Инверторный стабилизатор

Достоинства и недостатки в сравнении с электронными

Список плюсов стабилизаторов напряжения релейного типа содержит:

1. Компактность;
2. Широкий диапазон входных параметров тока (100-280 В для однофазных сетей);
3. Широкий диапазон рабочей температуры (-40…+40оС);
4. Относительно небольшой шум при работе;
5. Невысокую чувствительность к искажениям и частотным изменениям входного тока;
6. Долговечность (срок службы около 10 лет);
7. Невысокая стоимость.

К основным недостаткам релейных стабилизаторов относят:

1. Высокую погрешность стабилизации (+/-5-8% от номинального значения);
2. Быстрый износ релейных коммутаторов под воздействием механических и импульсных токовых нагрузок;
3. Ступенчатое выравнивание напряжения;
4. Обострение скачков выходного напряжения при значительных проседаниях или всплесках характеристик тока на входе;
5. Снижение скорости реакции стабилизатора при повышении точности выравнивания параметров тока.

Какой стабилизатор напряжения лучше – релейный или электронный? Точно ответить на этот вопрос позволит сравнение их плюсов и минусов.

Достоинства электронных стабилизаторов:

1. Отсутствие механических элементов в электронных стабилизаторах обеспечивает бесшумность работы и исключает преждевременный износ основных узлов устройства;
2. Почти мгновенную реакцию на изменения параметров входного тока;
3. Высокая точность стабилизации выходного напряжения.

Недостатками стабилизаторов этого типа являются:

1. Высокая чувствительность сетевым помехам;
2. Слабая перегрузочная способность;
3. Сложность конструкции;
4. Высокая стоимость.

Принцип работы, сфера применения и разновидности

Электронный стабилизатор напряжения работает по следующему принципу:

1. При изменениях входных параметров тока на протяжении первой фазы (20 мс) выполняется замер этих изменений. В соответствии с полученными результатам устройство реагирует на сложившуюся ситуацию;
2. Если напряжение на входе отклоняется в рамках рабочего диапазона, выходная характеристика выравнивается до необходимых 220В;
3. Если входной параметр является недостаточным, система выполняет его «вытягивание» в соответствии с ресурсом трансформатора. При этом падает выходное напряжение;
4. При резких избыточных импульсах срабатывает аварийная защита, которая отключает устройство от сети питания.

При оценке характеристик входного тока, микропроцессор рассчитывает напряжение, которое необходимо добавить или снять, чтобы получить на выходе 220В. В соответствии с результатами расчётов определяется состояние и момент включения силовых ключей. При подаче команды на активацию ключи коммутируют необходимое число витков трансформаторных обмоток.

Наиболее широкое применение получили тиристорные устройства стабилизации, поскольку они обеспечивают минимальное тепловыделение и имеют более простую, в сравнении с симисторными, рабочую схему.

При выборе электронного стабилизирующего прибора следует учитывать, что двухкаскадные устройства работают медленнее однокаскадных (20 мс против 10 мс).

Несмотря на сравнительно высокую стоимость, электронный однофазный стабилизатор напряжения является оптимальным решением для защиты от воздействия аномалий входного напряжения бытовой техники и аппаратуры:

• Газовых отопительных котлов;
• Холодильников;
• Систем кондиционирования;
• Компьютеров;
• Акустических систем;
• Стиральных машин;
• Теле- и видеотехники;
• Электрокаминов;
• Систем «тёплый пол»;
• Кухонной техники;
• Приборов и сетей освещения и т.д.

В промышленности одно- или трёхфазные стабилизаторы электронного типа целесообразно использовать для защиты потребителей с незначительными пусковыми токами и невысокими требованиями к точности выходного напряжения.

Нормы качества сетевого напряжения

Все бытовые приборы в наших домах выпускаются с характеристиками, соответствующими стандартам в области электропитания.

• Российский ГОСТ 13109-97 регламентирует бытовое электропитание по таким параметрам:
• уровень входного напряжения — 220В ± 5% с предельным отклонением ± 10%
• частота — 50 ± 0,2 Гц с предельным отклонением ± 0,4 Гц
• коэффициент несинусоидальности — до 8% с предельным отклонением до 12%.

