Все электрические приборы рассчитаны на подключение к сети со стандартными параметрами. Производители гарантируют эффективную и безопасную работу изделий в определенном диапазоне напряжения. Для эксплуатации устройств в сетях с низким качеством электроэнергии требуется использование стабилизаторов напряжения, основная функция которых заключается в коррекции и поддержании значения напряжения в заданном диапазоне при изменении параметров сети.
Многие модели современных стабилизаторов позволяют решать дополнительно следующие задачи:
-
коррекция формы выходного напряжения;
-
защита цепи питания нагрузки от перегрева и короткого замыкания;
-
защита от изменения напряжения до недопустимого значения;
-
подавление высокочастотных и импульсных помех с помощью фильтра;
-
установка значения выходного напряжения, отличного от стандартного;
-
контроль параметров и дистанционное управление работой стабилизатора.
Качество электроэнергии определяется ГОСТ 13109-97, в соответствии с которым допускаются отклонения ±10% от номинального значения напряжения. Большинство электроприборов рассчитаны на работу в отечественных электросетях, поэтому теоретически могут эксплуатироваться без стабилизации напряжения.
Однако приборы с электронными компонентами чувствительны к перепадам напряжения, поэтому использование стабилизатора позволят продлить их срок службы и сделать работу безотказной. Некоторые импортные электроприборы, поступающие на отечественный рынок, изготовлены для стран с более жесткими требованиями к качеству электроэнергии, поэтому также требуют стабилизации напряжения.
Стабилизаторы релейного типа — это силовой трансформатор, который имеет несколько выводов вторичной обмотки, причем один из них принимается как общий. Контроль параметров сети осуществляется датчиком, который с помощью реле автоматически регулирует выходное напряжение, если оно выйдет за допустимые пределы. В случае срабатывания отдельных силовых реле происходит переключение на ту обмотку, на выходе которой обеспечивается значение напряжение, минимально отличающееся от заданного.
Преимущества:
-
простота конструкции;
-
достаточно высокая точность регулирования напряжения;
-
доступная стоимость;
-
надежность в эксплуатации.
Недостатки:
-
регулирование происходит ступенчато;
-
искажение формы синусоиды тока при больших значениях входного напряжения;
-
высокий износ контактов реле;
-
шумность.
Сервоприводные стабилизаторы напряжения плавно регулируют напряжение на выходе. Работа устройства основана на изменении коэффициента трансформации. Это достигается за счет использования щетки, которая соединена с электродом выходных клемм. Щетка перемещается по вторичной обмотке тороидального трансформатора с помощью дополнительного двигателя.
Преимущества:
-
широкий диапазон регулировки;
-
компактные габариты;
-
плавная регулировка напряжения;
-
не происходит искажения синусоиды;
-
выдерживает кратковременные перегрузки.
Недостатки:
-
низкое быстродействие из-за использования электродвигателя;
-
более сложная конструкция и наличие движущихся деталей снижает надежность прибора;
-
используются чаще всего в сетях, которым не свойственны резкие скачки напряжения;
-
высокая акустическая нагрузка из-за работающего электродвигателя.
Стабилизаторы напряжения инверторного типа сначала выпрямляют переменный ток, а затем с помощью инвертора снова преобразуют в переменный. Регулирование напряжение и реализация ступени стабилизации происходит при формировании постоянного тока.
В зависимости от используемого варианта каскадного преобразования, инверторные стабилизаторы подразделяются на подклассы. Чаще всего используются стабилизаторы с ШИМ и на IGBT-транзисторах.
Преимущества:
-
плавная регулировка напряжения в широком диапазоне;
-
компактные размеры, так как в конструкции отсутствует трансформатор;
-
низкая погрешность выходного напряжения;
-
фильтрация высокочастотных помех;
-
чрезвычайно высокое быстродействие;
-
возможность эксплуатации при низких температурах.
Недостатки:
-
плохо переносит перегрузки;
-
повышенный риск отказа, обусловленный сложной электрической схемой;
-
высокая стоимость.
В феррорезонансных стабилизаторах обмотки трансформатора одеты на магнитопроводы, имеющие разное поперечное сечение. Ко вторичной обмотке параллельно подключен дополнительный конденсатор. Постоянное насыщение магнитопровода вторичной обмотки обеспечивается за счет резонанса, который достигается конденсатором с точно подобранной емкостью для обеспечения этого эффекта.
Преимущества:
-
высокое быстродействие;
-
надежность;
-
достаточно высокая точность стабилизации.
Недостатки:
-
регулирование напряжение возможно только в заданном диапазоне;
-
искажает синусоиду;
-
работа сопровождается шумом;
-
большие габариты и массивность;
-
образуются электромагнитные помехи;
-
нестабильное напряжение при колебаниях частоты более 0,5 Гц от номинального значения.
Структура стабилизаторов электронного типа аналогична устройствам, работающих на электромагнитных реле. Отличие заключается в использовании полупроводниковых изделий (симисторов и тиристоров) для переключения обмоток трансформатора.
