Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стабилизатор электрического тока что это

ElectronicsBlog

Обучающие статьи по электронике

Стабилитрон. Параметрические стабилизаторы напряжения

Доброго времени суток. Сегодня мой пост о стабилизаторах напряжения. Что же это такое? Прежде всего, любой радиоэлектронной схеме для работы необходим источник питания. Источники питания бывают разные: стабилизированные и нестабилизированные, постоянного тока и переменного тока, импульсные и линейные, резонансные и квазирезонансные. Такое большое разнообразие обусловлено различными схемами, от которых будут работать электронные схемы. Ниже приведена таблица сравнения схем источников питания.

Для сборки радиоэлектронного устройства можно преобрески DIY KIT набор по ссылке.

ПоказательЛинейный источник питанияИмпульсный источник питания
СтоимостьНизкаяВысока
МассаБольшаяНебольшая
ВЧ-шумОтсутствуетВысокий
КПД35 — 50 %70 — 90 %
Несколько выходовНетЕсть

Для питания электронных схем, которые не требуют высокой стабильности питающего напряжения постоянного тока или большой выходной мощности, целесообразно применять простые, надёжные и дешевые линейные источники напряжения. Основой любого линейного источника напряжения является параметрический стабилизатор напряжения. Основой таких устройств является элемент с нелинейной вольт-амперной характеристикой, у которого напряжение на электродах мало зависит от протекающего через элемент тока. Одним из таких элементов является стабилитрон.

Стабилитрон представляет собой особую группу диодов, режим работы которых характеризуется обратной ветвью вольт-амперной характеристики в области пробоя. Рассмотрим поподробнее вольт-амперную характеристику диода.


Вольт-амперная характеристика диода

Принцип работы стабилитрона

Когда диод включён в прямом направлении (анод – «+», катод – «–»), то он свободно начинает пропускать ток при напряжении Uпор, а при включении в обратном направлении (анод – «–», катод – «+») через диод может проходить лишь ток Iобр, который имеет значение нескольких мкА. Если увеличивать обратное напряжение Uобр на диоде до определённого значения Uобр.max произойдёт электрический пробой диода и если ток достаточно вели, то происходит тепловой пробой и диод выходит из строя. Диод можно заставить работать в области электрического пробоя, если ограничить ток, который проходит через диод (напряжение пробоя для разных диодов составляет 50 – 200 В).

Стабилитрон же разработан таким образом, что его вольт-амперная характеристика в области пробоя обладает высокой линейностью, а напряжение пробоя достаточно постоянно. Таким образом можно сказать, что стабилизация напряжения стабилитроном осуществляется при его работе на обратной ветви вольт-амперной характеристики, в области же прямой ветви стабилитрон ведёт себя аналогично обыкновенному диоду. Стабилитрон обозначается следующим образом


Обозначение стабилитрона

Основные параметры стабилитрона

Рассмотрим основные параметры стабилитрона по его вольт-амперной характеристике.


Вольт-амперная характеристика стабилитрона

Напряжение стабилизации Uст определяется напряжением на стабилитроне при протекании тока стабилизации Iст. В настоящее время выпускаютя стабилитроны с напряжением стабилизации от 0,7 до 200 В.

Максимально допустимый постоянный ток стабилизации Iст.max ограничен значением максимально допустимой рассеиваемой мощности Pmax, зависящей в свою очередь от температуры окружающей среды.

Минимальный ток стабилизации Iст.min определяется минимальным значением тока через стабилитрон, при котором ещё полностью сохраняется работоспособность прибора. Между значениями Iст.max и Iст.min вольт-амперная характеристика стабилитрона наиболее линейна и напряжение стабилизации изменяется незначительно.

Дифференциальное сопротивление стабилитрона rСТ – величина, определяемая отношением приращения напряжения стабилизации на приборе ΔUCT к вызвавшему его малому приращению тока стабилизации ΔiCT.

Стабилитрон, включённый в прямом направлении, как обычный диод, характеризуется значениями постоянного прямого напряжения Uпр и максимально допустимого постоянного прямого тока Iпр.max.

