Види стабілізаторів напруги

В сучасних умовах безупинного технологічного прогресу з’являються новітні розробки, які здатні справитися з нестабільною напругою в мережі та надійно захистити будь-яке обладнання. Проте більшість удосконалень сьогодення не міняють головних принципів роботи такого обладнання як стабілізатор напруги.

Регулятори напруги здатні надійно захистити як побутове, так і промислове обладнання. Їх робота особливо важлива для високоточних та дорогих приладів. В залежності від конструкції та використання стабілізатори розділяють на різні типи. Кваліфікація вирівнювачів напруги може вказувати на спосіб стабілізації, застосування, потужність та інші параметри. Тому в даній статті ми постараємося максимально широко розповісти про різні види стабілізаторів напруги та їх особливості.

Види стабілізаторів відносно типу електромережі

Існують однофазна та трифазна системи живлення. Однофазна система застосовується здебільшого для квартир і приватних будинків. Трифазна система може використовуватися для приватних будинків також, хоча розрахована вона в основному на промислові об’єкти, на яких застосовується трифазне обладнання. 

Регулятор напруги теж може бути однофазним (розрахований на одну фазу) та трифазним (розрахований на три фази). Однофазні стабілізатори набагато поширеніші, адже вони дешевші від трифазних і також можуть застосовуватися для трифазної системи електропостачання - на кожну фазу по одному стабілізатору. При виході з ладу одного з них, інші продовжують працювати. Ремонт такої техніки також буде простішим й дешевшим. 

Проте для промислових об’єктів трифазні стабілізатори - це надійний захист обладнання з високоточним регулюванням вихідної напруги, додатковими функціями та великою потужністю. Якщо Ви обираєте саме трифазний стабілізатор для підприємства, то на сайті Електро100 зверніть увагу на таких виробників як Укртехнологія, Елекс та Прочан. Продукція цих українських виробників відома на ринку не один рік і Ви завжди можете бути впевнені в гарантійному та післягарантійному обслуговуванні даних стабілізаторів.

Види стабілізаторів згідно принципу роботи (конструкції)

Тип стабілізації - це основний критерій у поділі стабілізаторів на певні види. Він залежить від конструкції приладу та принципів його роботи. Виділяють такі основні типи стабілізаторів напруги: релейні, електронні сімісторні та тиристорні, електромеханічні / сервопривідні, ферорезонансні, інверторні (безступінчасті або безтрансформаторні). Розглянемо їх всіх поcлідовно.

  1. Релейні стабілізатори - це електронні прилади, принцип дії яких побудований на базі ступінчастого регулювання електроенергії з допомогою блоку управління. Всередині корпусу розміщується тороїдальний трансформатор. Комутація здійснюється за допомогою силових електронних реле. Кількість рівнів стабілізації відповідає кількості реле.

Перевагами релейних стабілізаторів виступають:

  • задовільна швидкість регулювання напруги - в середньому 40мс,
  • простий принцип роботи та відсутність складних компонентів, а отже немає потреби в постійному техобслуговуванні, а ремонт буде недорогим,
  • стійкість до перепадів напруги, присутній захист від перенапруги та короткого замикання
  • невисока вартість, обумовлена простими та недорогими компонентами,
  • невеликі габарити та вага,
  • стійкість до мінусових температур - можуть працювати в окремо стоячих неопалювальних приміщеннях,
  • не потребують додаткового охолодження.

Релейні вирівнювачі напруги мають і кілька значних недоліків:

  • відсутність запасу потужності - не рекомендується їх застосування для потужного моторного обладнання, варто купувати прилад із значним запасом потужності (+ 30-40%),
  • шумність - перемикання реле супроводжуються клацанням середнього рівня звуку,
  • реле з часом зношуються, що знижує точність стабілізації та підвищує вірогідність ремонтних операцій,
  • ступінчаста система регулювання не дає високої точності на виході напруги, яка необхідна для роботи сучасної електроніки, погрішності можуть досягати 20 В.

----ВАРТО ЗНАТИ----

Найпоширенішою причиною виходу з ладу релейних стабілізаторів напруги є перевантаження. Їх рекомендується використовувати для малопотужних приладів в мережах, що характеризуються невеликими коливаннями напруги.

  1. Стабілізатори електронного типу - симісторні та тиристорні. Це сучасні вирівнювачі вхідної напруги для дому та промисловості. Їх принцип дії полягає в перемиканні обмоток автотрансформатора спеціальними силовими ключами - тиристорами або симісторами. Сімісторний стабілізатор має дещо простішу схему від тирісторного та здатен пропускати струм в обох напрямках. Тиристорний стабілізатор дає більш точну стабілізацію та більш стійкий до стрибків напруги. На цьому відмінності завершуються. Решта характеристик ідентичні. Ступінчаста система регулювання досконаліша від релейних і дає більш точний результат на виході. Ці апарати легше реагують на перевантаження. Чим більше ступенів регулювання, тим кращим буде результат стабілізації. 

