid е равна на ±3% (при Uin=144-256 V) и ±10% (при Uin=105-150 V или Uin=256-280 V).

Електромагнитен стабилизатор на напрежението

Друго име за този тип е стабилизатор на напрежение с трансформаторно отклонение, тъй като изходното напрежение се регулира чрез регулиране на магнитните потоци в сърцевината на трансформатора, тоест локално отклонение.

Структурно, автотрансформаторът от този тип стабилизатор има магнитна сърцевина и система от намотки, които променят коефициента на трансформация на напрежението.

Преднапрежението на автотрансформатора се контролира с помощта на полупроводников тиристорен регулатор.

Основните предимства на този тип са бърза скоростстабилизация (повече от 100V в секунда) и теоретично широк температурен работен диапазон (-40..+50ºС). И при липса на претоварвания, електромагнитният стабилизатор има дългосроченуслуги.

Но недостатъците на този тип надвишават предимствата:

• тесен диапазон от входни напрежения (170-250V), тъй като електромагнитните стабилизатори са изключително чувствителни към претоварвания (не могат да издържат на претоварвания над 50% за няколко секунди);
• решаването на проблема със стабилизирането на плаващото напрежение (въпреки че има модели с декларирана точност от 1%) на изхода води до увеличаване на разходите;
• голямо тегло;
• постоянен шум (бръмчене) по време на работа;
• силно изкривяване на мрежовото напрежение и силно генериране на високи хармоници поради нелинейността на характеристиките на стоманената сърцевина и комутационната система (което засяга особено работата на компютри и аудио системи). Използването на специални филтри в дизайна на стабилизатора намалява изкривяването на формата на изходния сигнал, но увеличава цената;
• висока чувствителност към отклонения на мрежовата честота от 50Hz;
• стабилизаторът не може да работи при товар, по-малък от 10-20% от номиналния товар, тъй като е необходим определен ток за магнетизиране на стоманената сърцевина;
• трифазните стабилизатори (за разлика от описаните по-горе видове) са чувствителни към дисбаланс на фазите.

Принципът на работа се основава на използването на ефекта на магнитния резонанс (ферорезонанс) на напрежението във веригата трансформатор-кондензатор.

Ферорезонансният стабилизатор се състои от индуктор с наситена сърцевина, индуктор с ненаситена сърцевина (с магнитна междина) и кондензатор.

Особеността на характеристиката ток-напрежение на наситен индуктор е, че напрежението върху него се променя малко, когато токът през него се променя. Чрез избора на параметрите на дроселите и кондензаторите беше осигурена стабилизация на напрежението, когато входното напрежение варираше в доста широк диапазон, но леко отклонение в честотата на захранващата мрежа значително повлия на характеристиките на стабилизатора.

Този тип стабилизатор е разработен през 60-те години на миналия век и вече практически не се използва. Но те бяха често срещани по време на СССР. Телевизорите обикновено се свързват чрез домакински магнитно-резонансни стабилизатори, тъй като първите модели телевизори използват мрежови захранвания с линейни стабилизатори на напрежение (а някои вериги дори се захранват от нестабилизирано напрежение), които не винаги се справят с колебанията в мрежовото напрежение, особено в селските райони , което изискваше предварителна стабилизация на напрежението. С появата на телевизори с импулсно захранване необходимостта от допълнителна стабилизация на мрежовото напрежение изчезна.

Предимството на ферорезонансния стабилизатор е високата точност на поддържане на изходното напрежение на ниво от 1-3%. Но повишено нивошумът и зависимостта на качеството на стабилизация от размера на товара го правят неудобен за използване у дома.

Съвременните ферорезонансни стабилизатори нямат тези недостатъци, но цената им е висока, така че те не се използват широко като битови.