Какой стабилизатор напряжения лучше: релейный или электромеханический

Какой стабилизатор напряжения лучше: электромеханический или релейный

У многих в квартире были перебои с напряжением в электрической сети. В это время могут сгореть несколько ламп освещения, может выйти из строя стиральная машина или компьютер. Выход из такой ситуации напрашивается один – приобрести и установить стабилизатор напряжения.

Основным критерием выбора домашнего стабилизатора является мощность прибора. Ее величина должна быть выше суммарной мощности всех ваших бытовых приборов. Стабилизатор напряжения – это прибор, который корректирует параметры электрической энергии до номинальных значений при значительных колебаниях питания в сети.

Виды стабилизаторов

Чтобы разобраться и сделать оптимальный выбор стабилизатора, необходимо рассмотреть наиболее популярные виды стабилизаторов и их особенности.

Релейный стабилизатор напряжения

Сегодня невозможно представить квартиру, в которой не было бы бытовой техники. Каждое устройство требует защиты от перепадов напряжения в бытовой сети. Одним из таких приборов защиты является релейный стабилизатор напряжения.

Благодаря такому прибору можно создать комфортные условия работы электрических устройств. Уровень напряжения в номинальном режиме должен составлять 220 В. Релейный вид стабилизатора встречается во многих областях. Это популярный вид защитного прибора, так как имеет простое устройство.

Конструктивные особенности

Перед применением прибора требуется изучить, как он устроен и работает. Релейный стабилизатор включает в себя автотрансформатор и схему электронных элементов, управляющих его действием. В корпусе кроме этого имеется реле. Стабилизатор релейного типа считается повышающим, так как при пониженном напряжении прибор осуществляет повышение напряжения.

Возрастание напряжения будет осуществляться путем подключения дополнительной обмотки. Чаще всего в трансформаторе есть 4 обмотки. При превышении напряжения в сети стабилизатор снижает излишнее напряжение. Схема стабилизатора релейного типа состоит из:

1. Повышающий трансформатор.
2. Управляющий микроконтроллер.
3. Реле.

Это основные элементы релейного стабилизатора. Также устройство может содержать вспомогательные элементы, например, дисплей.

Принцип действия

Разберемся в процессе функционирования стабилизатора релейного типа. Электронная система измеряет параметры входящей электроэнергии. После считывания данных прибор сравнивает эти параметры с величинами номинального режима.

Прибор автоматически производит подключение необходимой обмотки трансформатора для достижения нужных параметров сети. Работа релейного стабилизатора довольно простая. Прибор регулирует параметры сети по ступеням, в результате чего при очередной ступени напряжение изменяется на конкретную величину. Бывают ситуации, когда уровень напряжения не соответствует норме даже после корректировки. Такие ступенчатые регулировки могут также вызвать перепады напряжения.

Если подробно разобраться в принципе действия, то можно понять, что прибор быстро выбирает нужные обмотки. Такие ступенчатые скачки параметров считаются незначительными. Они станут заметнее, если на входе будут наблюдаться подобные скачки напряжения. При подключении к сети высокочувствительных устройств при сильных перепадах напряжения устройства выйдут из строя.

Недобросовестные производители могут запрограммировать стабилизатор таким образом, что на его дисплее всегда будет показывать значение 220 В.

Чаще всего релейный стабилизатор справляется с перепадами сети за 0,15 с. Такой прибор может отключить питание выходным током, когда на входе возникли значения тока наименьшего допустимого значения. После нормализации напряжения прибор снова подключится к работе. Напряжение восстанавливается за 0,6 с.

Достоинства

Основными преимуществами релейной модели стабилизатора можно назвать:

1. Малые габаритные размеры, так как трансформатор имеет только функцию повышения напряжения.
2. Большой интервал значений напряжения.
3. Значительный диапазон рабочих температур. Многие приборы нормально работают при температуре -40 +40 градусов.
4. Низкий уровень шума.
5. Допускается перегрузка до 110%.

Многие изготовители приборов утверждают, что их продукция способна функционировать много лет.

Недостатки

В работе релейных моделей стабилизаторов есть недостатки, которые обусловлены его методом работы, схемой прибора. Слабым звеном его конструкции считается реле. Если изготовитель установил некачественное реле, то оно может стать причиной неисправности прибора. Также при переключении режимов возникают щелчки и шумы.

Другим значимым недостатком является ступенчатое действие устройства выравнивания напряжения. При переключении с одной обмотки на другую напряжение может значительно изменяться, образуя некоторые скачки.

Недорогие модели имеют слабую мощность, которая не больше 30% от мощности бытовых устройств.

Правила пользования стабилизатором

При вашем выборе релейного типа стабилизатора, необходимо регулярно проводить его обслуживание, в том числе ежегодно тщательно его осматривать внутри корпуса. При осмотре нужно обращать внимание на:

• Надежность крепления соединений проводников.
• Уровень охлаждения и циркуляции воздуха в корпусе прибора.
• Имеются ли повреждения.
• Точность работы указателей измерения.

При обнаружении слабых соединений, пыли, необходимо выключить из сети стабилизатор и произвести его обслуживание, очистив его и затянув все крепления контактов. Помещение, в котором находится стабилизатор напряжения, должно проветриваться и быть сухим. Влажность в помещении не должна быть более 80%. При работе в корпусе стабилизатора отверстия для вентиляции должны иметь доступ воздуха.

Электромеханический стабилизатор

Ни для кого не секрет, что бытовые сети питания сегодня не могут обеспечить стабильную эксплуатацию электрических устройств в доме. Перепады и скачки напряжения вполне можно ожидать от сети питания. Для решения этих задач как нельзя лучше подходит электромеханический вид стабилизатора напряжения, так как он стал наиболее популярным на рынке бытовых приборов защиты.

Этот прибор является повышающим трансформатором, который самостоятельно осуществляет регулировку напряжения в сети, в отличие от релейного стабилизатора.

Классификация

Основным критерием деления на классы электромеханических стабилизаторов стали параметры напряжения. Приборы бывают 1-фазными и 3-фазными. Первые применяются чаще в частных постройках и офисах, а трехфазные модели в больших организациях, в промышленности. На сегодняшний день у людей есть возможность строительства больших домов, коттеджей, в которых находится множество бытовых устройств, которые требуют защиты от перепадов напряжения сети.

По конструктивному исполнению стабилизаторы бывают настенными, напольными, настольными. Крепиться могут в любых положениях.

Другим фактором является мощность прибора. Сейчас изготовители предлагают большой выбор моделей. Имеются маломощные приборы до 500 кВА, а также повышенной мощности до 20000 кВА. Нужно сказать, что устройства на 220 и 380 В имеют отличия в числе трансформаторов, расположенных в корпусе устройства.

• Широкий интервал напряжения входа.
• Повышенная точность выхода.
• Не чувствителен к рабочей частоте.
• Отсутствие шума.

• Присутствуют движущиеся части.
• Необходимость периодической замены щеточного блока.
• При снижении напряжения до 180 В, нет гарантии нормальной работы.
• 1-фазные модели не могут работать при пониженной температуре.
• Малая скорость работы.

Советы по выбору стабилизатора

При выборе учитывайте следующие факторы:

1. Модель стабилизатора по числу фаз сети. Если в вашей трехфазной сети работают 1-фазные устройства, то для защиты от перепадов напряжения лучше применять три отдельных однофазных стабилизатора.
2. Мощность прибора. При определении этого параметра нужно учесть, что некоторые устройства имеют асинхронные двигатели, у которых высокие пусковые токи.
3. Точность стабилизации для защиты бытовых устройств, его быстродействие.
4. Наличие вспомогательных функций.
5. Условия работы прибора.
6. При выборе прибора необходимо учесть схему разводки проводов цепи питания.

Сравниваю, какой стабилизатор лучше — релейный или электромеханический?

Прежде чем выяснить, какой стабилизатор лучше (релейный или электромеханический), желательно познакомиться с ними поближе.

Общее между стабилизаторами напряжения релейного и электромеханического типа то, что их работа сопровождается замыканием и размыканием электрических контактов (в релейном), либо перемещением по виткам обмотки щеточного контакта, также с замыканием и размыканием электрического соединения (в электромеханическом). Это придает этим стабилизаторам некоторые общие свойства, отличные от свойств бесконтактных стабилизаторов (электронного и инверторного).

Как было раньше

Когда-то давно для регулирования напряжения на нагрузке были распространены лабораторные автотрансформаторы с ручным регулированием. Это были наиболее простые по устройству и принципу действия устройства.

Регуляция осуществлялась путем перемещения угольной щетки-токосъемника по виткам тороидальной обмотки автотрансформатора, что изменяло коэффициент трансформации и напряжение на выходе, позволяя установить желаемое значение, в том числе и номинальное сетевое 220 В.

Число витков подключенной к сети обмотки при этом не менялось.

При пониженном напряжении сети автотрансформатор работает в повышающем режиме, при повышенном – понижающем. При соответствии напряжения сети номинальному угольная щетка устанавливается в точности на витке обмотки, подключенном к сети, и преобразования напряжения не происходит.

Единственная накладка при этом – помимо полезного тока нагрузки, из сети бесполезно потребляется ток холостого хода автотрансформатора.

