Напряжение в электрических сетях не всегда постоянно. Чтобы уберечь технику от поломки при его резких колебаниях используют специальный прибор – стабилизатор. Устройство измеряет напряжение на входе и понижает или повышает его до заданных параметров. В статье расскажем, какие виды и типы стабилизаторов напряжения существуют, а также об их достоинствах и недостатках.
По типу
Выровнять напряжение в сети можно многими способами. Поэтому существуют несколько типов стабилизаторов, в работе которых используются разные физические принципы.
Релейные
Представляют собой автоматические трансформаторы, работающие по принципу ступенчатого переключения обмоток. Происходит это так: прибор измеряет входное напряжение и, если оно отклоняется от нужных значений, срабатывает реле, переключающее нужное число обмоток для достижения необходимых параметров сети. Чем больше ступеней переключения, тем выше точность прибора. Стабилизатор с четырьмя реле обеспечивает точность около 8%, модели с шестью реле улучшает показатель до 5-6%.
Такое ступенчатое переключение само по себе тоже производит микро-скачки напряжения, но обычно они некритичны, если речь не идет о сложной технике с чувствительной электроникой. При использовании с осветительными приборами также возможно заметное мерцание ламп. При работе с бытовой техникой, отопительными котлами, насосами, оборудованием связи релейные стабилизаторы вполне надежны.
Среди недостатков выделим меньший, чем у других типов, срок службы – при каждом срабатывании реле создает небольшую искру, что приводит к постепенному подгоранию контакта. Чаще всего реле выходит из строя из-за нагара. Также релейные модели не могут похвастаться тихой работой – при переключении реле возникает звук, похожий на щелчок авторучки.
К плюсам таких моделей можно отнести их быстродействие, защищенность от перегрузок и короткого замыкания, возможность работы в неотапливаемых помещениях и при минусовой температуре. Также релейные стабилизаторы наиболее распространены и доступны по цене.
Электромеханические
Регулируют напряжение путем механического перемещения контакта по обмотке трансформатора. Это осуществляется с помощью специального электродвигателя – сервопривода, поэтому также такие стабилизаторы называют сервоприводными. Эти приборы работают точно и плавно, не создавая резких перепадов напряжения, поэтому оптимальны для любой бытовой техники и осветительных систем.
Точность поддержания выходного напряжения в электромеханических моделях составляет около 3%. Также к достоинствам можно отнести низкую стоимость, широкий диапазон мощности и входного напряжения, устойчивость к перегрузкам.
Из минусов можно отметить низкую скорость реагирования, необходимость периодической замены щеточного контакта, пожароопасность, невозможность работы при низкой температуре воздуха (до -5°С), шум при работе (электродвигатель создает небольшой, но постоянный монотонный гул).
Электромеханические стабилизаторы рекомендуется использовать в бытовых сетях с суточными перепадами напряжения в определенные часы. Но если среди потребителей есть приборы с периодически включающимся электродвигателем (насосы, котлы) лучше выбрать релейную модель. Также стоит выбрать другую модель при значительных и частых перепадах напряжения. Такая серьезная нагрузка быстро выведет из строя подвижную конструкцию с токоприемником.
Симисторные
Имеют схожий с релейными тип работы, основанный на выборе ступеней стабилизации. Но если в релейных устройствах за процесс отвечает электронное реле, в симисторных моделях задача выполняется при помощи полупроводниковых ключей – симисторов. Здесь есть плюс – в отличие от реле, симисторы служат долго и не требуют замены. Такие приборы отлично подходят для сетей с неустойчивыми параметрами тока.
Основные достоинства приборов этого типа: долгий срок службы, бесшумная работа, высокая скорость реакции и точность регулирования напряжения. Также симисторные стабилизаторы имеют широкий диапазон входного напряжения и могут работать при низкой температуре.
Среди недостатков: регулировка осуществляется ступенчато, цена ощутимо выше, чем у моделей других типов, большие габариты устройства. Из-за ступенчатых скачков напряжения, возникающих при переключении обмоток, симисторные модели не рекомендуют использовать с особо чувствительными приборами: компьютерами, видеотехникой и устройствами с электродвигателями (насосами, системами отопления и т.п.).