Параметрический стабилизатор

Основная схема включения стабилитрона, которая является схемой параметрического стабилизатора, а также источником опорного напряжения в стабилизаторах других типов приведена ниже.


Схема включения стабилитрона

Данная схема представляет собой делитель напряжения, состоящий из балластного резистора R1 и стабилитрона VD, параллельно которому включено сопротивление нагрузки RН. Такой стабилизатор напряжения обеспечивает стабилизацию выходного напряжения при изменении напряжения питания UП и тока нагрузки IН.

Рассмотрим принцип работы данной схемы. Увеличении напряжения на входе стабилизатора приводит к увеличению тока который проходит через резистор R1 и стабилитрон VD. За счёт своей вольт-амперной характеристики напряжение на стабилитроне VD практически не изменится, а соответственно напряжение на сопротивлении нагрузки Rн тоже. Таким образом практически всё изменение напряжение будет приложено к резистору R1. Таким образом достаточно легко подсчитать необходимые параметры схемы.

Расчёт параметрического стабилизатора.

Исходными данными для расчёта для расчёта простайшего параметрического стабилизатора напряжения являются:

входное напряжение U0;

выходное напряжение U1 = Ust – напряжение стабилизации;

Для примера возьмём следующие данные: U0 = 12 В, U1 = 5 В, IH = 10 мА = 0,01 А.

1. По напряжению стабилизации выбираем стабилитрон типа BZX85C5V1RL (Ust = 5,1 В, дифференциальное сопротивление rst = 10 Ом).

2. Определяем необходимое балластное сопротивление R1:

3. Определяем коэффициент стабилизации:

4. Определяем коэффициент полезного действия

Увеличение мощности параметрического стабилизатора

Максимальная выходная мощность простейшего параметрического стабилизатора напряжения зависит от значений Iст.max и Pmax стабилитрона. Мощность параметрического стабилизатора может быть увеличена, если в качестве регулирующего компонента использовать транзистор, который будет выступать в качестве усилителя постоянного тока.

Читайте так же:
Конденсатор как стабилизатор тока

Параллельный стабилизатор


Схема ПСН с параллельным включением транзистора

Схема представляет собой эмиттерный повторитель, параллельно транзистору VT включено сопротивление нагрузки RH. Балластный резистор R1 может быть включён как в коллекторную, так ив эмиттерную цепи транзистора. Напряжение на нагрузке равно

Схема работает следующим образом. При увеличении тока через резистор RH, а соответственно и напряжения (U1 = UCT) на выходе стабилизатора, происходит увеличение напряжения база-эмиттер (UEB) и коллекторного тока IK, так как транзистор работает в области усиления. Возрастание коллекторного тока приводит к увеличению падения напряжения на балластном резисторе R1, что компенсирует рост напряжения на выходе стабилизатора (U1 = UCT). Поскольку ток IСТ стабилитрона является одновременно базовым током транзистора, очевидно, что ток нагрузки в этой схеме может быть в h21e раз больше, чем в простейшей схеме параметрического стабилизатора. Резистор R2 увеличивает ток через стабилитрон, обеспечивая его устойчивую работу при максимальном значении коэффициента h21e, минимальном напряжении питания U0 и максимальном токе нагрузки IН.

Коэффициент стабилизации будет равен

где RVT – входное сопротивление эмиттерного повторителя

где Re и Rb – сопротивления эмиттера и базы транзистора.

Сопротивление Re существенно зависит от эмиттерного тока. С уменьшением тока эмиттера сопротивление Re быстро возрастает и это приводит к увеличению RVT, что ухудшает стабилизирующие свойства. Уменьшить значение Re можно за счёт применения мощных транзисторов или составных транзисторов.

Последовательный стабилизаттор

Параметрический стабилизатор напряжения, схема которого представлена ниже, представляет собой эмиттерный повторитель на транзисторе VT с последовательно включённым сопротивлением нагрузки RH. Источником опорного напряжения в данной схеме является стабилитрон VD.


