Нюансы выбора релейного стабилизатора напряжения: принцип работы и характеристики

Электронный стабилизатор

схема устройства

Принцип работы этого прибора полностью аналогичен принципу работы релейного стабилизатора. Только функцию переключающих реле, здесь выполняют ключи на четырёхслойных полупроводниковых приборах – тиристорах и симисторах. Электронный стабилизатор напряжения стоит заметно дороже, чем стабилизаторы других типов, но, тем не менее, есть ситуации, когда его применение оправдано.

Особенности и характеристики

Полупроводниковый стабилизатор может работать практически со всеми видами бытовой техники.

Это определяется его несомненными достоинствами:

• Высокое быстродействие;
• Большой диапазон напряжения;
• Отсутствие шума.

В отличие от реле, мощные силовые ключи, обеспечивают практически мгновенную реакцию на изменение напряжения на входе устройства. Диапазон напряжения сети, при котором электронный стабилизатор корректно работает достаточно большой, поэтому прибор можно использовать в самых неблагоприятных условиях. Он не боится низких температур, работает бесшумно и не нуждается в техническом обслуживании.

Но и недостатков у данного устройства достаточно:

• Дискретный способ регулировки;
• Низкая перегрузочная способность;
• Искажённая форма напряжения на выходе.

По аналогии с релейным стабилизатором, переключение напряжения осуществляется ступенями. Электронные ключи очень не любят перегрузок и могут выгореть.

Преимущества использования стабилизаторов

Стабилизаторы имеют ряд несомненных преимуществ:

1. При скачке напряжения за пределы допустимых значений обеспечивается отключение электросети, что предохраняет технику от сбоев в работе. Пороговые значения можно устанавливать на нужном уровне.
2. В пределах предельных значений происходит стабилизация напряжения с достаточной точностью. Даже самые простые и дешевые устройства обеспечивают выравнивание в пределах ±5%. Современные электромеханические приборы дают точность 3%, а инверторные устройства — 1%.
3. Стабилизаторы значительно повышают долговечность бытовой техники и электроники. Улучшается качество показа видеотехники. Прекращается мерцание ламп накаливания, что увеличивает их срок службы.
4. Широкий выбор по техническим характеристикам. Мощность разных моделей колеблется от 50 до 50 ВА до 150 кВА.
5. Качественные стабилизаторы практически не влияют на форму сигнала, а инверторные установки даже улучшают синусоиду.
6. Высокий КПД (98-99%).

Как правильно выбирать стабилизатор напряжения для дома?

Можно воспользоваться самым простым вариантом: определить потребление мощности из сети по номиналу вводного автомата в квартирном щитке. Таким образом, узнаётся пропускная способность автомата и максимально возможная мощность потребления на бытовые нужды.

Приведём простой пример. Как выбрать стабилизатор напряжения 220 В для дома, если на вводе стоит автомат S40. С таким номинальным током от сети можно получить не более 10 кВт. Исходя из расчётных данных, и выбирается аппарат.

На сегодняшний день низкое напряжение в сети – проблема весьма актуальная и решить её лучше всего одним способом – приобрести стабилизатор, который защитит всю технику в доме от выхода из строя. Чтобы правильно выбрать устройство, сначала нужно разобраться с его разновидностями, а также преимуществами каждого варианта исполнения.

Как выбрать стабилизатор напряжения 220 В для дома: некоторые советы и рекомендации

Для того чтобы понять, какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома, необходимо ответить для себя на следующие вопросы:

• Какова суммарная мощность оборудования, которое будет к нему подключено или какого номинала автомат установлен на вводе;
• Сколько фаз планируется подключить к стабилизатору;
• Каков требуемый диапазон входного напряжения;
• Точность выходного напряжения.

Остальные вопросы, такие как быстродействие и ценовая категория уже не столь важны и их решать придется каждому, исходя из своих пожеланий и возможностей.

