Релейный стабилизатор напряжения: устройство, принцип работы, достоинства и недостатки

Устройство и принцип действия релейного стабилизатора

Релейный стабилизатор напряжения состоит из следующих основных узлов:

• силовой автотрансформатор — основа стабилизатора, осуществляет коррекцию напряжения;
• электронная схема управления – измеряет параметры питающей сети и самого устройства, управляет работой силовых реле;
• блок силовых реле — осуществляет коммутацию витков трансформатора таким образом, чтобы обеспечить номинальные параметры выходного напряжения;
• средства мониторинга – светодиодные индикаторы, ЖК-экран, популярные интерфейсы для организации удаленного управления и мониторинга.

Автотрансформатор

— Это тип трансформатора напряжения с электрически соединенными первичной и вторичной обмотками. Вторичная обмотка имеет несколько отводов от катушки — выводов, напряжение которых будет разным при одном и том же значении первичного напряжения. Разность напряжений на выводах секций катушки обусловлена ​​соответствующим коэффициентом трансформации устройства, который напрямую зависит от числа витков обмотки, участвующих в преобразовании.

Работу релейного стабилизатора можно в общих чертах описать следующим образом:

1. Входное напряжение проходит через шумоподавляющий фильтр и измеряется электронной схемой. Затем показатели сетевого напряжения сравниваются с номинальным значением, которое должно быть на выходе.
2. При недопустимом отклонении значения напряжения в сети от номинального значения электронная схема формирует сигнал на включение определенных токовых реле, переключение которых обеспечит требуемый коэффициент трансформации. Из-за этого на выходе будет формироваться значение напряжения, максимально близкое к номинальному.
3. Электронная схема может остановить работу стабилизатора в случае короткого замыкания, перегрузки по току, длинных импульсов или отклонения фактического напряжения в сети от рабочего диапазона входного напряжения стабилизатора.

Сравниваем релейные и электромеханические

При сравнении двух типов стабилизаторов сразу бросается в глаза, что ряд свойств является для них общим.

1. Так что стоимость не может служить решающим фактором при выборе типа, она примерно одинаковая, каждый киловатт мощности стабилизатора будет стоить 900-1200 рублей. Стоимость одного киловатта для каждого типа стабилизатора вы можете посмотреть в этой таблице.
2. Срок службы тоже не может быть определяющим — несмотря на заявленный некоторыми производителями срок службы стабилизаторов до 10-15 лет, из-за ненадежности релейного блока устройства (а на реле всегда экономят!), они могут прослужить не дольше электромеханических — до 1-5 лет в зависимости от нестабильности сети.
3. Общим также является слабая зависимость работы обоих типов стабилизаторов от частоты и формы входного напряжения (автотрансформатор незначительно изменяет коэффициент трансформации, что связано с нелинейностью свойств материала сердечника).
4. Следует учитывать характер регулирования — ступенчатый с дискретностью порядка 20-25 В для релейного стабилизатора и плавный для электромеханического. С реле приходится мириться с тем, что при работе освещение будет мигать, освещение будет колебаться в пределах ±26% (это нестабильность светового потока при изменении напряжения в пределах ±8%), и сложными электронными оборудование может выйти из строя в точках подключения.

   С электромеханическим стабилизатором это невозможно — напряжение равномерно регулируется и выставляется с большей точностью, так как проводов от обмотки автотрансформатора в электромеханическом стабилизаторе больше, чем в реле (фактически каждый виток обмотки является выходом) . Поэтому в электромеханических стабилизаторах скачкообразное изменение выходного напряжения практически незаметно.

5. Кроме того, движение щеточного контакта менее шумно, чем одновременная работа (включение и выключение) двух реле. Но одно НО — устанавливаться будет дольше, такие стабилизаторы более инерционны, чем реле.
6. С риском очень серьезного снижения входного напряжения оба сравниваемых стабилизатора примерно равны по мощности. Так нижний предел входного напряжения чаще всего 140-150 В, а верхний 250-260 В.
7. Оба стабилизатора искрят при работе, что исключает возможность эксплуатации во взрывоопасных (загазованных) помещениях. Их предназначение – работа в городской квартире, частном домовладении, даче. ЗАПРЕЩАЕТСЯ работать в одном помещении с газовым оборудованием.