Схема ПСН с последовательным включением транзистора

Выходное напряжение стабилизатора:

Схема работает следующим образом. При увеличении тока через резистор RH, а соответственно и напряжения (U1 = UST) на выходе стабилизатора происходит уменьшение отпирающего напряжения UEB транзистора и его базовый ток уменьшается. Это приводит к росту напряжения на переходе коллектор – эмиттер, в результате чего выходное напряжение практически не изменяется. Оптимальное значение тока опорного стабилитрона VD определяется сопротивлением резистора R2, включённого в цепь источника питания U0. При постоянном значении входного напряжения U0 базовый ток транзистора IB и ток стабилизации связаны между собой соотношением IB + IST = const.

Коэффициент стабилизации схемы

где Rk – сопротивление коллектора биполярного транзистора.

Коэффициент стабилизации параметрического стабилизатора напряжения может быть существенно увеличен при введении в его схему отдельного вспомогательного источника с U’0 > U1 и применении составного транзистора.


Схема ПСН с составным транзистором и питанием стабилитрона от отдельного источника напряжения

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

Разбираемся что лучше – сетевой фильтр или стабилизатор напряжения

Перепады напряжения – бич отечественных электрических сетей. Этот неприятный момент влияет на качественную работу бытовых приборов, снижая их уровень продолжительной работы. Конечно, снижается и эффективность эксплуатации. Благо сегодня с этим можно бороться, установив в своем собственном доме различные агрегаты, которые напряжение выравнивают и приводят к номинальному значению. Таких приборов на рынке несколько: источники бесперебойного питания, стабилизаторы и фильтры. Мы не будем в этой статье разбираться со всеми, нас будет интересовать всего лишь один вопрос – что лучше, сетевой фильтр или стабилизатор напряжения?

Чтобы разобраться в нем, необходимо рассмотреть оба аппарата и выяснить, какой из них лучше.

Сетевой фильтр

Его основное предназначение – сглаживание помех в электрической сети. Этот процесс производится за счет установленной в приборе электронной схеме, которая поглощает скачки и выравнивает частоту. Правда, сетевые фильтры ограничены, то есть, не все помехи они могут сгладить. И если такая вот помеха образуется в питающей сети, то защитный прибор просто отключается, тем самым отключая бытовую технику.

Чисто конструктивно сетевой фильтр – это, по сути, переноска (удлинитель) с разным количеством гнезд подключения (от одной до восьми). При этом, выбирая сетевой фильтр, необходимо учитывать, на какую нагрузку он предназначен. В соответствии с этим придется подключать к нему и определенное количество потребителей с суммарной мощностью, не превышающую мощность самого удлинителя.

В настоящее время производители предлагают сетевые фильтры с разными начинками. К примеру, со встроенной телефонной линией или с гнездом для интернета или факса. При этом и для этих видов подключения устанавливается схема сглаживания напряжения. Производители предлагают и модели, предназначение для компьютерных сетей, в которых сглаживание может производиться и целиком, и по отдельности на каждую линию. В общем, разнообразие достаточно приличное, и это радует.

Принцип работы

В схеме сглаживания используются варисторы. При скачке напряжения в высокую сторону варистор тут же увеличивает свое сопротивление. При этом большой ток преобразуется в тепловую энергию. Кстати, если напряжение будет очень большим, то есть вероятность, что варистор разорвет. Но это минимум потерь, ведь, таким образом, сохраняется сама бытовая техника.

Читайте так же:
Ен18а стабилизатор тока схема включения

В схеме обязательно присутствуют конденсаторы и катушки индуктивности. Именно они позволяют увеличить качество и долгосрочность эксплуатации прибора. Необходимо отметить, что фильтры, как и все защитные агрегаты, делятся по силе тока, который они через себя пропускают. Так вот есть специальные LC-модели, которые устанавливаются в сеть, где используются электродвигатели или сварочные аппараты. Ведь известно, что два этих вида оборудования сами являются источниками скачков напряжения.

И последнее. Огромное разнообразие моделей на рынке – это сложность выбора. Специалисты говорят о том, что под видом фильтров часто на полках магазинов лежат обычные удлинители, которые очень похожи на них. Правда, в этих приборах нет ни схем сглаживания, ни защитных блоков. Поэтому будьте бдительны.