Инверторные (бесступенчатые, бестрансформаторные, IGBT, ШИМ)
Обеспечивают быструю и точную регулировку входного напряжения за счет отсутствия в их конструкции трансформатора, подвижных элементов и необходимости в анализе напряжения. Принцип работы инверторных моделей основан на двойном преобразовании: переменного тока в постоянный и снова в переменный, но уже с заданными характеристиками.
Погрешность таких моделей в среднем составляет 1-2%, т.к., каким бы ни было напряжение на входе: 100 В или 300 В, на выходе пользователь получит требуемые 220 В. Их используют с высокоточной и медицинской техникой, насосами и газовыми котлами, чувствительными к качеству и форме напряжения. Мгновенное реагирование исключает мигание лампочек и неадекватную работу электроприборов при переключении порогов стабилизации. Кроме того, инверторные стабилизаторы могут питать приборы при кратковременном отключении электричества (до 200 мс).
Из недостатков можно отметить слабую устойчивость к перегрузкам, большее, чем у классических моделей потребление электричества, высокую стоимость.
По напряжению
Все указанные выше типы стабилизаторов можно разделить на две большие группы: однофазные и трехфазные. Эта классификация зависит от того, на какую систему электроснабжения рассчитано устройство и какие потребители будут к нему подключаться.
Однофазные
Предназначены для электросетей с одним фазным проводом, рассчитаны на поддержание напряжения в пределах 220-230 вольт при входящих показателях от 150 до 250 В. Такие устройства используются в быту, офисах, на маломощном производстве. Прибор обеспечивает постоянство напряжения и сопротивления, что позволяет минимизировать вероятность коротких замыкания и возникновение пожара. Устройство используют с холодильниками, стиральными машинами, телевизорами, компьютерами и другими электроприборами, что помогает продлить срок их службы. Однофазные стабилизаторы можно установить как для одного потребителя (насоса, котла и т.д.), так и для всей техники в помещении или здании.
РЕСАНТА АСН-5000/1-ЭМ
- Max мощность, Вт 5000
- Скорость стабилизации, В/с 40
- Тип напряжения однофазное (220 В)
Но если к дому подходит трехфазная сеть и имеется трехфазный потребитель, например, насос с электродвигателем или электроплита, стоит выбрать трехфазную модель.
Трехфазные
Используются в сетях с тремя фазными проводами и поддерживают напряжение 380-400 В при входном 280-430 В (220-230 В по фазе). Часто их используют на производстве, с системами кондиционирования, водоснабжения, освещения и сложным медицинским оборудованием. Также стабилизаторы этого типа устанавливают в загородных домах, если к ним подведена трехфазная сеть. Прибор защищает всю технику в доме, и однофазную, и трехфазную. Устройства такого типа обеспечивают согласованность линейного и фазных напряжений сети, при отключении электричества хотя бы на одной фазе, отключается вся сеть.
Также трехфазный стабилизатор может быть не монолитным, а состоять из отдельных однофазных блоков с общим контролем. При этом обеспечивается выходное напряжение 210-230 В на каждой из фаз. Плюсами такого исполнения являются более легкая транспортировка, возможность оперативного ремонта или замены одного из стабилизаторов, бесперебойная работа однофазных приборов, при пропадании напряжения на соседней фазе.
РЕСАНТА АСН-30000/3-Ц
- Max мощность, Вт 30000
- Тип напряжения трехфазное (380 В)
- Максимальный потребляемый ток, А 44 (на каждую фазу)
РЕСАНТА АСН-30000/3-ЭМ
- Max мощность, Вт 30000
- Тип напряжения трехфазное (380 В)
- Максимальный потребляемый ток, А 44 (на каждую фазу)
По способу установки
Среди стабилизаторов каждого из четырех основных типов есть модели разных размеров, предназначенные для размещения на вертикальной или горизонтальной плоскости. По способу установки приборы можно условно разделить на три вида: настенные, напольные и настольные.
