Стабилизаторы напряжения

Стабилизатор напряжения (с английского voltage regulator) — электромеханическое или электрическое (электронное) устройство, имеющее вход и выход по напряжению, предназначенное для поддержания выходного напряжения в узких пределах, при существенном изменении входного напряжения и выходного тока нагрузки.

 

Источник стабилизированного питания (с английского power conditioner) — оборудование, применяемое для преобразования электрической энергии в форму, пригодную для последующего использования.

Для эффективной бесперебойной эксплуатации электрических приборов и с целью продления срока их эксплуатации требуется обеспечение поступления постоянного напряжения электрического тока. Для устранения скачков напряжения применяются стабилизаторы.

 

В зависимости от своих технических характеристик данные устройства используются в следующих целях:

• для стабилизации напряжения электросетей низкого качества;
• при эксплуатации электроприборов в условиях минусовых температур;
• для защиты бытовой и профессиональной техники от перепадов напряжения;
• для защиты чувствительных электроприборов от последствий отключения электроэнергии;
• для защиты техники от критических нагрузок.

В домашних условиях применение стабилизатора позволяет обеспечить стабильную работу электрических приборов и бытовой техники.

В офисе использование данного устройства позволяет исключить риски поломки оргтехники с последующей утратой важных документов.

В условиях производства применение стабилизаторов способствует снижению рисков возникновения аварий, а также сбоев работы электрического оборудования.

 

Виды стабилизаторов

По принципу действия стабилизаторы напряжения делятся на следующие виды:

• ступенчатые;
• электромеханические;
• феррорезонансные;
• гибридные;
• с подмагничиванием трансформатора;
• с двойным преобразованием энергии;
• высокочастотные транзисторные регуляторы.

 

Стабилизаторы с двойным преобразованием энергии и высокочастотные транзисторные регуляторы на сегодняшний день находятся на стадии разработки и не представлены в широком доступе.

 

Стабилизаторы с подмагничиванием трансформатора имеют существенный недостаток — ограничение диапазона регулировки. В связи с этим они пользуются низким спросом у потребителей.

 

По количеству фаз стабилизаторы напряжения бывают следующих видов:

• однофазные — используются в бытовых условиях;
• трехфазные — применяются на производстве для защиты оборудования, которое требует обеспечения стабильного поступления тока.

 

По мощности бытовые стабилизаторы делятся на несколько видов:

1. Маломощные — для подключения к одному-двум электроприборам, например, только к телевизору или к компьютеру и монитору.
2. Средней мощности — для подключения к небольшой группе электроприборов, например, к бытовой технике.
3. Мощные — для жилого помещения в целом. Данные приборы устанавливаются в месте ввода проводки в дом или в квартиру. Таким образом вся электросистема помещения оказывается под защитой от перепадов напряжения.

 

Существует несколько самых распространенных видов стабилизаторов:

1. Релейные. Устройства данного типа обеспечивают ступенчатую регулировку напряжения. Релейные конструкции состоят из трансформатора и силового реле. Подходят в наибольшей степени для техники с низкой мощностью и для электросетей плохого качества, а также для эксплуатации в условиях минусовых температур. Выдерживают нагрузки до 9–10 кВт при стабильном входном напряжении. Отличаются ненадежностью, потребностью в частой замене комплектующих и низкой точностью регулировки. Для устранения данных недостатков можно усложнить конструкцию трансформатора, но это приведет к повышению стоимости стабилизатора.

2. Симисторные или электронные. Стабилизаторы данного типа работают по принципу релейных моделей. Отличие заключается в отсутствии у них механического реле. Вместо него используются симисторы. Такие устройства более надежные. Кроме того, они создают меньше шума. Но так же как и релейные, электронные стабилизаторы не способны обеспечить точную регулировку напряжения. Высокая скорость работы позволяет данным устройствам эффективно предотвращать частые небольшие перепады напряжения. Благодаря своим свойствам электронные стабилизаторы применяются для защиты чувствительной техники, в т. ч. электроники, компьютеров, газовых котлов и др. Они надежны и просты в обслуживании и эксплуатации. Срок их работы составляет в среднем 10–15 лет. Около 85 % всех стабилизаторов, представленных на рынке, относятся именно к этому типу.

3. Электромеханические или сервоприводные. Данные устройства работают по принципу реостата. Благодаря этому они способны плавно изменять выходное напряжение и поддерживать широкий диапазон на входе. Электромеханические стабилизаторы отличаются высоким уровнем шума, поэтому не могут использоваться в домашних условиях. Такое оборудование, как правило, применяется для сетей с отсутствием резких перепадов напряжения.

 

Принцип действия и схема

Принцип действия стабилизаторов заключается в определении уровня напряжения на входе с дальнейшей его корректировкой на выходе. Алгоритм работы устройства выглядит следующим образом:

1. Замер напряжения на входе. В среднем данная процедура занимает около 20 миллисекунд у электронных моделей и около 50 миллисекунд — у электромеханических.

2. Выравнивание показателей напряжения до 220 В. Если на входе показатели имеют пониженное значение, стабилизатор повышает их на выходе на столько, на сколько позволяет мощность оборудования. Если напряжение выше стандартного, стабилизатор блокирует поступление напряжения. Задача данного устройства — не допустить контакт электроприборов с импульсными скачками.