Какой стабилизатор напряжения лучше?

Какой стабилизатор напряжения лучше?

Какой стабилизатор напряжения лучше?

04 декабря 2018 г.

328

Сегодня в продаже можно найти множество различных стабилизаторов напряжения, предназначенных для работы в сетях с нестабильным уровнем напряжения. Каждая разновидность отличается уникальными и свойственными ей особенностями, которые обязательно нужно учитывать во время выбора. В этой статье мы попытаемся разобраться, какой стабилизатор напряжения лучше?

Типы стабилизаторов напряжения по принципу работы

Существуют следующие типы стабилизаторов:

  • электронные
  • электродинамические
  • инверторные
  • релейные
  • феррорезонансные.

Рассмотрим более детально каждый из типов стабилизаторов.

Электронные (симисторные, тиристорные)

Электронные стабилизаторы не имеют механических компонентов, принимающих участие в автоматической регулировке напряжения. Микропроцессор осуществляет замер входного напряжения и осуществляет контроль над полупроводниковыми элементами, которые управляют автотрансформатором. Этот тип стабилизаторов еще называют «тиристорными» или «симисторными».
Из преимуществ выделим следующие:

  • высокая скорость регулирования. Каждый всплеск напряжения регулируется за 20 мс (0,02 секунды). К примеру, если соседи надумают проводить сварочные работы, то стабилизатор успешно нивелирует колебания в электрической сети
  • обширный диапазон входного напряжения. Зачастую электронные стабилизаторы обладают одним или несколькими диапазонами входного напряжения, которые корректируют на стадии производства. Например, обычный диапазон серии от 132 до 258 Вольт, однако может быть смещен на пониженное от 93 до 228В или на повышенное от 168 до 303В 
  • низкий уровень шума. Произведенные по всем техническим параметрам электронные стабилизаторы практически бесшумны. Но, не забывайте, что вследствие недостаточного запаса мощности или в результате перегрузки устройства может возникнуть небольшой гудение, издаваемое автотрансформатором. Грамотный выбор стабилизатора сводит к нулю вероятность недостатка мощности 
  • наличие системы защиты. Почти все устройства электронного типа оборудованы надежной защитной системой от распространенных аварийных ситуаций в сети, к примеру, короткого замыкания или перенапряжения. Некоторые модели имеют особые фильтры, подавляющие электрический шум, чем улучшают работу чувствительной к ним аппаратуры
  • габариты. Принцип действия стабилизатора напряжения электронного типа дает возможность компактно расположить все элементы, вследствие чего корпус получается небольшого размера и легко крепится на стену
  • долгий период эксплуатации, часто достигающий 20 лет. Многие производители дают гарантию до 60 месяцев.

К минусам можно отнести:

  • дискретное (ступенчатое) регулирование. Абсолютно все электронные стабилизаторы имеют ограниченное число обмоток автотрансформатора. Чем больше ступеней, тем лучше точность выходного напряжения и плавность работы. Стоит отметить, что в моделях среднего и высокого класса (от 16 до 48 ступеней) этот недостаток едва ли заметен 
  • отсутствует запас мощности. Чаще всего электронные стабилизаторы имеют установленную номинальную выходную мощность, которая соответствует действительности при входном напряжении 220В или выше. При входном напряжении ниже 220В наблюдается прямо пропорциональное снижение мощности. Следовательно, для правильного функционирования стабилизатора нужно рассчитывать запас, что приводит к повышению цены устройства. Интересно, что стабилизаторы некоторых фирм имеют элементы со значительным запасом по мощности, а значит во всем диапазоне входного напряжения мощность не будет меняться.

Электродинамические (сервоприводные)

Устройство стабилизатора напряжения электродинамического типа позволяет ему работать с помощью электродвигателя, находящегося внутри тороидального трансформатора, управляет которым электронная плата на базе микропроцессора. Если входное напряжение меняется, контроллер подает соответствующий сигнал на электродвигатель, перемещающий графитовый ролик в необходимую область на окружности тороидального трансформатора, вследствие чего изменяется выходное напряжение до требуемого показателя.
Модели с большой мощностью функционируют с помощью колоновидных регуляторов, на которых установлены подвижные элементы с графитовым токосъемным роликом. Это целесообразно при мощности свыше 200кВА.
К достоинствам таких стабилизаторов можно отнести:

