Гибридный стабилизатор напряжения

Виды стабилизаторов по фазам

Важно понимать, что в большинстве своём в обычной квартире применение трёхфазных стабилизаторов – излишество. Чаще всего достаточно однофазного прибора

Однако, в многоэтажных строения, коттеджах, офисных помещениях с высокой нагрузкой на сеть целесообразно применение трёхфазных устройств.

Трёхфазный счётчик прямого включения

Причём, для трёхфазных сетей возможно применение как одного трёхфазного, так и трёх однофазных стабилизаторов. Второй вариант имеет свои преимущества. Во-первых, трёхфазные стабилизаторы стоят значительно дороже. Во-вторых, если по каким-то причинам пропадёт одна из питающих фаз на входе, две другие останутся в рабочем состоянии (трёхфазный стабилизатор в этом случае отключит все фазы). Однако второй вариант возможен лишь при условии подключения к трёхфазной сети однофазных потребителей. Если же в сети имеется трёхфазная нагрузка, то этот вариант исключён.

Трёхфазный стабилизатор в обычных домах рекомендуется устанавливать в случае большой суммарной нагрузки во внутренней сети, а также при наличии трёхфазных потребителей

При этом следует обратить внимание на равномерное распределение нагрузки между фазами во избежание эффекта перекоса фаз

Для чего нужен стабилизатор напряжения?

Бытовая и цифровая техника (в большинстве случаев) не может похвастаться стойкостью к скачкам напряжения в сети. Любое его падение или резкий рост может стать причиной поломок электрических приборов (холодильников, компьютеров, телевизоров). Кстати, именно бытовая техника (не цифровая) страдает от данной проблемы больше всего. В особую группу риска попадают большие нагревательные электроприборы типа бойлеров, которые крайне чувствительны к стабильности напряжения.

Избежать подобных ситуаций можно – использовать специальное устройство, которое всегда сможет выдавать стабильное напряжение в электросеть жилища. Вот для чего нужен стабилизатор напряжения.

Виды стабилизаторов напряжения

Релейный стабилизатор

За счет невысокой стоимости и достаточно высокой точности регулирования такие стабилизаторы приобрели наибольшую популярность. Силовое реле переключает обмотки трансформатора, чтобы на выходе получить нужное напряжение. Оно регулируется с шагом 5-20 В. Чем выше количество реле, тем выше точность регулировки, но при этом возрастает частота срабатываний, отсюда частые и мелкие перепады напряжения, что может сказаться на работе осветительных приборов (мерцание).

Плюсы:

• компактные размеры, небольшой вес;
• возможность работы в широком диапазоне температур (-30…+40С);
• работа при перегрузке (несколько часов при напряжении 110% от номинального и несколько секунд при 200% от номинального);
• высокая скорость срабатывания;
• широкий диапазон регулирования входящего напряжения, низкая чувствительность к его искажению;
• долговечность до 10 лет;
• невысокая шумность.

Минусы:

• ступенчатая стабилизация и, как результат, изменение уровня освещенности;
• большое количество узлов в конструкции снижает надежность.

Оборудование оптимально подходит для сетей с небольшими и нечастыми перепадами напряжения.

Электромеханический стабилизатор

Стабилизатор работает за счет перемещения по обмотке трансформатора контакта, который приводится в движение сервоприводом. Бывают сетевые и магистральные.

Плюсы:

• работа с большими нагрузками;
• способность выдерживать серьезные скачки напряжения (несколько секунд при напряжении, вдвое выше номинального);
• плавность регулировки напряжения;
• бесшумность при отсутствии резких скачков напряжения;
• напряжение на входе может быть практически любым;
• высокая точность стабилизации;
• невысокая стоимость, но есть и дорогие модели с высокой скоростью срабатывания.

Минусы:

• скорость реагирования на скачок напряжения ограничена скоростью щетки (10-15 В/сек);
• чем выше мощность, тем больше вес устройства;
• оборудование не будет работать при температуре менее -5С и более +40С;
• шум в момент стабилизации напряжения;
• щетки и сервопривод нуждаются в регулярной замене (каждый 3-7 лет).

Такой стабилизатор хорошо подходит для сетей со стабильно пониженным или повышенным напряжением. Лампочки мерцать не будут.

Тиристорные и симисторные стабилизаторы

По принципу работы напоминают релейные стабилизаторы, но переключение между обмотками тут осуществляют полупроводниковые ключи, симисторы или тиристоры. За счет этого повышается скорость, снижается шумность, увеличивается эффективность работы. Многие модели оснащаются дисплеем, где отображается входящее и выходящее напряжение.