И все бы хорошо, но всегда существовала опасность, что при очередном повышении или понижении сетевого напряжения осуществляющий регулирование человек не заметит этого, и соответственно изменится напряжение на нагрузке.

Электромеханический стабилизатор

Этот стабилизатор (называемый еще сервоприводным), максимально близок по конструкции к описанному выше автотрансформатору с ручной регулировкой. Отличие в том, что ползунок с графитовой щеткой по виткам обмотки тороидального автотрансформатора перемещается не вручную, а исполнительным электродвигателем (сервоприводом).

В более продвинутых моделях угольный контакт заменен на ролик из тугоплавкого металла. Это позволяет увеличить межсервисный интервал. Хотя, как показывает опыт, самым слабым местом всех сервоприводных стабилизаторов, как ни странно, является сам двигатель.

Мощность электромеханических стабилизаторов практически не ограничена, в промышленных стабилизаторах она может доходить до 1,5-2,0 МВт.

Достоинства:

• низкая стоимость, порядка 1000-1200 рублей за 1 кВт мощности
• широкий диапазон изменения входного напряжения, нижний предел может достигать 120-140 В;
• способность к перегрузкам, кратковременно допустимы 10-кратные перегрузки;
• поддержание выхода с высокой точностью, до 3%;
• низкая чувствительность к частоте входного напряжения и его форме;
• низкий уровень шума.

Недостатки:

• невысокая надежность механической части устройства, необходимость технического обслуживания с периодической заменой щеточного контакта вследствие износа;
• пожароопасность (возможно возгорание при попадании под контакты графитовой пыли от ползунка);
• инерционность в работе, время реагирования составляет 0,1 с, скачок входного напряжения отрабатывается со скоростью 10 В в секунду, поскольку для перемещения контакта по обмотке требуется время.

Релейный стабилизатор

В релейных стабилизаторах, также как и в электромеханических, роль человека передана автоматике. За напряжением на нагрузке следит микроконтроллер, нагрузка подключается к автотрансформатору через одно из схемных реле, а микроконтроллер всегда выбирает для включения то реле, которое обеспечит на выходе наиболее близкое к номинальному значение.

Конструктивно автотрансформатор релейного стабилизатора представляет собой тороидальный сердечник из магнитомягкой стали или пермаллоя, на который намотана обмотка из изолированного медного провода с рядом отводов, выведенных на контакты реле.

Иногда в релейном стабилизаторе вместо автотрансформатора устанавливается трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой с отводами (называемой вольтодобавочной), секции которой подключаются поочередно вплоть до достижения необходимого напряжения на выходе.

Кстати, о напряжении на выходе… Если стабилизатор снабжен вольтметром контроля выходного напряжения, сверьте его показания с показаниями внешнего вольтметра, недобросовестный производитель может включить контрольный вольтметр так, чтобы он неизменно показывал 220 В, в то время как напряжение может отклоняться от номинального. Официальная легенда гласит, что это делается для того, чтобы меньше нервировать конечного потребителя.

Достоинства и недостатки релейного стабилизатора обусловлены его конструктивными особенностями.

Достоинства:

• малые габаритные размеры и вес (автотрансформатор работает в более щадящем тепловом режиме, чем трансформатор с двумя обмотками);
• низкая стоимость, порядка 900-1200 рублей за 1 кВт мощности;
• широкий диапазон изменения входного напряжения, от 100 В до 280 В в некоторых моделях;
• могут защитить от резких перепадов входного напряжения, изменения отрабатываются со скоростью до 250 В/с;
• низкая чувствительность к частоте входного напряжения и его форме;
• широкий диапазон рабочих температур – от -40 до +40 °С;
• допустимая длительная перегрузка до 110%, кратковременно — двукратная.

Недостатки:

• реле – самые ненадежные элементы конструкции, реле с подгоревшими контактами выводят из строя весь стабилизатор и требуют немедленной замены;
• ступенчатая регулировка выхода не обеспечивает постоянство напряжения на нагрузке, обычно оно изменяется от 203 до 237 В, и погрешность доходит до 8%. Особенно сильно это заметно по изменению яркости ламп накаливания;
• при переключении ступеней нагрузка на короткое время (20-30 мс) обесточивается, не все потребители рассчитаны на подобный перерыв, мигают лампочки, цифровая техника может самопроизвольно переключиться в какой-нибудь странный режим;
• при повышении точности стабилизации выходного напряжения (и усложнении конструкции стабилизатора) падает скорость реакции на изменения по входу, и время стабилизации доходит до 150 мс;
• при полном пропадании сети и последующем ее восстановлении, напряжение на выходе появляется с задержкой (где-то через 6 с). Это обусловлено особенностями работы алгоритмов вычисления требуемого режима работы;
• при частом изменении входного напряжения работа стабилизатора сопровождается слышимыми щелчками в результате отпускания одного реле и срабатывании другого (подробнее здесь).

Сравниваем релейные и электромеханические

При сравнении двух типов стабилизаторов сразу бросается в глаза то, что ряд характеристик для них общий.

1. Так, стоимость не может служить определяющим фактором при выборе типа, она примерно одинакова, каждый киловатт мощности стабилизатора обойдется в 900-1200 рублей. Стоимость одного киловатта для каждого из типов стабилизаторов вы можете посмотреть в этой таблице.
2. Не может явиться определяющим и срок службы – несмотря на заявляемый некоторыми производителями срок службы стабилизаторов до 10-15 лет, вследствие ненадежности релейного блока устройства (а на релюшках всегда экономят!), они могут прослужить не дольше, чем электромеханические – до 1-5 лет, в зависимости от нестабильности сети.
3. Общими являются также слабая зависимость функционирования обоих типов стабилизаторов от частоты и формы входного напряжения (автотрансформатор лишь незначительно меняет коэффициент трансформации, за счет нелинейности характеристик материала сердечника).
4. В расчет следует принять характер регулирования — ступенчатый с дискретностью порядка 20-25 В у релейного стабилизатора и плавный у электромеханического. С релейным вам придется смириться с тем, что при его работе освещение будет мигать, освещенность будет колебаться в пределах ±26% (такова нестабильность светового потока при изменении напряжения в пределах ±8%), а сложная электронная техника может давать сбои в моменты переключения.

С электромеханическим стабилизатором подобное исключено – напряжение регулируется плавно и устанавливается с более высокой точностью, поскольку выводов от обмотки автотрансформатора в электромеханическом стабилизаторе больше, чем в релейном (по сути, выводом является каждый виток обмотки). Поэтому в электромеханических стабилизаторах ступенчатость изменения выходного напряжения практически неощутима.

Вдобавок, перемещение щеточного контакта менее шумное, чем одновременное срабатывание (отключение и выключение) двух реле. Но одно НО – устанавливаться оно будет дольше, подобные стабилизаторы инерционнее релейных.

При рисках очень серьезной просадки входного напряжения оба сравниваемых стабилизатора примерно эквивалентны по возможностям. Так, нижний предел входного напряжения чаще всего составляет 140-150 В, а верхний 250-260 В.

Оба стабилизатора искрят при работе, что исключает возможность их работы во взрывоопасных (загазованных) помещениях. Их назначение – работа в условиях городской квартиры, частного домовладения, дачи. Работа в одном помещении с газовым оборудованием ЗАПРЕЩЕНА.

По идее, электромеханический стабилизатор требует регулярного обслуживания (чистки, замены щеток), релейный же обслуживания не требует, но может выйти из строя при подгорании контактов одного из реле, при этом выйдет из строя одна ступень регулирования напряжения, что полностью нарушит работу стабилизатора.

Понятное дело, что на практике никто и никогда их не обслуживает. Просто купили, подключили и забыли до тех пор, пока что-нибудь не сломается. Поэтому пунктик с техническим обслуживаем можно вообще не принимать в расчет.

Общие выводы

Релейный и электромеханический стабилизаторы примерно равнозначны по стоимости, но электромеханический обладает более высокой точностью и плавностью поддержания выходного напряжения. Нет резких перепадов напряжения в 20-30 вольт при переключении обмоток, как у релейного. Поэтому для подключения люстр, светильников и прочей осветительной аппаратуры однозначно следует предпочесть электромеханический стабилизатор.

Но при этом у электромеханических стабилизаторов более длительное время реакции, чем у релейных. В некоторых случаях (например, когда сосед балуется сваркой) это может стать проблемой. Хотя, с соседями-сварщиками вообще мало какой стабилизатор совладает. Разве что инверторный (двойного преобразования) или вообще online-UPS. И то и другое очень дорого, проще с соседом «разобраться».

Как показывает практика, срок службы мало зависит от типа стабилизатора как такового. Тут все упирается в качество электронной начинки, а следовательно в фирму-производителя. Чем авторитетнее фирма и чем больше гарантийный срок, тем дольше прослужит устройство. И, разумеется, тем дороже оно будет стоить.

А еще у электромеханического стабилизатора отсутствует раздражающее клацанье релюшками. Легкое ненавязчивое жужжание всяко приятнее на слух, чем резкие щелчки.

