График работы: ежедневно, с 9:00 до 21:00

Заказать обратный звонок

+7 (495) 215-03-77

Корзина
пустая
Cкидка 3%, за онлайн заказ Подробнее
Нравится

Типы стабилизаторов напряжения

Выпускаемое сегодня промышленное и бытовое электрическое оборудование проектируется производителями с характеристиками, соответствующими международным и государственным стандартам электропитания. Российский стандарт (ГОСТ 13109-97) регламентирует бытовое электропитание по напряжению (220 В ± 5% с предельным отклонением ± 10%), частоте (частота 50 ± 0,2 Гц с предельным отклонением ± 0,4 Гц) и коэффициенту несинусоидальности (до 8 % с предельным отклонением до 12%).

Практически все производимое в мире оборудование и электроприборы бытового назначения согласуется с этими параметрами. Но по вполне объективным причинам (техническое несовершенство отечественных электросетей, устарелость большинства используемых в них приборов и оборудования) соблюдение ГОСТа часто проблематично, что приводит к сетевым искажениям, крайне губительно влияющим на работу электроприборов (стиральные машины, компьютеры, холодильники, микроволновые печи, насосы, электрокотлы, системы охраны и т.п.).
Избавиться от возможных финансовых потерь, обусловленных поломкой электрооборудования, можно с помощью включения стабилизаторов, последовательно между токоприемником, бытовым прибором и питающей электрической сетью. Требования к регулируемым стабилизаторам определяются тем же ГОСТ 13109-97 "Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения".

Какие бывают стабилизаторы напряжения?

Стабилизаторы напряжения (СН) по принципу действия делят на: ступенчатые, феррорезонансные, электромеханические, стабилизаторы с подмагничиванием трансформатора, системы с двойным преобразованием энергии и высокочастотные транзисторные регуляторы. Причем системы с двойным преобразованием энергии и высокочастотные транзисторные регуляторы не доступны пока пользователям и пока находятся в стадии разработки, а стабилизаторы с подмагничиванием трансформатора ограничены по диапазону регулировки и имеют значительный коэффициент несинусоидальности, что не делает их конкурентоспособными другим типам стабилизаторов напряжения.

Релейные стабилизаторы

Релейный тип стабилизаторов напряжения можно назвать самым распространенным в России благодаря низкой стоимости. Релейные СН относятся к классу автотрансформаторных устройств со ступенчатым регулированием напряжения путем переключения отводов (обмоток) силового автотрансформатора с помощью электромеханических силовых реле. То есть повышение/понижение напряжения на выходе СН идет параллельно его повышению/понижению на входе стабилизатора.

Рассмотрим схему переключения обмоток ступенчатого СН на примере Sassin Black Series РСН.

Точность выходного напряжения стабилизатора Sassin Black Series РСН составляет 220В±8%, т.е. 203-237В (согласно ГОСТ 13109-97 "Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения" продаваемое в России бытовое электрооборудование должно работать при напряжении 220В±10%). Например, если входное напряжение составляет 190В, то на выходе регулируемый СН будет выдавать 228В, при повышении входного напряжения на 5В - на выходе будет 233В (идет параллельно с входным), однако при дальнейшем повышении U входного до 200В, произойдет переключение обмотки стабилизатора и на выходе будет уже 218В. При падении напряжения на входе принцип действия аналогичен, но стоит отметить, что, например, при повышении входного напряжения до 210В, на выходе будет 230В, а при понижении Uвходного до 210В - на выходе из стабилизатора будет 210В. Такова особенность данного типа СН.

Из вышесказанного можно также сделать вывод, что релейный стабилизатор не может постоянно на выходе показывать напряжение ровно 220В!

Если СН постоянно показывает на дисплее выходное напряжение "220", то стоит задуматься - а действительно ли оно 220В или просто светодиоды у дисплея выложены в форме цифры "220" и он в принципе не может показывать другое число...

Стоит отметить, что точность стабилизации напряжения на выходе зависит от количества ступеней (ключей) автотрансформатора - чем больше обмоток у вольтодобавочного трансформатора, тем точнее напряжение на выходе, но тем и выше цена регулятора.

Одним из главных достоинств релейного СН является высокая скорость регулировки напряжения в сети 220 вольт - производители заявляют о времени стабилизации от 20 мс, однако в реальной эксплуатации это время составляет порядка 0,1-0,15 секунды и как правило не зависит от величины скачка напряжения (при точности стабилизации 8% скорость составляет более 250В/сек, при точности стабилизации в 5% - около 180 В/сек).