Тиристоры имеют глубокую положительную обратную связь, что обеспечивает высокое быстродействие. Симистор образуется двумя тиристорами с двумя управляющими электродами, которые включены в схему встречно-параллельно. За счет возможности пропускания электрического тока в двух направлениях достигается более высокий КПД по сравнению с тиристорными устройствами.
Преимущества:
-
высокий коэффициент стабилизации;
-
отличное подавление перепадов напряжения и импульсных помех;
-
плавное регулирование напряжения;
-
надежность и долговечность;
-
сбалансированные массогабаритные параметры.
Недостатки:
-
не могут работать с реактивной нагрузкой;
-
сложный ремонт;
-
высокая стоимость.
Гибридные модели стабилизаторов предусматривают комбинированный способ переключения трансформаторной обмотки. На отечественном рынке они представлены двумя вариантами:
-
Релейно-электромеханические стабилизаторы напряжения. Позволяет расширить диапазон стабилизации. Однако вместе с преимуществами объединения двух принципов работы устройство приобрело их недостатки: при работе в электромеханическом режиме стабилизация происходит с высокой точностью, но медленно, а когда начинает работать релейная часть точность снижается, а быстродействие повышается.
- Симисторно-релейные стабилизаторы напряжения. Механическое реле — слабое звено релейного стабилизатора. С объединением двух принципов работы этот недостаток нивелируется, и устройство безотказно работает как минимум в течение заявленного производителем срока службы.
Производители предлагают множество моделей стабилизаторов напряжения. Все они подразделяются на:
-
Однофазные. Стабилизаторы рассчитаны на работу в диапазоне 220-240 В. Существуют модели феррорезонансных стабилизаторов, работающих при 110-120 В.
-
Трехфазные. Выходное напряжение для бытовых потребителей находится в пределах 380-415 В, для промышленного оборудования — до 6-10 кВ.
При выборе стабилизатора следует обращать внимание на следующие основные параметры:
-
мощность нагрузки или величина номинального тока;
-
значение выходного напряжения;
-
тип сети.
Если необходимо обеспечить защиту одного маломощного потребителя (например, газового котла или циркуляционного насоса), то следует обратить внимание на стабилизатор с полной мощностью до 1000 ВА.
Если приборы подвержены влиянию пониженного или повышенного напряжения, то потребуется стабилизатор с мощностью 3000-6000 ВА.
Если потребитель — это компьютер и периферия, то лучше всего купить стабилизатор напряжения с высокой перегрузочной способностью, оснащенный специальными розетками.
После выбора прибора с оптимальными характеристиками и функционалом, следует обратить внимание на бренд. Известный на рынке производитель имеет хорошую репутацию, что равносильно знаку качества.
TEPLOCOM ST — серия стабилизаторов напряжения отечественного производства, которая предназначена для защиты газовых котлов и циркуляционных насосов от перепадов напряжения. Устройства относятся к релейному типу. Они характеризуются высоким быстродействием и не искажают синусоиду на выходе. Стабилизаторы могут работать с любыми моделями напольных и настенных газовых котлов, установленных в квартирах, частных домах и офисах.
Стабилизатор напряжения РАПАН СТ-220 — еще одна удачная модель ЗАО «Бастион», предназначенная для защиты настенных газовых котлов. Его подключить не сложнее, чем пользоваться удлинителем. Миниатюрные размеры делают устройство незаметным в интерьере, что не отражается на перегрузочной способности и быстродействии. Прибор разработан с учетом европейских стандартов качества электроснабжения.
Стабилизатор напряжения RUCELF SDW-500-D входит в линейку более совершенных настенных сервоприводных моделей, который пришли на смену популярным RUCELF TSD. Индекс D указывает на наличие цифрового дисплея. Устройство характеризуется расширенным диапазоном входного напряжения, улучшенным охлаждением и усиленными концевыми выключателями.
Электронно-релейный стабилизатор напряжения Solpi-M TSD-500 mini — идеальное решение для газовых котлов и отопительных систем. Он обеспечивает высокую точность регулирования (± 5%) и быстродействие. Стабилизатор может крепиться на стене или располагаться на горизонтальной поверхности. Продуманная система безопасности и индикация входного напряжения делает эксплуатацию прибора удобной и безопасной. Конструкция предусматривает две розетки для подключения газового сигнализатора или насосов.
Если напряжение в электросети сильно понижено, то целесообразно использовать стабилизатор напряжения Solpi-M TDR-1000VA. Он предусматривает все виды защиты и имеет расширенный диапазон регулирования от 100 В. Удобный информативный светодиодный дисплей позволяет контролировать напряжение в сети. Прибор установлен в металлический корпус, что повышает его уровень пожаробезопасности и надежности.
Стабилизаторы напряжения FED с интеллектуальной функцией защиты в зависимости от модели могут оснащаться информативным дисплеем. Они предназначены для круглосуточной эксплуатации с целью поддержания и корректировки напряжения на выходе. Устройство сочетает в себе, кроме функций стабилизатора, защиту от неполадок в сети, функционал заземляющего контакта и устройство коммутации фазы.