В целом, по совокупности характеристик, электромеханический стабилизатор более пригоден для работы в условиях квартиры, дома или дачи. Если для вас несущественна несколько более замедленная реакция электромеханического стабилизатора, выбор должен быть сделан в его пользу.

О том, какие конкретно модели выбрать, вы можете узнать из этих статей:

Как выбрать стабилизатор 220 В, какой лучше: релейный, электронный, инверторный?

Мы в СтабЭксперт.ру прекрасно понимаем, как тяжелы проблемы выбора стабилизатора или любого другого оборудования, поэтому составили подробную статью, но очень простым языком.

Зачем этот прибор? Стабилизаторы напряжения служат для поддержания номинальных параметров электропитания в сети конечного пользователя. Необходимость их применения продиктована нестабильностью работы внешних электросетей, выраженной отклонениями, либо резкими изменениями (скачками) величины питающего напряжения.

Типы современных стабилизаторов

Существуют различные типы стабилизаторов, отличающихся устройством и принципом действия, с которыми желательно ознакомиться, прежде чем приступать к выбору прибора. К основным разновидностям стабилизаторов, представленным на рынке в настоящее время, относятся следующие типы:

• электромеханические и электродинамические устройства с использованием сервопривода;
• релейные;
• электронные (тиристорные и симисторные);
• гибридные;
• инверторные.

Принцип работы стабилизаторов. В основу принципа работы первых трёх типов положен метод изменения коэффициента трансформации автотрансформатора.

Примечание. Автотрансформатор представляет собой вид трансформатора, в котором имеется только одна обмотка, различное число витков которой служат в качестве первичной и вторичной обмоток.

Плюсы и минусы разных типов стабилизаторов

Устройства с сервоприводом

В данном виде стабилизаторов, включающих в себя электромеханические и электродинамические приборы, реализовано плавное регулирование напряжения, которое осуществляется следующим образом. Часть витков обмотки автотрансформатора, намотанной на тороидальный сердечник, зачищается от изоляции с торцевой или боковой стороны сердечника, в зависимости от конструкции. На этом участке по обмотке перемещается токосъёмный контакт, через который осуществляется подключение первичной обмотки к сети питания.

Электродинамическая серия от итальянского бренда

Стабилизаторы с сервоприводом принято разделять на устройства электромеханического и электродинамического типа. Критерием разделения служит конструкция токосъёмного контакта. Стабилизаторы со скользящими контактами щёточного типа принято называть электромеханическими. К электродинамическому типу относят устройства, в которых при перемещении контакта происходит не скольжение, а качение, то есть, подвижный контакт представляет собой графитовый вращающийся ролик, который при движении сервопривода катится по обмотке. Очевидно, что никакой принципиальной разницы между электромеханическими и электродинамическими стабилизаторами не существует, поэтому данное разделение, честно говоря, выглядит не совсем оправданным.

Как работают? Нагрузка стабилизатора подключена к вторичной обмотке, имеющей фиксированное количество витков. Таким образом, при перемещении токосъёмного контакта изменяется количество витков первичной обмотки, то есть, происходит плавное изменение коэффициента трансформации. Управление движением контакта осуществляется специальным серверным электродвигателем, имеющим малую частоту вращения или оснащённым понижающим редуктором. В свою очередь, электродвигатель управляется электронным блоком, осуществляющим контроль выходного напряжения. При превышении напряжением установленной нормы, электронный контроллер формирует команду на вращение серводвигателя в направлении, соответствующем увеличению коэффициента трансформации, что приводит к нормализации вторичного напряжения. При понижении напряжения на нагрузке происходит обратный процесс. То есть, система регулирования всегда стремится к равновесному состоянию, при котором напряжение на нагрузке имеет номинальное значение.

Безусловным преимуществом электромеханических и электродинамических стабилизаторов является высокая точность стабилизации, достигающая 2 – 3 %. По этому параметру устройства с сервоприводом опережают релейные и электронные приборы.

Диапазон допустимого изменения значений питающего напряжения ограничивается за счёт того, что для токосъёма доступен только наружный слой обмотки автотрансформатора, что позволяет изменять коэффициент трансформации в ограниченных пределах. Высокая точность стабилизации, обусловлена способностью приборов с сервоприводом, плавно регулировать напряжение на выходе. Однако это свойство имеет и обратную сторону. Перемещение токосъёмного контакта происходит достаточно медленно, вследствие чего скорость реагирования электромеханических и электродинамических стабилизаторов на резкие скачки входного напряжения весьма значительно уступает аналогичным характеристикам приборов другого типа.

Среди других недостатков электромеханических и электродинамических стабилизаторов следует упомянуть:

• наличие движущихся частей, которое при прочих равных условиях снижает надёжность устройства;
• постоянно движущийся по обмотке токосъёмный контакт подвержен механическому износу и обгоранию вследствие искрения, что к тому же исключает использование стабилизаторов с сервоприводом во взрывоопасных помещениях;
• работающий сервопривод издаёт некоторый шум, что в зависимости от места установки прибора может вызывать ощущение дискомфорта.

Справедливости ради стоит добавить, что роликовый контакт электродинамических устройств существенно более устойчив к износу, чем скользящий контакт щёточного типа, поэтому, если выбор пал на стабилизатор с сервоприводом, предпочтение стоит отдать электродинамическому.

Стабилизаторы релейного типа

Этот вид регуляторов также основан на изменении коэффициента трансформации автотрансформатора. Однако в данном случае это происходит ступенчато. Регулировочная часть первичной обмотки имеет ряд выводов (отпаек), расположенных через определённое количество витков. Каждая из отпаек может подключаться к электросети нормально разомкнутыми контактами соответствующего электромагнитного реле.

Примечание. Нормально разомкнутыми называются контакты реле, находящиеся в разомкнутом состоянии при обесточенной катушке.

Как работают? Управление электромагнитными реле осуществляет контроллер, отслеживающий уровень напряжения на нагрузке и в случае его отклонения подающий напряжение на катушку реле, коммутирующего требуемую отпайку. Разумеется, в любой момент времени включенным может быть только одно реле. Ну а поскольку регулировка носит ступенчатый характер, контроллер всегда включает то реле, отпайка которого обеспечивает наиболее близкое к номиналу значение вторичного напряжения.

Стабилизаторы релейного типа уверенно превосходят электромеханические по такому показателю, как скорость реакции на резкие изменения величины питающего напряжения. Время переключения электромагнитных реле обычно не превышает 10 миллисекунд.

Однако наличие определённого количества фиксированных отпаек обмотки автотрансформатора снижает точность регулирования напряжения. Улучшить этот показатель в рамках данной конструкции можно путём увеличения количества отпаек и уменьшением числа витков между ними. Но проблема заключается в том, что с увеличением количества отводов обмотки значительно усложняется и становится громоздкой схема автотрансформатора, а если учесть, что к каждой отпайке должно подключаться индивидуальное реле, то становится понятно, что данный путь приведёт к существенному удорожанию изделия и загромождению внутреннего пространства корпуса.

К сказанному следует добавить следующее. Контакты электромагнитного реле, безусловно, более надёжны, чем токосъёмный контакт устройств с сервоприводом, тем не менее, они являются движущимися механическими частями, которым свойственны износ и обгорание.

Электронные стабилизаторы

Данный класс устройств аналогичен релейным стабилизаторам, только коммутацию отпаек осуществляют не механические контакты электромагнитных реле, а электронные ключи – тиристоры. Как и в релейных стабилизаторах, в электронных устройствах к каждой отпайке обмотки присоединён свой электронный ключ, и так же как в случае с реле, одновременно в открытом состоянии не может находиться более, чем один ключ. При использовании обычных тиристоров, имеющих одностороннюю проводимость, каждый ключ должен представлять собой два тиристора, включенных встречно – параллельно. Применение в конструкции симметричных тиристоров (симисторов) позволяет использовать в каждом ключе только один прибор. Открывание тиристора происходит при подаче электрического импульса на управляющий электрод.

Электронная серия Lider W от одноименного производителя

Электронные стабилизаторы имеют неоспоримое преимущество перед рассмотренными ранее приборами, выраженное в полном отсутствии каких либо механических контактов и движущихся частей.

Электронные симисторные стабилизаторы серии Энергия PREMIUM, читайте полный обзор.

Кроме этого, электронные устройства обладают самой быстрой реакцией на изменение напряжения, обусловленной высокой скоростью переключения электронных ключей. С другой стороны, тиристорные и симисторные стабилизаторы обладают всеми недостатками, присущими приборам, использующим ступенчатое регулирование. Возможность увеличения точности стабилизации этих устройств ограничивается техническими трудностями, связанными с увеличением числа отводов обмотки и количества электронных ключей.

Но, эти минусы ничто, в сравнении с надежностью и скоростью срабатывания. А по сочетанию цена-надежность, тиристорно-симисторное семейство вообще лидеры из всех.

Гибридные устройства

Идея создания таких стабилизаторов заключается в том, чтобы придать изделию лучшие черты, присущие приборам различного типа. Так, распространённые в настоящее время гибридные устройства совмещают в себе принципы сервоприводных и релейных стабилизаторов. В диапазоне входного напряжения, доступного для сервоприводного устройства, стабилизация осуществляется с высокой точностью, свойственной приборам этого типа.