Также же к достоинствам данного типа СН относятся:

  • малые габариты, так как в вольтодобавочном трансформаторе циркулируют только
  • компенсирующие мощности нагрузки;
  • широкий диапазон регулировки входного напряжения (например, для Voltron Black Series РСН при нагрузке составляет 140-270В при сохранении мощности на выходе более 80% от номинальной);
  • допускаемая длительная перегрузка в 110% от номинальной и перегрузочная способность до двукратной в течение 4 секунд, так как реле непосредственно цепь нагрузки не коммутирует и работает в более благоприятном режиме - с меньшими токами;
  • не искажает форму синусоиды тока на выходе, низкая чувствительность к частоте и искажениям входного напряжения;
  • широкий температурный режим эксплуатации (как правило, -20…+40 градусов Цельсия), ограниченный температурной характеристикой применяемых реле;
  • низкая стоимость по сравнению с другими типами СН;
  • практически бесшумная работа при изменении напряжения в сети;
  • долговечность работы зависит в большинстве случаев только от качества переключающих реле и может доходить до 10 лет.

Главным же недостатком релейного (как и электронного) СН можно назвать как раз ступенчатый способ стабилизации. Если использовать данный стабилизатор, например, на всю квартиру или коттедж, то, при точности выходного напряжения (U) более 2%, в светильниках с лампами накаливания (к которым относятся и галогенные лампы) будет заметно резкое изменение накала лампы (освещенности) при переключениях обмоток СН (то есть при отработке просадок и всплесков напряжения).

К недостаткам же стоит отнести и то, что чем более точен стабилизатор на выходе, тем меньше скорость стабилизации напряжения, так как чем точнее стабилизатор, тем больше в нем обмоток трансформатора, следовательно большее количество ступеней (реле) нужно будет переключить прежде, чем всплеск напряжения будет отработан.

Релейный стабилизатор напряжения рекомендуется выбирать с запасом по мощности 20-30%, особенно это актуально для дешевых марок, у которых номинальная мощность часто бывает завышена.

Большинство продаваемых в России СН релейного типа производятся в Китае, хотя некоторые и утверждают, что их стабилизаторы произведены в Европе или Прибалтике. Но при этом продавцы не могут ответить на вопрос, почему такие "европейские" стабилизаторы стоят дешевле, чем произведенные на крупных китайских предприятиях.

Феррорезонансные стабилизаторы

Используют феррорезонансные стабилизаторы в своей работе эффект феррорезонанса напряжения, возникающего в контуре трансформатор-конденсатор. Феррорезонансные устройства довольно быстро реагируют на кратковременные изменения U, имеют высокую надежность, работают устойчиво в широком диапазоне входных напряжений и не требуют особого контроля. Особенность вольтамперной характеристики насыщенного дросселя в том, что напряжение на нём мало изменяется при изменении тока через него. Подбором параметров дросселей и конденсаторов обеспечивалась стабилизация U при изменении входного U в достаточно широких пределах, но незначительное изменение частоты питающей сети очень сильно влияло на характеристики устройств.

Но их недостаток - зависимость их выходного напряжения от колебания частоты питающей электрической сети, также из-за большой шумности при работе, искажении формы входного U и его зависимости от частоты тока, недопустимости эксплуатации при больших перегрузках и в режимах «холостого хода» применяются довольно ограниченно.
На рынке сейчас можно найти малочисленные модели феррорезонансных стабилизаторов напряжения марки KONZEPT (Германия) и SOLA (Австралия). Стоимость таких устройств впечатляет. Например, стоимость немецкого стабилизатора Konzept на 3 кВт составляет аж 200 тысяч рублей (5 тысяч евро), а диапазон входного напряжения довольно узок - 161-253 вольт.

Ступенчатые стабилизаторы

Стабилизаторы со ступенчатым регулированием работают с использованием автоматической коммутации обмоток автотрансформатора посредством силовых реле, тиристоров или симисторов. Они дешевы, имеют высокое быстродействие при отсутствии синусоидальных искажений, работают на «холостом ходу» и отличаются значительным КПД. Поэтому несмотря на некоторые ограничения точности стабилизации из-за ступенчатого изменения напряжения на входе сегодня наиболее востребованы и применяются для стабилизации напряжения и защиты техники почти повсеместно (частные хозяйства, квартиры, офисы и т.д.).