На некоторых устройствах сразу два электронных табло – входное и выходное напряжение

Коммерческая выгода от установки стабилизатора напряжения

Отечественные электросети физически сильно изношены, а местами и морально устарели. А потребителей становится всё больше и больше. Установка стабилизаторов выгодна по нескольким причинам:

современная техника оснащена электронной начинкой, которой важно качественное питание. Для того чтобы она не вышла из строя или не подвергалась дорогостоящему ремонту, необходима установка стабилизатора;
пониженное напряжение влечёт за собой большее потребление тока из сети

Приходится платить больше за расход электроэнергии. Выгода стабилизатора очевидна;
повышенное напряжение может привести к короткому замыканию, перегреву проводов и пожару. Без стабилизатора в этом случае материальный и моральный ущерб может быть колоссальный, а то и непоправимый;
при нормальном напряжении тоже могут случиться внезапные импульсы от молнии, ошибок персонала, перекоса фаз в час пик.

Во всех этих и других непредвиденных случаях стабилизатор напряжения поможет сберечь время, средства и нервы.

Электронные устройства

В этих стабилизаторах вместо реле используются тиристоры или симисторы, что позволяет сохранять на выходе нормальное напряжение при падении на входе до 60 В. Отсутствие подвижных элементов обеспечивает бесшумность работы и долгий срок службы, поэтому их используют даже в городских квартирах. Благодаря использованию большого количества элементов регулирования шаг регулирования меньше, чем у релейных аналогов. Основным недостатком является высокая стоимость.

К достоинствам относятся:

• большой, начиная с 60 В, рабочий диапазон;
• абсолютная бесшумность;
• плавная регулировка;
• высокая точность поддержания выходных параметров;
• удобное настенное крепление;
• расширенная гарантия до 3 лет.

Стабилизаторы на 15 В

Для устройств с напряжением 15 В используется сетевой стабилизатор напряжения, схема которого по своей структуре является довольно простой. Порог чувствительности у приборов находится на малом уровне. Модели с системой индикации встретить очень сложно. В фильтрах они не нуждаются, поскольку колебания в цепи незначительные.

Резисторы во многих моделях есть только на выходе. За счет этого процесс преобразования происходит довольно быстро. Входные усилители устанавливаются самые простые. Многое в данном случае зависит от производителя. Используются стабилизатор напряжения (схема показана ниже) этого типа чаще всего в лабораторных исследованиях.

Виды стабилизаторов постоянного тока

В практике применяется два вида стабилизаторов, работающих на постоянном токе — линейный и импульсный. Ниже рассмотрим каждый из типов более подробно.

Линейный

Такие устройства представляют собой делители напряжения.  С одной стороны (на вход) аппарата приходит меняющееся U, после чего оно стабилизируется и поступает к выходу с плеча делителя. Поддержание U в требуемом диапазоне происходит путем изменения параметра R (сопротивления) одного из плеч делителя.

Если разница U на входе и выходе существенна, КПД линейного стабилизатора снижается из-за потерь на тепло. Вот почему регулировочный элемент монтируется на специальном радиаторе, имеющем достаточную площадь для эффективного охлаждения.

Линейные устройства бывают двух видов (по типу включения) — с последовательным и параллельным подключением нагрузки. Кроме того, они делятся на два типа — на параметрические и компенсационные.

В первом случае принцип действия построен на использовании участка вольтамперной характеристики, где сопротивление дифференциального типа минимально в большом диапазоне токов нагрузки.

Второй тип приборов (компенсационный) подразумевает наличие обратной связи, когда выходное U сравнивается с эталонным показателем. Далее берется разница, из которой и создается сигнал для подачи на элемент регулировки.

Импульсный

Особенность импульсных устройств заключается в подаче тока на элемент, аккумулирующий энергию (дроссель или емкость) путем создания кратковременных импульсов (формируются с помощью электронного ключа).

Пока упомянутый узел находится в закрытом состоянии, происходит передача напряжения на выход стабилизирующего аппарата. Использование дросселя в роли накопителя позволяет менять U на выходе.

Преимущество импульсной модели заключается в большом КПД, благодаря работе в режиме ключа. Из минусов стоит выделить сложность организации и наличие помех.