Конечно, в зависимости от страны, стандарты могут отличаться. Например, в США в розетках не 220 вольт, а 110.
Но производимая в каждой конкретной стране техника должна соответствовать принятым в ней стандартам.
И она соответствует. Но есть другая проблема. Далеко не всегда параметры сети находятся в полном соответствии с заданным стандартом.
Вот возьмём нашу прекрасную страну. Какие объективные причины препятствуют соблюдению ГОСТа в области электропитания?
Прежде всего, это техническое несовершенство отечественных электросетей, старые трансформаторные подстанции, рост нагрузки на электросети со стороны населения отдельных коттеджных поселков, дачных районов.
Да, в отдельно взятой Москве вполне благополучная обстановка с соблюдением ГОСТа 13109-97.
Но давайте отъедем дальше. Даже совсем недалеко, за МКАД, в какой-нибудь поселок Раменского района (наша комапания «Стабы.ру» часто там устанавливает стабилизаторы).
Что мы там увидим? Что у многих жителей стоят стабилизаторы напряжения. Причем не на отопительные котлы, для которых стабилизатор является обязательным атрибутом даже в крупных городах.
Установлены стабилизаторы на весь дом. Совсем не от хорошей жизни. Просто интенсивная застройка Подмосковья увеличивает нагрузку на местные электросети.
Где-то успевают менять трансформаторы, а где-то они стоят еще с прошлого века.
В этом случае напряжение просаживается и ни о каком соблюдении стандарта уже речь не идёт.
И низкое и высокое напряжение негативно влияет на работу электроприборов
(стиральные машины, компьютеры, холодильники, микроволновые печи, насосы, электрокотлы, системы охраны и т.п.).
Избавиться от возможных финансовых потерь из-за поломки электрооборудования, можно с помощью включения стабилизаторов напряжения.
Они подключаются последовательно между токоприемником, бытовым прибором и электросетью.
Требования к регулируемым стабилизаторам определяются тем же ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».

Дополнительные рекомендации по выбору

Релейный стабилизатор напряжения имеет ещё один важный параметр. Это рабочий диапазон вольтажа, при котором сохраняется заявленная производителем погрешность стабилизации. Некоторые производители указывают нижний порог входного напряжения и верхний порог выходного, оставляя без внимания их противоположные значения на входе и выходе устройства.

Подробное знакомство с устройством и принципом работы релейных стабилизаторов, а также внимательное уточнение перед покупкой всех значимых характеристик, а также сути и параметров дополнительных опций позволят выбрать стабилизатор, который обеспечит надёжную защиту потребителей от перегрузок и их стабильную работу.

Принцип работы импульсных стабилизаторов

Схема электрическая стабилизатора напряжения данного типа схожа с моделью релейного аналога. Однако отличия в системе все же есть. Главным элементом в цепи принято считать модулятор. Занимается данное устройство тем, что считывает показатели напряжения. Далее сигнал переносится на один из трансформаторов. Там проходит полная обработка информации.

Для изменения силы тока имеется два преобразователя. Однако в некоторых моделях он установлен один. Чтобы справиться с электромагнитным полем, задействуется выпрямительный делитель. При повышении напряжения он снижает предельную частоту. Чтобы ток поступил на обмотку, диоды передают сигнал на транзисторы. На выходе стабилизированное напряжение проходит по вторичной обмотке.

Стабилизатор напряжения однофазный или трехфазный, какой лучше?

Если вопрос поставлен таким образом, то, сначала нужно выяснить, сколько фаз в сети, для которой вы собираетесь приобретать рассматриваемый прибор. Стабилизаторы, как в принципе, и сеть бывают и 3-х фазные, и 1-но фазные. Если сеть включает в себя три фазы, то она называется соответственно количества фаз. Если же фаза одна, значит – однофазная. Здесь всё достаточно просто, также необходимо отметить, что номинальная мощность одной фазы составляет 220В.

Какой стабилизатор напряжения для дома лучше выбрать видео

Прибор с одной фазой, соответственно, подключается к сети с одной фазой, один провод в ней с одной фазой, второй называется нулевым. Нагрузка номинальная стандартная. Делятся рассматриваемые устройства на: цифровые и электромеханические.

Прибор с тремя фазами. Подключается к сети с таким же количеством фаз, три провода – трёхфазные, один – нулевой. Номинальная нагрузка составляет 380В.

