Содержание
Особенности однофазных стабилизаторов
Зачем нужны?
Прибор устанавливается в двух случаях:
- при регулярных просадках и скачках сигнала в розетках. Например, из-за аварийного трансформатора, ветхой внутридомовой проводки или перегруженности питающей линии. Проблема выявляется мультиметром или визуально. Например, если в помещениях мерцает свет ламп, у электрочайника увеличивается время закипания, энергозависимый котёл отопления отключается, то с электричеством явно не всё в порядке;
- если используется чувствительное к колебаниям оборудование. Например, компрессор холодильника, электроника газового котла или системы «умный дом». В случае их выхода из строя потребуется затратный ремонт. И это не будет гарантийным случаем.
Основная задача устройства – привести поступающий из розеток сигнал к стандартному значению 220/230 В. Но блэкаутах он уже не поможет. Для этого потребуется источник бесперебойного питания или генераторная установка.
Как работают?
Стабилизатор напряжения является сложным высокотехнологичным прибором с автоматическим режимом работы, не требующим никаких вмешательств пользователя.
Модели с трансформаторным преобразованием (релейные, тиристорные, симисторные) имеют общий алгоритм построения защиты нагрузки. Входное сигнал поступает на плату управления, где происходит его измерение и сравнение с номинальным значением. При недопустимом отклонении блок управления подает сигнал на исполнительный элемент, который корректирует вольтаж.
Принципиально по-другому работают модели инверторного типа. Регулировка в них проходит в две стадии: сначала выпрямитель преобразует нестабильное переменное напряжение в постоянное, а затем инвертор снова создает из него переменное требуемого значения с идеальным синусом.
Читатели, знакомые с принципом действия источников бесперебойного питания (ИБП) топологии онлайн, могут отметить сходство в работе: постоянное двойное преобразование, полностью исключающее задержку стабилизации.
Где применяются?
Изделия рассчитаны на использование в электросети с одной питающей фазой. Она может быть как проблемной (например, с хроническими отклонениями от нормы), так и нормальной (т.е. без характерных колебаний и искажений).
Обратите внимание!
В электросети в любой момент могут произойти аварии. Достаточно оборвавшего провод порыва ветра или ошибки электрика, и годами не вызывавшее нареканий электропитание вдруг начинает «чудить», взлетая либо падая на десятки и даже сотни вольт.
Условие для их корректной работы – наличие в точке подключения переменного тока с соответствующей фазностью и значением.
Существует три основных сценария применения:
- локально, для защиты единственной нагрузкой;
- локально, для защиты нескольких электроприборов;
- магистрально на всю сеть какого-то помещения или строения, например, загородного дома.
В третьем сценарии создается централизованная защита сразу всей работающей электротехники, сам же прибор подключается через распределительный щиток между вводным автоматом и конечными нагрузками (строго после счетчика электроэнергии).
Обратите внимание!
Любые работы с электрическим щитком, в том числе и связанные с установкой централизованного стабилизатора, подразумевают наличие у выполняющего их человека базовых знаний электрики, а также навыков электромонтажа.
Защиту всей сети одним устройством получится обеспечить только в условиях ввода на 220 В.
С какой техникой могут работать?
В теории – с любой, подходящей по мощности и выходному сигналу. На практике не все модели могут эффективно работать с современной бытовой техникой и электроникой, не говоря уже о более требовательном оборудовании. Правильно подобрать решение поможет обращение к инженерам, например, компании «Штиль».
Как подключаются?
Известно, что любая электрическая цепь 220 В состоит всего из двух рабочих проводников (фазного L и нулевого N) и одного защитного заземляющего (PE). Поэтому для подключения стабилизатора на 220 В (если говорить о мощном устройстве) достаточно присоединить эти проводники к его входными клеммам на корпусе, а защищаемый электроприбор подключить к выходным клеммам, не забыв о проводнике заземления.
Подключение маломощных моделей еще более легкий процесс, который не требует каких-то специальных знаний и выполняется обычным включением вилки в розетку. Аналогичным штепсельным соединением подключается и защищаемый электроприбор – к розетке, расположенной на панели.
Могут ли применяться в условиях трехфазного сетевого ввода?
Все однофазные стабилизаторы предназначены для защиты однофазных электроприборов. Однако это не говорит об их работе лишь в сетях 220 В. Подключение возможно и к одной из фаз сети 380/400 В. При этом они могут работать как:
- магистральные (коррекция и стабилизация питания всего объекта);
- локальные (защита только определенных электроприборов).
Обратите внимание!