В зависимости от схемы и режима ключевого управления выделяется пять видов импульсных стабилизаторов — инвертирующий (изменение полярности на выходе), повышающий, понижающий, с функций понижения и повышения, а также универсальный аппарат (совмещает опции перечисленных выше моделей).

Как работает диодный мост

Переменный ток, имеющий определенную меняющуюся частоту, подается на входные контакты моста. На выходах с положительным и отрицательным значением образуется однополярный ток, обладающий повышенной пульсацией, значительно превышающей частоту тока, подаваемого на вход.

Поэтому необходимо немного изменить соединение. Однако этот выпрямительный модуль скрывает один обман

Обратите внимание на дроссели общественного освещения. Щелкните значок столбца

большой дроссель. Статьи о выпрямителях все равно будут так много! На этот раз мы публикуем ссылку и дизайн выпрямителя с так называемыми «Все статьи» в столбце: для просмотра всех статей в этом разделе. Но прежде он обратился к нам с этим письмом: Дополнительный выпрямитель для измельчителя траффика.

Это уже очень опасно. В результате коэффициент фильтрации обычно составляет 90%. Почему этот тип выпрямителя? Это устройство с дросселем, проходящим через весь сварочный ток. Может быть, еще немного. сварки легированных и различных материалов или тонких листов. Далее следует описание каждого компонента. молчит. так что г-н Томан попытался подготовить такое руководство. конечно, за счет мобильности. Согласно различным форумам, этот тип всегда заинтересован, и, к сожалению, ответы на эти вопросы иногда вводят в заблуждение.

Появляющиеся пульсации нужно обязательно убрать, иначе электронная схема не сможет нормально работать. Поэтому, в схеме присутствуют специальные фильтры, представляющие собой электролитические с большой емкостью.

Сама сборка моста состоит из четырех диодов с одинаковыми параметрами. Они соединены в общую схему и размещаются в общем корпусе.

Выпрямитель имеет значительно лучшие сварочные свойства. На следующем рисунке показана схема подключения выпрямителя. Этот тип выпрямителя предназначен в первую очередь для промышленной сферы и предполагается. что в интересах объективности было бы целесообразно опубликовать инструкции по строительству выпрямителя с реактором с полным дросселем. Выпрямитель 130А с «большим» дросселем. Необходимо использовать только неповрежденные держатели электродов и предписанные защитные перчатки. У устройства также есть одна неисправность: сварка создает пики напряжения с амплитудой в сотни вольт и энергией более 70 Дж.

Диодный мост имеет четыре вывода. К двум из них подключается переменное напряжение, а два остальных являются положительным и отрицательным выводом пульсирующего выпрямленного напряжения.

Выпрямительный мост в виде диодной сборки обладает существенными технологическими преимуществами. Таким образом, на печатную плату устанавливается сразу одна монолитная деталь. Во время эксплуатации, для всех диодов обеспечивается одинаковый тепловой режим. Стоимость общей сборки ниже четырех диодов в отдельности. Однако, данная деталь имеет серьезный недостаток. При выходе из строя хотя-бы одного диода, вся сборка подлежит замене. При желании, любая общая схема может быть заменена четырьмя отдельными деталями.

Плюсы и минусы

К плюсам подобного устройства относятся:

• Высокое быстродействие – устройство, благодаря наличию обладающих высокой скоростью переключения симситоров, способно очень быстро реагировать на скачки напряжения в сети, сглаживая их до необходимого значения;
• Широкий диапазон входного напряжения – стабилизаторы данного типа способны работать при значениях входного наряжения от 95 до 275 В (для однофазной модели), от 260 до 470-471 В ( для трехфазных стабилизаторов);
• Высокая точность стабилизации – выходное напряжение, выдаваемое такими устройствами, имеет максимальное колебание в пределах 1,5 % (3,3-5,7 В), что не оказывает отрицательного влияния на работу подключенных к нему приборов.
• Контроль значений входной и выходной разности потенциалов с погрешностью не более 0,5%;
• Высокое КПД – благодяря использованию симистора, значение данного показателя у большинства моделей достигает 95-97%;
• Бесшумность – отсутствие в конструкции стабилизатора релейных переключателей и подвижных контактов позволяет работать ему практически бесшумно;
• Небольшие размеры – собранные на симисторах стабилизаторы, по сравнению с релейными, имеют небольшие размеры и могут быть компактно размещены на полу или стене даже самого небольшого помещения;
• Длительный срок эксплуатации – большинство современных качетвенных моделей могут нормально выполнять свои функции в течение 10 и более лет;
• Большая мощность – разлиные модели способны обеспечить нормальную работу подключаемых приборов и оборудования суммарной мощностью от 3 до 10 кВт.

