Приветствую тебя читатель!
Хотел затронуть немаловажную тему для нашей страны - это качество электроэнергии.
Всё мы с этим сталкивались и сталкиваемся, скачки напряжения, просадки, как непродолжительные, так и долговременные, они могут происходить по нескольким причинам:
Во-первых, во время переключений и коммутаций на подстанциях.
Во-вторых, природные явления, такие как молнии.
В-третьих, очень частое явление, повышенное или пониженное напряжение, что очень часто приводит к выходу из строя техники. На нашем опыте, очень часто данные явления происходят в поселках, про деревню вообще молчу. Причина в том что обычно одна подстанция обеспечивает напряжением большое количество потребителей на больших расстояниях, поэтому в самом начале трассы напряжение высокое (на нашем опыте постоянно 270 Вольт вместо 220), а в конце трассы просадки до 170 вольт, обычно этот контраст выражается в зимнее время, когда люди начинают включать электрообогреватели.
Что же делать в данном случае? Можно побороться с ресурсо снабжающими организациями, но обычно результат плачевный.
Единственный выход из ситуации, это стабилизаторы напряжения.
На них остановлюсь поподробнее:
В настоящий момент на рынке представлены несколько типов стабилизаторов, Всего таких типов пять:
- феррорезонансная;
- электромеханическая;
- релейная;
- полупроводниковая;
- инверторная
У каждого из типов есть свою плюсы и минусы.
Феррорезонансные стабилизаторы
Это одни из первых стабилизаторов напряжения, получившие широкое распространение в нашей стране в 50-60-х годах 20 века, связано с появлением бытовой техники, требующей защиты от сетевых колебаний.
Стабилизаторы такого типа отличаются простотой электронной схемой и отсутствием автотрансформатора. Они понижают или повышают значение напряжения за счёт эффекта феррорезонанса – электромагнитного взаимодействия между двумя дросселями один из которых имеет ненасыщенный сердечник (входной), а второй насыщенный (выходной).
Преимущества:
- Надёжность и большой ресурс
- Высокая точность выходного напряжения
- Устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды;
- Быстродействие
Недостатки:
- Очень шумные;
- Повышенное тепловыделение;
- Большой вес и крупные габариты;
- Невысокий КПД
- Неспособность работать при перегрузках и на холостом ходу;
- Искажения синусоиды.
- Основной минус современных моделей этой топологии – это их высокая цена.
На рынке стабилизаторы данной топологии представлены очень мало.
Электромеханические стабилизаторы
Главные элементы стабилизатора данной топологии – автотрансформатор и подвижный токосъёмный контакт, выполненный в виде ролика, ползунка или щетки.
Данный контакт перемещается по обмотке трансформатора, вследствие чего происходит плавное увеличение или уменьшение коэффициента трансформации и соответствующее изменение напряжения.
Преимущества
Основное преимущество – непрерывное регулирование с высокой точностью и без искажения синусоиды сигнала.
Низкая стоимость электромеханических стабилизаторов.
Недостатки
- Низкое (за исключением некоторых моделей) быстродействие
- Возникновение кратковременных скачков выходного напряжения при резких перепадах входного
- Низкое качество фильтрации входных электромагнитных помех
- Низкая надежность из-за механически движущихся деталей
- Шумные в работе
- Большие по габаритам
- Периодический ремонт движущихся частей
- Плюсовая температура эксплуатации
Релейные стабилизаторы
Данные стабилизаторы работают по принципу ступенчатого регулирования напряжения. Смысл в автоматическом переключении обмоток автотрансформатора и выбора той, напряжение на которой максимально близко к номинальному.
Регулирование напряжения происходит за счет переключения силовых реле.
Управление процессом осуществляет специальный блок. Он контролирует характеристики сетевого напряжения и при их отклонении от установленного значения включает в работу ту или иную ступень стабилизации
Преимущества
- Повышенная скорость срабатывания
- Простая структура
- Не сложный ремонт
- Не боятся перегрузок
- Работа в широком диапазоне температур
Недостатки
- Дискретное (неплавное) регулирование
- точность стабилизации (может достигать 10%)
- Трансляция искажений сетевой синусоиды на выход устройства
- Шумны во время переключений
- Реле в меньшей степени подвержены механическому износу, чем элементы сервопривода, но тенденция к ухудшению качества работы с увеличением срока эксплуатации сохраняется.