Плюсы:

• надежность и долговечность;
• работа с низкими и высокими входящими напряжениями;
• многие модели способны выдерживать температуру до -20С;
• детали почти не изнашиваются, так как нет подвижных элементов;
• быстродействие;
• бесшумность.

Минусы:

• высокая цена;
• сложность ремонтных работ;
• невысокая устойчивость к перегрузкам;
• чем выше точность регулировки, тем выше количество ступеней, и тем ниже быстродействие.

Обычно такие стабилизаторы используют для защиты отдельной техники (компьютер, стиральная машина) при частых, но незначительных перепадах напряжения.

Инверторный стабилизатор

Самые новые и совершенные стабилизаторы. Работают по принципу двойного преобразования энергии, за счет чего лишаются многочисленных недостатков другого типа устройств.

Плюсы:

• компактность;
• работа с входным напряжением 115-300 В, при этом на выходе получаем стабильное напряжение 220 В;
• высокая точность;
• минимальная задержка.

Минусы:

• цена;
• работа оборудования требует постоянного охлаждения, за которое отвечают вентиляторы, потому придется мириться с небольшим постоянным шумом.

Оборудование подходит для любого типа техники.

Комбинированный стабилизатор

Совмещает в себе преимущества релейного и электромеханического устройств

Если происходит резкий скачок напряжения, то включается релейный механизм, так как тут важно быстродействие. При напряжениях, близких к нормативным, работает серводвигатель

Разновидности стабилизаторов

Стабильность напряжения на выходе достигается разными способами. Есть десятки вариантов схем обеспечения стабильности сети, однако не все являются эффективными. На данный момент в магазинах продаются следующие стабилизаторы:

1. Ступенчатые устройства, созданные на базе механических или твердотельных реле – в их основе лежит стандартный трансформатор. Работает все просто: на первичную обмотку поступает ток, а со вторичной обмотки снимается выходное напряжение, реле переключает напряжение между ними. Обычно шаг переключения составляет 10-15 В, что позволяет корректировать колебания от 5-7%. Это весьма слабый показатель, но подобная схема является дешевой и распространенной. Большинство стабилизаторов, что есть в продаже на рынке, работают именно по такой схеме.
2. Электромеханические. Здесь также используется трансформатор, но вместо реле в качестве переключателя витков вторичной обмотки применяется перемещение щетки по обмотке. Данные устройства надежны, однако являются более дорогими. Более того, они имеют серьезный недостаток – медленную скорость реакции. Резкие скачки напряжения в сети банально не будут успевать сглаживаться.
3. Феррорезонансные – эти приборы являются очень дорогими и большими, поэтому в быту почти не применяются. Это самые надежные и точные агрегаты, и они используются только там, где работает чувствительная и дорогая техника.
4. Устройства на базе двойного преобразования тока. Как и феррорезонансные, эти стабилизаторы также являются дорогими, но и эффективными. Здесь переменный ток преобразуется в постоянный, после чего постоянный трансформируется обратно в переменный. Это позволяет сгладить самые мелкие колебания, в результате чего на выходе мы получим стабильное напряжение.

Выгода использования стабилизатора

Вы все еще раздумываете о том, для чего нужен стабилизатор напряжения? При его использовании:

1. Все электроприборы в доме будут питаться от сети, для которой рассчитаны. Следовательно, их срок службы увеличится, а энергопотребление снизится.
2. Вся техника в доме будет защищена от скачков напряжения, и даже в том случае, если он произойдет, компьютерная и бытовая техника не выйдет из строя.

Отметим, что мощные приборы, которые устанавливаются на входе электропроводки в дом, являются достаточно дорогими. Иногда имеет смысл использовать дешевый и маломощный стабилизатор, который сможет питать лишь один компьютер, например. Такое решение часто применяется в частных домах и даже офисах. Также многие пользователи интересуются, нужен ли стабилизатор напряжения для газового котла. Если напряжение в доме нестабильное, то для котла это устройство необходимо. Автоматика котла работает от сети, и скачок напряжения может вывести ее из строя. Если это произойдет зимой, то обеспечиваемая котлом система отопления дома остановится. Теперь вы знаете, нужен ли стабилизатор напряжения для котла, но какой – это уже актуальный вопрос.

Схемы подключения стабилизатора напряжения

Все работы по подключению стабилизатора необходимо выполнять только при отсутствии напряжения! Прежде чем начинать любые манипуляции, удостоверьтесь в том, что распределительный щит полностью обесточен. Стабилизатор напряжения подключают последовательно по фазам. Для этого предусмотрено три контакта:

• фаза – «вход»;
• фаза – «выход»;
• нуль.