При наличии трех фаз для получения централизованной магистральной защиты придётся прибегнуть к установке трёх устройств, по одному на каждую фазу. Одним же прибором можно будет обойтись в случае использования
трехфазной модели или изделия «3 в 1».
Ограничением на использование моделей 220 В в трехфазной электросети может быть только наличие хотя бы одной трехфазной техники (например, электроплиты). Для ее корректной защиты применяются только трехфазные приборы.
Запрещается подключать однофазные модели одновременно к двум фазам трехфазного ввода!
Все виды допустимых и недопустимых подключений отображены на рисунках ниже.
Подключать потребителей с питанием 220 В к трехфазной сети необходимо равномерно, то есть с одинаковым распределением нагрузок по всем линиям (настолько, насколько это возможно). Нарушение нагрузочного баланса может спровоцировать перекос фаз – аварийную ситуацию способную вызвать поломку включенных в электросеть потребителей.
Чем отличается однофазный тип стабилизаторов от других видов?
На этот вопрос можно дать следующий ответ: он отличается тем, что имеет однофазный вход и такой же выход и, соответственно, работает от одной питающей фазы и исключительно с нагрузкой, рассчитанной на питание 220 В (трехфазные модели работают от трех фаз, а питать от них можно любую нагрузку).
Существуют
комбинированные устройства «3 в 1» (вход 380 В, выход 220 В). Они позволяют подключать к трехфазной сети мощных однофазных потребителей без риска фазного перекоса.
Все ли однофазные стабилизаторы одинаковы?
Нет, устройства значительно различаются. В первую очередь выходной мощностью, указывающей на максимальное энергопотребление допустимой к подключению нагрузки, и типом, от которого зависит эффективность их работы.
Кроме того, они различаются и по другим параметрам, которые важно учитывать при подборе. Сведём их в общую таблицу.
|
Характеристика
|
Физический смысл
|
Практическое значение
|
|
Номинальное выходное напряжение
|
Величина, к которой приводится фактическое значение
|
Таким сигналом и будет питаться нагрузка
|
|
Скорость срабатывания или быстродействие
|
Промежуток времени, затрачиваемый на нейтрализацию сетевого скачка напряжения
|
С ростом быстродействия уменьшается вероятность негативного влияния сетевых скачков на подключенную нагрузку
|
|
Диапазон стабилизации
|
Предельные сетевые значения (наименьшее и наибольшее), которые можно привести к номинальной величине
|
Границы допустимых сетевых колебаний
|
|
Точность
|
Погрешность стабилизации
|
Измеряется в процентах и отражает расхождение между номинальным и реальным напряжением, поданным на выход. С увеличением точности расширяется спектр допустимых к подключению изделий
|
|
Форма выходного сигнала
|
Соответствие выходного напряжения графику идеальной синусоиды
|
Некоторой технике требуется питающий сигнал с синусоидальной формой, поэтому неспособность постоянно его выдавать может сузить область применения
|
|
Габариты и конструктивное исполнение
|
Размер в трех плоскостях и форма корпуса
|
Определяют способ установки и указывают на количество необходимого места
|
Помимо всех вышерассмотренных параметров модели могут также отличаться уровнем аварийной защиты, а ещё средствами мониторинга и индикации. Правильно подобрать оборудование поможет только учёт всех перечисленных свойств.
Типы однофазных стабилизаторов
Встречаются устройства четырёх видов: электромеханические (называются еще сервоприводными), релейные, электронные (могут обозначаться как симисторные или тиристорные) и инверторные. Рассмотрим подробнее их особенности и определим, какой лучше.
Электромеханические
Преобразование и коррекция в них выполняется автотрансформатором тороидальной формы. Поступающий на автотрансформатор сигнал контролируется электронной схемой, которая при его отклонении подает управляющее воздействие на электродвигатель (сервопривод).
Сервопривод – это электродвигатель, который приводит в движение токосъемные графитовые щетки: они скользят по виткам катушки автотрансформатора и снимают вторичное напряжение.
Разное количество задействованных витков обмотки автотрансформатора при размещении щеток в определенных его сегментах даст разный коэффициент трансформации, понижая или повышая напряжение до значения нормы.
Электромеханические стабилизаторы точны и не искажают сетевую синусоиду, но их ахиллесова пята – невысокая скорость срабатывания.
|
Преимущества
|
Недостатки
|
- Высокая точность стабилизации (снятие напряжения с любого витка обмотки).
- Плавность регулировки.
- Высокий КПД.
- Стойкость к перегрузкам.
- Невысокая стоимость.
|
- Подверженность к механическим поломкам и износу узла сервопривода, необходимость проведения регулярного обслуживания, замены токосъемных щеток.
