Какие стабилизаторы напряжения бывают

4 вида стабилизаторов напряжения. Выбор лучшего. Сравнение цен за 1квт.

Существует 4 основных вида стабилизаторов напряжения. Далее рассмотрим плюсы и недостатки каждого из видов.

Одно и трехфазные

Первое что вам нужно знать при выборе, они бывают однофазными и трехфазными. Выясните какая у вас сеть. Если однофазная, как правило в квартирах и частных домах именно она преобладает, значит покупайте аппарат на 220В.

Если же у вас «трехфазка», то нужно определиться, будете вы устанавливать один 3-х фазный стабилизатор, или три однофазный. Решайте исходя из экономических соображений и условий монтажа.

Хотя целесообразнее поставить именно три однофазных. Потому что при коротком замыкании и отсутствии одной из фаз, трехфазный аппарат работать не будет, пока не восстановится питание по всем фазам. С тремя однофазными таких проблем не возникнет. Главный минус при их выборе — габаритные размеры.

Режим транзит или байпас

При выборе стабилизатора напряжение того или иного вида, проверьте имеет ли он два режима работы:

• режим стабилизации напряжения

Со стабилизацией все понятно — это обычный режим работы. А что такое «байпас»? Это когда входное напряжение идет мимо всей электроники и трансформатора без преобразования, то есть транзитом.

Для чего он может понадобиться:

• чтобы подключить мощную технику превышающую мощность стабилизатора, запустить большой эл.двигатель. Или при необходимости поработать сваркой.

Ведь стабилизатор даже не регулируя напряжение, сам потребляет энергию как простая лампочка до 40-60Вт.

Плюс не изнашиваются внутренние щетки и реле.

Режимом байпас оснащаются стабилизаторы подключаемые через клеммные колодки. При этом они имеют два автомата, которые одновременно включить невозможно или перекидной автомат-рубильник.

Защита стабилизаторов

Большинство современных моделей имеют защиту от перенапряжения. Они не способны бесконечно выравнивать сколь угодно большие или малые значения входного напряжения, и через определенное время отключат питание, тем самым сохранив ваше оборудование.

Более того, после нормализации входного напряжения, оно подается на выход не сразу, а с некоторой задержкой в несколько секунд. Данное время может быть установлено жестко или варьироваться и настраиваться самостоятельно, все зависит от модели и производителя.

Основные виды стабилизаторов широко представленные сегодня в магазинах можно подразделить на 4 типа:

• релейные

Вот сравнительная таблица по каждому из видов стабилизатора, включая примерные цены за 1квт:

Ознакомиться с текущими ценами на сегодняшний день и подобрать себе нужную модель можно здесь.

Рассмотрим каждый из них более подробно.

Релейные стабилизаторы напряжения

При работе данного устройства вы реально будете слышать как переключаются внутренние реле. Это происходит при изменении ступеней регулирования. Если прибор стоит в тихом помещении (спальне), то это может существенно раздражать.

Ну а когда кто-то из ваших соседей решил немножко попользоваться электросваркой, то стабилизатор по звуковым эффектам попросту может превратиться в «балалайку».

Кроме того, если у вас в комнате стоят простые лампочки накаливания, не только по слуху, но и визуально можно будет различить переключения ступеней, так как лампы будут немного мигать. А это в свою очередь обязательно скажется на сроках их службы.

Что внутри

Внутренняя компоновка включает в себя:

1. Тороидальный трансформатор
2. Плата управления
3. Силовые ключи состоящие из реле. Они коммутируют обмотки трансформатора и отвечают за подачу питания на стабилизатор. Являются самым слабым компонентом устройства.

Эти стабилизаторы не любят когда их перегружают.

Самая распространенная проблема выхода их из строя в 90% случаев — это перегруз по мощности.

Не рекомендуется для подключения аппаратуры с двигательной нагрузкой. Так как она имеет большие пусковые токи и это может сказаться на работе стабилизатора.