Стабилизатор напряжения

Этот прибор предназначен для выравнивания напряжения до номинального в 220 вольт. И делает это он в автоматическом режиме. Это основная его функция. Но есть и дополнительные:

  • Защита от короткого замыкания.
  • От электромагнитных помех.
  • Устранение помех в телефонных, факсовых и интернетовских линиях.

Если говорить о разнообразии стабилизаторов, то их в разы больше, чем фильтров. Здесь и электромеханические приборы, и релейные, и электронные (импульсные, тиристорные). У каждого вида свои преимущества и недостатки. Об этом здесь говорить не будем, это тема другой статьи. Нас интересует, что предпочтительнее сетевой фильтр или стабилизатор напряжения сети?

Вернемся к стабилизаторам. Это достаточно сложный электрический прибор с большим функционалом. В основе принципа работы лежит переключение обмоток в трансформаторе, что соответственно приводит или к понижению напряжения, или к повышению. Имеется в виду выходное значение. Понятно, что управление переходами осуществляют элементы, которые установлены в соответствующей модели. Это могут быть реле, тиристоры, симисторы и так далее.

Что лучше

Итак, переходим к основному вопросу статьи. Конечно, стабилизаторы напряжения предпочтительнее. В отличие от простой схемы защиты у сетевых фильтров, у стабилизаторов она не только сложная, но и многоступенчатая, что является своеобразной гарантией. Это первое.

Второе – сетевой фильтр с пониженным напряжением не справляется, он на это никак не реагирует. Стабилизатор напряжения сети выравнивает данный показатель до номинального. И это большой плюс, особенно для тех бытовых приборов, которые от низкого напряжения сети выходят из строя.

Третье – при высоком напряжении стабилизатор плавно отключит подающую сеть. У сетевого фильтра обязательно сгорит предохранитель. При этом отключение будет резким. Конечно, придется заменить сгоревшую деталь.

Четвертое – сетевой фильтр стоит дешевле любого стабилизатора. К тому же это удлинитель, через который можно подключить большое количество потребителей.

Пятое – стабилизатор можно установить как на один бытовой прибор или на несколько, так и на весь дом в целом. Вторая позиция невозможна с фильтрами.

Где лучше устанавливать стабилизатор, а где фильтр

Как уже было сказано выше, хороший сетевой фильтр лучше всего устанавливать в сетях, где отсутствуют большие перепады напряжения. Особенно это касается пониженного показателя. К примеру, если свет в доме не мигает, не тускнеет или не отключается, то этот прибор неплохой вариант.

Во всех остальных случаях лучше установить стабилизатор сетевого напряжения. Правда, этот прибор – вещь не из дешевых, но свою цену он оправдывает с лихвою. Особенно когда бытовые приборы в сумме будут дороже в несколько раз стабилизатора

Какой стабилизатор выбрать для котла: релейный или инверторный

Сегодня уже все понимают, что нестабильность напряжения в электрических сетях (особенно в загородной зоне) обусловливает необходимость приобретения оборудования, способного надежно защитить все имеющиеся электроприборы и устройства.

Перед потребителем становится вопрос о приобретении стабилизатора напряжения. Как не ошибиться при выборе той или иной модификации? Что предпочесть: давно знакомый релейный классический или сравнительно новый инверторный?

Рассматривая приоритетность при выборе того или иного защитного электрооборудования, надо оценить степень возможных эксплуатационных рисков имеющейся техники, а также необходимые и достаточные параметры устройств, призванных эту технику защищать.

Сопоставим параметры, которые представляются наиболее существенными:

  • обеспечение «чистого синуса» и точности удержания напряжения;
  • надежность и ремонтоспособность;
  • способность поддержания мощности в диапазоне напряжений;
  • перегрузочная способность;
  • собственная потребляемая мощность;
  • габариты, вес, цена и некоторые другие.

«Чистый синус» и точность удержания напряжения

Классический релейный стабилизатор обеспечивает точность 5-7 %,

Инверторный – 1- 2% и «чистый синус».

Что предпочесть в том или ином случае?

Попробуем разобраться на примере.