Если сеть в вашем доме или квартире однофазная, тогда здесь просто без вариантов – только однофазный стабилизатор. Выбрать можно только вид – электромеханический или цифровой и настенный или же напольный. Если сеть трёхфазная, тогда вы можете брать либо один трёхфазный прибор, либо же подключить три однофазных, то есть, к каждой отдельной фазе будет присоединён отдельный устройство.

Схема стабилизатора напряжения 220в своими руками

При идеальной работе электрических сетей, значение напряжения должно изменяться не более чем на 10% от номинала в сторону увеличения или уменьшения. Однако на практике перепады напряжения достигают гораздо больших значений, что крайне отрицательно сказывается на электрооборудовании, вплоть до его выхода из строя.

Защититься от подобных неприятностей поможет специальное стабилизирующее оборудование. Однако из-за высокой стоимости, его применение в бытовых условиях во многих случаях экономически невыгодно. Наилучшим выходом из положения становится самодельный стабилизатор напряжения 220в, схема которого достаточно простая и недорогая.

За основу можно взять промышленную конструкцию, чтобы выяснить, из каких деталей она состоит. В состав каждого стабилизатора входят трансформатор, резисторы, конденсаторы, соединительные и подключающие кабели. Самым простым считается стабилизатор переменного напряжения, схема которого действует по принципу реостата, повышая или понижая сопротивление в соответствии с силой тока. В современных моделях дополнительно присутствует множество других функций, обеспечивающих защиту бытовой техники от скачков напряжения.

Среди самодельных конструкций наиболее эффективными считаются симисторные устройства, поэтому в качестве примера будет рассматриваться именно эта модель. Выравнивание тока этим прибором будет возможно при входном напряжении в диапазоне 130-270 вольт. Перед началом сборки необходимо приобрести определенный набор элементов и комплектующих. Он состоит из блока питания, выпрямителя, контроллера, компаратора, усилителей, светодиодов, автотрансформатора, узла задержки включения нагрузки, оптронных ключей, выключателя-предохранителя. Основными рабочими инструментами служат пинцет и паяльник.

Для сборки стабилизатора на 220 вольт в первую очередь потребуется печатная плата размером 11,5х9,0 см, которую нужно заранее подготовить. В качестве материала рекомендуется использовать фольгированный стеклотекстолит. Схема размещения деталей распечатывается на принтере и переносится на плату с помощью утюга.

Трансформаторы для схемы можно взять уже готовые или собрать самостоятельно. Готовые трансформаторы должны иметь марку ТПК-2-2 12В и соединяться последовательно между собой. Для создания первого трансформатора своими руками потребуется магнитопровод сечением 1,87 см² и 3 кабеля ПЭВ-2. Первый кабель применяется в одной обмотке. Его диаметр составит 0,064 мм, а количество витков – 8669. Оставшиеся провода используются в других обмотках. Их диаметр будет уже 0,185 мм, а число витков составит 522.

Второй трансформатор изготавливается на основе тороидального магнитопровода. Его обмотка выполняется из такого же провода, как и в первом случае, но количество витков будет другим и составит 455. Во втором устройстве делаются отводы в количестве семи. Первые три изготавливаются из провода диаметром 3 мм, а остальные из шин, сечением 18 мм². За счет этого предотвращается нагрев трансформатора во время работы.

Стабилизаторы напряжения для дачи

На дачах традиционно востребованы особые модели стабилизаторов, которые допускается подключать непосредственно к вводному щитку через отдельный автомат. Они отличаются сравнительно большой мощностью преобразования, поскольку используются для работы со специфичным дачным оборудованием (насосами, поливочными системами и т. п.). Подключить эти устройства к стабилизатору можно посредством специальной распределительной колодки или через предусмотренную в некоторых моделях розетку.

На даче обязательно наличие заземления, посредством которого удается обезопасить работу с садовым оборудованием.

На открытом воздухе надежно заземляются не только металлические части используемых агрегатов, но и корпус самого стабилизатора, установленного в линейной цепи.