Скорость срабатывания регулировки у качественных моделей составляет 20мс, зато у большинства дешевых доходит до 100мс.

• относительно небольшая цена

• регулировка ступенчатая

Как видим минусов здесь гораздо больше чем плюсов, за исключением конечно стоимости.

Симисторные, тиристорные стабилизаторы

Эти стабилизаторы относятся к электронным. Напряжение корректируется ступенями. В процессах переключения обмоток автотрансформатора задействованы симисторы или тиристоры.

Как видно из рисунка напряжение выравнивается, как только оно опустится ниже определенного значения. На рисунке это значение — 208В. Только после достижения напряжения данной величины, происходит его выравнивание до 220В. Поэтому эти стабилизаторы и называют ступенчатыми.

Грубо говоря регулировка осуществляется как бы перепрыгиванием с одной ступеньки напряжения на другую. Чем больше ступеней, тем более точно осуществляется регулирование.

Работу устройства в отличии от релейных собратьев практически не слышно. Благодаря этому его можно размещать в любом помещении, никаких неудобств по созданию шума он не создаст. Также практически не будет видно и изменения в освещении. Раздражающее мигание ламп будет еле заметным.

Что внутри

Внутреннее устройство очень похоже на схему релейного:

1. Тороидальный трансформатор
2. Плата управления
3. Силовые ключи из симисторов

Трансформатор имеет несколько обмоток и среднюю точку, через которую подается напряжение на него. Одни ступени отвечают за понижение напряжение, другие за повышение. Благодаря плате управления и симисторам, стабилизатор может одновременно замкнуть как контакты повышающие так и понижающие выходное напряжение. Для чего это делается?

Например одна понижающая ступень изменяет напряжение в пределах 9 Вольт. А повышающая сразу на 27 Вольт. Замкнув одновременно обе ступени, мы изменим напряжение на +27-9=18 Вольт. Тем самым будем иметь очень широкий диапазон регулировок и относительно плавное изменение напряжения. Большое число ступеней почти помогает избежать различимого невооруженным глазом «мигания» лампочек.

Данный вид аппаратов менее подвержен перегрузкам. Может справиться с пусковыми токами на двигателях насосов, станков и т.д. Большинство моделей сохраняют свои качества и работоспособность при отрицательных температурах. Можете их монтировать в подсобных не отапливаемых помещениях.

За счет применения симисторов обеспечиваются следующие плюсы:

• малошумность при работе

Минусами являются большая стоимость и низкая точность при регулировании. Еще они могут не подойти для поклонников музыки и радиолюбителей. Из-за создаваемых помех будет невозможно нормально ни послушать радио, ни включить музыкальную аппаратуру.

Сервоприводные или электромеханические стабилизаторы

Данный вид можно назвать золотой серединой между электронными и релейными стабилизаторами.

Сервопривод — это устройство из реверсивного (работающего в обе стороны) двигателя, расположенного внутри тороидального трансформатора. Двигатель получает команды от электронной платы управления и перемещая контакты, увеличивает или уменьшает количество витков на вторичной обмотке. Таким образом сервопривод, в отличии от двух других устройств рассмотренных выше, является бесступенчатым регулятором.

Это очень популярная модель, так как имеет относительно невысокую стоимость и обладает следующими плюсами:

• плавная регулировка по принципу реостата

Есть и минусы:

• за счет применения эл.привода, который управляет контактами создается низкая скорость регулировки

Для стабильной и надежной работы хотя бы раз в три года производите его обслуживание — чистите щетки и смазывайте движущиеся механизмы.

От резких перепадов при электросварке, сервопривод с контактами будет крутиться как «белка в колесе». Что существенно снизит ресурс работы стабилизатора. Поэтому думайте при покупке об условиях его эксплуатации.

Феррорезонансные стабилизаторы

Это стабилизатор, который многие из нас использовали в советские времена для питания ламповых телевизоров. Он собирал обычно всю пыль в помещении, а гул от него из-за встроенных трансформаторов, можно было услышать в другой комнате.