Мы знаем, что в настоящее время для отопления загородных домов обычно применяются газовые котлы, оснащенные насосами циркуляции теплоносителя. Циркуляционные насосы были изобретены в 1929-ом и начали массово применяться в бытовых котлах в 1950-х годах. И всё это время они прекрасно работали с «грязным синусом», и достаточной признавалась точность удержания напряжения 5 – 7%.

Читайте так же:
Лм317т схема включения стабилизатор тока

Релейные стабилизаторы транслируют сеть такой, какой она была 50 лет назад, есть и будет ещё, как минимум, столько же лет. И обеспечивают 5-7 процентов удержания. То есть обеспечивают необходимые и достаточные параметры стабилизации.

Что касается инверторных стабилизаторов, то до 1933 года, когда была доказана теорема Котельникова, электронные инверторы просто не существовали по причине отсутствия теоретических предпосылок, а потом до появления мощных и недорогих полевых транзисторов были очень дорогими.

Поэтому производители котлов не закладывали в регламент эксплуатации своих изделий требования к качеству сети (во всех странах это уже оговорено нормативами для энергопоставляющих компаний), оговаривая только рабочие и предельные напряжения, при которых котел будет работать долго.

Напрашивается вывод, что для обеспечения надежной эксплуатации современного котла достаточно наличия классического релейного стабилизатора соответствующей мощности. А наличие «чистого синуса» и точности 1 – 2 % в инверторных стабилизаторах не добавляет надежности работы оборудования. Эти параметры инверторов в данном случае напоминают рекламный ход, как, к примеру, на упаковке моющего средства пишут – «20% — бесплатно».

В случае же необходимости защиты точной измерительной или медицинской аппаратуры данные параметры инверторов могут быть актуальными.

Надежность и ремонтоспособность

Надежность оборудования определяется многими факторами. Самыми явными из них являются качество и количество комплектующих элементов, применяемых при производстве изделий.

Если исходить из того, что производители и тех и других стабилизаторов гарантируют высокое качество элементной базы, то следует оценить количественную составляющую.

Крепёжные изделия, краску и другие малосущественные компоненты в расчет не берем. Сравним количество электроэлементов.

Классический стабилизатор построен проще и включает в себя от 50 до 80 элементов и выделяет при работе минимум тепла.

В инверторном комплектующих в 3 — 5 раз больше и выделение тепла весьма существенно, что обусловливает необходимость наличия большого радиатора или вентилятора.

А теперь немного теории. Надежность изделия зависит от надежности каждого входящего элемента и количества этих элементов. Кроме того, повышение температуры на 10 градусов снижает надежность (в литературе приводятся различные цифры, вплоть до уменьшения срока службы в 2 раза).

Если принять надежность одного элемента равной 0,99, то суммарная надежность трех элементов составит: 0,99х0,99х0,99=0,97 (т.е. вероятность отказа 3%), а при наличии 10 элементов этот показатель будет равен 0,90 (т.е. вероятность отказа 10%).

Конечно, современные элементы имеют надежность выше 0,99, но тенденция снижения надежности при увеличении количества элементов весьма показательна.

Можно возразить, что при наличии большого количества элементов наши телевизоры, компьютеры, стиральные машины нормально работают годами. Но не стоит забывать, что бытовая техника работает далеко не полные сутки, а стабилизатор, не выключаясь, должен работать постоянно.

Практика эксплуатации классических стабилизаторов показывает, что они могут работать 10 лет и более. По инверторным моделям такой статистики пока просто нет.
Мы знаем, что любая, даже самая качественная, техника порой требует ремонта. И потребителю небезразлично, насколько легко или сложно будет этот ремонт осуществить.

В течение гарантийного периода и при наличии доступной сервисной службы ремонт будет сделан по крайней мере бесплатно, хотя сроки, скорее всего, будут зависеть от сложности ремонта. А в иных случаях могут возникнуть проблемы, связанные с ремонтопригодностью изделия.

Ремонтопригодность стабилизаторов определяется несколькими параметрами.