В случаях, когда питающее напряжение выходит за рамки, доступные электромеханическому регулированию, в работу вступает релейный регулятор, который добавляет или исключает из вторичной обмотки группу витков, дополнительно изменяя таким способом коэффициент трансформации.

В результате, такие устройства обладают высокой точностью стабилизации, свойственной приборам, использующим сервопривод, и при этом способны работать в расширенном диапазоне питающего напряжения, что присуще релейным стабилизаторам.

Стабилизаторы инверторного типа

Данные устройства называют также стабилизаторами двойного преобразования. Суть преобразований сводится к следующему. Входное сетевое напряжение сначала выпрямляется, после чего поступает на вход инвертора, где вновь преобразуется в переменное, имеющее синусоидальную форму.

Модель Штиль R 1000i малой мощности

Главной частью устройства является инвертор, осуществляющий преобразование с помощью мощных IGBT – транзисторов, управляемых микропроцессорным блоком. Именно этот блок ответственен за синусоидальность выходного напряжения.

Отступление. Зачем обращать внимание на синусоидальность?

Попытаемся разобраться, почему так важна именно синусоидальная форма питающего напряжения. Дело в том, что переменное напряжение, представляющее собой периодическую функцию времени, как любая периодическая функция, в соответствии с теоремой Фурье может быть представлена как сумма синусоидальных гармонических составляющих, имеющих частоту, кратную частоте исходной функции. И только правильная синусоида не имеет таких составляющих, называемых в электротехнике гармониками.

Из сказанного следует то, что любое, даже самое малое отклонение напряжения, имеющего промышленную частоту 50 Герц от синусоидальной формы, приводит к появлению дополнительных сигналов, имеющих частоту 100 Гц, 150 Гц, 200 Гц и так далее. Указанные высокочастотные составляющие оказывают неблагоприятное воздействие на различные приёмники электроэнергии, являясь источниками паразитного излучения электромагнитных волн. По этой причине, наличие в питающем напряжении высокочастотных составляющих строго регламентируется ГОСТ путём установления норм коэффициента несинусоидальности, коэффициента n – й гармонической составляющей, коэффициентов обратной и нулевой последовательностей.

Сетевое напряжение изначально приобретает синусоидальную форму при его выработке на электростанциях ввиду базовых свойств электрических генераторов. Разумеется, любой генератор, представляющий собой физический объект, отличается от математической модели. Поэтому незначительные отклонения от синусоиды появляются уже на стадии производства электроэнергии. Далее свою лепту в ухудшение формы кривой напряжения могут вносить потребители, эксплуатирующие оборудование, создающее высокочастотные помехи, распространяющиеся по сети. Поэтому получаемое нами из сети напряжение изначально может быть в той или иной степени несинусоидальным.

Рассмотренные ранее стабилизаторы, работающие по принципу изменения коэффициента трансформации, не внося собственных искажений в форму кривой напряжения, всё же не могут исправить исходную несинусоидальность, трансформируя её и передавая нагрузке. В этом смысле инверторные преобразователи отличаются тем, что они сами формируют синусоиду. Устройства данного типа находятся на стадии совершенствования, поэтому форма выдаваемого ими напряжения постоянно приближается к идеальной синусоиде с каждой новой разработкой.

По всем остальным техническим характеристикам инверторные стабилизаторы превосходят устройства другого типа, имея более высокую точность стабилизации, значительно более широкий диапазон входного напряжения. Инверторы более компактны и легки, в первую очередь по причине того, что не имеют трансформатора.

Финальные советы

Если дочитав до данного отрезка статьи, вы не определились с выбором, то вот вам параметры от стабэксерт.ру, которые следует учитывать при выборе конкретного стабилизатора.

Мощность устройства

На это следует обратить внимание в первую очередь, вне зависимости от типа выбираемого прибора. Для определения требуемой мощности стабилизатора необходимо просуммировать электрическую нагрузку всех электроприборов, напряжение на которых предполагается стабилизировать. Значение мощности обычно указывается в паспорте электроприбора, и как правило, на прикреплённом к нему шильдике (табличке). Мощность лампы освещения указывается на её цоколе. Лучше, если мощность стабилизатора будет превышать установленную мощность электроприборов процентов на 20 – 30. Это убережет устройство от перегрузок и продлит срок его эксплуатации.

При оценке мощности следует учесть одно обстоятельство. Существует понятие полной, активной и реактивной мощности. В первую очередь нас интересует активная составляющая, измеряемая в ваттах, значение которой чаще всего и указывается на электроприборе. Однако некоторые производители стабилизаторов могут указывать полную мощность своих изделий, которая измеряется в вольт-амперах (В·А). Чтобы опять не вдаваться в теорию, для получения значения активной мощности, в этом случае можно умножить величину полной мощности на 0,9. Основная часть нагрузки бытовых потребителей носит активный характер. Реактивной составляющей обладают электрические двигатели и люминесцентное освещение.

Полезное: для вычисления мощности используйте наш калькулятор.

Тип стабилизатора

Этот выбор основывается на оценке основных характеристик рассматриваемых типов устройств и особенностях местной системы электроснабжения. Сравнивая параметры стабилизаторов различных типов, можно заметить, что выигрывая в одном качестве, прибор часто уступает в иных качествах стабилизаторам другого типа. В этом случае решающим фактором при выборе должен служить анализ параметров электроснабжения.

Например, в районах, характеризующихся устойчивыми длительными отклонениями уровня питающего напряжения в ту или иную сторону, логично сделать выбор в пользу стабилизаторов с плавной системой регулирования, имеющим сервопривод, как обладающих наиболее высокой точностью стабилизации. В такой же ситуации, но с отклонениями питающего напряжения в очень большом диапазоне, спасти положение поможет стабилизатор гибридного типа. Если же электропитание сопровождается весьма частыми и резкими скачками уровня напряжения, более надёжную защиту обеспечат стабилизаторы релейного или электронного типа.

Что касается устройств инверторного типа, то по заявляемым производителями характеристикам они являются универсальными. Главным вопросом с технической точки зрения является то, насколько близка к синусоиде реальная кривая выдаваемого этими аппаратами напряжения. Претензия к этим приборам с экономической точки зрения состоит в том, что пока они являются самыми дорогими.

Про надежность

И ещё о вопросах надёжности. Говоря о том, что электронные устройства, лишённые механических контактов и движущихся частей обладают более высокой надёжностью, мы только излагаем общую теоретическую концепцию. На практике, надёжность электронных приборов зависит от того, насколько удачным является само схемное решение, где каждый используемый компонент должен работать в рамках допустимых параметров и иметь соответствующее качество изготовления. Особенно большим потоком отказов страдают новые устройства, не прошедшие апробацию длительной эксплуатацией. Поэтому не редки ситуации, когда старые добрые механические устройства оказываются надёжнее новых электронных систем. Безусловно, это не следует принимать, как обязательное правило, эти явления скорее относятся к болезням роста. Будущее, конечно же, за электронной и микропроцессорной техникой, функциональность и надёжность которой постоянно растёт.

Выжимка. Самый сок статьи

Информация ниже, дана в «среднем», но каждая конкретная модель может выходить за рамки «среднего».

Релейные приборы: быстрее сервоприводных и шире по диапазону, но регулирование ступенчатое, т.е. на лампах накаливания могут быть видны переключения ступеней (в виде мерцания). Издают негромкие щелчки при переходе со ступени на ступень ( Редакция: СтабЭксперт.ру

Какой стабилизатор напряжения лучше

Для надёжной работы электрических устройств и бытовой техники требуется качественное питающее напряжение. В связи с ветхостью электрических сетей, превышением сезонной и среднесуточной нагрузки абонентских линий электропередач напряжение в сети падает до непозволительного уровня. Это приводит к нестабильной работе или полному выходу из строя электроприёмников потребителей.

Виды стабилизаторов

Для того чтобы поддерживать напряжение в сети при его колебаниях и скачках, требуется стабилизатор напряжения. Устройство работает так, что величина напряжения на выходе остаётся постоянной, независимо от его изменений на входе. Скорость изменения амплитуды напряжения и его разброс не влияют на качество стабилизации. Подобные аппараты, кроме напряжения, стабилизируют ток и контролируют сопротивление при росте нагрузки.

Тип стабилизации напряжения делит эти устройства на три вида:

• электромагнитные;
• электромеханические;
• релейные (электронные);

Электромагнитные стабилизаторы используют принцип магнитного насыщения и конструктивно выполнены в виде трансформатора. Трансформатор имеет две обмотки. Первичная обмотка (W1) располагается на широком сердечнике. Вторичная обмотка (W2) – на тонком стержне, находящемся в режиме магнитного насыщения. Компенсационная обмотка WK является дополнительной, у её сердечника есть воздушный зазор. Из-за зазора магнитного насыщения не наступает.

Внимание! Такой стабилизатор обладает малым КПД и низким коэффициентом мощности. Изменение частоты тока в сети даже на 1% приводит к изменению напряжения на 2-3%. Устройство слабо реагирует на быстрые скачки напряжения и создаёт электрические помехи вокруг себя.

