В 2015 года в российских магазинах появились стабилизаторы напряжения инверторного типа с нестандартным принципом действия по сравнению с привычными моделями, в составе которых присутствует трансформатор. Это была специальная серия под названием ИнСтаб, разработанная и выпущенная на производственных мощностях ГК «Штиль» в городе Тула. Благодаря своим техническим характеристикам за 10 лет инверторные стабилизаторы стали востребованными от Калининграда до Анадыря, изменив российский рынок систем электропитания.
Расскажем в нашей статье об этих устройствах, чем они отличаются от трансформаторных стабилизаторов, а также в чём их технические преимущества.
Что такое инверторный стабилизатор напряжения?
Инверторный стабилизатор напряжения – это устройство, которое улучшает качество электропитания в непрерывном режиме, защищая подключенную технику от сетевых скачков/просадок и постоянно подавая на неё напряжение максимально приближенное к номинальному значению. По сравнению с классическими моделями, не имеет в рабочей схеме трансформатора и коммутационных компонентов (реле или сервопривода), участвующих в корректировке напряжения. Вместо этого силового блока внутри установлен выпрямитель и инвертор, которые создают двойное преобразование электроэнергии.
Технология двойного преобразования (IRDC – Instant Reaction & Double Conversion или моментальное срабатывание и двойная конверсия) предполагает, что поступающее напряжение конвертируется в два этапа: сначала выпрямитель из переменного тока (AC) создает постоянный (DC), гася сетевые отклонения, а также гармонические искажения, затем инвертор (DC-AC) возвращает переменное напряжение (AC), но уже с эталонными характеристиками.
Технология двойного преобразования энергии стала известна еще 30 лет назад. Схема IRDC сначала использовалась в источниках бесперебойного питания топологи онлайн. В 2015 году на заводе ГК «Штиль» были разработаны и стали серийно выпускаться инверторные стабилизаторы с двойным преобразованием энергии.
В чем особенность технологии двойного преобразования?
В преобразовании заложен принцип непрерывной высокочастотной ШИМ-модуляции с буферизацией энергии. Что это дает стабилизатору?
- Создает непрерывность подачи напряжения – без обрывов, пауз, переходных процессов – питание от электросети до нагрузки проходит без промедлений.
- Исключает изменения параметров вольтажа на выходе даже при резком сетевом отклонении – при прохождении двойной конвертации, поступающий на нагрузку вольтаж «обнуляется», не представляя опасности для стабилизатора и подключенной техники.
Преимущества инверторных стабилизаторов
Именно технология двойного преобразования энергии дает инверторным стабилизаторам технический приоритет перед другими типами стабилизаторов. Разберем основные достоинства моделей.
Высокая точность регулировки
У инверторных стабилизаторов самая высокая точность выходного вольтажа – погрешность от номинальной величины 220/230 В составляет не более 2% вверх или вниз. Такой показатель достигается тем, что преобразование происходит в постоянном режиме и на выходе формируется напряжение, которое создается инвертором заново. Параметры выходного напряжения, включая образцовую форму сигнала (чистый синус), не связаны с качеством входной сети.
Высокая точность напряжения важна для многих электроприборов, используемых в быту или на предприятиях, например, системам освещения, приборам с электромоторами, а также медицинской и измерительной аппаратуре.
Быстрая реакция на изменения
На самом деле она не быстрая, а мгновенная – составляет 0 мс. Внутренний выпрямитель и инвертор работают непрерывно, даже если в электросети всё стабильно. Поэтому при появлении скачков или просадок напряжения в широком диапазоне (90-310 В) инверторный стабилизатор сразу готов к их «уравниванию». Для этого ему не нужно выполнять никаких переключений.
Накопленная энергия во встроенных конденсаторах помогает стабилизатору даже справляться со значительными сетевыми просадками или полным пропаданием электричества до 200 мс.
Всё это сохраняет бесперебойность работы электротехники. При этом не происходит никаких щелчков, провалов питания или «миганий» электричества, а также переходных процессов, которые встречаются у других типов устройств при ступенчатом изменении вольтажа.