Это плотность монтажа, легкость или сложность доступа к элементам. Это необходимость наличия того или иного оборудования для демонтажа и монтажа ремонтируемого изделия, наличия приборов и стендов для его наладки и тестирования. Это доступность элементной базы в случае необходимости замены неисправных деталей. И, конечно же, требования к квалификации ремонтного персонала.

Классические релейные стабилизаторы имеют низкую плотность монтажа и их элементная база не предполагает редких и дефицитных микросхем. Используемые приборы просты, а в качестве стенда обычно можно просто использовать ЛАТР. Поэтому требования к квалификации ремонтного персонала не особенно высоки, можно сказать, что достаточна квалификация на уровне гаражного радиолюбителя. Понятно, что при таких условиях ремонт не будет большой проблемой для потребителя.

С инверторными стабилизаторами картина совершенно иная. Компоновка здесь плотная, и основная масса элементов – это SMD, специализированные микросхемы. Для монтажа и демонтажа SMD потребуется приобрести специальное оборудование, а замена таких микросхем невозможна без хорошей паяльной станции. Кроме того, сами эти элементы не всегда можно будет легко приобрести, а в небольших населенных пунктах их покупка будет практически нереальна. Из оборудования обязателен осцилограф с приличной полосой пропускания. Понятно, что квалификация персонала должна быть не ниже инженера. И скорее всего придется обращаться к производителю.

Очевидно, что ремонт релейного стабилизатора представляется более доступным, чем ремонт инверторного, как по срокам, так и по цене.

Способность поддержания мощности в диапазоне напряжений

Классический стабилизатор поддерживает полную мощность во всем заявленном диапазоне напряжений.

Читайте так же:
Стабилизатор тока для лабораторного блока питания

Инверторный поддерживает полную мощность лишь в части заявленного диапазона напряжений, при дальнейшем снижении входного напряжения отдаваемая мощность снижается. Поэтому при выборе инверторного стабилизатора следует учитывать нужную мощность с возможным снижением входного напряжения. И при необходимости придется выбирать стабилизатор с запасом.

Перегрузочная способность

На практике, как правило, необходимо считаться с периодически возникающими перегрузками в сети, связанными, например, с пусковыми токами.
Защитное оборудование, каковым является стабилизатор, должно обладать способностью выдерживать эти перегрузки в течение определенного времени. Либо обладать запасом по мощности.

Классический стабилизатор способен выдерживать перегрузки в три – четыре раза в течение десятков секунд, что вполне достаточно при запуске того или иного электрооборудования, будь то прибор освещения или двигатель. Это может быть стиральная машина, холодильник, пылесос или котел и т.д. При выборе классического стабилизатора некоторый запас можно предусмотреть, но для малых мощностей не обязательно.

Инверторные же стабилизаторы, если и могут держать перегрузку, то это время измеряется лишь несколькими секундами или даже долями секунды. Поэтому запас по мощности при выборе инверторного

стабилизатора просто необходим. Так для холодильника запас должен быть, как минимум, вдвое, а скорее всего втрое, для погружных насосов — в четыре – пять раз.
Это означает, что применение инверторных стабилизаторов при работе с подобными нагрузками существенно ограничено или просто дорого.

Собственная потребляемая мощность

Совершенно очевидно, что и тот и другой стабилизаторы будут сами потреблять энергию на обеспечение своей работы.

Классический стабилизатор потребляет энергию на 3 реле, индикацию и контроллер. Общий ток порядка 100мА при напряжении 12В (3 реле: 30мА х3 = 90мА). С учетом потерь на источник питания (умножим на 3) имеем в худшем случае 3,6Вт. Это справедливо для моделей до 1000ВА. Стабилизаторы от 4500ВА до 40000ВА имеют потребляемую мощность 15 – 20Вт.

Собственная мощность инверторных стабилизаторов зависит от полной мощности той или иной модели. Для моделей 350ВА это 25Вт, для 3500ВА – 40Вт, для 12000ВА – 75Вт, для 13500 это уже 150Вт и т.д.

Простой расчет показывает, что инверторный стабилизатор мощностью 350ВА за год «съест» энергии на сумму более 1000 рублей, 12000ВА более 3000 рублей, а 13500 ВА соответственно еще в 2 раза больше, т.е. более 6000 рублей.