Перевагами електронних стабілізаторів стали:

  • довговічність та надійність - напівпровідникові компоненти не схильні до механічного зносу й мають великий запас робочого ресурсу,
  • широкий діапазон вхідної напруги - працюють з критичними відхиленнями,
  • висока швидкодія регулювання - до 20 мс,
  • безшумна робота - відсутність механічних елементів та голосного їх перемикання,
  • невелика вага та розміри,
  • високий рівень захисту від різких перепадів - практично всі моделі мають захист від перевантаження,
  • можливість роботи при різних температурах як плюсових, так і мінусових, що спрощує питання розміщення приладу,
  • високий ККД досягається за рахунок того, що відсутні обмотки, реле й рухомі елементи, а це знижує рівень власного енергоспоживання.

Недоліками виступають:

  • слабкий захист від підвищеної вологості,
  • ступінчаста система регулювання, яка блокує можливість максимальної точності регулювання,
  • висока ціна.

Якщо вибирати стабілізатор напруги для приватного будинку, сімісторний тип буде доречним варіантом.

-----ВАРТО ЗНАТИ-----

Українські виробники досягли високого прогресу у створенні електронних стабілізаторів напруги. Їх ціна краща за європейські аналоги з тими ж характеристиками, надійністю вони при цьому не поступаються, а зручність ремонту та сервісного обслуговування краща.

  1. Електромеханічні (сервопривідні) вирівнювачі напруги. Їх можна назвати золотою серединою між електронними та релейними стабілізаторами. Дані перетворювачі працюють з допомогою електродвигуна, який розміщено всередині тороїдального трансформатора. Управління здійснюється мікропроцесором. Головними елементи виступають автотрансформатор і рухливий напругоз’ємний контакт. Зазначений контакт переміщається по обмотці трансформатора, внаслідок чого відбувається плавна зміна коефіцієнта трансформації та відповідна зміна напруги, яка поступає з мережі. На виході в розетці ви отримуєте стабільну напругу з незначним допустимим відхиленням.

Переваги сервоприводних / електромеханічних стабілізаторів:

  • невисока ціна - хороше співвідношення ціни та якості сприяє широкій популярності стабілізаторів даного виду,
  • плавність регулювання,
  • широкий діапазон вхідної напруги,
  • висока точність напруги, отримуваної на виході (близько 1%),
  • високий рівень захисту від перевантаження та самозаймання,
  • можливість роботи при підвищеній вологості та в широкому діапазоні температур (до -25 градусів за Цельсієм),
  • високий запас потужності, що дає можливість точного регулювання навіть при сильно заниженій вхідній напрузі,
  • тривалий термін експлуатації (не враховуючи китайських виробників).

Недоліками даних стабілізаторів виступають такі фактори:

  • середня швидкість стабілізації - застосування електродвигуна не дає можливості досягти максимальних показників швидкодії,
  • не рекомендується використовувати в мережах з дуже частими критичними стрибками напруги,
  • шумність середнього рівня,
  • середні розміри та вага.

-----ВАРТО ЗНАТИ-----

Якщо обирати між виробниками, то варто надати перевагу європейським маркам, в яких використовуються графітовий ролик. Китайські виробники замінюють його щіткою, яка швидко зношується.

  1. Ферорезонансні стабілізатори ще можуть називати електромагнітними. Перші з них з’явилися в 50-х роках для захисту лампового обладнання. Вони відзначаються простотою електронною схемою й відсутністю автотрансформатора. Принцип роботи побудований на ефекті ферорезонансу - електромагнітній взаємодії між двома дроселями. Сучасні ферорезонансні стабілізатори значно удосконалилися та можуть застосовуватися для новітньої техніки. Проте їх ціна також сильно зросла в порівнянні зі старими моделями. Так як старі моделі можна зустріти хіба що на ринках і використовувати для невибагливої техніки, то ми охарактеризуємо сучасні новітні стабілізатори цього типу.

Переваги сучасних ферорезонансних стабілізаторів:

  • швидкість регулювання - максимальний показник реагування - 30 мс,
  • точність вихідної напруги за рахунок безрозривного регулювання мережевого сигналу,
  • широкий діапазон вхідної напруги, з яким може працювати дане обладнання - випускаються також моделі на кілька діапазонів,
  • високий рівень захисту від перевантаження, короткого замикання,
  • плавне регулювання - досягається за рахунок самоплинних процесів,
  • стійкість до підвищених (+50) та від’ємних температур (-20),
  • великий ресурс безвідмовної роботи - сучасні стабілізатори цього типу можуть працювати до 50 років.