На опыте было несколько случаев залипания реле.
Релейные стабилизаторы подходят для защиты маломощных приборов в сетях, характеризующихся небольшими колебаниями напряжения. Для защиты современной электроники мало подходят.
Тиристорные стабилизаторы
Данный тип стабилизаторов можно считать следующим этапом развития релейных стабилизаторов. Основное отличие в том что силовые реле заменили полупроводниковые силовые ключи - тирристоры, благодаря чему увеличили точность стабилизации и снижение шума. Благодаря отсутствию движущихся механических частей удалось добиться большей надежности.
Преимущества:
- долговечность и надежность;
- широкий диапазон сетевого напряжения;
- отсутствие генерации электромагнитных помех при работе;
- широкий рабочий температурный диапазон;
- скромные габариты и небольшой вес;
- высокий КПД;
Недостатки
- Ступенчатые скачки напряжения. При выборе стабилизатора нужно обратить внимание на количество ступеней, чем их больше, тем выше точность стабилизации.
- Чувствительность к перегрузкам. Из за длительной перегрузки могут выйти из строя тиристоры, поэтому во всех стабилизаторах стоит дополнительная тепловая защита и защита от короткого замыкания.
Симисторные стабилизаторы
В виду того что симисторы являются одним из типов тиристоров, принцип работы практически не отличается.
Разница заключается в том, что симисторы способны пропускать ток в обоих направлениях в отличие от тиристоров. поэтому нет необходимости в параллельно-встречном подключении двух тиристоров.
Преимущества
- Низкий уровень шума
- Быстрое реагирование на сетевые изменения – скорость составляет 10-20 мс;
- высокий уровень КПД;
- устойчивость к перегрузкам, до 12 часов при перегрузке в 20%;
- долговечность
- широкий рабочий температурный диапазон;
Недостатки
- Низкая точность регулирования, обусловленная ступенчатой стабилизацией;
- Высокая стоимость в сравнении с релейными моделями.
Инверторные стабилизаторы
Можно сказать что это один из наиболее современных типов стабилизаторов представленных на рынке.
Принцип действия данных устройств схож с ИБП и построен на базе технологии двойного преобразования. Сначала выпрямитель превращает входное переменное напряжение в постоянное, которое затем накапливается в промежуточных конденсаторах и подаётся на инвертор, осуществляющий обратное преобразование в переменное стабилизированное выходное напряжение.
Данный тип стабилизаторов кардинально отличатся от других. В них нет трансформаторных обмоток и движущихся частей.
Преимущества
- Трансляцию любого внешнего возмущающего воздействия на выход
- Высокая точность стабилизации ±2%
- Мгновенное время стабилизации
- Широкий диапазон входного напряжения (от 90 до 310 В)
- Идеальная синусоида, что не мало важно для высокоточного оборудования.
- Непрерывное бесступенчатое регулирование напряжения
- Отсутствие автотрансформатора и подвижных механических контактов
Недостатки
- Цена. По сравнению с релейным, дороже примерно раз в 5-7. Все же выбор стабилизатора стоит от поставленной задачи. Если это частный дом, где в большинстве случаев представлена современная дорогостоящая техника, капризные газовые котлы, то Я бы рекомендовал инвертоный стабилизатор.
Итог: В последние года мы ставим модели двух производителей - это Энергия и Volter. От релейных моделей отошли лет пять назад, очень много недостатков.
Свой выбор остановили на инверторных и тиристорных (симисторных) стабилизаторах. Выбор обуславливаем поставленной задачей на объекте.
Из опыта по надежности был один ремонт тиристорного стабилизатора Volter по гарантии, вышел из строя блок защиты от перегрева, а вышел он из строя т.к. стоит в шкафу на улице под полящим солнецем без дополнительного охлаждения, зиму до -40 отработал нормально, хотя предусмотрели подогрев. Транспортные расходы завод берет на себя.
К стати, не для рекламы, Volter объявил о пожизненной гарантии на многие модели стабилизаторов.
Всем удачи, стабильного напряжения. Буду благодарен за лайк!