К минусам таких стабилизаторов относятся:

• Высокая стоимость – качественные модели стабилизаторов имеют достаточно высокую, не всегда доступную для многих владельцев квартир и домов стоимость.
• Скачкообразное изменение разности потенциалов на выходе устройства – данный недостаток характерен для недорогих моделей китайского производства. В более дорогостоящих аналогах правтически не проявляется.

На заметку. Несмотря на высокую стоймость таких устройств, их приобретение при проблемах с напряжением в сети будет очень выгодным и окупится достаточно быстро – при остуствии стабилизатора могут произойти серьезные поломки чувствительной бытовой техники, насосоного и отопительного оборудования. В некоторых случаях подобные скачки не просто портят подключенные к сети приборы, а выводят их из строя, что влечет их замену, приводя к незапланированным и занчительным финансовым расходам и другим неудобствам.

Для чего нужен стабилизатор напряжения для дома

Начать хотелось бы с констатации факта – в большинстве случаев качество электричества в сетях не соответствует предъявленным ГОСТ требованиям. Несоответствующие качественные характеристики электрической энергии могут проявляться по-разному, начиная от повышенного напряжения, заканчивая высоко вольтовыми импульсами.

Следует отметить, что все электрические приборы, которые сполна облегчают нашу жизнь, делая её комфортной, очень чувствительны к качественным характеристикам электрической энергии. Не забывать также стоит, что такая чувствительность может обойтись очень дорого, если электропитание будет низкого качества. Это может привести к выходу из строя любого электроприбора. Чаще всего от такой проблемы страдают компьютерные устройства, оргтехника, холодильные камеры, в общем, всё то, что сегодня стоит недёшево.

Стабилизаторы напряжения 220в или реле контроля, что лучше для дома сравнительная характеристика плюсы и минусы видео

Уклониться от незапланированных растрат можно, со стабилизатором риск поломки электрических приборов от низкого качества и нестабильного напряжения, снижается в несколько раз. Рассматриваемый прибор смело можно назвать неким стражем, одновременно который заботится о вашем денежном потенциале, всех электрических приборах и вашей нервной системе, страдающей, в случае выхода из строя дорогих бытовых приборов.

Нужно заметить, что такой прибор может также быть щитом для всего электрического потока в доме, то есть, обеспечивает квартиру, здание качественной электроэнергией в целом, а не просто определённого оборудования.

Однофазный или трёхфазный

Если в доме сеть однофазная, то нужен однофазный стабилизатор.
Если трехфазная, то трехфазный или 3 однофазных (по одному на фазу).
Смысл брать трехфазный стабилизатор есть в случае присутствия трехфазной нагрузки.
Например, мощных электродвигателей в составе насоса, циркулярной пилы, станка или сварочного аппарата.
Но обычно такое оборудование не слишком требовательно к качеству напряжения и потребляет большую мощность.
Поэтому, при отсутствии сильных колебаний напряжения, есть смысл оставить трехфазные розетки, подключенные к вводному щитку, в обход стабилизатора.

Еще производитель стабилизаторов Лидер обращает внимание, что если у вас работает сварочный трансформаторный аппарат,
то следите чтобы напряжение не опускалась ниже 198 вольт. Пиковые часы будут не лучшими для производства сварочных работ

Пиковые часы будут не лучшими для производства сварочных работ.

Чтобы дёшево и надёжно?