Отсутствие механических деталей и механического износа позволяют продлить срок службы стабилизатора, что позволяет давать на изделия большую гарантию. Так, например, на СН Volter даётся гарантия 5 лет и еще 5 лет гарантийного обслуживания (оплачиваются только комплектующие по себестоимости), т.е. производитель гарантирует безотказную работу стабилизаторов Volter в течение 10 лет, а если в течение первых 5 лет гарантийного срока обнаружится неисправность СН Volter, то его просто заменят новым. В целом, плюсы и минусы релейных и электронных ступенчатых СН совпадают.

Точно так же точность стабилизации U на выходе зависит от количества обмоток трансформатора, но чем больше этих ступеней, тем ниже скорость отработки скачков напряжения. Именно поэтому в устройствах Volter повышенной точности (модификации ПТ с точностью стабилизации 220В+2В/-3В и ПТТ с точностью 220В+0,7В/-1,5В) для повышения скорости стабилизации используется двухкаскадная система регулирования: первый каскад стабилизации регулирует напряжение грубо, а далее, пройдя "первичную обработку", напряжение доводится до требуемой точности ключами второго каскада - это как два стабилизатора в одном, только ключи управляются одним процессором, что синхронизирует работу каскадов.

Основные недостатки электронных стабилизаторов - низкая перегрузочная способность (порядка 20-40% в течение нескольких секунд) и большая чувствительность к помехам сети. Из-за того, что в электронных стабилизаторах используются полупроводниковые элементы, усложняется конструкция и, как следствие, повышается цена такого регулятора.

Электромеханические стабилизаторы

По другому их еще называют сероприводные стабилизаторы (электромеханические следящие системы). Они используют автотрансформатор, включенный в первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора, и следящий блок из электродвигателя и системы управлением электродвигателя.

Однофазные электромеханические стабилизаторы мощностью до 3000ВА (вольтампер) имеют, как правило, один автотрансформатор и один щеточный узел (двухщеточные СН не нашли широкого применения из-за более высокой цены), модели мощностью 5-10кВА обычно еще оснащаются и вольтодобавочным трансформатором. Мощные однофазные электромеханические СН могут быть с двумя или тремя трансформаторами.

Трехфазный стабилизатор напряжения конструктивно представляет собой три однофазных стабилизатора с общей защитной электроникой.

Самым главным преимуществом устройств электромеханического типа является плавность регулировки U и высокая точность стабилизации при относительно низкой стоимости. Эти СН имеют высокую точность регулировки при отсутствии помех, могут работать при больших перегрузках, недоступных другим СН, и имеют широкий диапазон возможной регулировки. К недостаткам электромеханических следящих систем относят ограниченный ресурс службы, довольно низкое быстродействие и ограниченность использования из-за открытого скользящего электрического контакта.

Примеры торговых марок электромеханических стабилизаторов: SASSIN серии SVC (Китай), Энергия (Россия), Schuntermann (Германия).

Устаревшие типы стабилизаторы

В советское время выпускались и другие типы стабилизаторов, которые впоследствии видоизменились. СН, как правило, выпускались с линейным сопротивлением в виде выделенного ненасыщенного дросселя, а также с магнитным шунтом. Стабилизаторы с магнитным шунтом, например, отличались от регуляторов переменного напряжения сети с линейным дросселем тем, что в них в качестве линейного сопротивления используется индуктивность рассеяния магнитного потока на пути от первичной ко вторичной обмотке. Эта индуктивность усиливается при помощи внешнего или внутреннего магнитного шунта, создающего благоприятные условия для замыкания через него магнитного потока рассеяния, минуя вторичную обмотку автотрансформатора. СН этого типа, так же как и устройства с линейным сопротивлением, имеют те же элементы схемы — нелинейное звено в виде параллельного феррорезонансного контура, компенсационную обмотку и фильтр высших гармонических составляющих.

 

+7 (495) 215-03-77

e-mail: info@hypermarketforyou.ru

Вконтакте

Содержание страницы носит исключительно информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями статьи 437 ГК РФ. Изображения с сайта HyperMarketForYou.ru могут отличаться от внешнего вида реального товара. Без предварительного уведомления потребителя возможны изменения, не ухудшающие потребительских качеств товара (включая конструкцию, технические характеристики, внешний вид и комплектацию). Перед покупкой уточняйте технические характеристики и комплектацию на сайте производителя и у консультантов HyperMarketForYou.ru Внешний вид, необходимые характеристики и комплектацию проверяйте в момент получения товара.



Вы можете сообщить об ошибке на сайте — выделите её и нажмите SHIFT+ENTER

Создание сайта
Яндекс.Метрика