Настенные
Такой способ установки чаще всего используется в быту. Стабилизаторы с креплением на стену обычно имеют небольшую выходную мощность (350 ВА-2 кВА) и компактные размеры, поэтому удобны для размещения в ограниченном пространстве. Для подвешивания используются специальные кронштейны на задней стенке корпуса. Форма устройства обычно плоская, блок управления вынесен на лицевую панель для удобства в использовании.
Прибор можно повесить на стену в жилом или специально предусмотренном помещении. Часто их устанавливают в непосредственной близости от защищаемого оборудования. Например, можно повесить стабилизатор на стену рядом с отопительным котлом или другой стационарной техникой.
РЕСАНТА АСН-10000Н/1-Ц
- Max мощность, Вт 10000
- Тип напряжения однофазное (220 В)
- Максимальный потребляемый ток, А 52.6
РЕСАНТА АСН-5000Н/1-Ц
- Max мощность, Вт 5000
- Тип напряжения однофазное (220 В)
- Максимальный потребляемый ток, А 26.3
Напольные
Стабилизаторы с напольным корпусом самые распространенные. Их габариты и вес больше, чем у настенных версий, а выходная мощность достигает 1-20 кВА. Устанавливать такие приборы можно на пол или на специальную подставку. Для установки такого прибора требуется много места, чаще всего их размещают в отдельном подсобном помещении.
Конструкция напольного стабилизатора может представлять собой моноблок или металлический шкаф с системой из нескольких блоков. Моноблочные версии обычно оснащены колесиками для удобного перемещения. Использовать стабилизаторы с напольным типом установки можно в быту, офисах, на производстве.
Также может быть комбинированная система крепления, для среднегабаритных моделей. В таком случае корпус прибора оснащается кронштейнами или крепежной планкой для навешивания на стену и несколькими прорезиненными ножками для установки на пол.
Настольные
Самый компактный тип стабилизаторов для бытового использования. Габариты таких приборов обычно не превышают размера микроволновой печи, а мощность составляет 500-2000 ВА. Это бюджетное решение для защиты домашней электротехники от резких колебаний, пониженного и повышенного уровня напряжения сети. Такие устройства не требуют много места, их удобно переносить и устанавливать. Их часто используют для единственного потребителя, например, насоса, котла, холодильника и т.п.
По типу охлаждения
Одним из значимых критериев для классификации стабилизаторов напряжения является способ охлаждения. Он зависит от выходной мощности устройства и может быть основан на использовании как кулеров, так и принципа конвекции.
С принудительным
Большая часть стабилизаторов имеет именно такой тип охлаждения. Для охлаждения силовой части прибора, которая нагревается при работе, используются малошумные вентиляторы с повышенной производительностью. Они включаются при нагреве автотрансформатора или электронных ключей примерно до температуры 40-45°С. Вентиляторы работают постоянно, но скорость вращения лопастей может изменяться в зависимости от текущей нагрузки. При установке стабилизатора в прохладном помещении и при небольшом количестве скачков напряжения вентилятор может почти не работать.
С естественным
Естественная вентиляция осуществляется за счет перфорации на корпусе прибора, что обеспечивает отток нагретого и приток свежего воздуха. Такая конструкция не предусматривает наличие вентилятора, воздухообмен происходит плавно. Главный плюс здесь – уменьшение количества пыли, всасываемой внутрь устройства, отсутствие шума при работе. Такие устройства стоят несколько большего первого вида, т.к. силовые элементы устанавливаются с значительным запасом мощности.
Заключение
В быту, на производстве и в социальной сфере требуются разные по техническим параметрам стабилизаторы. Устройства, помогающие решить проблему с некачественным напряжением, отличаются функциональными характеристиками, способами установки, параметрами сетевого электропитания, могут быть рассчитаны на подключение разных потребителей и условия работы. Знакомство с подробной классификацией стабилизаторов по основным критериям поможет сделать оптимальный выбор.