Стабилизатор напряжения НПО Вольт, тиристорного типа.
В рейтингах публикуемых в интернете, проводится сравнение самых разнообразных конструктивных и схемотехнических решений. При этом главным критерием оценки может быть цена, или весьма условное назначение "Для дома". Приблизительно как рейтинг: трактор, самолет, поезд, асфальтоукладчик, автобус, самосвал - проводить по мягкости сидений.
Зная конструктивные особенности оборудования и культуру производства производителя, можно иметь представление о качестве, надежности и ресурсе оборудования. Стабилизатор напряжения – это прибор, который работает круглосуточно, всесезонно, круглогодично защищает ваших электропотребителей, в том числе и от пожара. Поэтому главными критериями являются качество, надежность и безопасность.
На что нужно обратить внимание при выборе стабилизатора напряжения.
Первый критерий – мощность.
При выборе стабилизатора важнейшим критерием является мощность. Неоднократно слышал от покупателя: - да у меня нагрузки нет, обычная квартира. Я ни чего включать не буду…
И просит продать ему стабилизатор на 5 кВт. При просадке напряжения до 170 Вольт, стабилизатор теряет мощность, она становится равна 3,5 киловаттам. Это закон сохранения энергии, Iвходной*Uвходное= Iвыходной*Uвыходное!
При попытке нагружать его привычной нагрузкой на 5 кВт, хороший стабилизатор выключится, а плохой задымится.
Вывод: - стабилизатор для дома или квартиры, нужно подбирать в соответствии с номиналом вводных автоматов. Иногда нужно предусмотреть запас по мощности на стабилизаторе 25-30%, что бы он выдерживал пусковые забросы мощности насосов, холодильных установок, систем кондиционирования, систем вентиляции, если эти системы имеют большие пусковые токи.
Второй критерий – диапазон входных напряжений.
Диапазон входных напряжений – это верхнее и нижнее значение входного напряжения, при котором работает стабилизатор. Жители одного из дачных поселков просят поставлять им стабилизаторы напряжения с нижним напряжением 95 Вольт, а бывает и 70 Вольт. Это катастрофически низкое напряжение, и решаться такая проблема должна выделением лимитов на СНТ и реконструкцией сетей.
Рабочий диапазон входных напряжений– это диапазон работы стабилизатора, при котором он сохраняет выходную погрешность в соответствии с паспортными данными. Для примера стабилизатор Энерготех Norma 12000 BA имеет входной диапазон 120-265 В, в этом диапазоне Uвыходное=220+/-12 Вольт.
Предельный диапазон входных напряжений – это диапазон в котором стабилизатор продолжает работать, но выходное напряжение отклоняется от паспортных значений. Для Norma12000 BA, предельное нижнее напряжение 107 Вольт. При этом сильно снизится выходное напряжение, после этого следует отключение.
Если у вас заниженное напряжение, то вам необходимо покупать стабилизатор рассчитанный на пониженное напряжение. Если у вас завышенное напряжение, то нужно приобретать стабилизатор рассчитанный на защиту от скачков
Третий критерий – точность стабилизации.
Точность стабилизации, это выходная погрешность стабилизатора. То есть, напряжение на выходе стабилизатора колеблется в определенном диапазоне, это не строго 220 Вольт. Погрешность на выходе у разных по конструктиву стабилизаторов разная. Только инверторные стабилизаторы имеют минимальную погрешность U≤220+/-1В, поэтому иногда их называют эталонными. Ниже приведу примеры погрешности стабилизаторов:
- электромеханические стабилизаторы – 3-5% погрешности.
- гибридные релейно-механические стабилизаторы - 3-5% погрешности.
- релейные стабилизаторы 5-9% погрешности.
- гибридные релейно-симисторные стабилизаторы – 5-7% погрешности.
- симисторные и тиристорные стабилизаторы напряжения - 0,9 – 9% погрешности.
- инверторные, они же эталонные стабилизаторы напряжения 0,5-1 % погрешности.
Теперь обсудим погрешность и на что она влияет. Российскими ГОСТами допускается подача напряжения 220+/-10%, что составляет 198-242 Вольта. Получается, что ГОСТом допускается колебание напряжения в диапазоне 44 Вольта. И в этом диапазоне обязана работать все электротехника сертифицированная к продаже в России. На практике нам попадаются электроприборы западного производства с диапазоном входных напряжений 220-240 Вольт. Для таких электроприборов нужен стабилизатор напряжения с возможностью настройки точки стабилизации на 230 В, и с погрешностью не более 10 Вольт или 4.5%.
При работе стабилизатора не исключается мерцание ламп накаливания, для исключения мерцания ламп накаливания, выходная погрешность стабилизатора должна быть не более 1%. Но это не распространяется на светодиодные лампы, мерцание светодиодных ламп обусловлено качеством драйвера светодиодной матрицы.
Четвертый критерий – быстродействие.
Быстродействие стабилизатора – это скорость с которой производится регулировка выходного напряжения.
