О квартирных стабилизаторах

Если под квартирным стабилизатором напряжения понимать устройство, защищающее от ВСЕХ неприятностей, связанных с любым отклонением в розетке, способном вывести из строя электроприборы - это мечта. Реальное изделие будет стоить состояние, поэтому на рынке есть только варианты в той или иной степени (защищающие в различной степени в зависимости от существующих возмущений) приближающиеся к мечте. Образец стабилизатора напряжения

    Возможные неприятности в электросети:
  • отклонения напряжения от номинального значения 220В
  • отклонения от синусоидальности, не приводящие к радикальным отклонениям напряжения
  • импульсные составляющие с амплитудой, существенно выше значения номинального напряжения

Идеальное устройство должно иметь характеристики, мало зависящие от входного питания (основного). Достигнуть этого возможно применением гальванической развязки с высокой пробивной прочностью (для защиты от атмосферных явлений), собственный генератор для питания потребителей с возможностью питания как от сети так и от резервного источника (резервным источником может быть аккумулятор, резервная сеть, любой другой накопитель энергии включая механический (маховик например)). Это далеко не полный перечень характеристик идеального устройства, но уже ясно, что для бытового применения не подходит по цене.

    Рынок предлагает следующие типы стабилизаторов:
  • трансформаторы с различным управлением
  • вторичные преобразователи на полупроводниковой основе, преобразующие входное питание в промежуточное с последующим преобразованием в номинальное питание, идущее к потребителям
  • преобразователи без активных компонентов в силовой цепи, отличные от трансформаторов (различные варианты с промежуточным механическим звеном)

Трансформаторные стабилизаторы напряжения

Образец квартирного стабилизатора напряжения Различные трансформаторы, включая автотрансформаторы, при качественном изготовлении эффективно защищают от импульсных помех и отклонений от синусоидальности. Причем чем массивнее магнитопривод, тем эффективнее защита. При наличии устройства переключения обмоток, трансформаторы компенсируют изменения входного напряжения в определенных пределах. При увеличении мощности подключённой нагрузки компенсирующие свойства снижаются.

Электромеханические стабилизаторы напряжения - один из наиболее распространенных видов стабилизаторов. В большинстве случаев завозятся в Россию из Китая под такими марками, как Энергия, RUCELF, Ресанта, VOTO, Solby. При качественном изготовлении трансформатора имеют низкие потери. Уровень шума работающего стабилизатора увеличивается с ростом присоединенной нагрузки и отклонением питания от номинала. Особенно заметен рост шума при наличии импульсных помех.

Очень не любят электромеханические стабилизаторы постоянной составляющей питающего напряжения. При этом в нагрузку эту составляющую не пропускают. Если пользователь включает устройство в момент прохождения сетевого напряжения через ноль, никакого скачка напряжения не возникает.

Стабилизаторы напряжения двойного преобразования

Образец стабилизатора напряжения Второй тип стабилизаторов преобразует входное напряжение в промежуточное постоянное по форме напряжение с последующим преобразованием в номинальное. Пример - Штиль Инстаб (г. Псков), Электроника (г. Новосибирск). К такому типу можно отнести стабилизаторы инверторного типа.

    Преимущества стабилизаторов двойного преобразования:
  • отсутствие подвижных механических частей
  • широкий диапазон входного напряжения
  • высокое быстродействие
  • высокая стабильность выходного напряжения по величине и форме
  • не боятся высокого значения постоянной составляющей на входе
  • не чувствительны к форме питающего напряжения
  • улучшают косинус (не актуально для бытового применения)
  • могут использовать несколько источников питания (переключаются на резервный, включая аккумуляторы, при радикальном снижении основного)
  • переключаются на резервный источник питания мгновенно (нагрузка в большинстве случаев не замечает)
  • бесшумны (при разумном выборе частоты преобразования)
    Недостатки стабилизаторов двойного преобразования:
  • из-за принципиального наличия импульсных помех при преобразовании необходима тщательная фильтрация (обеспечивается грамотной схемой устройства)
  • стоимость быстро растет с ростом мощности
  • пониженный уровень КПД, сравнимый с трансформаторным
  • очень короткий высоковольтный импульс в сети в результате попадания молнии может пробить силовые элементы

Стабилизаторы с промежуточным механическим звеном

К стабилизаторам с промежуточным механическим звеном можно отнести комбинацию двигателя, питающегося от электросети и генератора, питающего электрических потребителей. Защищает от всех проблем с сетевым напряжением (при использовании асинхронного двигателя не переносит постоянной составляющей, особенно длительной). Это дорогой, шумный агрегат, с большими потерями при малой проектной мощности. Срок службы ограничен механической надежностью. Стабилизаторы с промежуточным механическим звеном - экзотический вариант, подходящий для питания командного пункта ракет стратегического назначения.

Значение отклонений напряжения для нагрузки

Квартирный стабилизатор напряжения Различная нагрузка чувствительна к отклонениям питающей сети в различной степени. Наиболее капризной нагрузкой является автоматика газовых котлов, музыкальное оборудование, медицинская техника и т.п. Потребители электроэнергии, широко используемые в быту, такие как, телевизоры, стиральные машины, холодильники, СВЧ-печи, электроплиты, имеют меньшую чувствительность к понижению или повышению напряжения. Например, потребители с непосредственным преобразованием электроэнергии в физическую работу более стойки к отклонениям. К таким потребителям можно отнести лампочки накаливания, электрообогреватели, вентиляторы, двигатели компрессора холодильника (боится постоянной составляющей). Они постепенно выходят из строя только при длительном отклонении параметров сети.

Возьмем, к примеру, работу электрического чайника в условиях пониженного напряжения. Большинство моделей будет работать и при 180В в сети и при 160В. Однако процесс нагрева воды будет занимать больше время. Чем ниже входное наряжение, тем дольше будет закипать вода в чайнике. Таким образом, небольшие отклонения входного напряжения не прекращают работу большинства бытовой техники, но вызывают снижение удобства её использования.

Импульсные источники вторичного питания с обозначенной ранее ахиллесовой пятой имеют компьютеры, энергосберегающие лампочки с импульсными преобразователями, телевизоры, музыкальные центры и т.д. При выборе стабилизатора напряжения нужно учитывать особенности подключаемой к нему нагрузки.

В идеале на входе должен стоять массивный трансформатор с защитой от превышения постоянной составляющей для питания остальных цепей. Потребители, устойчивые к кратковременным изменениям напряжения и формы, питаются от него напрямую. Более высокотехнологичных маломощных потребителей в идеале нужно запитывать от полупроводникового стабилизатора (подключен после трансформатора) с очень высоким быстродействием. Потребителей с возможностью потерь при отключении питания (компьютер главного бухгалтера, автоматика насоса котла) - от источников, способных переключиться на резерв без вреда для потребителя.

Различные простые устройства защиты (предохранители, автоматы (быстродействие которых ограничено временем реакции механических элементов) сетевые фильтры с варистором) способны защитить от очень грубых возмущений сетевого напряжения и от физического разрушения имущества (пожар и т.д.). Аварийное отключение такими устройствами происходит после фатального повреждения высокотехнологичного потребителя.

По материалам forum.ixbt.com