Схема подключения стабилизатора напряжения

Фазный провод от вводного автомата подключается на «вход» стабилизатора. Затем к «выходу»» подсоединяется фаза с нагрузкой. К нулевому контакту стабилизатора подсоединяется нулевой провод сети без разрыва. Чтобы его подключить, нужно сначала подсоединить к стабилизатору, а затем к общему нулевому проводу сети (с помощью клеммных соединителей (колодок) или обычной скрутки). В некоторых случаях схема стабилизатора напряжения выполнена таким образом, что для подключения его к сети используется не три, а четыре контакта:

• фаза – «вход»;
• нуль – «вход»;
• фаза – «выход»;
• нуль – «выход».

В этом случае схема стабилизатора напряжения, по которой он включается в сеть, выполняется следующим образом: фазный и нулевой провод от вводного автомата (электрощита) подсоединяется к соответствующим контактам «вход» на защитном устройстве, а фазный и нулевой провод нагрузки соединяется с контактами «выход».

После включения стабилизатора лучше некоторое время понаблюдать за его работой, послушать, насколько он шумит, есть ли специфические щелчки при включении приборов. Любое потрескивание может говорить о том, что мощность выбрана неверно, либо идёт перегруз на одну из фаз. Какой бы вы ни выбрали стабилизатор напряжения для частного дома, не забывайте проводить профилактический осмотр, подтягивание шайб и креплений. Это защитит дом от пожара и замыканий.

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

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.

Виды стабилизаторов напряжения для дома по конструктивному исполнению

Бытовые стабилизаторы можно разделить на три вида:

1. Релейные.
2. Электронные.
3. Сервоприводные.

Рассмотрим достоинства и недостатки каждого типа приборов.

Релейные стабилизаторы

Самый распространённый тип бытового стабилизатора. Напряжение выравнивается при помощи специальных реле, которые срабатывают благодаря сигналу с контрольно-измерительной платы. Устройство отличается довольно высокой скоростью стабилизации, однако точность установки заметно ниже за счёт дискретного переключения обмоток.

Схема простейшего релейного стабилизатора.

Релейный стабилизатор напряжения имеет несколько ступеней регулирования, число которых определяется количеством установленных реле. Среди минусов – необходимость тщательного ухода за прибором, очищение его от пыли, проверка надёжности ползунков и периодическая смазка подшипников.

Электронные стабилизаторы

Электронный стабилизатор 220 В для дома – дорогой, но более надёжный аппарат. Принцип работы электронного стабилизатора не отличается от принципа работы релейного устройства. Единственное отличие заключается в применении электронных ключей вместо реле. Ключи – это специальные полупроводники – тиристоры и симисторы. Каждый снабжён управляемым электродом, подачей напряжения на который его можно активизировать. Обмотки замыкаются, и напряжение стабилизируется.

Схема электронного стабилизатора на микропроцессорах

Электронные стабилизаторы более экономичные, обладают высокой точностью и скоростью срабатывания. Широкому распространению мешает высокая стоимость прибора.

Сервоприводные стабилизаторы

Или механические стабилизаторы. Такое оборудование не слишком долговечно за счёт большого количества узлов – они часто выходят из строя.

Сервоприводный стабилизатор состоит из следующих узлов: входной фильтр, плата измерения напряжения, автотрансформатор, серводвигатель, графитовый скользящий контакт и плата индикации

Наиболее частой поломкой можно назвать ситуацию, когда залипает медно-графитовый узел или же выходит из строя сервоприводный механизм. Именно по этой причине высокой популярностью такое оборудование не пользуется, несмотря на невысокую стоимость.

Прочие параметры

Встроенная защита

Помимо стабилизации напряжения устройства должны выполнять еще и некоторые защитные функции. Основных три:

• Защита о высокого напряжения. Срабатывает при превышении 260 – 270 вольт.
• Защита от низкого напряжения. Нижний порог обычно установлен на 110 – 140 вольт.
• Защита от токов короткого замыкания.

Дорогие модели оснащают защитой от молний (импульсных перенапряжений) и фильтрами нейтрализации электрических шумов. Это полезные функции, но для стабильной работы электрооборудования хватает и первых трёх.

Желательно, чтобы стабилизатор был оснащен тепловыми датчиками. Они обезопасят от самовозгорания при критических перегрузках и в экстремальных ситуациях.