Для разных типов стабилизаторов она разная:
- электромеханичесие стабилизаторы – 10 Вольт в секунду!!! Самый медленный стабилизатор напряжения!!!! Такой тип стабилизатора может применяться в сетях со стабильно низким или высоким напряжением.
- гибридный релейно-механический – 0,1-1 секунда.
- релейный стабилизатор – 0,1-1 секунда.
- гибридный релейно-семисторный - 100 миллисекунд=0,1 секунды.
- семисторные и тиристорные стабилизаторы напряжения – 20 миллисекунд=0,02 секунды.
- стабилизатор напряжения с электромагнитным принципом регулирования - 20 миллисекунд=0,02 секунды.
- инверторные стабилизаторы – 0,000 секунды.
Пятый критерий – назначение стабилизатора.
Рассмотрим конструктивные особенности стабилизаторов, этот фактор существенно влияет на область применение прибора:
- электромеханичесие стабилизаторы - к сожалению применяемая в них технология безвозвратно устарела, в ней применены подвижные щетки или валики для изменения магнитного потока управляющей обмотки. Технология старая, ненадежная, требующая обслуживания, с очень низкой скоростью реакции на отклонение. При этом металлоемкая. Одно из преимуществ – относительная точность порядка 220+/-3%. Данный тип стабилизаторов НЕПРИГОДЕН в сетях с большой динамикой изменения напряжения, не успевают отрабатывать быстрее 10 Вольт в секунду. Пусковые токи с просадками напряжения они тоже переносят плохо, так как обмотка алюминиевая и не имеет защит по перегреву и перегрузке. Подходят для периодического применения, на слабонагруженных объектах типа домик в деревне или дача.
- релейные стабилизаторы – стабилизация происходит за счет подключения выводов автотрансформатора к нагрузке. Плата управления измеряет напряжение на выводах автотрнсформатора, и подключает нагрузку к тому выводу, у которого напряжение наиболее близко к 220 Вольтам. Быстродействие этих стабилизаторов составляет до 80-100 миллисекунд. Это не критично для большинства электропотребителей, но переключение происходит в любой точке синусоиды питающего напряжения. Это приводит к коммутационным помехам и подгоранию контактов реле. В процессе работы стабилизаторы издают щелчки, и регулировка напряжения происходит ступенчато. Диапазон отклонения выходного напряжения может достигать +/-17 Вольт (+/-8%). От ступенчатой регулировки мерцают лампы накаливания и некоторые светодиодные лампы. Эти два фактора раздражают обладателя релейного стабилизатора, и со временем появляется желание купить беззвучный стабилизатор. Зачастую такие стабилизаторы находятся в бюджетном диапазоне, реле – являются их слабым звеном (часто подгорают).
Обмотка выполненная алюминиевым проводом в лаковой изоляции, без пропиток кремнийорганическим лаком, плохо отводит тепло, гудит, не имеет защит по перегреву. Стабилизатор имеет автоматический выключатель, который рассчитан на ЗАЩИТУ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ , но не от перегрузок! Рекомендован, для периодического применения на даче, или для бытового применения в местах постоянного проживания, но с большим запасом по мощности.
Гибридные релейно-механические стабилизаторы– один из вариантов бюджетных стабилизаторов, совмещают в себе схему релейного и электромеханического стабилизатора. Преимуществами этого типа являются быстродействие 80-100 миллисекунд, и относительная точность, порядка 3%. Недостатки данной схемы регулировки:
- подгорание реле (реле переключается под нагрузкой),
- наличие подвижных токоведущих частей, требующих периодического обслуживания,
- трансформаторы, выполненные алюминиевой проволокой, в лаковой изоляции без лаковой пропитки,
- отсутствие защиты трансформатора по перегреву,
- отсутствие защиты стабилизатора по перегрузке (Токовая защита).
Сфера применения релейно-механических стабилизаторов – периодическое, щадящее применение на даче или в жилье с большим запасом по мощности, исключающее перегревы, перегрузки и пусковые токи.
Релейно-симисторные (гибридные) стабилизаторы напряжения – являются более прогрессивным техническим решением релейных стабилизаторов. В основе лежит всё тот же принцип работы релейного автотрансформаторного стабилизатора, НО в момент переключения релейных ключей, вход и выход стабилизатора шунтируется напрямую симистором, реле переключается без нагрузки, не создает коммутационных помех, контакты реле не подгорают, ресурс реле возрастает в разы.
Преимуществом данного типа стабилизаторов являются:
- высокая культура производства,
- компактный дизайн,
- правильно подобранная элементная база,
- обмотка выполненная шиной в лако-тканевой изоляции,
- пропитка обмоток трансформатора кремний органическим лаком,
- наличие термодатчика на трансформаторе,
- принудительная система вентиляции,
- защита по токовой перегрузке автоматическим выключателем Siemens категория В.
- отличный ценовой диапазон.
Недостатки:
- отсутствие обводного рубильника (Байпас).
- отсутствие измерений и индикации силы тока на входе стабилизатора.
- быстродействие 60-80 миллисекунд.