По идее, электромеханический стабилизатор требует регулярного обслуживания (чистка, замена щеток), а реле обслуживания не требует, но может выйти из строя, если перегорят контакты одного из реле, и выйдет из строя одна ступень регулирования напряжения, что будет мешать работе стабилизатора в комплекте.

Для справки. Регулярное техническое обслуживание не означает, что вы должны лезть в него каждый год. Я лично был свидетелем, что сервостабилизатор работает уже пятый год без вмешательства, а стоявший рядом с ним релейный стабилизатор сгорел через полтора года эксплуатации.

Очевидно, что на практике их никто и никогда не зарабатывает. Просто купил, подключил и забыл, пока что-нибудь не сломается. Поэтому режим обслуживания можно полностью игнорировать.

Сравнение релейных и электронных стабилизаторов

Электронные блоки и релейные блоки отличаются ступенчатой ​​регулировкой выходного напряжения. Разрешение коррекции напряжения в стабилизаторах зависит от количества ступеней управления — это полупроводниковые переключатели в электронных или электромеханических реле в релейных блоках.

Электронные устройства лучше всего использовать, когда требуется высокая скорость. Аналоги реле значительно проигрывают по этому показателю – скорость переключения электромеханических реле значительно ниже, чем у электронных автоматических выключателей. Кроме того, последние работают совершенно бесшумно, в отличие от обычных реле, что делает их гораздо более подходящими для бытовых установок.

Высокая эксплуатационная надежность и длительный срок службы электронных стабилизаторов обусловлены полным отсутствием в конструкции движущихся механических частей. Механика реле подвержена быстрому износу, что особенно проявляется при работе в сетях с крайне нестабильным сетевым напряжением.

Электронные устройства менее устойчивы к перегрузкам, что может привести к перегреву и выходу из строя дорогостоящих автоматических выключателей. Кроме того, электронные стабилизаторы сами по себе могут вносить искажения в форму выходного сигнала.

Стоимость электронных стабилизаторов значительно выше релейных: последние в настоящее время намного дешевле, что делает их гораздо более предпочтительными для организации бюджетной защиты нагрузки, не требовательной к качеству электропитания.

Характеристика	Релейный стабилизатор	Электронный стабилизатор
Заменить обмотки трансформатора	Электромеханические реле	Полупроводниковые ключи
Тип регулирования напряжения	Сдержанный	Сдержанный
Производительность	Показатели хуже, реакция медленнее (10-20 мс), так как скорость переключения электромеханических реле ниже, чем у электронных переключателей	Лучшая производительность (5-10 мс), более быстрая реакция на изменения напряжения
Точность стабилизации	Низкий (5–10%)	Высокая (может достигать 3%)
Уровень шума	Они издают щелчки от активации реле	Работайте тихо
Надежность и долговечность	Производительность хуже из-за быстрого износа переключающих реле	Производительность лучше за счет полного отсутствия в конструкции движущихся механических частей
Стойкость к перегрузке	Лучшая производительность, высокая перегрузочная способность	Показатели хуже, слабая перегрузочная способность из-за высокого риска выхода из строя дорогостоящих автоматических выключателей при перегреве
Добавляет искажения к выходному сигналу	Не вносить свой вклад	Может внести свой вклад
Цена	Бюджетный	Высокая цена

Детали и конструкция

При сборке использовался трансформатор ТПП 320-220-50 200 Вт, его обмотки подключены к напряжению 240 вольт, что позволило снизить ток холостого хода. Основные реле — TIANBO HJQ-15F-1, вспомогательные реле — LIMING JZC 22F.
Все детали смонтированы на печатной плате, прикрепленной к трансформатору. Диоды D1 и D5 должны выдерживать ток 30-50А в течение времени переключения (5-10мс).