Виды стабилизаторов и их отличия, устройства, функции

Стабилизаторы напряжения обеспечивают постоянство питающего тока при изменениях в электрической сети. Они одинаково хорошо выполняют эту функцию, независимо от того, как меняются показатели: быстро или медленно. Причем к характеристикам сети относится не только напряжение. Приборы эффективны при изменениях силы тока и сопротивления. Поэтому они обеспечивают не только сохранность техники, но и пожаробезопасность в помещении. Например, возросшее сопротивление нагрузки может привести к перегреву проводов, расплавлению изоляции и к короткому замыканию.

Устройства для регулирования напряжения известны более 60 лет. Первоначально, особенно в быту, чаще встречались электромагнитные стабилизаторы. В настоящее время в продаже в основном представлены устройства электромеханического и электронного типа.

Электромеханические стабилизаторы

В основе конструкции — автотрансформатор с отводами, переключение которых происходит автоматически. По сути, он представляет собой катушку с витками медной проволоки. Второй элемент — электромагнитный механизм с ползунком. Схематично его работу можно описать следующим образом: если входное напряжение сети снижено, ползунок движется вверх по отводам до тех пор, пока на выходе не будет получено нормальное значение. Если оно повышено, он перемещается вниз. Роль ползунка-токосъемника в стабилизаторах выполняют графитовые щетки. Они поддерживают выходное напряжение с высокой точностью (до 2%), и его регулировка производится плавно. Это их главные преимущества. В отдельных стабилизаторах, например, у выпускаемых компанией «Ресанта», используется не одна, а две графитовые щетки. Благодаря этому увеличивается площадь контакта. Такой прибор быстрее регулирует напряжение.

Некоторые модели электромеханического типа с мощностью свыше 30 кВт могут оснащаться дополнительным трансформатором. Не смотря на наличие движущихся частей, устройства этого типа работают бесшумно. Они обладают высокой перегрузочной способностью.

Выбирая данное оборудование, можно значительно упростить расчет: к полученной средней мощности оборудования добавить ее четвертую часть и получить, таким образом, характеристику будущего стабилизатора. Это значит, что допустимо взять минимальный запас по мощности стабилизатора и заплатить при этом меньшую стоимость при покупке. Техническое преимущество заключается в том, что устройство не вносит искажений в сеть и само не чувствительно к подобным явлениям. Благодаря высокой точности оно подходит для защиты аудиоаппаратуры, медицинских и измерительных приборов.

Недостатками электромеханических стабилизаторов является износ движущихся частей. Эти детали требуют регулировки, ухода и замены в процессе эксплуатации. Отмечается небольшое отставание в их реагировании на изменения показателей сети. Мощные устройства имеют большие габариты и значительный вес. Они требовательны к условиям эксплуатации. Температура воздуха в помещении, где находится стабилизатор, не должна опускаться ниже -5 и не подниматься выше 40 градусов.

Диапазоны характеристик электромеханических стабилизаторов

Производитель	Мощность, кВт	Входное напряжение, Вт
Ресанта	0,5-100	140-260 240-430 (трехфазный)
Elitech	0,5-30	160-250 280-430
Калибр	0,5-30	160-250
Sturm	0,5-30	140-250

Электронные стабилизаторы

Приборы этого типа называют дискретными, так как они ступенчато регулируют входное напряжение. В их конструкцию также заложен автотрансформатор, но вместо графитовых щеток применяют реле или полупроводники (тиристоры и симисторы).