Недоліки ферорезонансних вирівнювачів напруги:

  • шумність від трансформатора,
  • великі розміри та вага,
  • висока тепловіддача,
  • для чутливих сучасних приладів може не вистачати точності регулювання напруги, так як похибка може складати 5-8%,
  • дають магнітне випромінювання, що не бажано для звукової апаратури,
  • не можуть працювати при перевантаженнях на холостому ході.

Більше інформації про ферорезонансні стабілізатори можна почерпнути зі статті “Ферорезонансний стабілізатор напруги - принцип роботи” на нашому сайті.

  1. Інверторні стабілізатори - доволі новий вид перетворювачів, що працює по принципу широтно-імпульсної модуляції напруги. Це прогресивна технологія подвійного перетворення енергії. В блоках безперебійного живлення on-line застосовується схожий принцип роботи.

Спочатку вхідна змінна напруга перетворюється в постійну, накопичується в проміжних конденсаторах і подається на інвертор, що здійснює зворотне перетворення в змінну вже стабілізовану вихідну напругу. Внутрішня структура не схожа на будову всіх інших видів перетворювачів. Зокрема, інверторний стабілізатор немає автотрансформатора, реле і взагалі будь-яких рухомих елементів. Відповідно, він позбавлений недоліків, які властиві трансформаторним моделям.

Інверторний стабілізатор володіє наступними перевагами:

  • унікальна швидкодія без затримок в часі - швидкість реагування - 0мс,
  • діапазон вхідної напруги ширший, ніж в інших видів стабілізаторів, за рахунок відсутності трансформатора (90-350В),
  • плавність регулювання - безступінчаста система дає швидке і плавне регулювання, яке не відчувають навіть високочутливі пристрої,
  • висока точність регулювання - в межах 1-2%, а спеціалізовані промислові стабілізатори можуть мати похибку лише до 0,5%,
  • повний захист від перевантаження, яке працює на випередження,
  • високий ККД за рахунок IGBT-транзисторів,
  • здатність комутувати великі струми при малих втратах енергії,
  • високий робочий ресурс, що забезпечує довготривалий термін служби без сервісного обслуговування,
  • мінімальні розміри та вага досягаються через відсутність реле, автотрансформатора та інших деталей, що притаманні іншим видам регуляторів напруги,
  • майже беззвучний режим роботи.

Єдиним недоліком стабілізаторів інверторного типу є доволі висока ціна. Є надія, що з часом вона знизиться. Проте навіть зараз, враховуючи строк служби та відсутність необхідності в обслуговуванні обладнання, а також високий рівень захисту техніки, придбати такий стабілізатор буде максимально вигідно.

-----ВАРТО ЗНАТИ-----

Радикальний ривок у виробництві стабілізаторів інверторного типу зробила ТМ “QUANT”. Їх продукція розроблена на IGBT транзисторах п’ятого покоління від німецького виробника Infineon.

Таблиця порівняння основних характеристик стабілізаторів напруги різних типів:

Характеристика

Релейні

Електромеханічні

Електронні

Ферорезонансні

Інверторні

Діапазон вхідної напруги, В

140-260

150-250

150-250

180-250

90-350

Швидкодія, мс

до 20

до 100

до 20

до 30

0 (без затримок)

Похибка стабілізації, %

до 10

до 3

до 5

до 1

до 2

Термін служби, років

10-15

1-5

10-15

50

20

Необхідність обслуговування

ні

так

ні

ні

ні

Вид регулювання

ступінчастий

плавний

ступінчастий

плавний

моментальний

Захист від різких перепадів U, %

90

20

90

20

100

Рівень шуму

високий

середній

низький

високий

дуже низький

Ціна

низька

середня

вище середньої

висока

висока



Поділ стабілізаторів згідно кількості обслуговуючої техніки

Також існує ще один поділ відносно кількості одиниць техніки, яку може обслуговувати регулятор напруги. По цьому принципу виділяють портативні та стаціонарні стабілізатори. Стаціонарні вирівнювачі напруги можуть використовуватися для всієї квартири чи дому й захищати декілька приладів одночасно. Портативний стабілізатор використовується безпосередньо до певного приладу чи одиниці техніки: котла, холодильника, комп’ютера і т.п. Такий вирівнювач меншої потужності та коштує відповідно недорого. Зазвичай застосовують його для захисту особливо чутливого чи дорогого обладнання. 