Работа при минусовой температуре

Эта характеристика приборов зависит от места установки. Лучшее место с температурой от 0 до + 45 °C. В этих пределах работает большинство стабилизаторов. Хорошо переносят морозы не многие модели

На эту характеристику стоит обратить внимание, если прибор будет установлен вне помещения

Наличие информационного дисплея

Для магистральных стабилизаторов, обеспечивающих электроснабжение всего домохозяйства, дисплей обязателен. Без него могут работать только индивидуальные маломощные устройства. Обычно отражает входящее и выдаваемое напряжение, мощность, ошибки. В критической ситуации можно понять, что произошло в сети, дома или со стабилизатором.

Таймер включения после отключения

Большинство стабилизаторов при первоначальном включении задерживают подачу напряжения потребителю. Тоже происходит при аварийных отключениях. Устройство выжидает не повторится ли ситуация вновь. Возможность установки задержки времени включения зависит от модели. На некоторых время предустановленно и не изменяется.

Уровень шума

При установке в жилом помещении, шум издаваемый устройством, может стать первоочередной характеристикой. Самые шумные – релейные. Они постоянно пощелкивают. Следом, в порядке убывания громкости идут сервоприводные, электронные и инверторные. В исправном состоянии все три типа шумят мало. Кулер издаёт звук не громче охлаждения компьютера

Повышение громкости сигнализирует о возможной неисправности и должно привлечь внимание владельца

Крепление и способ установки

По способу установки стабилизаторы делятся на настенные, напольные и настольные. Настольные включаются в розетку и служат для индивидуального использования. Настенные устанавливают в домах, квартирах и внешних шкафах. Их удобно обслуживать и они не путаются под ногами. Напольный вариант устройств имеет плюсы. Их легко спрятать под стол или в угол.

Вентилятор принудительного охлаждения

Существует два вида охлаждения – принудительной и естественное. Зависит от типа устройства. Принудительное охлаждение сопровождается небольшим шумом вентилятора и минимальным расходом энергии.

На что еще обратить внимание?

1. Для дома, квартиры и дачи лучше всего подобрать релейный тип устройства. В крайнем случае, если ищите недорогую модель, рассматривайте электромеханические СН. Более подробно о типах стабилизаторов напряжения мы рассказывали в соответствующей статье.
2. Входное напряжение должно соответствовать состоянию вашей электросети. Если у вас постоянно низкое напряжение в доме, нужно выбрать модель, которая работает в диапазоне от 140 Вольт. Если же наблюдается перенапряжение в сети, лучше подобрать модель, работающую при более высоком входном напряжении.
3. Точность стабилизации должна быть как можно меньше. Этот параметр является погрешностью выходного напряжения. Оптимальным считается диапазон от 8 до 5%. Точность стабилизации более 8% является плохим показателем, которого стоит избегать. Если вы хотите выбрать стабилизатор для холодильника и прочих чувствительных приборов, советуем найти модель с точностью стабилизации в 5%.
4. КПД или как вы понимаете эффективность работы. 90% считается хорошим показателем, хотя на рынке сейчас можно встретить множество моделей с КПД 97%.
5. Тип установки может быть напольным или настенным. Для квартиры лучше выбрать настенный вариант монтажа, чтобы сэкономить пространство. На даче и в частном доме напольный стабилизатор не станет помехой.
6. Защищенность корпуса от влаги, степень защиты IP может быть 20, если установка подразумевается в сухом обогреваемом помещении и IP24, если есть вероятность попадания влаги на корпус.
7. Дополнительная безопасность. Хорошо, если стабилизатор напряжения, который вы решили выбрать, оснащен системой автоматического отключения при коротком замыкании, перегреве либо перегрузке. Также не помешает наличие дисплея, на котором будет отображать вольтаж и световая индикация вероятных ошибок в работе устройства.

Как правильно выбрать стабилизатор напряжения для дома

Ориентироваться нужно на те моменты, о которых мы говорили выше, а именно мощность всех приборов и нагрузка на фазы, рабочий диапазон напряжения.

Как посчитать мощность и определить число фаз (если не уверены, любой электрик вам может подсказать этот момент), мы уже говорили выше, сейчас остановимся на том, как самостоятельно определить рабочий диапазон напряжения. Для этого можно использовать портативный мегаомметр.

Электронный и механический мегаомметр

Устройство поможет определить рабочее сопротивление каждой фазы. Достаточно просто понаблюдать за показателями приборов, цифры укажут уровень сопротивления сети. Обычно для бытовых нужд достаточно стабилизатора, работающего в пределах 165−250 В, в том случае если у вас данные отличаются в одну из сторон, придётся покупать стабилизатор с расширенным рабочим диапазоном.