Ну кто не хочет купить недорогой и надёжный стабилизатор? Или хотя бы помечтать о существовании такого?
Спешим разочаровать, такой модели мы не знаем…
И даже если совсем не брать в расчёт ценовой фактор, то всё равно нельзя найти такой идеальный стабилизатор, который устраивал бы всех.
Даже у самого дорогого тиристорного или инверторного стабилизатора найдутся свои недостатки.
При выборе стабилизатора для дачи (и не только её), нужно прежде всего узнать как можно точнее состояние своей электросети и расставить определенные приоритеты.
Например, что для вас важнее: точность или диапазон стабилизации? Возможность работать на неотапливаемой даче или плавность регулировки напряжения?
Возможность выдерживать мощные пусковые токи или получать напряжение максимально высокого качества путём двойного преобразования?
Чтобы не повторяться здесь, рекомендуем знакомиться с содержимым статьи: Как выбрать стабилизатор напряжения?.

Разные стабилизаторы под разное напряжение

Ну и всё же, что делать тем, кто не хочет много читать и вникать, а хочет качественно и недорого?
Ну хотя бы определить границы, в которых находится входное напряжение на вашей даче.
В этом поможет обычный мультиметр или вольтметр.
Как правило, у 80-90% населения напряжение чаще бывает пониженное, чем повышенное.
Если колебания напряжения небольшие и часто находятся в диапазоне 180-200 вольт, то можем рекомендовать электромеханические стабилизаторы,
которые сделают выходное напряжение максимально приближенным к уровню 220 вольт и без всякого моргания лампочек.
Если скачки напряжения могут носить резкий характер, но редко достигают отметок в 130-140 вольт, то будут полезны гибридные модели.
Если же у вас совсем аномальное напряжение, вплоть до 100-110 вольт и даже ниже,
то тут лучше поставить или качественный релейный стабилизатор или
тиристорный.
При повышенном напряжении мы также рекомендуем их.

Модернизация трансформаторных подстанций — самая надежная защита от скачков напряжения

Как правильно выбрать

Теперь вы знаете, зачем нужен стабилизатор напряжения для дома. Рассмотрим, как правильно выбирать устройства.

Первым делом вам нужно определить, какое количество устройств одновременно будет работать. К примеру, если вы на кухне, то включаете электрочайник, микроволновку и посудомойку. В зале – это телевизор и компьютер, в ванной стиралка. При этом в квартире не выключаясь работает холодильник и котел индивидуального отопления – эти устройства также потребляют 200-300 ватт.

Узнать мощность устройств можно по паспорту. Но обязательно учитывайте, что производители указывают активную мощность, а не реальную.

Способ монтажа стабилизатора после счетчика

К примеру, потребление вашей квартиры составляет 2000 ватт. Это вполне реальная цифра для классической “двушки” с современной техникой, причем не оборудованной мощными потребителями типа бойлера, электродуховки и варочной поверхности. Чтобы учесть полную мощность, нужно добавить 20%. Также вы должны понимать, что если сеть просаживается на 20 вольт, то трансформатор теряет 20% своей мощности. В итоге суммарный запас достигнет 30-40%, и вам нужно будет приобретать стабилизатор мощностью 2000*0,4+2000=2800-ваттное устройство.

Это вся необходимая информация про стабилизатор напряжения: что это такое и как он работает вы теперь знаете. Осталось разобраться, как же его правильно подключить. Устанавливать его рекомендуется сразу за счетчиком, до электрического щитка, хотя можно цеплять и отдельно на нужные линии. Устройство необходимо заземлять, чтобы в случае проблем оно увело ток и защитило вашу технику. Для подключения лучше пригласить опытного электрика.

Строение релейного стабилизатора

Рассмотрим, из чего же состоит релейный стабилизатор напряжения. Как и большинство всех стабилизаторов, релейный имеет автоматический трансформатор и определенную электронную схему, которая управляет работой трансформатора.

Главным отличием конструкции релейных нормализаторов от других является наличие реле. Именно благодаря реле и происходит переключение между теми или иными обмотками трансформатора. Каждый производитель размещает реле в закрытом корпусе.

Этот корпус защищает реле от пыли и от попадания воды.