- щелчки при работе стабилизатора.
Назначение – отлично подойдет для дачного использования, но и в квартире или частном доме он тоже будет хорошо работать без перегрузок.
Тирирсторные и симисторные стабилизаторы напряжения – в своей основе имеют принцип автотрансформаторного ступенчатого регулирования. В качестве силовых ключей, подключающих нагрузку к выводам автотрансформатора, в них используются полупроводниковые тиристорные или симисторные ключи. Это позволило ускорить быстродействие до 20 миллисекунд (один период питающей синусоиды 50 Гц).
Имеют широчайший спектр климатических исполнений. В зависимости от применяемой элементной базы, могут иметь промышленное и бытовое назначение. Конструктивные варианты исполнений позволяют устанавливать в 19 дюймовые стойки, есть настенные и напольные варианты корпусов. Зачастую эти стабилизаторы имеют отечественное происхождение, при их производстве учтены все имеющиеся проблемы отечественных электросетей. В Европе или Америке проблем с электросетями нет. А из Китая везти стабилизаторы аналогичного качества – цена выходит не проходная.
Преимуществом данного типа стабилизаторов являются:
- надежность,
- высокая культура производства,
- современный дизайн,
- правильно подобранная элементная база,
- обмотка выполненная шиной в лако-тканевой изоляции,
- пропитка обмоток трансформатора кремний органическим лаком,
- наличие термодатчика на трансформаторе,
- наличие термодатчика на силовых ключах,
- принудительная система вентиляции,
- мультиуровневая токовая защита,
- встроенный обводной рубильник,
- мгновенное быстродействие,
- расширенный гарантийный период.
Недостатки:
В разнообразных рейтингах недостатками этих стабилизаторов указывалась цена. Не буду соглашаться с этим, потому что за качество нужно платить. Ведь покупая стабилизатор для защиты сплит систем, холодильников, кухонной техники, телевизоров, котлов и прочей бытовой техники нужно в первую очередь выбирать надежный!!! Крайне наивно полагать, что технику спасет, какой ни будь дешевенький прибор. Дешевый он неспроста.
Сфера применения тиристорных и симисторных стабилизаторов не ограничена. Они справляются с промышленными потребителями, в то же время прекрасно справятся с бытовой нагрузкой.
Стабилизатор напряжения с электромагнитным принципом регулирования.
В России эти стабилизаторы производятся в Туле. Это отличные промышленные стабилизаторы. Электромагнитный принцип регулирования подразумевает намотку на один сердечник управляющей и силовой обмотки. За счет изменения магнитного потока управляющей обмоткой, происходит регулировка напряжения на силовой обмотке.
Преимущества этих стабилизаторов:
- высокая надежность,
- способность выдерживать значительные пусковые токи и перегрузки,
- отличное быстродействие 20 миллисекунд.
- высокая культура производства,
- правильно подобранная элементная база,
- наличие защит по перегреву,
- принудительная вентиляция,
- возможность уличного размещения,
- многоуровневая защита по току,
- Высокая культура производства трансформатора, сечение шины, лакотканевая изоляция, лаковая пропитка, наличие термодатчиков.
Недостатки:
- габаритные размеры,
- металлоемкость,
- необходимость выключения стабилизатора при отсутствии нагрузки.
Цены на данный тип стабилизаторов довольно таки высокие. Но по другому не может быть, ведь это индустриальный стабилизатор напряжения.
В силу конструктивных особенностей, данный тип стабилизаторов не может работать на холостом ходу. Назначение данного типа стабилизаторов - исключительно промышленное.
Инверторный стабилизатор напряжения.
Данный тип стабилизаторов напряжения является новинкой, на рынке он появился порядка 15 лет назад. Инверторные стабилизаторы имеют совершенно другие принципы работы, в сравнении с автотрансформаторными или электомагнитными. По другому говоря, они преобразовывают электроэнергию, по принципу Он-Лайн бесперебойников.
Данный тип стабилизаторов использует в своем составе большое количество силовых полупроводников. Это позволило снизить массогабаритные характеристики, но увеличило стоимость. Этот тип стабилизаторов путем многократных преобразований генерирует выходное напряжение с эталонными показателями, чистая синусоида, 220 Вольт, 50 Гц.
Преимущества этих стабилизаторов:
- высокая надежность,
- отличное быстродействие 00 миллисекунд.
- высокая культура производства,
- правильно подобранная элементная база,
- наличие защит по перегреву,
- принудительная вентиляция,
- многоуровневая защита по току,
- высокая культура производства,
- эталонные выходные характеристики по напряжению, частоте и синусоиде.
- малый вес,
- компактные размеры.
Недостатки:
- вот здесь действительно высокая стоимость,
- избирательность к нагрузке. Разная эффективность при работе с обычной нагрузкой и нагрузкой с высокой реактивной составляющей сопротивления.
- на холостом ходу имеет более высокое энергопотребление чем ступенчатые.
Назначение – испытательные центры, лаборатории, могут применяться в быту и на точных производствах.
