Инверторные стабилизаторы

Почти каждый житель нашей страны знаком с проблемой регулярных перепадов напряжения, которые приносят немало вреда бытовой технике. Устаревшие трансформаторные станции, которые не подлежали модернизации ещё с советских времён, не рассчитанные на современные нагрузки линии электропередач, изношенная проводка в доме – подобный масштаб проблем говорит о том, что ситуация вряд ли изменится в ближайшие годы, не смотря заметные усилия властей по реконструкции государственных электросетей.

Если вы не хотите тратиться на постоянные ремонты бытовой техники и покупку новой, вышеописанную проблему необходимо решать как можно быстрее. В этом вам помогут стабилизаторы напряжения – устройства, предназначенные для поддержания характеристик тока в узких (стандартных) пределах. Решившись наконец на покупку такого прибора перед вами наверняка встанет вопрос: «Какой стабилизатор выбрать?». В рамках это статьи мы расскажем об инверторных стабилизаторах, которые также называют стабилизаторами двойного преобразования (благодаря тому, что внутри стабилизатора происходит превращение переменного тока в постоянный и наоборот). Они обеспечивают более высокий уровень выравнивания, по сравнению с традиционными симисторными и релейными моделями.

Главное преимущество этого типа стабилизирующего оборудования заключается в его эффективности. Инверторные устройства подают электричество, отличающееся одной и той же частотой, и стабильным напряжением, погрешность регулировки которого составляет не более половины процента. Кроме того, они способны исправлять большие отклонения, а время корректировки составляет всего несколько миллисекунд.

Принцип работы стабилизатора двойного преобразования

Выравнивание напряжения в инверторном стабилизаторе сопряжено с двумя важными процессами:

• превращение входного тока, который по умолчанию является переменным, в постоянный;


• превращение внутреннего постоянного тока в переменный (необходимая характеристика для работы абсолютного большинства бытовых приборов).

Преобразование переменного тока в постоянный производится за счёт корректора коэффициента мощности и выпрямителя. Если рассмотреть сам процесс преобразования, то он состоит из двух этапов: пропуск электричества через фильтр и превращение в постоянный ток при проходе через выпрямитель.

В итоге внутренний ток, обладает практически синусоидальной формой с минимальными погрешностями. Благодаря этому преобразованию удаётся достичь достаточно высокого коэффициента мощности.

После того, как переменный ток превратился в постоянный, он начинает накапливаться в конденсаторах, называемых также вторичным источником энергии. При достижении конденсаторами максимального заряда, постоянный ток переходит к инвестору, который совершает обратное преобразование, то есть преобразует постоянный ток в переменный, характерный для современных электросетей. В результате электричество получает следующие характеристики: напряжение 220 вольт и частоту 50 герц.

Высокая точность корректировки характеристик входного тока обеспечивается благодаря кварцевому генератору, который входит в конструкцию инвертора. Кроме того, современные стабилизаторы оснащаются электронными микроконтроллерами, благодаря работе которых обеспечивается меньшая погрешность в характеристиках преобразованного электричества.

Конструкция стабилизатора двойного преобразования

Чтобы лучше понять принцип работы инверторных стабилизаторов, стоит в общих чертах изучить их конструкцию.

Классический стабилизатор двойного преобразования состоит из пяти основных узлов:

• входных фильтров, обеспечивающих фильтрацию входного тока;


• корректора коэффициента мощности и выпрямителя, который преобразует переменный ток в постоянный;


• группы конденсаторов, необходимых для накопления постоянного тока;


• преобразователя постоянного тока в переменный, который также называют инвертором;


• микроконтроллера, который производит контроль и, при необходимости, корректировку процессов, происходящих в основных узлах стабилизатора.





Выпрямитель и инвертор (преобразователь постоянного тока в переменный) состоят в основном из металл-оксид-полупроводников и биполярных транзисторов с изолированным затвором. Последние отличаются крайне малыми энергетическими потерями и позволяют коммутировать достаточно большие токи.




Условия эксплуатации




Стабилизаторы двойного преобразования отличаются неприхотливостью в эксплуатации: они могут применяться в помещениях, которые отличаются существенным перепадом температур и влажности, а также способны работать с большими перепадами напряжения. Что же касается конкретных цифр, то большинство современных инверторных стабилизаторов отлично работают при температурном режиме окружающей среды от -40 до +40 градусов Цельсия и влажности воздуха менее 95%. В то же время, не стоит переоценивать возможности данного оборудования – прибор не предназначен, чтобы на его корпус попадала вода и любые другие жидкости. Также нежелательно, чтобы в коробке образовывался конденсат, который может повредить узлы. Если же это произошло, нужно подождать некоторое время, пока влага испариться и только тогда подключать стабилизатор к сети.




Несмотря на то, что практически все модели не предназначены для работы на открытых площадках, стабилизатор нуждается в постоянном притоке воздуха. Поэтому его не стоит размещать в нишах или шкафах, нельзя и накрывать любыми предметами и тканями.




Чтобы стабилизатор служил на благо вашего дома многие годы, важно регулярно проводить техническое обслуживание, которое заключается в проверке качества контакта на входе и выходе, а также целостности проводки проводов, исследовании корпуса на повреждение и очистке защитных решёток и вентиляционных отверстий от пыли.




Основные достоинства




Узнав об устройстве стабилизатора двойного преобразования, принципе его работы и условиях эксплуатации несложно догадаться, что этот вид преобразующих устройств отличается массой важных достоинств. В частности, к преимуществам инверторных стабилизаторов относятся:





• Широкий спектр входного напряжения (большинство современных моделей работают с напряжением 115-300 вольт).


• Абсолютно бесшумная работа, позволяющая устанавливать устройство в жилых помещениях.


• Помимо выравнивая напряжения, стабилизатор производит фильтрацию помех и высокочастотных выбросов.


• Высокий отклик на перепады напряжения и быстрая компенсация (несколько миллисекунд).


• Высокая точность соблюдения заданного напряжения на выходе. Особенно преимущество перед другими типами стабилизаторов видно, когда напряжение на входе сильно повышено. При этом устройство накапливает в конденсаторах ток в больших количествах, но выдавая на выходе всё те же 220 вольт. В целом погрешность выходного напряжения для большинства современных стабилизаторов двойного преобразования не превышает одного процента (для сравнения погрешность релейных стабилизаторов находится на уровне 4-5%).


• Благодаря применению лёгких конденсаторов транзисторов и микросхем, прибор обладает небольшим весом и приемлемыми габаритами.


• КПД среднестатистического стабилизатора двойного преобразования составляет более 90 процентов.





Недостатки




Самый главный недостаток стабилизаторов инверторного типа кроется в розничной цене, которая гораздо превышает стоимость большинства бытовых моделей других типов. Помимо этого, при увеличении нагрузки на устройство, происходит уменьшение предельного диапазона входных вольт. Другими словами, если нагрузка на устройство составляет не более пятидесяти процентов, рабочий диапазон составляет 115-300 вольт. Если нагрузка находится в пределах 50-70%, рабочий диапазон составит 140-300 вольт, а при нагрузке более 70% - 160-300 вольт.




В остальном же стабилизаторы двойного преобразования будут только радовать своего обладателя. Высокая стоимость с лихвой компенсируется долгим сроком службы, благодаря которому вы сможете окупить покупку прибора, сэкономив на ремонте и покупке бытовой техники.