Стоит отметить, что этот трансформатор является вольтодобавочным. Это означает то, что он только добавляет необходимое количество вольт до входного тока в том случае, если его уровень ниже нормального. Добавление вольт происходит благодаря подключению той или иной обмотки.

Количество таких обмоток может быть различной и зависит от самого производителя. Чаще всего трансформаторы таких приборов имеют четыре обмотки. В тех же ситуациях, когда электрическая сеть предоставляет слишком сильный ток, этот же автоматический трансформатор вычитывает необходимое количество вольт с входного тока и таким образом нормализирует его.

Подводя некоторый итог, отметим, что в схему стабилизатора напряжения, который является релейным, входят:

1. Вольтодобавочный трансформатор.
2. Реле.
3. Плата или микросхема управления.

Это самые главные элементы релейных стабилизаторов. Кроме этих элементов конструкция таких приборов может предусматривать наличие датчиков и микросхем, которые обеспечивают тепловую защиту, а также наличие токовременной защиты, байпаса или похожей системы обхода нормализатора, светодиодов, различных индикаторов, дисплея, который может выводить сведения о состоянии нагрузки и выходном количестве вольт.

Инверторные стабилизаторы напряжения

В последние годы все более популярным становится несколько иной тип стабилизаторов, отличный от симисторных или сервоприводных. Называются они инверторными.

Он считается более эффективным в отличии от всех вышеприведенных. Если у остальных погрешность выходного напряжения может достигать 5-10% и это считается нормальной величиной, то у инверторного она не превышает 2%! Еще один плюс — более широкий диапазон входных напряжения для выравнивания.

Стабилизатор преобразует нестабильный переменный ток пропуская его через фильтр в постоянный, после чего, проходя через инвертор, опять возвращает его в переменную величину с идеальной синусоидой.

Данное устройство уже не имеет внутри себя громоздкого тороидального трансформатора. А соответственно в разы меньше и легче.

Плюсы инвертора:

• широкий диапазон регулировки входного напряжения 90В — 310В
• малая погрешность на выходе
• малые габариты и вес
• фильтрует высокочастотные помехи
• мгновенное быстродействие на изменение входного напряжения
• работает при отрицательных температурах от -40
• заявленный срок службы при соблюдении подключаемой мощности до 20 лет

• большая цена
• не подходит для больших нагрузок
• в мощных моделях стоят вентиляторы охлаждения. Шумят примерно также как в компьютере. Полную бесшумность обеспечивают только маломощные экземпляры.

При увеличении нагрузки выше 50% от номинальной, для инвертора начинается снижение его входных параметров напряжения. То есть он уже не будет способен выровнять напряжение 110В, а будет нормально работать только от 160В и выше. Основной причиной выхода из строя таких устройств является именно перегрузка.

Чтобы защитить себя от перегрузки, более дорогие и качественные инверторные стабилизаторы при превышении мощности в автоматическом режиме могут переходить на байпас, то есть выдавать не преобразованное напряжение, а такое же, как и на входе.

Зато у инверторного стабилизатора нет такой болезни как у ступенчатых — мигание лампочек при переключении ступеней регулирования.

Хороший ролик наглядно показывающий разницу работы релейного и инверторного стабилизатора при резких скачках напряжения:

Выбор трансформатора

Преобразующее напряжение приспособление является одним из главных трансформаторных компонентов. Здесь переменное 220-вольтовое напряжение преобразуется в подобное себе, но немного с пониженной амплитудой.

Читайте здесь! Реле времени: как подключить своими руками? Для чего используется и обзор уровней автоматизации. Виды, маркировка и принцип работы устройства

Обычный понижающий прибор, необходимый для уменьшения вольтажа с привычного 220-вольтового до 12-вольтового, можно использовать в качестве машины трансформаторного типа.

Оптимально брать для прибора конденсатор 470 мкФ ёмкости с 25-вольтовым напряжением. Почему это будет оптимальным вариантом? Это связано с тем, что, когда напряжение выходит из агрегата, то оно становится выше стандартного с вольтажем в 12В. Когда механизм начинает работать, то напряжение возвращается к стандартным показателям (12 В).