Наиболее распространены в использовании два других типа аппаратов. Какой стабилизатор напряжения лучше релейный или электромеханический, можно понять только после того, как станут понятны их отличия.

Релейный стабилизатор

Это устройство, относящееся к классу автотрансформаторов, имеющих ступенчатое регулирование выходного напряжения. Оно осуществляется при помощи переключения обмоток (отводов) трансформатора при отклике на изменения входного напряжения.

Конструктивные особенности

На вторичной обмотке автотрансформатора выполнен ряд отводов от средней точки. Переключение при смене вывода выполняется электромеханическими реле.

Принцип действия

Регулирование осуществляется в ступенчатом режиме. Перестраивание напряжения на выходе происходит параллельно с его изменением на входе. Согласно ГОСТ 13109-97, бытовые приборы должны нормально функционировать при Uпит = 220В±10%.

При значении Uвх = 190 В на выходе релейного стабилизатора при переключении отвода будет Uпит = 228 В. Но при достижении 200 В на входе переключение обмотки будет таким, что Uпит = 218 В.

Важно! Такая особенность ступенчатого регулирования исключает наличие на выходе 220 В стабильно. Если стабилизатор, заявленный как «релейный», постоянно показывает на своём дисплее значение Uпит = 220 В, значит, эти данные нереальные. Производителем заложено некорректное отображение информации, рассчитанное на обман покупателя.

Достоинства устройства

Если перечислять положительные моменты работы такого аппарата, то нужно начинать с главного – скорости стабилизации. У этого типа устройств она начинается от 25 мс. Так указано в технических характеристиках, в режиме реальной эксплуатации она лежит в интервале 0,09-0,15 с. Важно то, что она зависит от точности стабилизации, а не от величины значения скачков напряжения.

К следующим плюсам этого вида устройств можно отнести:

• скромные габариты;
• длительное время допустимых перегрузок и возможность выдерживать двукратные перегрузки до 4-5 с.;
• форма выходной синусоиды не чувствительна к изменениям входной частоты и напряжения;
• низкий уровень шумов;
• температурный рабочий режим в пределах от -20 ºС до +40 ºС;

Большой рабочий ресурс и невысокая стоимость выделяют этот тип стабилизаторов, по сравнению с другими разновидностями.

Недостатки релейного стабилизатора

Принцип работы – есть главный недостаток. Ступенчатое регулирование, при всём его быстродействии, визуально заметно. Во время стабилизации, при просадках или скачках напряжения, не только слышен звук переключающихся реле, но и происходит заметное глазу изменение яркости нитей накала ламп.

Ещё один минус – чем точнее регулирование напряжения, тем больше нужно выполнить на трансформаторе обмоток и увеличить число ступеней. Это значит, что при отработке всплеска напряжения увеличится время переключения на нужную ступень. К тому же это влечёт за собой удорожание оборудования.

Информация. Электронные ступенчатые устройства отличаются от релейных только способом переключения отводов. В электросхемах вместо реле применяются бесконтактные электронные полупроводниковые элементы: тиристоры и семисторы. Это повышает скорость переключения, убирает шум работы реле и увеличивает срок службы за счёт отсутствия износа механических частей.

Электромеханический стабилизатор

Аппараты такого типа состоят из вольтодобавочного трансформатора и электромеханического привода, который перемещает щёточный контакт по выводам обмотки. Управление приводом автоматическое, согласно заданному уровню напряжения на выходе.

Классификация

Если провести небольшую классификацию, то пунктов всего несколько. Эти устройства в основном делятся на аппараты:

• однофазные и трёхфазные (220 В или 380 В);
• по месту установки (настенные или напольные);
• по способу крепления (вертикально или горизонтально).

Однофазные конструкции используются в небольших офисах и домашних сетях. Вторые применяют для стабилизации питания сетей переменного тока с линейным напряжением 380 В. Это производственные помещения и, возможно, большие частные дома, куда подведены все три фазы от линии электропередачи.

Преимущества и недостатки

Основные плюсы подобных устройств:

• входной диапазон напряжений – 130-260 В;
• напряжение на выходе устойчиво по всем параметрам;
• 200% перегрузка в течение 10-15 с. не выводит аппарат из строя;
• абсолютная бесшумность работы;
• пониженная чувствительность к искажениям параметров входного напряжения.

Последний пункт позволяет использовать такие устройства для обеспечения производственного процесса на предприятиях.

Список недостатков невелик, к ним относятся:

• механический контакт между обмотками и щёткой привода со временем нуждается в замене;
• скорость регулирования невысокая (полсекунды Uвых изменяется всего на 10%);
• при температуре ниже -5ºС эксплуатировать прибор не рекомендуется.

Информация. Добавление изготовителями двух щёток на стабилизатор значительно увеличивает время переключения в момент просадки напряжения, но это приводит к удорожанию изделия.

Советы по выбору стабилизатора

Многообразие видов стабилизаторов, представленных на рынке сбыта, не то, что упрощает процесс выбора, даже его усложняет. Бытовые приборы не придирчивы к небольшим скачкам напряжения в сети. Но газовый котёл, отапливающий жильё, без этого устройства обойтись не может. И электронная начинка, и электромеханические компоненты котла могут надёжно работать только при устойчивых характеристиках питающего напряжения. Если позволяют средства, то электромеханический тип устройства – наиболее подходящий выбор для сложного оборудования.

Несмотря на разнообразие типов стабилизаторов напряжения есть несколько нюансов, на которые следует обратить внимание.

При выборе стабилизатора необходимо уточнить страну производителя и внимательно изучить характеристики. У дешёвых приборов китайского производства они могут быть занижены. Поэтому при покупке нужно останавливать выбор на моделях, имеющих запас 20-35% по мощности.

Дальше, при выборе, надо ориентироваться на следующие критерии:

• минимальная мощность устройства (зависит от максимального количества одновременно работающих бытовых приборов): для средней квартиры – 7,5 КВА, для частного дома – не менее 22 КВА;
• минимальное входное напряжение (если оно постоянно занижено, то нижний предел регулирования должен начинаться от 140 В);
• КПД прибора – от 90%;
• точность стабилизации – нужно выбирать ближе к 5% (максимум 8%);
• вид установки при монтаже (зависит от конструкции и места);
• класс электробезопасности (степень защиты) – не ниже IP24.

Правильно подобранный и установленный стабилизатор напряжения повысит надёжность работы бытовой техники и электроприборов, избавит от плохого качества освещения и защитит от перегрузки комнатной проводки. Выбрать по принципу «доступное качество по доступной цене» легко, понимая, как работают различные системы стабилизации напряжения в сети.

Видео

Какой стабилизатор лучше: релейный, электромеханический или электронный?

На этот вопрос ответить однозначно, просто невозможно. У каждого типа стабилизатора есть свои плюсы и минусы, кроме того многое зависит от области применения. Более того конкретная модель в определённых условиях будет работать некорректно и не даст желаемого результата.

Помочь сделать правильный выбор помогут технические характеристики различных типов стабилизаторов, а так же рекомендуемая сфера применения.

Релейный стабилизатор

Этот стабилизатор относится к трансформаторному типу. Основным элементом устройства является тороидальный трансформатор, который иногда называется катушкой вольтодобавки. Этот узел представляет собой металлический сердечник из стали или пермаллоя, на который намотана катушка из медного провода, достаточно большого диаметра. Конструктивно катушка разделена на отдельные сегменты, каждый из которых имеет отвод.

Релейный стабилизатор напряжения работает следующим образом. Пока напряжение сети соответствует номиналу и находится в допустимых пределах, оно передаётся потребителю напрямую. Как только плата управления зафиксирует отклонение напряжения, она подключает реле, которое изменяет коэффициент трансформации, подключая соответствующие секции. В результате, напряжение на выходе устройства, всегда находится в допуске.

Характеристики и сфера применения

Релейный стабилизатор обладает целым рядом преимуществ, которыми определяется его большая популярность:

• Низкая стоимость
• Работа в широком диапазоне нагрузок
• Устойчивость к перегрузкам
• Хорошая форма напряжения на выходе

Некоторые модели релейных стабилизаторов могут стоить в диапазоне 1500-2000 рублей. Это намного дешевле стоимости стабилизаторов другого типа. Работа данного устройства мало зависит от величины нагрузки. Стабилизатор этого типа способен выдерживать даже двукратные перегрузки, правда в течение непродолжительного времени.

Определённые недостатки в некоторых случаях могут ограничивать применение этого устройства:

• Невысокая надёжность
• Большая погрешность
• Режим мерцания

Надёжность стабилизатора определяется сроком службы реле, контакты которых подгорают, что требует их замены. В отдельных случаях погрешность напряжения на выходе может превышать 10%.

В момент переключения реле, на 15-20 мс происходит обрыв фазы, что вызывает мерцание осветительных приборов и другие неприятные вещи, связанные с эксплуатацией бытовой электронной аппаратуры.

В целом, каких либо ограничений на использование релейного стабилизатора нет, за исключением невысокой точности и прерывистого режима работы.

Электромеханический стабилизатор

Основу стабилизатора этого типа составляет автотрансформатор, обмотка которого не имеет отводов. Он имеет тороидальную конструкцию. В нижней части трансформатора установлен низковольтный серводвигатель. На его роторе закреплён ползунок с графитовой щёткой. По аналогии с релейным стабилизатором, в этом устройстве так же имеется плата контроля и управления.

Электромеханический стабилизатор напряжения работает следующим образом. Изменение напряжения сети измеряется схемой сравнения, которая фиксирует отклонение от номинала в большую или меньшую сторону. Плата управления вырабатывает сигнал на серводвигатель, который перемещает свой ротор на определённый угол.

В результате, контакт ползунка увеличивает или уменьшает напряжение на выходе. Как только напряжение на входе приходит в норму, серводвигатель снова срабатывает, поэтому если сеть нестабильна, перемещение ползунка с контактом происходит постоянно.

Преимущества и недостатки

Электромеханические стабилизаторы могут быть использованы в быту, на производственных объектах, в некоторых медицинских и общеобразовательных учреждениях. Именно электромеханические системы работают в промышленных стабилизаторах большой мощности, которая может достигать 1,5-2,0 МВт. Приборы этого типа имеют свои достоинства и недостатки.

К достоинствам относятся:

• Высокая точность регулирования;
• Чистый синусоидальный сигнал;
• Способность к перегрузкам;
• Возможность работы в условиях низкого напряжения.

Высокая точность достигается плавной регулировкой при отсутствии дискретных переключающих элементов. Напряжение снимается непосредственно с обмотки трансформатора, который не вносит никаких искажений. Электромеханический стабилизатор допускает кратковременные десятикратные перегрузки. Прибор допускает работу при постоянно низком напряжении, которое может быть 120-140В.

• Медленная скорость коррекции;
• Необходимость в техническом обслуживании;
• Пожароопасность.

Низкое быстродействие может привести к выходу из строя какой-либо электронной аппаратуры, когда стабилизатор не успеет отработать резкий бросок напряжения. Графитовые щётки могут стираться, что требует их замены, а пыль, попадающая под контакт, может привести к возгоранию самого стабилизатора.

Электронный стабилизатор

Электронным этот стабилизатор называется поскольку в его конструкции отсутствуют любые механические или электромеханические элементы. Вся схема устройства собрана на полупроводниковых элементах.

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.

Часто в описаниях тиристорных и симисторных стабилизаторов можно прочесть, что они не искажают сигнал на выходе, так как коммутация выполняется в момент перехода синусоиды через ноль. Может быть, у супердорогих моделей с мощными процессорами это так. Практика показала, что электронные стабилизаторы прилично ломают синусоиду, что так же нужно учитывать при выборе устройства.

Стабилизаторы компании «Энергия»

Кроме типа стабилизатора, при его выборе, следует так же обращать внимание на производителя. Одной из ведущих компаний на рынке электрического оборудования является компания «Энергия». Кроме того, что ассортиментный ряд стабилизаторов очень широк, вся продукция полностью адаптирована к российским энергетическим сетям, что отсутствует у большинства зарубежных производителей.

Компания производит релейные, электромеханические и электронные модели, кроме того имеется линейка гибридных моделей, которые совмещают в себе два типа стабилизаторов. Это заметно расширяет возможности их применения. Стабилизаторы выпускаются на мощности от 500 до 30 000 Вт и отличаются отличным качеством и высокой надёжностью.

Какой лучше выбрать?

Чтобы решить, какой стабилизатор напряжения лучше релейный или электромеханический следует точно знать параметры сети. Для этого можно использовать тестер и провести ряд измерений. Если напряжение в пределах определённого времени изменяется быстро и часто, а нагрузка такого типа, что это может ей повредить, то лучше выбрать релейный стабилизатор. Тем более что он стоит недорого. Если изменения незначительны, а нагрузке нужна высокая точность, то электромеханический стабилизатор будет лучшим выбором.

Несколько сложнее решить, какой стабилизатор напряжения лучше — релейный или электронный? Принцип действия у них одинаковый, только электронный стоит дороже. Здесь важным могут быть условия эксплуатации и надёжность. Для работы в условиях холода нужно предпочесть электронный стабилизатор, а если электроника оборудования чувствительна к форме напряжения, то лучше отдавать предпочтение инверторным или релейным стабилизаторам.

Выбираем стабилизатор напряжения для частного дома

В современных частных домовладениях количество электроприборов увеличивается в соответствии с ростом потребностей хозяина. Холодильник, плита и духовой шкаф, телевизор, стиральная машина, пылесос, компьютеры, чайник — это ставшие уже привычными потребители электричества. А еще посудомоечная машина, мультиварка, хлебопечка, кофемашина — список пополняется с каждым днем. Нагрузка на электрические сети растет, особенно за чертой города, в дачных или коттеджных поселках, где перепады напряжения в сети являются обычным явлением. Защитить сложную и дорогую электронику от таких скачков поможет стабилизатор напряжения.

Виды стабилизаторов напряжения: краткий ликбез для домовладельца

Стабилизатор напряжения — это электронный или электромеханический прибор, преобразующий входную электрическую энергию и позволяющий поддерживать в сети напряжение в определенных пределах при больших изменениях входного напряжения и выходного тока нагрузки.

Таким образом, стабилизатор является неким переходником между источником тока и всем электрооборудованием в доме. Стабилизатор держит под постоянным контролем выходное напряжение и при необходимости регулирует его до оптимальных значений. Лучшие стабилизаторы напряжения для дома являются автоматическими и не требуют вмешательства человека в их работу.

Стабилизаторы напряжения (220 В) для дома бывают сетевыми и магистральными.

• Сетевые рассчитаны на отдельные устройства и подключаются к обычной розетке.
• Магистральные стабилизаторы используются для питания всех энергопотребляющих устройств в помещении, включая осветительные приборы. Они подключаются непосредственно к электромагистрали. Мощность этих приборов обычно превышает 4 кВт.

Бытовые стабилизаторы напряжения для дома решают две основные задачи:

• понижение повышенного напряжения или, наоборот, повышение пониженного до значения 220–230 В;
• отключение питания в случае значительных перепадов в сети: ниже 160 или выше 255 В;

Выбор стабилизатора напряжения для дома или дачи следует начинать с изучения типов стабилизаторов.

Релейные стабилизаторы (например, «Ресанта»)

Эти стабилизаторы, также называемые ступенчатыми, очень широко используются в быту. Они имеют довольно высокую точность регулирования и при этом относительно низкую цену. Принцип работы релейного стабилизатора основан на переключении обмоток трансформатора с помощью специального силового реле, работающего в автоматическом режиме. Реле могут быть расположены как в плате, так и в корпусе стабилизатора. В процессе работы анализируется напряжение на входе и на выходе, и при необходимости подается команда на включение определенного реле, отвечающего за повышение или понижение напряжения.

Преимущества релейных стабилизаторов:

• небольшие габариты;
• широкий диапазон регулирования входящего напряжения;
• возможность длительной перегрузки (110 % от номинальной) и кратковременной двукратной (до 4 секунд);
• широкий температурный режим, от –20 до +40° С;
• низкая чувствительность к искажениям входного напряжения;
• бесшумность;
• длительный срок работы — до 10 лет.

Основной недостаток — именно ступенчатая стабилизация, поскольку при переходе с обмотки на обмотку может наблюдаться изменение освещенности в лампах накаливания.

Электронные (например, «Штиль»)

Эти стабилизаторы состоят из двух частей: силовой и управляющей. В силовой части однофазного стабилизатора находятся два параллельных тиристора (полупроводника с двумя устойчивыми состояниями), трехфазного — шесть, по два на каждую фазу. Управление ими может осуществляться в одном из двух режимов:

• с пропуском периодов, при котором тиристоры включаются и выключаются в определенное время;
• фазно-импульсный, когда изменение проводимости происходит в среднем сто раз за секунду.

Электронные стабилизаторы отличаются следующими преимуществами:

• высокая точность регулирования напряжения;
• сохранение мощности в режиме стабилизации;
• отсутствие задержек, требующихся на регулирование;
• бесшумность.

Среди недостатков можно отметить большие габариты, вес и высокую цену.

В частных домах и на даче для корректировки напряжения используют бытовые электронные стабилизаторы. С их помощью можно защитить отопительный котел и бытовые электроприборы, такие как холодильник, чайник, микроволновка.

Электромеханические стабилизаторы(например, ORTEA)

В устройствах этого типа в схему входит автотрансформатор, расположенный в первичной обмотке вольтдобавочного трансформатора. Регулирование электромеханических стабилизаторов осуществляется при помощи поворотного графитового щеточного контакта с сервоприводом. В зависимости от мощности и назначения их можно использовать в качестве сетевых или магистральных.

Главными преимуществами электромеханических стабилизаторов являются:

• широкий диапазон входных напряжений (130–260 В);
• работа без искажения выходного напряжения;
• устойчивость к перегрузкам;
• низкая чувствительность к входным помехам и искажениям напряжения, формы и частоты тока;

Недостатки стабилизаторов этого типа — неспособность работать в условиях низких температур и невысокая скорость стабилизации. При срабатывании сервопривода возникает характерный шум, длящийся, как правило, доли секунды. Чем выше мощность стабилизатора, тем большим шумом сопровождается его работа.

