Меню

Стабилизатор напряжения 220в его функции

Что такое стабилизатор напряжения и для чего он нужен

Что такое стабилизатор напряжения, для чего он нужен и где применяется. Принцип работы стабилизаторов напряжения релейного, сервоприводного и инверторного типа.

Стабилизатор сетевого напряжения 220В — это устройство, которое выравнивает напряжение из питающей сети, до определенного значения, и отдаёт потребителям стабильные 220 вольт, независимо от скачков и просадок на линии. Установка такого прибора обеспечит защиту электрических приборов от ненормальных режимов работы, таких как перепады напряжения в сети и высокий или низкий его уровень. В этой статье мы рассмотрим устройство и принцип работы стабилизаторов напряжения, а также разновидности данных устройств и область их применения. Содержание:

  • Определение
  • Классификация
  • Принцип действия
  • Релейные
  • Сервоприводные
  • Инверторные

Определение

Стабилизатор напряжения (СН) — это устройство, предназначенное для преобразования входного нестабильного напряжения из электросети: заниженного, завышенного или с периодическими скачками, в стабильное по величине на выходе устройства и подключенных к нему электроприборах.

Перефразируем для чайников: стабилизатор делает так, чтобы для подключенных к нему приборов напряжение всегда было одинаковым и близким к 220В независимо от того, каким оно поступает на его вход: 180, 190, 240, 250 Вольт или вообще плавает.

Отметим, что 220В или 240В это стандартная величина для РФ, Беларуси, Украины и так далее. Но в некоторых странах ближнего и дальнего зарубежья оно может быть другим, например 110В. Соответственно «наши» стабилизаторы там работать не будут.

Стабилизаторы бывают разных видов: как для работы в цепях постоянного тока (линейные и импульсные, параллельного и последовательного типов), так и для работы в цепях переменного тока. Последние часто называют «стабилизаторы сетевого напряжения» или просто «стабилизаторы 220В». Если говорить простым языком, то такие стабилизаторы подключают к электросети, а уже к нему подключают потребители.

В быту СН используют для защиты как отдельных приборов, например, для холодильника или компьютера, так и для защиты всего дома, в этом случае мощный стабилизатор устанавливается на ввод.

Классификация

Конструкция стабилизаторов зависит от физических принципов, на которых они работают. В связи с этим они подразделяются на:

  • электромеханические;
  • феррорезонансные;
  • инверторные;
  • полупроводниковые;
  • релейные.

По количеству фаз могут быть однофазными и трехфазными. Большой диапазон мощностей позволяет выпускать стабилизаторы как для дома, так и для небольших бытовых приборов:

  • для телевизора;
  • для газового котла;
  • для холодильника.

Так и для для крупных объектов:

  • промышленных агрегатов (например, трехфазные промышленные стабилизаторы Сатурн);
  • цехов, зданий.

Стабилизаторы достаточно энергоэффективны. Потребление электроэнергии составляет от 2 до 5%. Некоторые стабилизирующие устройства могут иметь дополнительные защиты:

  • от перенапряжений;
  • от перегрузок;
  • от коротких замыканий;
  • от перепадов частоты.

Принцип действия

Стабилизаторы напряжения бывают разных типов, каждый из которых отличается принципом регулирования. Эти отличия мы рассмотрим далее. Если обобщить принцип работы и структуру всех типов, то стабилизатор сетевого напряжения состоит из 2 основных частей:

  1. Система управления — отслеживает уровень входного напряжения и даёт команду силовой части увеличить или уменьшить его, чтобы на выходе получились стабильные 220В в пределах установленной погрешности (точности регулирования). Эта погрешность лежит в пределах 5-10% и у каждого прибора отличается.
  2. Силовая часть — в сервоприводных (или сервомоторных), релейных и электронных (симисторных) — это автотрансформатор, с помощью которого входное напряжение повышается или понижается до нормального уровня, а в инверторных стабилизаторах, или как их еще называют «с двойным преобразованием» — используется инвертор. Это устройство, которое состоит из генератора (ШИМ-контроллер), трансформатора и силовых ключей (транзисторов), которые пропускают или отключают ток через первичную обмотку трансформатора, формируя выходное напряжение нужной формы, частоты и, что самое главное — величины.