Несколько советов по выбору стабилизатора

Если устройство выбрано правильно, то на него всегда можно положиться и довериться. Если в технике не особо разбираться, то можно положиться на предложения и советы продавца по выбору стабилизатора напряжения. Профессионал порекомендует для начала:

• определиться с мощностью, типом стабилизатора и рабочим диапазоном напряжения;
• выявить и проанализировать проблематику: повышенное, пониженное или скачкообразно изменяющееся напряжение в сети питания.

Исходя из полученных данных, затем приступить к выбору устройства.

Как правильно рассчитать мощность прибора? В идеале нужно определить, какой самый мощный потребитель присутствует в схеме электроснабжения. Допустим, электроприёмниками являются насосная станция мощностью 1, 5 кВт, сауна – 10 кВт плюс ещё какой-либо прибор с большим энергопотреблением. Все значения в киловаттах необходимо сложить и получить искомую мощность прибора.

Стабилизатор выбирается с небольшим запасом мощности (20%), особенно если в цепи присутствует оборудование с большим пусковым током. Речь идёт об электродвигателях и насосах, которые при пуске потребляют энергии больше, чем в обычном режиме.

Запас мощности обеспечивает долгую жизнь прибора, благодаря щадящему режиму работы, и создаёт резервный потенциал для подключения нового оборудования.

Выбирая стабилизатор также нужно учитывать сервисное обслуживание, потому что прибор следует правильно и качественно подключить, а также воспользоваться гарантийным сроком и отремонтировать в случае неисправности.

Какие бывают типы стабилизаторов напряжения?

На производстве и в быту широко применяется электрическая энергия. Переменным током питают системы освещение, приводы механизмов электрических приборов, его подают на сетевой разъем электронных устройств. Сбытовые организации не всегда обеспечивают надлежащее качество электрических сетей, что проявляется, в частности, в колебаниях сетевого напряжения. Это неприятное явление характерно для:

• дачных поселков и небольших населенных пунктов;
• сетей автономных электростанций, не входящих в единую энергосистему.

Колебания отрицательно влияют на качество функционирования техники, снижают ее надежность. Застраховать себя от этого явления можно применением стабилизатора, который включают между сетью и нагрузкой, рисунок 1.

Рисунок 1. Схема включения стабилизатора

Какие виды стабилизаторов подходят для дома

Назначение стабилизатора это автоматическое поддержание напряжения на выходе в заданных параметрах, независимо от изменений в питающей сети. С этой задачей современные устройства справляются успешно. Каждый вид имеет характерные особенности. Стабилизаторы применяются в быту и используются в промышленности. Для электроснабжения дома, квартиры и дачи подходят следующие стабилизаторы:

• Электронные;
• Релейные;
• Сервоприводные (Электромеханические);
• Инверторные;
• Гибридные.

Электронные. Основные составляющие — трансформатор, микропроцессор и полупроводники. Микропроцессор анализирует напряжение и посредством тиристоров или симисторов переключает обмотки трансформатора. На выходе получаем стабильное напряжение, заданных параметров. Широко используются в быту и зарекомендовали себя как надежные и точные устройства.

Достоинства полупроводниковых приборов:

• быстродействие;
• большой диапазон напряжения сети;
• бесшумность;
• надёжная система защиты;
• компактность;
• длительный срок службы.

Недостатки:

• зависимость мощности от напряжения – чем ниже входящее напряжение, тем меньшую мощность может обеспечить стабилизатор;
• ступенчатое регулирование (почти не заметно).

Релейные. Получили популярность благодаря дешевизне и простой конструкции. В них микропроцессор с помощью реле управляет переключением обмоток трансформатора. Поэтому при работе этих стабилизаторов слышно характерное пощелкивание.

Достоинствами релейных устройств являются:

• размеры;
• низкая стоимость;
• широкий диапазон температуры окружающей среды;
• терпимость к краткосрочным перегрузкам.

Недостатки:

• низкая скорость реагирования;
• ступенчатое регулирование;
• создание электромагнитных помех;
• шум;
• частые отказы в послегарантийный период;
• относительно небольшой срок службы.

Сервоприводные (Электромеханические). Бесступенчатую стабилизацию обеспечивает электродвигатель перемещающий графитовый контакт по обмоткам трансформатора. Из-за особенностей конструкции подходят для работы в сетях без резких изменений (скачков) напряжения.