Стабильное питание без бросков и пропаданий напряжения важно для чувствительной электроники – телекоммуникационного оборудования, систем мультимедиа или отопительной техники.
Энергоэффективность
За счет высокого коэффициента полезного действия, который достигает 97%, инверторные стабилизаторы обладают высокой энергоэффективностью и, соответственно, низкими энергопотерями. Во время работы устройства затрачивают минимальное количество электроэнергии на собственные нужды. Например, модель настенного стабилизатора IS7000 с выходной мощностью 5500 Вт, которая устанавливается на всю квартиру или небольшой дом при средней загрузке 70% возьмет из сети на собственный ресурс всего порядка 100 Вт. Учитывая, что мощные потребители работают не постоянно, энергопотери будут ещё меньше.
В инверторных моделях, как и в онлайн ИБП, присутствует эко-режим, при котором стабилизатор переводит питание нагрузки на сеть, если входные параметры благоприятны для её работы, также снижая расход электроэнергии.
Меньше шума и вибрации
Инверторные стабилизаторы, в отличие от других приборов защиты, в своей схеме не содержат трансформаторов и коммутирующих элементов, поэтому не издают механических звуков, не вибрируют. Единственное, что может в них шуметь, это система охлаждения, работающая на вентиляторах. Но есть и полностью бесшумные модели, которые охлаждаются конвекционно – естественным способом, когда теплый воздух самостоятельно выходит через верхние вентиляционные отверстия на корпусе. Поэтому такие модели допустимо устанавливать даже в спальных комнатах.
Долговечность и надежность
Почему инверторные стабилизаторы считаются более отказоустойчивыми по сравнению с другими типами приборов? Это связано с тем, что в рабочей схеме нет механических частей, у которых всегда высокий риск поломки, особенно при постоянных колебаниях сети (вверх – вниз). То есть для выполнения основной функции инверторным моделям не требуется постоянно включать/выключать реле или перемещать токосъемный механизм, выпрямитель/инвертор запускаются сразу после включения и работают в постоянном режиме.
Конечно, любое электротехническое устройство рано или поздно ломается, но за счет применения при их изготовлении качественных компонентов и контроля продукции на каждом производственном этапе (от входного до приемочного) удалось повысить надежность стабилизаторов и довести число отказов до минимума.
Сравнение с релейными и электронными стабилизаторами
Сравним наглядно в таблице технические параметры, чтобы определить преимущества инверторных стабилизаторов напряжения перед релейными и электронными моделями.
Когда инверторный стабилизатор необходим?
Из сравнительной таблицы видно, что инверторные модели обладают большим «вооружением» для защиты от скачков и просадок напряжения. Соответственно, они лучше приспособлены к работе в российских электросетях по следующим параметрам:
- выдерживают широкий диапазон колебаний;
- справляют с резкими и сильными сетевыми отклонениями;
- реагируют на сетевую проблему мгновенно, снабжая подключенную технику качественным электропитанием.
Инверторный стабилизатор понадобится при наличии:
- нестабильной электросети на объекте, в которой скачки или просадки напряжения происходят постоянно и резко;
- электрочувствительных приборов, которым вредны микрообрывы питания и требуется напряжение с минимальной погрешностью.
Популярные вопросы
Есть ли недостатки у инверторных стабилизаторов напряжения?
К недостаткам относится высокая стоимость, небольшая перегрузочная способность – до 150% (хотя часто этого достаточно, чтобы справляться с пусковыми токами бытового оборудования), а также работа только при плюсовых температурах – от +5 до +40 °C.
Корректирует ли частоту инверторный стабилизатор?
Нет, устройства транслируют частоту со входа на выход в неизменном состоянии, но в диапазоне 43-57 Гц. Если частота выйдет из этого диапазона, то питание на выходе обесточится и прибор перейдёт в режим ожидания до возврата входной частоты в нормальное состояние.
Возможен ли удаленный контроль работы инверторного стабилизатора?
Да, модели серии RT (с универсальным форм-фактором) допускают подключение интерфейсной платы SNMP, которая дает возможность удаленного контроля устройства через интернет.