Если напряжение на входе в норме, то у некоторых моделей стабилизаторов есть функция «байпас» или «транзит», когда входное напряжение просто подаётся на выход до тех пор, пока не выйдет из заданного диапазона. Например, от 215 до 225 вольт будет включен «байпас», а при больших колебаниях, допустим, при просадке до 205-210В — система управления переключит цепь на силовую часть и начнет регулировку, повысит напряжение и на выходе будут уже стабильные 220В с заданной погрешностью.

Плавная и самая точная регулировка выходного напряжения у инверторных СН, на втором месте — сервоприводные, а у релейных и электронных регулировка происходит ступенчато, и точность зависит от количества ступеней. Как упоминалось выше, лежит в пределах 10%, чаще около 5%.

Читайте также:  Стойки стабилизатора пассат б7 как проверить

Кроме упомянутых выше двух частей в стабилизаторе напряжения 220В есть и блок защиты, а также источник вторичного электропитания для цепей системы управления, тех же защит и других функциональных элементов. Общее устройство наглядно демонстрирует картинка ниже:

В то же время схема работы в простейшей форме выглядит так:

Вкратце рассмотрим, как работают стабилизаторы напряжения основных типов.

Релейные СН обычно регулируют электроэнергию в пределах ± 15% с точностью на выходе от ± 5% до ± 10%.

Преимущества релейных стабилизаторов:

  • медленная реакция на колебания напряжения;
  • небольшой срок службы;
  • низкая надежность;
  • при переключениях возможны кратковременное отключение питания приборов;
  • неспособны выдерживать перенапряжения;
  • шум, щелчки при переключениях.

В сервоприводном СН один конец первичной обмотки трансформатора подключен к жесткому ответвлению автотрансформатора, а второй конец первичной обмотки подключен к подвижному контакту (графитовой щетке), который передвигается серводвигателем. Один вывод вторичной обмотки трансформатора подключен к входному источнику питания, а второй вывод подключен к выходу стабилизатора напряжения.

Плата управления сравнивает входное и опорное напряжение. При любых отклонениях от заданных вступает в работу сервопривод. Он перемещает щетку по ответвлениям автотрансформатора. Серводвигатель будет продолжать работать, пока разность между опорным и выходным напряжением станет равным нулю. Весь этот процесс, от поступления электроэнергии плохого качества до выхода стабилизированного тока, проходит за десятки миллисекунд и ограничен скоростью перемещения щетки сервоприводом.

Сервоприводные стабилизаторы сетевого напряжения производят в различном исполнении.

  1. Однофазные. Состоят из одного автотрансформатора и одного сервопривода.
  2. Трехфазные. Подразделяются на два типа. Сбалансированные – имеют три трансформатора и один сервопривод и одну цепь управления. Регулирование осуществляется на всех трех фазах одновременно. Используются для защиты трехфазных электрических аппаратов, станков, приборов. Несимметричные – имеют три автотрансформатора, три серводвигателя и три цепи управления. То есть стабилизация происходит в каждой фазе, независимо друг от друга. Область применения: защита электрооборудования зданий, цехов, промышленных объектов.

Достоинства сервоприводных стабилизирующих устройств:

  • быстродействие;
  • высокая точность стабилизации;
  • высокая надежность;
  • стойкость к перенапряжениям;
  • нуждаются в периодическом обслуживании;
  • требуют минимальных навыков настройки устройства.

конденсатора. После этого выпрямленный ток поступает на инвертор, где опять преобразуется в переменный и подаётся в нагрузку. При этом выходное напряжение стабильно как по величине, так и по частоте.