Достоинства:

• высокая точность;
• плавное регулирование;
• большой диапазон входящего напряжения;
• возможность работы при отрицательной температуре;
• стойкость к перегрузкам;
• низкая стоимость.

Недостатки:

• низкая скорость регулирования;
• размер и вес;
• повышенный уровень шума;
• электромагнитные помехи;
• наличие графитового контакта и подвижных частей подверженных износу.

Инверторные. Самый прогрессивный тип стабилизаторов. В этих устройствах отсутствует трансформатор. Стабилизируют напряжение полупроводники и конденсаторы посредством двойного преобразования электрической энергии. Переменный ток из подающей сети преобразовывается в постоянный, затем инвертором в переменный. На выходе получаем стабильное напряжение с отличными параметрами.

Достоинства инверторных устройств:

• высокая точность;
• большая скорость;
• плавность регулирования;
• надежная защита стабилизатора и потребителей;
• очень большой диапазон входящего напряжения;
• небольшие размеры и вес;
• минимальный уровень шума;
• длительный срок эксплуатации.

Недостатки:

• отсутствие запаса мощности;
• высокая стоимость.

Гибридные. В зависимости от условий работы может включаться релейная или сервоприводная (электромеханическая) стабилизация. Объединяет плюсы и минусы соответствующих типов приборов. Отличаются высокой ценой, сложностью конструкции и обслуживания.

Ошибки подключения

1

У вас может быть все идеально подключено и соблюдена схема, но стабилизатор будет постоянно греться и отключаться, либо на его табло выскакивать ошибки.

О том, где можно, а где ни в коем случае нельзя располагать данный прибор подробно читайте в статье ”Где устанавливать стабилизатор напряжения в доме”.

2

Безусловно, данный пункт и ошибкой то трудно назвать. Тем более 90% потребителей именно так и делают.

Однако, этот выключатель может реально спасти ваш прибор от выхода из строя.

Сначала вы отключаете автоматы на панели стабика.

Потом сам переключатель переводите в положение ТРАНЗИТ или БАЙПАС.

И только затем снова включаете автоматы.

Многие забывают об этом и делают переключение под нагрузкой. Что в итоге приводит к поломкам.

С 3-х позиционным автоматом такое исключено. Вы автоматически переключаете напряжение, без каких либо манипуляций на стабилизаторе. И все это одной клавишей!

Никакой последовательности запоминать не нужно. Так что данную процедуру можно смело доверять любому члену семьи.

3

Вы можете выбирать меньшее сечение, только когда запитываете отдельные электроприемники.

Если же у вас на стабилизаторе сидит весь дом, то будьте добры соблюдать параметры по вводу согласно всей общедомовой нагрузке.

4

Почему-то многие забывают, что зачастую через стабилизатор проходит вся нагрузка вашего дома. Ровно такая же как и на вводом автомате.

При этом в электрощите все провода обжаты, даже на выключателях освещения с минимальными токами, а вот на клеммниках стабилизатора или его автоматах, постоянно можно встретить голый провод просто поджатый винтом.

Поэтому не скупитесь, и заранее вместе с аппаратом приобретайте соответствующие наконечники.

5

Иногда после подключения стабилизатора, начинает выбивать вводной автомат. При этом без стабилизатора, все нормально и ничего не отключается.

Многие сразу грешат на неправильную схему подключения или дефект аппарата. Везут его на гарантийный ремонт и т.п.

А причина может быть совсем в другом. Если у вас через чур низкое напряжение 150-160В, то при его повышении до стандартных 220-230В, ток в сети значительно вырастет.

Отсюда и все проблемы

Обращайте на это внимание, прежде чем нести его обратно в магазин

Источники — https://cable.ru, Кабель.РФ

Плюсы и минусы стабилизаторов напряжения

Покупкой стабилизатора напряжения чаще всего задумываются владельцы частных домов, строения которых значительно удалены от подстанции. Особенно заметна просадка напряжения зимой и летом. В зимний период года работает электроотопление, а летом — кондиционеры. И если ваш дом будет расположен в последних рядах от подстанции, то просадка напряжения будет существенной.

Вследствие этого в доме не тянет микроволновка и другие приборы. Вода в водонагревателе нагревается почти сутки, и светодиодные лампы мигают или попросту не загораются. Все это дело рук плохого напряжения, и стабилизатор способен решить данную проблему, раз и навсегда.