Агрегат вешается на стену и закрывается жестяным корпусом

Схема работы сетевого фильтра

Принцип работы сетевого фильтра
Блок питания для бытовой техники и электротехники – важный параметр, от которого зависит качество работы, надежность и безопасность. Чаще сетевой фильтр используется для подключения настольного компьютера и его комплектующих. Плохое питание влияет на работу радиоприемников.

Телевизор или радио будут работать с помехами. Другие устройства также получают питание через сетевой фильтр. Современный «умный» холодильник управляется микропроцессором, и такое устройство ему обязательно нужно.

Фильтр может иметь разное количество розеток, что позволяет подключать сразу несколько разных механизмов. Устройство рассчитано на определенный уровень нагрузки, превышение недопустимо. Поэтому подключить одновременно несколько устройств с мощным оборудованием невозможно.

Примерная принципиальная схема различных электроприборов

Чтобы правильно выбрать тип, следует обратить внимание на следующие нюансы.

1. Определить суммарную пиковую мощность подключаемых устройств. Например, для работы всего одного лазерного принтера потребуется до 3 кВт. За акцию нужно к полученной сумме добавить 20-25%.
2. При подключении большего количества устройств или обновлении всей системы ток может увеличиться.
3. Необходимо определить, какие дополнительные функции будут необходимы, а какие будут избыточны. Модель защиты телефонного разъема не требуется, если компьютер подключен через оптоволоконный кабель.
4. При выборе лучше ориентироваться на отзывы покупателей авторитетных сайтов, чем изучать отзывы сайтов магазинов.

Высококачественные блоки питания уже оснащены фильтрами. Их монтируют на плате, особенно для устройств большой мощности. К сожалению, блоки питания китайского производства для зарядного устройства, ноутбука с люминесцентными и светодиодными лампами выполнены без фильтров, по упрощенной схеме.

При выборе фильтра следует обратить внимание на цену. Это в какой-то степени показатель качества. В продаже есть много недорогих изделий, не имеющих схемы фильтра. Такое изделие не является стабилизатором, а может лишь защитить от опасного повышения напряжения и выступает в роли простого удлинителя.

Где используют релейные стабилизаторы

Если проанализировать все плюсы и минусы релейного стабилизатора, то можно сделать вывод, что с большинством бытовых задач он справляется. Практически везде, где не требуется точность стабилизации, но требуется высокая скорость, релейный стабилизатор просто незаменим.

В частности, активно приобретаются релейные стабилизаторы для выравнивания напряжения в квартире или на даче, а также в гараже. Кроме того, почти все бытовые приборы, имеющие двигатель или нагревательный элемент, такие как холодильник, стиральная или посудомоечная машина, электроинструменты, прекрасно работают с недорогими и быстродействующими релейными стабилизаторами.

Когда перепады напряжения или обратные скачки напряжения происходят не очень часто, но все же случаются в течение дня, например в садовом кооперативе, где напряжение в сети часто сильно зависит от того, чем занимаются в данный момент ваши соседи, в зависимости от этого может быстро меняются, оптимальным решением является релейный стабилизатор.

Если у вас есть какое-либо оборудование, чувствительное даже к малейшим скачкам напряжения или параметрам электрического тока, а также к точности стабилизации, например, качественный аудиоусилитель, вам следует выбрать нормализатор другого типа.

Дополнительные рекомендации по выбору

Релейный стабилизатор напряжения имеет еще один важный параметр. Это диапазон рабочего напряжения, в котором сохраняется заявленная производителем погрешность стабилизации. Некоторые производители указывают нижний порог входного напряжения и верхний порог выходного напряжения, игнорируя их противоположные значения на входе и выходе устройства.

Детальное ознакомление с устройством и принципом работы релейных стабилизаторов, а также тщательное выяснение перед покупкой всех важных характеристик, а также сути и параметров дополнительных опций, позволит вам выбрать стабилизатор, который обеспечит надежную защиту потребителей от перегрузок и их стабильной работы.