По классическим даже мощным моделям эти затраты не превысят 1000 рублей в год.

Очень краткие выводы

Классический релейный стабилизатор

  • Точность удержания напряжения достаточна для работы котла.
  • Не искажает форму сети.
  • Поддерживает полную мощность во всем заявленном диапазоне напряжений.
  • Простая схемотехника, легко ремонтируется.
  • Надежен, выпускается очень давно.
  • Выдерживает большие перегрузки.
  • Не шумит.
  • Потребляет мало энергии на обеспечение собственной работы.
  • Большой вес.
  • Высокая цена силового трансформатора

Инверторный стабилизатор

  • Точность поддержания выходного напряжения и сформированный синус, что может быть актуально для высокоточной измерительной техники и медицинской аппаратуры.
  • Снижение выходной мощности при снижении входного напряжения.
  • Сложная схемотехника и, как следствие, снижение надежности и сложность ремонта.
  • Низкая перегрузочная способность.
  • На мощностях выше 500 – 700ВА необходим вентилятор, который будет источником шума.
  • Значительная потребляемая мощность на управление.

Как защитить технику от перепадов напряжения

Реле-прерыватели, или реле контроля напряжения

Довольно действенный и всегда недорогой способ (1500-3000 рублей). Реле-прерыватель размыкает электрическую цепь при повышении или понижении напряжения в электросети до определенных значений. По российским нормам, отклонения напряжения допускаются в пределах ±10% от номинальных 220В. Скачок напряжения – это все, что выходит за эти рамки, иногда скачки бывают очень сильными, например, при обрыве воздушной линии в частном секторе попадание линейного провода на провод нейтрали вызывает скачок линейного напряжения до 380-400 В, вместо 210-230 В (норма для однофазной сети). Когда реле прервало подачу тока, оно начинает раз в несколько секунд проверять параметры напряжения, и если оно в пределах нормы и стабильно, подача электричества возобновится.

Лучше, если у реле есть дисплей, отображающий параметры напряжения и кнопки регулировки верхнего и нижнего предела, тогда реле можно настроить под конкретный прибор. Оптимально, если есть и таймер, с помощью которого можно задать время включения прибора после его принудительного отключения реле. Например, это может быть интервал в несколько минут, чтобы сохранились настройки стиральной машины, кондиционера, хлебопечки и т.п. Кроме того, это важно для приборов с компрессорами (холодильник, морозильник, кондиционер), им частые включения/ выключения вредны.

Реле-розетка для одного прибора

Реле бывают для однофазной и двухфазной (380 В) сети, рассчитаны приборы на разную максимальную нагрузку, могут устанавливаться как в электрощиток, на рейку (на 3 прибора) так и отдельно – в розетку, такие реле рассчитаны на один прибор.

Минусы

Реле не стабилизирует напряжение, оно лишь прерывает и возобновляет подачу тока. Перепады напряжения чаще всего не единичны и происходят довольно долго – от нескольких минут до нескольких часов. На практике это означает, бытовой прибор, контролируемый реле-прерывателем, надолго обесточивается или работает, постоянно прерываясь. В первом случае это ведет к сбою программы (как правило, техника «помнит» выбранную программу минут 10-15), во втором – ведет к быстрому износу узлов техники – нагревателей, компрессоров, моторов и т.п.

Читайте так же:
Стабилизатор тока для зарядного устройства из блока атх 1

Стабилизаторы напряжения

В случае выхода показателей напряжения за пределы нормы стабилизатор нормализует напряжение ровно до 220 В. А вот если напряжение повысится критически (например, 250 В и выше в однофазной цепи), отключит подачу электричества. После того, как напряжение в сети стабилизируется, устройство возобновит подачу тока. Стабилизатор напряжения устанавливается на одну розетку для одного прибора, на отдельный крупный пункт раздачи электричества (например, связка «водонагреватель-стиральная машина-посудомоечная машина) или на всю сеть, только нужно учесть суммарную потребляемую мощность всех подключаемых приборов. В сетях с номинальным напряжением 220В применяется однофазный стабилизатор. В сетях 380В – один трехфазный или три однофазных стабилизатора. Цены стартуют от 1000-1500 рублей и упираются в 60000-70000 рублей (трехфазные стабилизаторы для коттеджей европейского производства).