Не стоит обращать внимание на очень дешёвые модели, особенно иностранного производства – велик риск приобрести подделку. Лучше всего отдать предпочтение отечественным производителям – их продукцию фальсифицируют реже

Особое внимание нужно обратить на гарантию производителя. Ну и, конечно же, отзывы.

Основные параметры стабилизаторов напряжения

Схема простейшего релейного стабилизатора на 220 В

На что, прежде всего, необходимо обращать внимание, выбирая бытовой стабилизатор напряжения? Конечно, на мощность. Именно этот параметр считается ключевым, и в итоге именно он влияет на стоимость устройства

Мощность

Итак, как определить, какая мощность прибора необходима именно вам. Прежде всего, ориентируемся на то, какой прибор или какие приборы подключены к одной фазе. Избыток нагрузки на одну линию − это всегда риск перепадов напряжения. Достаточно просто обойти квартиру и посчитать, какова нагрузка на сеть. Если стабилизатор приобретается для холодильника или стиральной машины, этими, достаточно мощными приборами человек пользуется постоянно, то есть смысл устанавливать более мощный стационарный стабилизатор в щитке. Если планируется подключение стабилизатора напряжения на одну розетку, то всё элементарно. Нужно просто взять потребляемую мощность каждого бытового прибора, который будет от неё запитан, и прибавить к ней 10−15%.

Внимательно изучите мощность каждого прибора, а также подсчитайте, как часто вы ими пользуетесь

Есть и второй вариант. Просто загляните в распределительный щиток. Обычно на автоматах, запитанных пофазно, указывается максимальная допустимая мощность на всю группу приборов (иногда сверху автомата даже наклеивают подписи, к примеру, «туалет», «коридор», «кухня»), эту цифру просто делим на 5. Допустим, на автомате стоит маркировка С25, значит, на установку в эту линию требуется стабилизатор мощностью 5 кВт.

Стрелочками указана общая мощность автомата на группу приборов, как мы видим, она может быть разной. Более мощные автоматы стоят на электроплитах

Важно объективно оценить нагрузку, так как в некоторых случаях такие контроллеры ставят про запас, а фактически, на эти фазы нет нагрузки. К примеру, усиленная розетка спрятана за шкаф, и о ней все забыли

Соответственно, в расчёт её не берём.

Что такое коэффициент трансформации

Из курса физики за 10 класс мы помним, что коэффициент трансформации – это соотношение входного и выходного напряжения в сети. Параметр указывает, насколько способен изменить подаваемое напряжение прибор в зависимости от исходного значения. Ниже представлена таблица коэффициентов, в зависимости от входного напряжения.

Скорость срабатывания

Этот показатель – один из ключевых. Это скорость реакции прибора на всплеск в сети. Чем ниже скорость срабатывания, тем качественнее прибор. И несмотря на то, что большинство современной техники переносят перепад напряжения до 300 В в течение 0,5 сек, лучше, чтобы срабатывание происходило быстрее. У большинства стабилизаторов этот параметр составляет 0,02 сек.

Точность выходного напряжения

Или точность стабилизации. Грубо говоря, это возможная погрешность работы прибора (погрешность стабилизации тока на выходе) в пределах указанного в паспорте диапазона

Лучше обращать внимание на этот показатель, так как в разных приборах возможная погрешность колеблется от 0,9 до 5%. Для бытовых нужд вполне подойдёт стабилизатор с погрешностью 2−4%

Приборы с более высокой точностью используются в основном на предприятиях со сложным технологическим оборудованием, к примеру, в лабораториях.

Диапазон изменения выходного напряжения

Этот показатель чаще всего важен для тех, кому необходимо регулировать выходное напряжение сети. Для бытового пользования достаточно придерживаться следующих показателей – 220−230 В

В промышленных же масштабах действительно стоит обращать внимание на стабилизаторы с широким спектром изменения выходного напряжения

Заключение

Теперь вы знаете, какой стабилизатор напряжения нужен для холодильника или других предметов бытовой техники. Напоследок уместно предостеречь вас от некачественных китайских стабилизаторов, которые лишь создают видимость работы. Следует понимать, что это устройство должно быть исключительно надежным и качественным, ведь от его работы зависит то, насколько эффективно будет работать дорогая цифровая и бытовая техника в доме, как долго она прослужит. Стабилизатор – это обязательно условие для жилищ, в которых хотя бы раз в месяц наблюдается изменение напряжения в электросети. На это нужно жаловаться и добиваться от компании, предоставляющей электричество, решения вопроса, а в случае порчи техники нужно даже подавать на нее в суд. Но гораздо проще и дешевле купить стабилизатор.