  • плавная регулировка. Этого эффекта удалось достичь с помощью механического перемещения графитового ролика по виткам тороидального трансформатора или колоновидного регулятора 
  • высокий уровень точности выходного напряжения. Даже бюджетные стабилизаторы с сервоприводным принципом регулирования характеризуются довольно высоким уровнем точности выходного напряжения, чаще всего погрешность не превышает ±1% 
  • обширный диапазон входного напряжения. Этот показатель является очень важным в тех регионах, где наблюдается существенное снижение уровня напряжения в часы пик и, наоборот, повышение в ночное время и рабочее дневное 
  • запас мощности. Большая часть европейских производителей производит приоры, имеющие высокий уровень запаса мощности и поэтому даже при минимальном значении входного напряжения, владелец получает для использования заявленную выходную мощность 
  • высокий уровень перегрузочной способности. Электродинамические стабилизаторы часто обладают высокими показателями перегрузочной способности в пределах 300 – 500% кратковременной перегрузки и 150 – 200% перегрузки в течении нескольких минут
  • приборы отличаются надежной токовой защитой (КЗ), а также защитой от перенапряжения. Также, внутри корпуса находится несколько датчиков температуры, контролирующих уровень нагрева силовых элементов и исключающих возможность самовозгорания
  • возможность работы при отрицательных температурах и высокой влажности. Электродинамические стабилизаторы европейских компаний успешно функционируют при температуре до –25 °С 
  • аналогично электронным устройствам, электродинамические также отличаются длительным периодом использования. 

Из недостатков выделим следующие:

  • средняя скорость регулирования. Работа с использованием электродвигателя не дает возможности достичь показателей скорости работы, аналогичных электронным вариантам. Тем не менее, приборы европейского производства характеризуются довольно неплохими показателями скорости работы на уровне от 8 до 18 мс/В в зависимости от мощности
  • средний уровень шума. Электродвигатель издает негромкий, но ощутимый звук. Такие устройства стоит размещать в технических помещениях 
  • прибор довольно тяжелый, да и по габаритам больше электронного аналога. 

Инверторные (бесступенчатые, бестрансформаторные, IGBT, ШИМ)

Инверторные модели – это довольно свежая разработка, применяемая иностранными производителями. В основе инверторных стабилизаторов лежит принцип широтно-импульсной модуляции. Эта технология довольно востребована в источниках бесперебойного питания двойного преобразования (On-Line). Можно сказать, что бесступенчатый стабилизатор также гарантирует двойное преобразование. Стоит отметить, что IGBT стабилизаторы не имеют автотрансформатора напряжения, по этой причине диапазон входных напряжений значительно шире, чем у классических электронных и сервоприводных стабилизаторов.
К главным преимуществам стабилизаторов инверторного типа можно отнести:

  • плавное регулирование. Безтрансформаторный принцип регулирования сводит к нулю формирование скачков на выходе стабилизатора. Корректировка напряжения кпроисходит быстро и плавно. Реакция при регулировании не наблюдается на любых источниках света, от «капризных» ламп накаливания до современных светодиодных элементов 
  • высокий уровень точности выходного напряжения. Предприятия изготавливают модели бытового назначения выходной точностью 220В±1%, а промышленные варианты - 220В±0,5%. Итальянская компания ORTEA реализует однофазные и трехфазные решения с точностью регулирования 220В±0,5% и 380В±0,5% соответственно
  • высокая скорость регулирования. Аналогично электронным стабилизаторам, инверторные имеют высокий показатель скорости регулирования – 20 мс (0,02 секунды) 
  • прекрасный диапазон входного напряжения. Инверторные стабилизаторы способны работать даже с половинным и двойным уровнем напряжения. Можно приобрести стабилизаторы с диапазоном от 90 до 350 Вольт 
  • защита нагрузки и устройства. Безтрансформаторные устройства имеют весь необходимый комплекс защит: от короткого замыкания, крайне низкого напряжения, крайне высокого напряжения. Кроме этого, стабилизатор является пожаробезопасным, поскольку в составе присутствуют дублирующие датчики контроля температуры силовой части, устройство может быстро реагировать на критическую перегрузку, которая может вывести его из строя
  • условия работы. Отечественные устройства могут работать только при положительной температуре. Тогда как итальянские инверторные стабилизаторы могут работать от –25°С до кратковременного повышения до +60° 
  • самый низкий уровень шума. Если сделать правильный выбор мощности и использовать стабилизатор согласно всем техническим требованиям, то уровень излучаемого шума будет минимальным 
  • длительный период эксплуатации. Новейшие IGBT транзисторы отличаются высоким ресурсом и работать до 25 лет без отключения. В течение срока службы возможно понадобится заменить кулер охлаждения 
  • минимальные габариты, поскольку в них нет трансформатора.