Работают электронные стабилизаторы следующим образом: каждая обмотка на трансформаторе добавляет на выходе определенное напряжение (4,4 — 22 В для однофазных). Для регулировки входного напряжения реле или электронные ключи быстро включают соответствующую обмотку. Из-за ступенчатого регулирования точность у разных приборов составляет от 2 до 10%. Эта величина зависит от количества обмоток. Допустим, каждая прибавляет по 17,6 В (точность стабилизатора 8%) при входном напряжении 195 Вт переключаются две обмотки и на выходе получится 230,2 Вт. Такой стабилизатор регулирует быстро, но не точно. Если в характеристиках указано 2%, то в том же примере мы получим на выходе 221,4 Вт. Правда, обмоток уже получается 6, и поэтому регулировка в этом случае происходит дольше. Кроме того, большее число электронных ключей повышает стоимость системы, не увеличивая ее надежности.

Невысокая точность не говорит о том, что одни модели значительно уступают другим. Для бытовой техники десятипроцентное отклонение входящего напряжения не нарушает нормального рабочего режима. Через такие устройства можно подключать холодильники, плиты, насосы, т. е. все, что работает с электродвигателем или нагревательным элементом. Если защита требуется для домашнего кинотеатра или компьютера, рекомендуется выбрать более точное устройство.

Электронные стабилизаторы имеют цифровое управление. Все необходимые элементы находятся на одной микросхеме, это позволяет уменьшить вес и габариты прибора. На корпусе есть цифровой дисплей, на котором отображаются входное и выходное напряжение.

Преимущества электроники — в отсутствии движущихся деталей, что снимает проблему механического износа. Долговечность зависит только от качества тиристоров или симисторов, принцип работы надежен. Условия эксплуатации позволяют пользоваться некоторыми моделями при низких температурах: от -20 и ниже.

Существенный недостаток электронных стабилизаторов в низкой перегрузочной способности. Короткое замыкание или большие нагрузки могут вывести электронные ключи из строя. Поэтому выбирать стабилизатор рекомендуется с хорошим запасом мощности.

Сравнительная характеристика стабилизаторов

Параметры сравнения	Электромеханические	Электронные
Коммутирующий элемент	графитовые щетки	реле, тиристоры, симисторы
Регулирование	плавное	ступенчатое
Мощность, кВт	0,5-100	0,5-36
Точность	2-3%	1,2-10%
Механический износ	есть	отсутствует
Перегрузочная способность	высокая	низкая
Диапазон входного напряжения, Вт	140-260 240-430 (трехфазный)	140-260
Условия эксплуатации, градусы	-5 — +40	-20 — +45
Уровень шума	низкий

Общие элементы конструкции

• защита по выходному напряжению — если напряжение сети меньше или больше рабочего диапазона стабилизатора, нагрузка отключается. Стабилизатор продолжает работать, а после того, как напряжение изменится, включает нагрузку,
• защита от превышения тока — не позволит подключить к стабилизатору нагрузку, которая будет больше, чем его мощность,
• защита от грозовых разрядов,
• защита от короткого замыкания,
• тепловая защита от перегрева обмотки трансформатора отключает устройство, что предупреждает возможные повреждения,
• байпас — проводит ток напрямую без стабилизации, позволяет экономить электроэнергию, когда техника отключена,
• вольтметр определяет входное и выходное напряжение, амперметр измеряет ток на выходе, пользователь может контролировать работу прибора,
• фильтрация сетевых помех,
• мониторинг работы сети с компьютера, подключение пульта дистанционного контроля — предусмотрен разъем для подключения с помощью кабеля (некоторые модели Штиль).

Однофазные и трехфазные

Стабилизаторы применяют в квартирах, на дачах, в коттеджах. По типу сети их подразделяют на две группы. В каждой группе есть модели электромеханического и электронного типа.

Там, где напряжение 220 В, используют однофазные стабилизаторы напряжения. Их мощность от 0,5 до 30 кВт. Такой диапазон позволяет выбрать устройство для защиты одного прибора или всей техники в доме. В сети 380 В возможны комбинации из трехфазных и однофазных стабилизаторов. Мощность первых составляет от 3-30 кВт и выше. Такие устройства представляют собой три однофазных стабилизатора, которые могут быть скомпонованы под одним корпусом или раздельно. Техническое решение модели более 100 кВт представляет собой три трансформатора на одном сердечнике. Устройства предназначены для защиты отдельных единиц техники, а так же они могут устанавливаться в загородных домах, офисах, на предприятиях для защиты всей сети.

Какие типы и виды стабилизаторов напряжения для дома существуют?

Сейчас проблема с низким напряжением в сети набирает обороты. Её возможно решить с помощью стабилизатора напряжения, который защитит всю технику от поломок. Для того, чтобы определиться с выбором оборудования, нужно ознакомиться с их разновидностями, принципами работы каждого, а также с их преимуществами и недостатками.

Основные типы и виды стабилизаторов напряжения

Релейные

Второе наименование приборов — ступенчатые. Данный вид является самым покупаемым для использования дома и на даче. Объясняется это невысокой ценой стабилизатора и его высокой точностью регулирования. Релейные стабилизаторы работают по следующему принципу: на трансформаторе переключаются обмотки с помощью силового реле, который срабатывает автоматически. Датчик следит за состоянием сети. Если напряжение выходит за допустимые нормы, реле регулируют его. Регулировка происходит при переключении обмоток с одной на другую, напряжение которой максимально приближено к первой.

Релейные стабилизаторы предназначены для защиты следующих устройств:

• бытовые электроприборы;
• осветительные приборы (за исключением светодиоидных);
• лабораторного и медицинского оборудования;
• системы навигаций;
• системы зарядки;
• компьютерные и коммуникационные сети.

Преимущества релейных трансформаторов:

• компактность;
• широкий диапазон параметров тока на входе и рабочей температуры (может работать в пределах от -40 до +40 градусов);
• небольшая цена;
• длительный срок службы (способен работать до 10 лет).

Отметим и недостатки релейных трансформаторов:

• характер переключения ступенчатый;
• в сравннии с другими типами стабилизаторов слабая способность к нагрузке рабочих контактов реле;
• высокий аккустический шум;
• форма синусоиды тока нагрузки при высоком входном напряжении сильно искажается — это происходит по причине магнитного насыщения сердечника.

Электронные — симисторные и тиристорные

По структуре данные устройства схожи с электромагнитными реле. Но в этом случае для ступенчатых переключений обмоток автотрансформатора используются полупроводниковые изделия. Существует несколько видов подобных электронных схем, каждая из которых отвечает за автоматическое переключение коэффициента трансформации. Сейчас производятся устройства, в которых за ступенчатое регулирование отвечают симисторы и тиристоры.

Тиристор — это полупроводниковая система, в которой существует глубокая положительная обратная связь. Она обеспечивает быстрое переключение во время работы в ключевом режиме.

Симистор представляет собой два объединенных тиристора, в которых присутствуют управляющие электроды. Они включаются в общую систему встречно-параллельно. Трансформаторы симисторного типа отличаются высоким КПД, это объясняется возможностью пропускания тока в двух направлениях.

Однако чаще приобретают устройства тиристорного типа, поскольку они выполнены по упрощенной схеме. Значит, и обслуживать такой стабилизатор будет проще.

Электронные трансформаторы используются для защиты следующих устройств:

• видео- и аудиотехника;
• системы кондиционирования и холодильные устройства;
• компьюетры и их комплектующие;
• кухонные электроприборы;
• стиральные машины;
• система «теплый пол».

• высокий коэффициент стабилизации;
• быстрая регулировка перепадов;
• удобные параметры;
• высокие показатели надежности;
• низкое потребление энергии;
• защита от внешних помех;
• работа при температуре в помещении до -40 градусов.

Недостатки электронных стабилизаторов:

• высокая цена;
• высокая стоимость ремонта;
• не подходит для работы с реактивной нагрузкой.