Какие бывают стабилизаторы напряжения?

На сегодняшний день низкое напряжение в сети – проблема весьма актуальная и решить ее лучше всего одним способом – приобрести стабилизатор напряжения (СН), который защитит всю технику в доме от выхода из строя. Чтобы правильно выбрать устройство, сначала нужно разобраться с его разновидностями, а также принципом работы каждого варианта исполнения. Далее мы рассмотрим плюсы и минусы основных типов стабилизаторов напряжения для дома, а именно: релейных, электронных, электромеханических, феррорезонансных и инверторных.

Релейные

Релейные или как их еще называют ступенчатые стабилизаторы, считаются самыми популярными для применения в доме и на даче. Связано это с низкой стоимостью устройств, а также высокой точностью регулирования. Принцип работы релейной модели заключается в переключении обмоток на трансформаторе при помощи силового реле, которое срабатывает в автоматическом режиме. Основными недостатками данного типа СН считается ступенчатое изменение напряжения (не плавное), искажение синусоиды и ограниченная мощность на выходе. Однако судя по отзывам в интернете, большинство покупателей довольны устройствами, т.к. цена в разы меньше более усовершенствованных моделей. Представителем стабилизаторов релейного типа для дома является Ресанта АСН-5000Н/1-Ц, который Вы можете увидеть на картинке ниже:

Электронные

Электронные СН могут быть симисторными и тиристорными. Принцип работы первых построен на переключении между обмотками автотрансформатора с помощью симистора, благодаря чему данный тип стабилизаторов напряжения имеет высокий КПД и быструю реакцию на срабатывание. Помимо этого симисторные модели бесшумно работают, что является еще одним плюсом СН данной разновидности. Что касается тиристорных, они также себя хорошо зарекомендовали и пользуются популярностью в быту. Единственный недостаток устройств электронного типа – более высокая стоимость.

Электромеханические

Электромеханические СН также принято называть сервомоторными или же сервоприводными. Работают такие стабилизаторы за счет передвижения угольного электрода по обмоткам автотрансформатора благодаря электроприводу. Электромеханические устройства также могут использоваться для защиты бытовых приборов в доме, квартире и на даче. Преимущество такого типа стабилизаторов – низкая стоимость, плавная регулировка напряжения и компактные размеры. Из минусов можно выделить повышенный шум при работе и низкое быстродействие.

Феррорезонансные

Принцип работы таких СН построен на эффекте феррорезонанса напряжения в цепи конденсатор-трансформатор. Данный тип защитных устройств не пользуется большой популярностью среди потребителей из-за шумности в работе, крупных габаритов (а, соответственно, и значительного веса), а также отсутствия возможности работать при перегрузках. Плюсами феррорезонансных стабилизаторов считаются длительный срок службы, точность регулировки и способность работать в помещениях с повышенной влажностью/температурой.

Инверторные

Наиболее дорогостоящий тип стабилизаторов напряжения, которые применяются не только в доме, но и на производстве. Принцип работы инверторных моделей заключается в преобразовании переменного тока в постоянный (на входе) и назад в переменный (на выходе) благодаря микроконтроллеру и кварцевому генератору. Безусловным плюсом инверторных СН с двойными преобразованием считается широкий диапазон входного напряжения (от 115 и до 290 Вольт), а также высокая скорость регулирования, бесшумность работы, компактные размеры и наличие дополнительных функций. Что касается последнего, то СН инверторного типа могут дополнительно защищать бытовые приборы от перенапряжения, а также остальных помех внешней электрической сети. Основным недостатком устройств считается самая высокая цена.

Узнать больше о разновидностях СН Вы можете на видео ниже:

Вот мы и рассмотрели основные типы стабилизаторов напряжения. Хотелось бы также отметить, что бывают такие виды СН, как однофазные и трехфазные. В этом случае Вы должны выбрать модель, в зависимости от того, какое напряжение у Вас в сети – 220 или же 380 Вольт.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector