Необходимость стабилизаторов напряжения

Частое мигание ламп освещения, надсадная работа холодильника, сбои компьютеров – такие явления не редкость для малонаселенных пунктов, деревень и дачных поселков. Системы электро-коммуникаций не всегда способны своевременно отреагировать на резкое увеличение или уменьшение нагрузки сети. В таком случае собственный стабилизатор напряжения становится единственным гарантом нормальной работоспособности электрооборудования.

Зачем и когда нужен стабилизатор напряжения

По пути от электростанции к розетке потребителя электроэнергия претерпевает множественные изменения. Большое количество промежуточных пунктов, некачественные линии, подверженность внешним факторам негативно отражаются на ее параметрах, наиболее важными из которых являются амплитуда, частота и плавность синусоиды. При значительном количестве потребителей оконечные трансформаторы не всегда способны справиться с внезапно изменившейся нагрузкой. Результатом становятся всплески, повышенное или заниженное напряжение.

Этот факт отрицательно сказывается на работоспособности оборудования и аппаратуры, питаемой от сети переменного тока. Результатом становятся перегоревшие лампочки и вышедшая из строя бытовая техника. Больше всего страдает электроника, чувствительно реагирующая на малейшие перепады питания. В таких случаях обязательно нужен стабилизатор напряжения, который будет автоматически поддерживать напряжение в определенном диапазоне, независимо от входящих параметров и используемой нагрузки. При повышении амплитуды на входе оно автоматически понижается, а при пониженных показателях – поднимается. Если прибор не в состоянии обеспечить требуемые показатели электрического тока, он отключает сеть. Помимо амплитуды, устройство контролирует равномерность синусоиды. В зависимости от типа и особенностей стабилизаторы реагируют как на резкие всплески напряжения, так и на длительные изменения.

Виды

Стабилизаторы разнятся по множеству параметров. Они делятся на промышленные и бытовые, накопительные и корректирующие, однофазные и трехфазные, отличаются схематически и по способу установки.

В быту наиболее распространенными являются однофазные устройства, рассчитанные на работу с напряжением 220 В. Эти приборы – неизменные спутники жителей сельской местности, где острее всего ощущаются проблемы со стабильностью электросети.

Феррорезонансные

Приспособления вошли в обиход в 60-х годах прошлого столетия и нередко применяются сейчас. В их схему включены трансформаторы, дроссели, конденсаторы. Работа приборов основана на принципе насыщения сердечников из ферромагнетиков.

Феррорезонансные стабилизаторы заслуженно пользуются популярностью благодаря своей простоте, неприхотливости и долговечности. Устройства гарантируют быструю реакцию на изменения параметров тока и обладают приличной точностью. К недостаткам данного типа относятся:

• зависимость от нагрузки и малый диапазон стабилизации;
• неспособность удерживать синусоиду в определенном виде;
• излишняя шумность;
• значительный вес.

Ко всему следует добавить довольно низкий КПД, который колеблется в пределах 70–80%.

Сервоприводные

Чтобы понять, как работает такой стабилизатор напряжения, достаточно представить реостат. Одним из основных узлов такого прибора является электродвигатель (кстати купить электродвигатели можно на этом сайте). Электронная схема реагирует на изменения на входе и дает команду мотору, с помощью которого контактная группа перемещается по обмотке трансформатора до получения на выходе тока с необходимыми параметрами.

В зависимости от исполнения подвижных элементов, такие приборы подразделяются на электромеханические и электродинамические. В первых съем тока осуществляется при помощи щеток, во втором случае для этой цели используется ролик.

К неоспоримым достоинствам таких приспособлений относится плавность регулировки и возможность получения идеальной синусоиды. При этом, амплитуда на выходе не уходит от заданной в пределах 2–3 %. Приборы отлично подходят для бытовых нужд и эффективно используются в производственных целях.

Плюсы сервоприводных устройств:

1. Возможность работы в большом диапазоне (от 130 до 260 В).
2. Сохранение работоспособности при кратковременных всплесках, превышающих номинал в 2 раза.
3. Устранение помех.

Из недостатков отмечаются:

• Шум двигателя при подстройке.
• Возможность кратковременного отключения нагрузки при резких и мощных скачках напряжения на входе.
• Медленная реакция на изменение входных параметров.
• Зависимость от температуры окружающей среды, что сужает их область применения.

Приборы могут обеспечивать большую мощность (свыше 10 кВт) и активно используются в домах сельской местности, где проблема с качеством электроэнергии стоит особенно остро.

Релейные

Эти устройства сходны по принципу с сервоприводными, но в отличие от последних, реакция на входное напряжение здесь осуществляется не плавно, а ступенчато. Для выбора определенного участка обмотки автотрансформатора используются электромеханические реле. Чем больше их задействовано в схеме, тем ровнее осуществляется регулировка. В большинстве случаев, эти приспособления рассчитаны на один, четко установленный выходной номинал.

Положительные качества релейных вариантов стабилизации:

1. Расширенный рабочий диапазон (140–270 В).
2. Мгновенная реакция на резкие изменения параметров электротока.
3. Возможность кратковременной перегрузки более чем в 2 раза.
4. Компактность.

К недостаткам относятся:

• дискретный переход к номиналу;
• некачественная синусоида;
• ограничение по нагрузке;
• низкая точность стабилизации.

Невысокая мощность приборов компенсируется их небольшими габаритами и весом. Точность стабилизации повышается дополнительными реле и разбивкой обмоток трансформатора на большее количество активных зон, однако это приводит к усложнению схемы и снижает надежность.

Электронные

Здесь также преобразование входного напряжения производится ступенчато, только в качестве ключей используются не реле, а симисторы и тиристоры. Отсутствие механических деталей исключает шумовые эффекты и значительно повышает срок эксплуатации. По остальным показателям они полностью идентичны релейным.

Гибридные

Один из самых совершенных видов. В их схеме используется сочетание электромеханических и релейных устройств. При этом реле вступают в работу, когда сервоприводный стабилизатор уже неспособен поддерживать на выходе необходимый номинал. Такой подход позволяет значительно расширить рабочий диапазон от 105 до 280 В.

Выбор

При выборе устройства стабилизации следует определиться, для каких приборов будет использоваться стабилизатор напряжения. В зависимости от этого определяется необходимая точность прибора, существенно отражающаяся на его стоимости.

Из остальных параметров внимание уделяется:

1. Рабочему диапазону. Его показатели подбираются на основе изучения нестабильности сети в конкретном месте. Для бытовых нужд достаточно устройств, поддерживающих 220 В с отклонением в меньшую или большую сторону не более чем на 5%.
2. Предельным характеристикам и способности сохранять работоспособность при кратковременных перегрузках.
3. Защите от короткого замыкания.
4. Возможности регулировки выхода, наличию индикации.
5. Отключению в критическом режиме и самостоятельное возвращение в рабочее состояние.
6. Помехозащищенности.

Особенности установки

Переносные устройства для стабилизации напряжения независимого типа не требуют особых условий для установки. Для этого необходима ровная поверхность, обеспечивающая устойчивое положение прибора. Место должно быть безопасно в пожарном плане, быть проветриваемым и соответствовать показателям по влажности и температуре.

Стационарные варианты используются при наличии в помещении или здании большого количества техники, чувствительно реагирующей на качество питания. Чтобы определиться с вопросом, где установить стабилизатор напряжения, следует выбрать стену, с местом, обеспечивающим свободный и быстрый доступ.

Для монтажа устройства лучше воспользоваться услугами профессионального электрика, однако при достаточных навыках, эту процедуру можно выполнить самостоятельно, при обязательном условии соблюдения правил техники безопасности. Все работы должны производиться при обесточенной проводке.

Прибор должен быть оснащен жестким и надежным креплением. Его подключение к сети осуществляется после счетчика, при этом особое внимание следует уделить кабелю, сечение которого рассчитывается исходя из мощности устройства. Выход с преобразователя соединяется с распределительным щитком, располагаемым непосредственно рядом с устройством и содержащим автоматы, позволяющие отключать нагрузку по отдельности.

Как и любой электроприбор, особенно когда его корпус сделан из металла, стабилизатор напряжения нужно обязательно заземлять. Его наличие позволяет избежать нештатной ситуации и ограждает от удара электрическим током.

Читайте также:

• Какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома
• Схема стабилизатора напряжения на 220 Вольт
• Какой выбрать стабилизатор напряжения для газового котла