Как подобрать оборудование: ключевые характеристики

Практически все виды стабилизаторов пригодны для бытового использования. Чтобы окончательно определить, какой именно стабилизатор напряжения выбрать для частного дома, дачи или коттеджа, необходимо знать ключевые характеристики приборов и их соответствие конкретным потребностям.

Фазность

Стабилизаторы бывают однофазными и трехфазными. Обычные бытовые приборы работают от однофазной сети 220 В. В некоторых случаях требуется сеть 3х380 В для питания электрических печей, насосов или сварочных аппаратов. Для дома, где не предусмотрено использование такого оборудования, подойдет однофазный стабилизатор на 220 В.

Мощность

При выборе стабилизатора следует учитывать суммарную мощность подключаемых к нему приборов. Обычно суммарная мощность указывается в паспорте изделий. Нельзя забывать и о том, что приборы, имеющие электродвигатель, в момент запуска потребляют количество энергии, в несколько раз превосходящее их номинальную мощность. Поэтому итоговая допустимая для стабилизатора мощность должна превосходить суммарную в 3–5 раз, иначе при включении оборудования каждый раз будет срабатывать защита.

При выборе мощности необходимо учитывать характер нагрузки.

Активная нагрузка

Приборы, преобразующие электрическую энергию в освещение и тепло, такие как все лампы накаливания, утюги, электроплиты, нагреватели, — это приборы с активной нагрузкой. Единица измерения активной нагрузки — кВт, при выборе стабилизатора для таких приборов поправочные коэффициенты не требуются. Если суммарная активная мощность равна 1кВт, то достаточно будет установить стабилизатор с аналогичной мощностью.

Реактивная нагрузка

Так называемую реактивную мощность потребляют емкостные или индуктивные приборы, такие как электродвигатели или устройства с конденсаторными батареями. Полная мощность подобных устройств складывается из активной и реактивной и измеряется в кВА.

При выборе стабилизатора для приборов подобного типа из полной мощности выделяют активную, умножив полную мощность в кВА на значение косинуса фи, указываемое в паспорте устройства. Если этот показатель не указан, то за его среднее значение принимается 0,7.

Запас мощности

Для увеличения срока службы стабилизатора желательно предусмотреть запас мощности около 20%. Режим работы устройства будет при этом более щадящим, а при необходимости к нему можно будет подключить дополнительные приборы.

Диапазон стабилизируемого напряжения

На всех стабилизаторах указывается рабочий диапазон напряжения. Рабочий диапазон — это значение напряжения на входе, при котором стабилизатор способен корректировать выходное напряжение. Если напряжение на входе превышает это значение, стабилизатор отключит все приборы. Обычный рабочий диапазон для стабилизаторов, используемых для частных домов и коттеджей, — 130–270 В.

Чтобы определить необходимый рабочий диапазон бытового стабилизатора напряжения для дачи или дома, нужно проводить контрольные замеры входящего напряжения в сети в течение нескольких дней. Желательно делать это утром и вечером, когда нагрузка на сеть особенно велика, обязательно включив максимальное количество приборов-потребителей. Крайние значения, полученные по результатам замеров, и будут рекомендуемым рабочим диапазоном стабилизатора.

Обязательно нужно учесть, что по сути стабилизатор обладает двумя диапазонами. Первый тип — входное напряжение находится в пределах, при которых выходное напряжение составляет 220 В плюс-минус 5%. Второй тип — предельный диапазон, он возникает, когда входное напряжение значительно изменяется, а выходящее меняется в пределах 15–18%. Этот диапазон — последняя ступень перед отключением всех приборов. Долго работать в таком режиме стабилизатору вредно, но при кратковременных перепадах это вполне допустимо.

Точность стабилизации

Под точностью стабилизации понимают максимальное отличие в меньшую или большую сторону выходного вольтажа от номинала. Точность стабилизации выбранного аппарата не может быть меньше, чем требования к питающему напряжению каждого из подключенных к нему приборов. В том случае, если у этих приборов различные требования по напряжению, то необходимо взять за основу минимальное значение или подключить технику к разным стабилизаторам. Большинство бытовых электроприборов способно работать при точности стабилизации 220 В ± 5–7%. Однако осветительные приборы требуют точности не более 3%, поскольку недостаточная точность выходного напряжения приводит к изменению интенсивности освещения в случае перепадов во входной сети.

Способ установки

По способу установки все стабилизаторы делятся на настенные и напольные. При выборе места нельзя забывать, что стабилизатор при работе нагревается и его вентиляторы должны иметь возможность свободно работать. Вредное воздействие на стабилизатор оказывают влажность, пыль, высокая или низкая температура. Нельзя устанавливать его в сырых подвальных или чердачных помещениях.

Оптимальным местом для установки магистрального стабилизатора напряжения для дачи и дома будет точка рядом с распределительным щитком в коридоре или сухой кладовке.

Наличие информационного дисплея

Некоторые модели стабилизаторов оснащены информационным дисплеем, фиксирующим все показатели работы: входное и выходное напряжение, величина нагрузки, сообщение об аварии и причинах ее возникновения (в стабилизаторе, в сети, в нагрузке).

Чтобы не перегрузить стабилизатор, к нему рекомендуется подключать только те приборы, работа которых действительно требует постоянных значений напряжения:

• телевизор;
• компьютеры и оргтехника;
• устройства связи;
• холодильник;
• осветительные приборы.

Бытовые нагревательные приборы, оборудованные ТЭНами, к стабилизатору подключать нецелесообразно, поскольку они могут функционировать и при нестабильном напряжении. Это же касается и приборов с высокими пусковыми токами (насосы, сварочные аппараты), которые при включении способны вызвать срабатывание защиты в стабилизаторе и обесточивание всей сети.

Обзор брендов бытовых стабилизаторов

ORTEA

Итальянская фирма, с 1969 года является одним из мировых лидеров в сфере производства стабилизаторов напряжения. Офисы компании имеются во всех крупных странах мира. В России ORTEA представлена 700 офисами в разных городах. В линейке продукции фирмы однофазные стабилизаторы серий GEMINI (20 кВА), VEGA (до 25 кВА), ANTARES (до 135 кВА) и трехфазные AQARIUS (до 60 кВА), ORION (до 250 кВА), ORION Plus (до 1250 кВА) и уникальный стабилизатор SIRUS New мощностью до 6000 кВА. Стабилизаторы компании могут работать при низких температурах. Гарантия на все модели — 2 года, при этом предоставляется 3 года бесплатного сервиса.

Одна из популярных моделей компании — ORTEA VEGA 1. Однофазный электродинамический стабилизатор напряжения с входным диапазоном от 176 до 253 В. Время регулирования 16 мс/В, мощность нагрузки 1 кВА. Габариты аппарата 280х430х260 мм, вес 16 кг. Цена — 37 944 рубля.

«Бастион»

Российская компания «Бастион» производит более 300 серийных изделий, включая стабилизаторы напряжения. Отличительная черта компании — наличие собственного конструкторского бюро, что позволяет полностью осуществлять весь цикл производства, от разработки до выпуска. Предприятие имеет 68 патентов и авторских свидетельств на собственную продукцию. В России работает 6 фирменных магазинов и 56 сервисных центров компании. «Бастион» выпускает стабилизаторы серии Teplocom и Skat. На ряд приборов дается пожизненная гарантия.

Релейный стабилизатор «Бастион» Teplocom ST — 555 имеет мощность 0,555 кВт, диапазон входных напряжений 145–260 В, время регулирования до 20 мс, габариты 130х70х85, вес 1,8 кг. Цена — 3700 рублей. Этот стабилизатор подойдет для защиты газового котла в частном доме или коттедже.

«РЕСАНТА»(производятся в Китае)

По данным интернет-агентства MegaResearch, компания «Ресанта» в 2014–2015 гг. являлась лидером на рынке сварочного оборудования и стабилизаторов напряжения. Сервисные центры фирмы находятся во всех крупных городах страны. В ассортименте компании однофазные цифровые и электромеханические стабилизаторы серии АСН, стабилизаторы пониженного напряжения СПИ, бытовые однофазные серии С и трехфазные серии АСН различной мощности.

Релейный стабилизатор «Ресанта» АСН — 2000 Н/1-Ц Lux имеет мощность 1 кВА, диапазон входных напряжений 140—260 В. Время регулирования до 7 мс/В, размеры 206х133х230, вес 4 кг. Цена — 3500 рублей.

«Штиль»

Компания «Штиль» занимает одно из ведущих мест в производстве стабилизаторов. Основными направлениями деятельности компании является разработка и выпуск установок электропитания постоянного тока, инверторов, комбинированных источников питания переменного тока.

Стабилизаторы выпускаются в двух сериях: «Матрикс», мощностью от 0,5 кВА до 2 кВА, и инверторные стабилизаторы напряжения для дома «ИнСтаб». Преимуществами инверторных моделей являются безразрывное переключение, корректор коэффициента мощности и фильтрация входных помех. Кроме того, у них более широкий диапазон входного напряжения, а точность стабилизации не превышает 2%.