В следующем ролике вы узнаете о принципе работы одного из вариантов реализации преобразователя напряжения из 12В постоянного тока, в 220В переменного тока. Который от инверторного стабилизатора напряжения отличается в первую очередь входным напряжением, в остальном принцип работы во многом похож и видео позволит понять как работает этот тип устройств:

  • быстродействие (самое высокое из перечисленных);
  • большой диапазон регулируемого напряжения (от 115 до 300В);
  • высокий коэффициент полезного действия (более 90%);
  • бесшумная работа;
  • малые габариты;
  • плавное регулирование.
  • уменьшение диапазона регулирования при увеличении нагрузки;
  • высокая стоимость.

Вот мы и рассмотрели, как работает стабилизатор напряжения, для чего он нужен и где применяется. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Источник

Принцип работы и типы стабилизаторов напряжения 220В для дома

Спрос на качественные стабилизаторы напряжения с каждым годом только растет, что объясняется возросшим числом бытовых потребителей, а также снижением качества сетевого продукта. Отечественным рынком предлагается большой выбор недорогих и надежных моделей стабилизирующих агрегатов, гарантирующих потребителю нормальное электропитание. Прежде чем собраться за покупкой в магазин, желательно разобраться в особенностях этих устройств, а также ознакомиться с тем, как правильно их выбирать.

Назначение стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения Ресанта АСН-3000/3

Основное назначение агрегатов – снабдить потребителя стабилизированным напряжением, позволяющим использовать его для работы имеющейся в доме бытовой техники. Эти приборы необходимы для повышения качества поступающей к потребителю электроэнергии, которое в последние годы значительно ухудшилось.

Это касается не только амплитуды передаваемого по сети напряжения, но и его формы, а также величины нелинейных искажений (отклонения от синусоиды).

Все перечисленные характеристики удается исправить путем преобразования некачественного напряжения и последующего приведения его к нормальному виду.

Для этого в состав устройства входят механические, электромеханические или электронные узлы, ответственные за корректировку синусоиды на выходе. Для домашних условий и для рабочего офиса оптимально подходит стабилизатор напряжения 220 В, рассчитанный на однофазное питание. При наличии этого преобразующего устройства можно не беспокоиться за сохранность подключенной к нему радиоаппаратуры и другой бытовой техники.

Читайте также:  Стойки заднего стабилизатора хонда аккорд 7

Типы стабилизаторов

По типу питающей сети, в которую устанавливаются современные стабилизаторы сетевого напряжения для дома, все они делятся на агрегаты, предназначенные для работы в 3-х фазных цепях и на их однофазные аналоги. Поимо этого известные виды стабилизирующих устройств различаются по выходной мощности и исполнению, которые напрямую влияют на заявленные производителями цены.

Независимо от всех перечисленных параметров в основу классификации этих агрегатов заложен принцип действия или типовая схема, позволяющая получить нужное напряжение на выходе. Согласно этому признаку предлагаемые рынком модели стабилизаторов подразделяются на следующие основные типы:

  • релейные агрегаты;
  • феррорезонансные (параметрические) устройства;
  • электромеханические модели;
  • полупроводниковые (тиристорные или симисторные) изделия;
  • инверторные или электронные стабилизаторы.

Каждое из перечисленных устройств имеет свои отличительные черты, связанные с принципом преобразования входного напряжения и используемой для этого схемой подключения. Они отличаются своим внешним видом (дизайном) и ценой, заявленной производителем конкретного прибора.

Релейные

Классические релейные стабилизаторы напряжения относятся к категории электронных устройств, работающих по принципу ступенчатого преобразования входного потенциала. В основу их конструкции заложен автотрансформатор, выходные обмотки которого переключаются таким образом, чтобы скорректировать колебания в сети.

Изменение количества витков во вторичной обмотке происходит в автоматическом режиме за счет срабатывания встроенных коммутационных приборов – электромагнитных реле.

За порядок переключения релейных элементов ответственен особый блок, который специалисты называют управляющим. С его помощью удается контролировать параметры сетевого напряжения и при обнаружении отклонений от нормы вводить в действие очередную ступень стабилизации (соответственно числу э/м реле).

Основное преимущество релейных устройств, если сравнивать их с уже устаревшими моделями компенсационного типа – высокая скорость срабатывания ступеней (порядка 10-20 мс). Помимо этого, такие управляющие модули достаточно просты, что существенно облегчает техническое обслуживание и текущий ремонт готового изделия.

К минусам релейных автоматов относят недостаточно плавную регулировку выходного потенциала и низкий рабочий ресурс. Многих пользователей раздражает, что при работе этот агрегат постоянно щелкает (из-за переключающихся реле). Основная сфера применения – маломощное оборудование, подключаемое к сетям с низким показателем нестабильности входного питания.

Феррорезонансные

Этот тип стабилизаторов относится к образцам, появившимся на начальной стадии становления преобразовательных устройств. Начало их массового внедрения в быт в 50-60-е годы прошлого века объяснялось необходимостью защиты модных тогда ламповых телевизоров. Принцип их действия основан на использовании эффекта ферромагнитного резонанса, суть которого заключается в электромагнитном взаимодействии двух дросселей (катушек с сердечниками). Особо важно то, что один из них работает в насыщенном режиме, а другой – в ненасыщенном.

К преимуществам феррорезонансных стабилизаторов относят отсутствие подвижных (переключаемых) улов, и как следствие – малая вероятность выхода из строя и больший чем у релейных приборов рабочий ресурс. Кроме того, с их помощью удается добиться более точной установки выходного напряжения и плавную регулировку. Их недостатки выражаются в следующем:

  • шумность при работе;
  • значительное тепловыделение;
  • громоздкость (большие габариты);
  • небольшой диапазон регулируемых напряжений.

Несмотря на указанные недостатки, феррорезонансные стабилизаторы до сих пор пользуются определенной популярностью у потребителей. Область их применения – защита неприхотливой в обращении старой бытовой техники.

Электромеханические

Электромеханический стабилизатор напряжения

Устройства этого класса появились на рынке электрических изделий примерно в одно время с феррорезонансными аналогами, хотя по своей конструкции и принципу работы существенно отличались от них. Их основным рабочим узлом является автотрансформатор с размещенным на нем подвижным токосъемным контактом.

Регулировочный элемент выполнен в виде ползунка или съемной щетки особой конструкции. При работе прибора он перемещается вдоль обмотки трансформатора, плавно увеличивая или уменьшая коэффициент преобразования, что позволяет эффективно корректировать входное напряжение.

Первые образцы электромеханических устройств имели ручную регулировку – перемещение бегунка по обмоткам автотрансформатора возлагалось на человека. В современных моделях этот процесс автоматизирован за счет использования специального управляющего модуля.

Достоинства и недостатки у них те же, что и у феррорезонансных образцов, а областью их применения являются приборы, не требующие высокого быстродействия.

Инверторные (бесступенчатые, бестрансформаторные, IGBT, ШИМ)

Этот тип регуляторов относится к семейству современных стабилизаторов повышенной технологичности, производимых с начала века. В основе работы устройств заложен принцип двойного преобразования исходного напряжения, благодаря которому на выходе удается сформировать сигнал нужной формы и амплитуды. Поскольку в современных импульсных агрегатах отсутствуют механические и электромеханические узлы, они работают совершенно бесшумно, имеют высокое быстродействие, а по надежности не уступают ни одному из известных образцов.

Читайте также:  Автоматический стабилизатор напряжения прокат

К достоинствам этих приборов также относят:

  • расширенные границы плавной регулировки сетевого напряжения и тока в нагрузке (90-310 Вольт);
  • наличие фильтрующих модулей на входе и выходе устройства, подавляющих сетевые помехи;
  • компактность и малый вес.

Единственный недостаток типовых инверторных преобразователей – их высокая стоимость.

Электронные (симисторные, тиристорные)

Устройство и принцип работы электронных агрегатов чем-то схож с приборами релейного типа. Но вместо реле здесь используются полупроводниковые ключи, построенные на основе вентильных элементов (тиристоров или симисторов).