Сервоприводные (электромеханические)

Электромеханические трансформаторы решают одну из главных проблем устройств с механическми реле, которые могут обеспечить только ступенчатый вид регулировки выходного напряжения. Механизм работы сервоприводных стабилизаторов заключается в изменении коэффициента трансформации. Это происходит за счет щетки, которая соединена с электродом выходных клемм. Дополнительный электродвигатель помогает щетке перемещаться по вторичной обмотке.

• невысокая стоимость;
• небольшие размеры;
• широкий диапазон регулировки напряжения;
• плавный процесс регулировки;
• устойчивость к краткосрочным перегрузкам;
• высокий уровень КПД.

• устройство работает шумно, особенно это заметно в ночное время суток;
• срабатывает не моментально;
• присутствуют движущиеся детали, которые ломаются чаще статичных;
• необходимость в регулярном обслуживании;
• возможность работы при температуре не ниже 5 градусов;
• чувствительность к попаданию пыли вовнутрь устройства.

Феррорезонансные

Главная особенность подобных трансформаторов — в устройстве применяются обмотки, которые надеваются на магнитопроводы различного поперечного сечения. Феррорезонансные стабилизаторы характеризуются точностью регулировки напряжения.

Назовем плюсы подобных видов:

• высокая надежность, которая объясняется отсутствием схем переключения;
• долгосрочная служба;
• способность работать в условиях повышенной влажности и перепадов температуры;
• высокая точность выравнивания;
• устойчивость к перегрузкам.

Перечислим минусы феррорезонансных устройств:

• высокий уровень шума при работе;
• крупные размеры и большая масса;
• невозможность функционировать при значительных перегрузках;
• зависимость качества работы от величины нагрузки;
• образование помех электромагнитного характера.

Инверторные (бесступенчатые, бестрансформаторные, IGBT, ШИМ)

Этот вид стабилизатора считается одним из самых дорогих, но в то же время надежных. Поэтому его используют не только дома, но и на крупном производстве. Механизм воздействия инверторного стабилизатора следующий: переменный ток преобразовывается в постоянный и наоборот. Это происходит за счет наличия в устройстве микроконтролера и кварцевого генератора. На рынке представлены несколько видов устройств с разными вариантами преобразования тока. Самыми распространенными являются ШИМ-устройства и трансформаторы с IGBT-транзисторах.

• быстрая реакция на скачки напряжения, а также точность регулировки;
• удобные параметры устройства за счет отсутствия автоматического трансформатора;
• КПД доходит до 90%;
• возможность работать на холостом ходе;
• эффективное подавление скачков и импульсных помех;
• функционирование техники при минусовых температурах;
• бесшумная работа;
• высокая точность регулировки напряжения.

• качество работы ухудшается при перегрузках;
• высокая стоимость оборудования;
• сложность составления схемы, из-за чего осложняются ремонтные работы;
• при увеличении нагрузки диапазон вольт на входе уменьшается.

Однофазные и трехфазные

Стабилизаторы напряжения встречаются однофазные и трехфазыне. Если вам необходимо выбрать устройство для квартир и домов, в которых чаще всего прокладывают однофазную сеть, то приобретайте трансформатор с напряжением в 220В.

Если же у вас трехфазная сеть, то здесь можно устанавливать как однофазное, так и трехфазное оборудование. Все зависит от финансовых возможностей и условий монтажа. Специалисты утверждают, что рациональнее ставить три однофазных стабилизатора.

Это объясняется тем, что в той ситуации, когда отключится хотя бы одна фаза, все устройство отключится до тех пор, пока не будет восстановлено питание по всем фазам. Подобные проблемы не возникнут при установке трех однофазных устройств. Единственный недостаток такого выбора — занимаемая площадь.

Также аргументом в пользу установки трех однофазных стабилизаторов является тот факт, что нагрузка на линии распределяется неравномерно.

При выборе любого стабилизатора важно изучить его характеристики, одна из которых величина потребляемой мощности. Величина зависит от количества и мощности электрических приборов, который постоянно включаются в сеть.