Инверторный стабилизатор «Штиль ИнСтаб 500» имеет мощность 0,5 кВА, диапазон входного напряжения от 90 до 310 В, время регулирования 0 мс/В. Размеры стабилизатора 237х142х71 мм, вес 2 кг. Цена — 6396 рублей.

Итак, по итогам нашего обзора можно сделать следующие выводы:

• Для квартиры или частного дома лучше всего подойдет электронный стабилизатор, гарантирующий защиту всем дорогим электроприборам.
• При небольших перепадах в сети и отсутствии особо ценной аппаратуры можно использовать электромеханический.
• Для загородного дома или дачи, где может потребоваться насос или сварочный аппарат, — релейный.
• Для питания современных отопительных котлов — только электронный стабилизатор.

Какой стабилизатор напряжения лучше: основные виды и их особенности

Для стабилизации напряжения используется целый ряд устройств, работающих на разных технических принципах. Несмотря на конструкцию, стабилизаторы должны выполнять одну функцию – обеспечивать потребителя качественным напряжением, не зависящим от колебаний сети. В критических ситуациях домашние стабилизирующие устройства должны автоматически и очень быстро отключать нагрузку от сети и сами отключаться во избежание аварии.

Содержание:

Какие бывают стабилизаторы

Стабилизация напряжения может быть реализована различными способами.

По конструкции стабилизирующие устройства можно разделить на две группы:

• Электромеханические устройства;
• Электронные устройства;

К первой группе относятся стабилизаторы с серводвигателем. Ко второй группе относятся следующие приборы:

• Релейные стабилизаторы;
• Устройства на полупроводниковых ключах (тиристоры, симисторы);
• Приборы с двойным преобразованием;
• Феррорезонансные стабилизаторы.

Каждое устройство обладает определёнными достоинствами и недостатками. Они хорошо заметны при сравнении технических параметров, поэтому для выбора конкретной модели нужно знать принцип работы каждого стабилизатора для дачи или дома.

Стабилизатор с релейным переключением

Релейный стабилизатор напряжения выравнивает сетевое напряжение путём коммутации обмоток силового трансформатора. Принцип его работы крайне прост. Входное напряжение поступает на первичную обмотку силового трансформатора и одновременно на плату контроля и управления. Вторичная обмотка разделена на одинаковые секции и число витков в ней больше, чем в первичной. То есть трансформатор в случае необходимости может повышать или понижать подаваемое напряжение. Плата управления включает в себя выпрямитель, контроллер и транзисторные ключи, управляющие электромагнитными реле.

Если напряжение сети отклонилось от номинала на определённую величину, контроллер через транзисторный ключ включает реле. Оно своими контактами изменяет коэффициент трансформации, то есть переключает вторичную обмотку на повышение или понижение. В результате напряжение на выходе постоянно удерживается в допуске, но оно никогда не будет равно 220В, поскольку, переключая секции обмотки, устройство допускает ступенчатое, а не плавное изменение напряжения. Но чем большее количество реле применяется в схеме устройства, тем выше его точность.

Релейный стабилизатор обладает следующими положительными качествами:

• Хорошая скорость переключения;
• Большой интервал входных напряжений;
• Неискажённая форма напряжения;
• Доступная цена.

Недостатки релейного устройства:

• Ступенчатое переключение;
• Низкая точность;
• Шум при работе;
• Возможное подгорание контактов.

Релейные стабилизаторы так же имеют ограничение по мощности, что определяется невозможностью контактов реле коммутировать слишком большие токи.

Выбор производителя. При выборе стабилизатора напряжения также обращайте внимание на производителя. Например, много стабилизаторов напряжения якобы отечественных марок производятся в Китае, и имеют завышенные показатели, отличающиеся от реальности. Но есть и те, которые отличаются своей надежностью и хорошим сроком службы. В качестве положительного примера можно привести стабилизаторы от компании «Энергия», которые пользуются большой популярностью среди покупателей, и имеют множество положительных отзывов, которые легко можно найти на страницах в интернете. Весь ассортимент вы можете найти на сайте официального представителя компании по этой ссылке.

Стабилизатор с серводвигателем

Электромеханический стабилизатор напряжения так же, как и релейный, работает с использованием силового трансформатора. В устройстве имеется плата контроля, но она управляет регулировкой не с помощью реле, а выбирает угол поворота серводвигателя. На его оси установлена каретка с угольным роликом или щёткой, которая перемещается по обмотке силового трансформатора. Пропорционально углу поворота изменяется напряжение на выходе.

Устройство обеспечивает очень точную установку выходного напряжения, но скорость выравнивания напряжения очень низкая. Приведем небольшой пример. Если напряжение сети будет меньше определённого предела, импульсный блок питания персонального компьютера может на доли секунды отключиться и пока серводвигатель перемещает контакт чтобы повысить напряжение, компьютер уйдёт в перезагрузку. Таким образом, можно потерять важные данные.

Главным недостатком электромеханического стабилизатора считается необходимость регулярного обслуживания. Пыль и грязь, попадающие под движущийся контакт, могут подгорать или вызывать появление искр, поэтому электромеханические стабилизаторы нельзя применять там, где используется газовое оборудование.

К преимуществам сервоприводного стабилизатора можно отнести следующие параметры:

• Высокая точность установки;
• Большой интервал входных напряжений;
• Низкая цена.

Но критичные особенности сервоприводных стабилизаторов – медленное выравнивание напряжения, шум при работе и необходимость регулярного обслуживания, существенно снижают область их применения.

Релейный или электромеханический

Определить, какой стабилизатор лучше, релейный или электромеханический, достаточно сложно. Если для потребителя важна высокая точность установки, а изменения в сети происходят нечасто и в небольших пределах, то оптимальным вариантом будет применение электромеханического стабилизатора. Здесь главным критерием выбора будет точность и невысокая стоимость. Релейный стабилизатор обеспечивает очень хорошую скорость срабатывания, но при этом точность установки напряжения на выходе будет не такой высокой.

Сетевое напряжение, поступающее в жилые дома, регламентируется стандартом, при котором отклонение от 220В должно составлять не более ± 10%. При этом некоторые бытовые устройства допускают нормальную работу с отклонениями сети от номинала до 15% так, что напряжение, на выходе релейного стабилизатора, изменяющееся в пределах 198-242 вольта, можно считать нормой.

Скорость переключения обмоток трансформатора релейного стабилизатора составляет 15-20 мс, что вполне нормально для большинства бытовых электронных устройств. Стоимость релейного стабилизатора невысока, а срок его службы обычно соответствует сроку службы реле, равному числу срабатываний, которое в большинстве случаев превышает 1 000 000.

Электронный стабилизатор напряжения

К этой группе относятся тиристорные или симисторные устройства для выравнивания напряжения, а так же приборы, использующие двойное преобразование или инверторы. Феррорезонансные стабилизаторы уже давно не используются для питания домашней техники, и могут применяться только на производстве.

Электронный стабилизатор напряжения, выполненный на полупроводниковых ключах, работает на том же принципе, что и релейный прибор, только в качестве коммутирующих элементов в нём используются тиристоры или симисторы.

По сути, эти полупроводниковые приборы представляют собой электронные реле, управляемые напряжением. Они так же переключают обмотки трансформатора по аналогии с реле. Вместо реле в электронном стабилизаторе используется два тиристора или один симистор. Отсутствие механических деталей обеспечивает длительный срок службы, а возможность полупроводниковых приборов коммутировать большие токи позволяет таким устройствам работать с мощными нагрузками.

Недостатки тиристорных стабилизаторов:

• Сильно искажённая форма напряжения на выходе;
• Высокая стоимость;
• Невысокая точность.

Самым перспективным классом электронных стабилизаторов можно считать устройства, работающие с двойным преобразованием сетевого напряжения. Кроме высокой цены, они не имеют серьёзных недостатков. При решении вопроса, какой стабилизатор лучше релейный или электронный, предпочтение отдаётся инверторном устройству, полностью собранному на полупроводниках, если цена не играет существенной роли.

Такой прибор обладает рядом преимуществ перед другими моделями:

• Мгновенная скорость обработки любых изменений;
• Отличная точность коррекции;
• Гладкая синусоида на выходе;
• Большой диапазон входных величин;
• Поддержка стабильной частоты.

Единственное, что очень важно для данной конструкции – это охлаждение мощных полупроводниковых приборов. Для этого в стабилизаторе предусмотрен малошумный вентилятор. Также подобные устройства имеют очень высокую цену, поэтому если это является решающим моментом при выборе, то лучше всего отдавать предпочтение релейным стабилизаторам, как наиболее практичному варианту для применения в самых различных областях, а в особенности в быту.

Отечественные стабилизаторы напряжения

На рынке отечественных электротехнических устройств одним из безусловных лидеров является компания «Энергия». В числе её продукции имеются линейки стабилизаторов напряжения. Это сервоприводные New Line, релейные Voltron и тиристорные Classic, а так же Hybrid, в которых используется электромеханический и релейный принцип стабилизации, в зависимости от значения напряжения в сети.

Стабилизаторы рассчитаны на мощность от 500 Вт до 30 кВт и на большой диапазон колебаний сетевого напряжения. Все стабилизаторы «Энергия» имеют электронную систему защиты по всем параметрам, а некоторые устройства оборудованы информационным дисплеем.