Лучшие релейные стабилизаторы напряжения

В настоящее время на рынке стабилизаторов довольно много игроков, крупных и мелких компаний-производителей, каждая из которых имеет несколько серий моделей, с разной выходной мощностью и функциями, поэтому назвать какие-то конкретные успешные продукты непросто.

Но конечно, изучая опыт и отзывы наших коллег, поставщиков и заказчиков, мы можем выделить несколько наиболее оптимальных производителей по различным категориям потребительских характеристик, на примере моделей на 5 кВт — кВА в частности:

НАЧАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ

Из наиболее доступных, недорогих, но при этом достаточно качественных релейных стабилизаторов напряжения рекомендую присмотреться к моделям следующих производителей: Resanta Quattro Elementi. Эти стабилизаторы особенно успешно применяются на даче, в саду или в гараже, а также при эксплуатации бытовой техники или электроинструмента.

Стабилизаторы от этих производителей часто устанавливают в квартирах и дачах, котельных и других местах, где важна надежность, как стабилизации, так и защиты электроприборов от негативного воздействия некачественных параметров электрического тока.

ЦЕНА / КАЧЕСТВО

По соотношению цена-качество, с упором на надежность, качество и функции, такие как более широкий диапазон стабилизации, дополнительные защиты и фильтры, наиболее интересными производителями релейных стабилизаторов, по мнению большого количества потребителей, являются: Energi и Rucelf следующих моделей:

Одна из самых удачных моделей релейных стабилизаторов, сочетающая приемлемую стоимость и высокую надежность RUCELF STAR-5000 (6500 руб)

Энергия АСН 5000 — релейный стабилизатор российского производства, в компактном переносном исполнении, 7 ступеней стабилизации. (~7000 руб)

ПРОДВИНУТЫЕ МОДЕЛИ

Самые дорогие и современные релейные стабилизаторы с максимальным количеством опций, высокой степенью стабилизации и другими высокоуровневыми характеристиками, которые предназначены для установки в более ответственных местах, требующих качества, надежности и точности параметров напряжения, например, в производстве, в кафе, магазине и т д производства производителей: Lider, Energy, Uniel

Energy Voltron 5000 — профессиональный качественный релейный стабилизатор напряжения с очень хорошими характеристиками и дополнительными функциями. (~9000 руб)

Униэл-рс-1-5000лс — релейный стабилизатор с широчайшим диапазоном стабилизации, высоким быстродействием, его характеристики сравнимы с… (~12 000 руб)

Если вы знаете других достойных производителей или удачные модели релейных стабилизаторов, обязательно напишите в комментариях к статье. Дополнительно задавайте вопросы, а если есть замечания или критические замечания, озвучивайте их.

Если вы считаете, что релейный блок — это не то, что вы ищете, обязательно изучите особенности других типов стабилизаторов и почитайте обзоры моделей для разных типовых случаев, все это и многое другое ждет вас в следующих статьях, следите за новостями чтобы не пропустить новый материал, подписывайтесь на нашу группу ВКонтакте.

Плюсы и минусы релейных стабилизаторов

Финальные советы

Если, дочитав до этой части статьи, вы не определились с выбором, то вот параметры от stabexert.ru, которые вам следует учитывать при выборе конкретного стабилизатора.

Мощность устройства

Это в первую очередь следует учитывать, независимо от выбранного типа устройства. Для определения необходимой мощности стабилизатора необходимо просуммировать электрическую нагрузку всех электроприборов, стабилизируемое напряжение.

Значение тока обычно указывается в паспорте электроприбора, и, как правило, на прикрепленной к нему шильдике (табличке).

Ток осветительной лампы указан на цоколе. Лучше, если мощность стабилизатора будет превышать установленную мощность электроприборов процентов на 20 – 30. Это защитит устройство от перегрузок и продлит срок его службы.