Щоб розрахувати необхідну потужність стабілізатора, потрібно дізнатися потужність техніки (для портативного - однієї одиниці, а для стаціонарного - додати між собою потужності всіх приладів) та збільшити її на 30-40%, аби мати запас потужності. Наприклад, якщо музичний центр потужністю 10 КВт, то стабілізатор напруги до нього повинен мати 13-14 КВт. Це підвищить надійність захисту та продовжить строк служби техніки.

Реле напруги та його види

Сьогодні часто можна зустріти такий пристрій, як реле напруги в розетку. Це певний вид портативного стабілізатора, який має особливо компактні розміри і невелику ціну. Його переваги:

  • безпосередня швидка стабілізація будь-якого приладу, який вмикається в дану розетку,
  • особливо мала вага та розміри,
  • безшумна робота,
  • низька ціна.

Недоліком є вимикання струму при спрацюванні захисту. Варто купити пристрій із затримкою вмикання струму після спрацювання. Адже для багатьох пристроїв часте вимикання і вмикання може негативно відбитися на строках служби і спричинити вихід з ладу. Типи стабілізаторів напруги для дому

Виділяють три основні типи таких реле напруги в розетку:

1 найпростіший тип - вилка-розетка, використовується для індивідуального захисту пристроїв,

2 тип - реле напруги-подовжувач - назва говорить сама за себе, поєднуються функції захисту та звичайного електроподовжувача,

3 тип - призначений для встановлення на DIN-рейку. Це реле, яке використовується в розподільчому щитку. З його допомогою можна захистити як окрему лінію, так і весь будинок.

Отже, регулятор напруги в розетку - це окремий пристрій, який є спрощеним варіантом повноцінного стабілізатора, має простий принцип роботи та мінімальний набір функцій. Широкої популярності він набув за рахунок низької ціни та максимально простої експлуатації.

Настінні та підлогові стабілізатори

По способу розміщення розрізняють навісні (настінні) та підлогові стабілізатори напруги для дому. При виборі стабілізатора подумайте, де би Ви хотіли його розмістити та яким чином. Якщо це портативний стабілізатор напруги, який вмикається в розетку, то дане питання відпадає само собою - він буде знаходитися безпосередньо біля техніки.

А от для стаціонарного вирівнювача напруги для дому, квартири чи офісу варто підібрати місце, в якому буде достатньо простору для природної вентиляції повітря. Водночас воно має бути відокремленим, аби не заважати при щоденних справах та не дратувати звуком. Також варто врахувати габарити та вагу такого обладнання. 

Кріплення до стіни буде доречним для не надто важких моделей. У будь-якому випадку провірте міцність основи, чи вона не крихка. Інколи варто застосувати спеціальне кріплення, в інших випадках буде достатньо звичайних дюбелів.

Доречним може бути розділене регулювання електричної напруги для дому. Наприклад, можна встановити стаціонарний стабілізатор напруги потужністю 10 кВт для кухні, а в кімнатах використати портативні вирівнювачі напруги для конкретної техніки: ТВ, кондиціонера, музичного центру і т.п. Для котла опалення також здебільшого використовують окремий регулятор визначеної потужності. 

Поділ по класах напруги

Звичайно є й інші типи стабілізаторів напруги, які використовують для дому та промислових об’єктів. Існує наступний розподіл відносно рівнів потужності напруги:

  • електронні: однофазні 220/230/240В і трифазні 380/400/415В;
  • електромеханічні: однофазні 220/230/240В і трифазні 380/400/415В, трифазні (друга середня напруга) 6 і 10 кВт;
  • релейні: однофазні 220В;
  • ферорезонансні: однофазні 110/120/220/230/240В і трифазні 380/400/415В.

Залежно від видів стабілізаторів виділяють діапазон їхньої потужності:

  • електронні: однофазні - від 2 до 30 кВА і трифазні - від 10 до 500 кВА;
  • електромеханічні: однофазні - від 0,3 до 135 кВА і трифазні - від 5 до 6000. кВА;
  • релейні: однофазні - від 1 до 15 кВА;
  • ферорезонансні: однофазні - від 0,1 до 15 кВА і трифазні - від 5 до 100 кВА.

Висновки

Стабілізатори напруги потрібно купувати опираючись на важливі для Вас критерії вибору: принцип стабілізації, потужність, спосіб установки, гарантійний термін, ціна, рівень шуму, габарити і т.д. Для кожного конкретного випадку пріоритетними можуть бути різні фактори. Якщо Ви затрудняєтеся з вибором, звертайтеся до консультантів інтернет-магазину electro100.com.ua. Наші менеджери безкоштовно нададуть кваліфіковану консультацію з питань підбору стабілізаторів напруги та допоможуть оформити покупку.