К недостаткам специалисты относят:

  • нет запаса мощности. Основным, и единственным минусом безтрансформаторных стабилизаторов можно назвать минимальные показатели перегрузки. Для итальянских моделей рекомендовано не превышать значений 150% к номинальной мощности в течение 2 секунд. Следовательно, если вы намерены использовать IGBT стабилизатор с индуктивной нагрузкой (двигатели, насосы, компрессоры, мощные вентиляторы), нужно внимательно подойти к вопросу выбора мощности.

Релейный тип

Такие стабилизаторы напряжения имеют в своей конструкции силовые реле, которые осуществляют коммутацию обмоток автотрансформатора. Такие приборы схожи по принципу работы с электронными, однако отличаются нескольким недостатками. Но для начала расскажем о преимуществах:

  • высокая скорость регулирования дает возможность свести к минимуму всплески входного напряжения с высокой скоростью до 40 мс. Ряд моделей способен функционировать с еще более высоким быстродействием до 20 мс
  • обширный диапазон входного напряжения. Подобно электронным стабилизаторам, релейные устройства тоже обладают широким диапазоном регулирования
  • система защиты является надежной и защищает от перенапряжения и короткого замыкания
  • релейные стабилизаторы отличаются легким весом и компактными размерами.

Из недостатков стоит отметить:

  • дискретное (ступенчатое) регулирование. Эти приборы крайне редко имеют более 12 ступеней регулирования, а значит наблюдается существенная погрешность выходного напряжения, иногда этот показатель составляет ±20 Вольт
  • нет запаса мощности. Чтобы гарантировать нормальную работу при пониженном напряжении в электрической сети стоит рассчитывать запас мощности в размере 30 – 40% 
  • средние показатели уровня шума. Принцип работы реле состоит в контролируемом размыкании и замыкании контактов, что сопряжено с характерными щелчками. Чем чаще меняется напряжение, тем чаще становятся щелчки
  • небольшой период эксплуатации – это самый важный недостаток релейных стабилизаторов. Это наблюдается вследствие того, что контакты силовых реле часто подгорают и залипают. Для таких приборов гарантийный срок не превышает 6 – 12 месяцев или вообще ограничен установленным числом срабатывания реле. 

Феррорезонансные

Феррорезонансные стабилизаторы работают по принципу явления магнитного насыщения ферромагнита сердечников трансформатора или дросселей. Однако, сегодня такие устройства используются очень редко, вследствие высокой стоимости.
Достоинства стабилизаторов феррорезонансного типа:

  • высокая скорость регулирования. Новейшие устройства отличаются высокой скоростью работы. Любой всплеск напряжения регулируется за 30 мс
  • обширный диапазон входного напряжения. Американские инженеры совместно с австралийскими сумели существенно расширить диапазон входного напряжения. Существуют и варианты на несколько диапазонов
  • вследствие феррорезонансного принципа работы, устройства способны подавлять помехи, имеют гальваническую развязку, защищают от перенапряжения и высоковольтных разрядов, а также короткого замыкания
  • плавное регулирование вследствие отсутствия дискретной системы регулирования 
  • работа в диапазоне температур от –20 до +50 ºС 
  • бесперебойная работа на протяжении 50 лет.

К недостаткам относят:

  • средний уровень точности выходного напряжения, погрешность на выходе составляет 5 – 8% при критических уровнях входного напряжения 
  • большой размер и вес. К примеру, модели мощностью 15кВА имеют вес 300 – 350 кг при размерах до 1000х250х750 мм.

После прочтения этой статьи вы точно знаете, как выбрать стабилизатор напряжения. Нужен ли стабилизатор напряжения в вашем доме? Решать только вам. Для бытового использования идеальным вариантом являются электронные и электродинамические стабилизаторы.

Яндекс.Метрика