Какие недостатки бывают

Однако после покупки стабилизатора напряжения многие сталкиваются со следующими трудностями:

Стабилизатор не вытягивает по нижнему порогу напряжения. Нужно знать, что в каждом стабилизаторе напряжения есть нижний и верхний порога отключения. Если напряжения на линии выше или ниже данного параметра, то, стабилизатор не включится.

Существенное падение мощности. При слишком низком напряжении, например, в 160 Вольт, стабилизатор не сможет выровнять его до 220 Вольт. Кроме того, существенно упадёт мощность стабилизатора напряжения. Вместо заявленных 5 кВт, стабилизатор выдаст ровно вполовину меньше. Если на приборе есть шкала нагрузки, то вы непременно это заметите.

• Электричество в доме может все время пропадать. Это второй недостаток стабилизаторов. Ведь если параметры входящего напряжения будут «критическими», то стабилизатор напряжения не сможет работать должным образом. И если без него у вас хотя бы будут гореть лампочки, то вот с установкой данного оборудования, освещение пропадёт полностью.
• Проблема с вводными автоматами. Если в доме стоят вводные автоматы на 16 Ампер, а в стабилизаторе на 32 Ампера, то, могут возникнуть проблемы с частым их выбиванием. По возможность нужно заменить вводные автоматы на те, которые соответствуют заявленной нагрузке.

Небольшой срок эксплуатации. Если качество электроэнергии все время оставляет желать лучшего, и оно практически всегда низкое, то стабилизаторы будут частенько выходить из строя. Происходить это будет периодически: то реле нагрузки полетит, то выйдет из строя плата управления из-за перегревания.

В общем, покупка стабилизатора напряжения сопряжена, как плюсами, так и минусами, о которых также нужно знать. Поэтому прежде чем покупать стабилизатор все правильно рассчитайте в плане нагрузок или посоветуйтесь с опытным специалистом в данном вопросе.

Преимущества реле

Несмотря на то, что реле не способны удерживать напряжение в нужных пределах, они достаточно часто применяются в схеме защиты от перенапряжения. Этому способствуют следующие их преимущества:

1. Гарантированное отключение электричества при критических скачках напряжения. При кратковременной продолжительности такого скачка питания включается сразу после возврата сети в нормальное состояние. Реле уже через 1 с готово снова автоматически включить цепь.
2. Малые габариты. Вся схема защиты на основе реле легко помещается во входном щитке, даже когда монтируется несколько устройств (минимальное и максимальное реле).
3. Удобный монтаж. Современные реле выполнены так, чтобы могли устанавливаться на стандартную DIN-рейку, а провод цепи легко и быстро закрепляется в клеммном зажиме. При защите отдельных бытовых приборов можно использовать модель реле, которая просто подключается в розетку.
4. Доступная цена. Стоимость реле значительно ниже стоимости стабилизатора. Покупка даже нескольких таких устройств обойдется заметно дешевле, чем одного стабилизатора.
5. Бесшумность работы.

Актуальность применения стабилизаторов дома, в промышленности и на даче

Пользу стабилизаторов напряжения в разных сферах трудно переоценить. С помощью такого оборудования удается сохранить бытовую технику дома или на даче, а также дорогостоящее оборудование в промышленном производстве. Но как определить необходимость покупки?

Первый шаг — измерение уровня U, позволяющее узнать верхний и нижний порог его показаний в сети. Если претензии к стабильности сети отсутствуют, и измеряемый параметр на выходе колеблется в небольшом диапазоне, в покупке нет необходимости.

К примеру, для сети 220В допускается отклонение 5% в одну и другую сторону. Это значит, что разрешенный диапазон от 209 до 231 Вольт.

Если выходное напряжение в процессе проверки «переваливает» за указанные выше параметры, без покупки стабилизатора не обойтись.

Бывают еще более сложные ситуации, когда U отклоняется на 10% в сторону повышения или снижения. Здесь не обойтись без защитного оборудования, которое будет «отсекать» питание в случае резкого отклонения параметра U от нормы.

Это тот случай, когда экономия может вылиться в крупные расходы, связанные с покупкой нового оборудования.