В продаже также встречаются разновидности агрегатов, в которых функцию коммутационных ключей выполняют полупроводниковые транзисторы.

За счет применения электронных компонентов эти приборы работают абсолютно бесшумно.

К другим преимуществам инверторных схем и устройств относятся:

  • высокое быстродействие и отсутствие механических узлов;
  • долговечность и надежность входящих в их состав полупроводниковых деталей;
  • широкие пределы регулировки напряжения;
  • температурная устойчивость и высокий КПД, что объясняется экономичностью входящих в схему элементов (включая полевые транзисторы, практически не потребляющие тока).

Их недостаток тот же, что и у релейных аналогов – это объясняется дискретным характером управления выходным напряжением.

Правила выбора

Перед решением вопроса о выборе стабилизатора по типу питания важно определиться с тем, в каких сетях его предполагается эксплуатировать. Если планируется использовать его в квартире городского дома, хозяину потребуется типовой однофазный прибор. Если же покупатель намерен пользоваться им на даче, где имеется силовая подводка 380 Вольт, подойдет только трехфазный образец.

Перед походом в магазин важно ознакомиться с производителями этих приборов и выбрать для себя фирму, пользующуюся хорошей репутацией. В этом случае не имеет значения, отечественная это компания или зарубежная, поскольку и наши производители способны делать конкурентоспособные модели.

Обзор моделей

Обзор современных стабилизаторов для дома проще всего провести, ориентируясь на достоинства и недостатки нескольких фирменных образцов. Для этого выбраны модели, представляющие такие конкурирующие фирмы как «Ресанта», «Энергия», отечественная разработка «Штиль», а также бренд под названием Sven.

Рейтинг стабилизаторов для дома возглавляет модель от производителя «Ресанта», выпускающего изделия с прекрасным соотношением цены и качества. Приборы этой фирмы способны работать с нагрузкой различной величины (мощностью от десятков до сотен Ватт). В ассортименте «Ресанты» представлено множество однофазных моделей релейного типа, но нередко встречаются и образцы с двойным преобразованием напряжения (инверторы). Недостатков у этого бренда практически нет (кроме цены).

Вторую позицию в рейтинге занимает «Энергия» – многопрофильная компания, только недавно освоившая выпуск качественных стабилизаторов. Все модели этого производителя отличаются выверенным соотношением качества и цены и пользуются неизменным спросом у российского потребителя. К их достоинствам также относят широкий выбор различных исполнений.

Далее идет компания «Штиль», выпускающая бюджетные изделия и модели средней ценовой категории, а также образцы премиум класса. Особенно популярны электронные инверторы, не уступающие по своим возможностям современным источникам бесперебойного питания.

Последней в этом перечне приводится финская фирма Sven, продукция которой подходит как для дома, так и для рабочего офиса. Цены на изделия из Финляндии вполне доступны для рядового пользователя при неизменно высоком качестве. Срок службы всех выпускаемых моделей по уверению производителя составляет в среднем не менее 10-ти лет.

Стабилизаторы напряжения для дачи

На дачах традиционно востребованы особые модели стабилизаторов, которые допускается подключать непосредственно к вводному щитку через отдельный автомат. Они отличаются сравнительно большой мощностью преобразования, поскольку используются для работы со специфичным дачным оборудованием (насосами, поливочными системами и т. п.). Подключить эти устройства к стабилизатору можно посредством специальной распределительной колодки или через предусмотренную в некоторых моделях розетку.

На даче обязательно наличие заземления, посредством которого удается обезопасить работу с садовым оборудованием.

На открытом воздухе надежно заземляются не только металлические части используемых агрегатов, но и корпус самого стабилизатора, установленного в линейной цепи.

При выборе стабилизирующего устройства, предназначенного для дома или дачного участка, исходят из расчета допустимой мощности в обслуживаемой нагрузке. Поэтому при оценке различных моделей по этому параметру он выбирается с небольшим запасом (порядка 10-15 процентов).

Источник