- Низкая скорость реагирования.
|
Релейные
Преобразование в этих устройствах выполняется также автотрансформатором. Особенностью является только снятие вторичного напряжения не с витков катушки, а через выводы (отпайки от обмотки), каждому из которых соответствует свой коэффициент трансформации. На каждом таком выводе установлены силовые реле, которые переключают питание подключенных потребителей на определенную секцию обмотки, в зависимости от уровня входного сигнала.
Популярность «релейников» объясняется невысокой стоимостью и относительной простотой конструкции. Если говорить о сугубо технических характеристиках, то релейные стабилизаторы далеко не самые лучшие в своем классе. Во-первых, из-за значительной погрешности, а во-вторых, из-за ступенчатых искажений, вносимых в форму выходного сигнала при каждом срабатывании.
|
Преимущества
|
Недостатки
|
- Отсутствие сервопривода и подвижной контактной системы.
- Высокая скорость стабилизации.
- Высокая надежность работы.
- Широкий диапазон рабочих температур.
- Невысокая цена.
|
- Низкая точность коррекции.
- Ступенчатость регулирования.
- Возможно кратковременное пропадание питания при переключении реле.
|
Электронные
Принцип их работы во многом схож с релейными. Они отличаются только способом коммутации выходного напряжения с отводов автотрансформатора. Применение силовых ключей вместо реле и дало название этим стабилизаторам. В зависимости от используемых полупроводниковых ключей различают симисторные и тиристорные подвиды.
Технические показатели электронных стабилизаторов можно считать неплохими, но не эталонными.
|
Преимущества
|
Недостатки
|
- Высокое быстродействие.
- Неплохая плавность регулирования на выходе (достигается увеличением количества силовых ключей).
- Точность коррекции.
- Бесшумность работы.
- Надежность в эксплуатации (полное отсутствие механических узлов исключает их износ и выход из строя).
- Способность работать при отрицательной температуре.
|
- Невысокая стойкость к перегрузкам (при значительном превышении мощности нагрузки возможен выход силовых ключей из строя).
- Ступенчатость регулирования.
- Высокая стоимость.
|
Инверторные
Используя передовой бестрансформаторный способ двойного преобразования, они превосходят аналоги других типов по всем техническим характеристикам.
Технология двойного преобразования предполагает две стадии работы. Переменное напряжение, проходя через частотный фильтр, преобразуется выпрямителем в постоянное и скапливается на пластинах конденсаторов. Далее из него инвертором формируется переменный сигнал с эталонным значением и формой.
Этот принцип действия полностью исключает влияние проблем питающей сети, обеспечивая качественное электропитание, подходящее для любой нагрузки.
Только инверторные стабилизаторы, например, от бренда «Штиль»:
- моментально срабатывают – нейтрализуют сетевые скачки без задержек во времени за 0 мс;
- создают идеальную выходную синусоиду (постоянно) – не искажают форму входного напряжения, а улучшают её;
- имеют максимальный диапазон высокоточной стабилизации – приводят к норме даже критические скачки и просадки напряжения.
|
Преимущества
|
Недостатки
|
- Мгновенное быстродействие.
- Высокая точность стабилизации.
- Чистая синусоида на выходе даже при значительно модифицированной на входе.
- Полное подавление коммутационных, импульсных и высокочастотных помех.
- Широкий диапазон стабилизации.
- Высокий КДП.
|
- Сравнительно высокая стоимость.
|
Как выбрать однофазный инверторный стабилизатор «Штиль»?
При подборе однофазного решения из линейки производителя «Штиль» рекомендуем руководствоваться тремя правилами:
- его выходная мощность должна превышать на 20-30% потребляемую мощность электротехники, которую планируется подключить. Такой запас необходим, чтобы компенсировать потерю мощности при просадках ниже 165 В;
- форм-фактор (настенный, напольный/настольный или стоечный) должен быть таким, чтобы было достаточно пространства для корректного размещения на месте установки;
- уровень шума должен соответствовать принятым нормам на месте установки. Абсолютно бесшумными являются изделия с конвекционной (безвентиляторной) системой охлаждения. Модели с комбинированным (конвекционным/вентиляторным) или принудительным (полностью вентиляторным) охлаждением подойдут для локаций, где нет жестких требований к этому параметру.
Обзор настенных моделей IS5000 и IS7000
Правильно подобрать устройство помогут специалисты компании «Штиль». Обратиться к ним можно в онлайн-чате или заполнив анкету на подбор. Они подскажут, какую лучше выбрать модель в каждой конкретной ситуации.