При оценке мощности следует учитывать одно обстоятельство. Это понятие полной, активной и реактивной мощности. В первую очередь нас интересует активная составляющая, измеряемая в ваттах, значение которого обычно указывается на устройстве. Однако некоторые производители стабилизаторов могут указывать общую номинальную мощность своей продукции, которая измеряется в вольт-амперах (ВА).

Чтобы снова не вдаваться в теорию, для получения значения активной мощности в этом случае можно значение полной мощности умножить на 0,9. Основная часть нагрузки бытовых потребителей является активной. Реактивную часть занимают электродвигатели и люминесцентное освещение.

Тип стабилизатора

Этот выбор основывается на оценке основных характеристик рассматриваемых типов устройств и функций локальной системы электроснабжения. Сравнивая параметры стабилизаторов разных типов, можно увидеть, что при выигрыше в одном качестве устройство часто уступает по другим качествам стабилизаторам другого типа. В этом случае решающим фактором при выборе должен стать анализ параметров источника питания.

Например, в районах, характеризующихся устойчивыми длительными отклонениями уровня питающего напряжения в ту или иную сторону, логично выбирать стабилизаторы с плавной системой управления с сервоприводом, обладающим наибольшей точностью стабилизации. В такой же ситуации, но при отклонениях питающего напряжения на очень большой площади поможет стабилизатор гибридного типа. Если блок питания сопровождается очень частыми и резкими скачками напряжения, более надежную защиту обеспечат релейные или электронные стабилизаторы.

Что касается устройств инверторного типа, то они универсальны по заявленным производителями характеристикам. Главный вопрос с инженерной точки зрения заключается в том, насколько близка к синусоиде реальная кривая напряжения этих устройств. Претензия этих устройств с финансовой точки зрения в том, что они на сегодняшний день самые дорогие.

Про надежность

И еще о вопросах надежности. Когда мы говорим, что электронные устройства без механических контактов и подвижных частей обладают большей надежностью, мы лишь констатируем общую теоретическую концепцию. На практике надежность электронных устройств зависит от того, насколько хороша сама конструкция схемы, где каждый используемый компонент должен функционировать в пределах допустимых параметров и иметь правильные характеристики.

Особенно большой поток ошибок приходится на новые устройства, не прошедшие проверку на длительную работу. Поэтому нередки ситуации, когда старые добрые механические устройства надежнее новых электронных систем. Конечно, это не следует воспринимать как обязательное правило, данные явления скорее относятся к болям роста. Будущее, безусловно, за электронной и микропроцессорной техникой, функциональность и надежность которой постоянно растут.

Достоинства

Бюджетный

Именно из-за невысокой цены, по сравнению с другими типами стабилизаторов, релейные модели пользуются такой популярностью. В то же время, что касается других параметров, то они в большинстве случаев полностью покрывают потребности современного потребителя.

Относительно высокая скорость стабилизации, в среднем 5-30 мс

Релейные стабилизаторы быстро реагируют на изменение входящего напряжения, позволяя защитить электрооборудование даже при резком падении или скачке

Простота и легкость обслуживания

Имея простую и понятную архитектуру, релейные регуляторы не имеют множества сложных компонентов, которые могут выйти из строя. Возможных неисправностей не так уж и много, и все они изучены и описаны, легко диагностируются и поддаются устранению в домашних условиях, даже обладая лишь поверхностными знаниями и навыками в области электроремонта.

Читайте также: Ремонт электроплиты своими руками

Преимущества и недостатки стабилизаторов напряжения феррорезонансного типа

К преимуществам феррорезонансных и ферромагнитных стабилизаторов можно отнести:

• высокая скорость отклика, скоростная стабилизация напряжения;
• долгий срок службы;
• широкий диапазон допустимого входного напряжения.

К недостаткам феррорезонансных и ферромагнитных стабилизаторов можно отнести:

• высокая металлоемкость и высокая стоимость устройства;
• значительный уровень шума при работе устройства;
• значительное искажение формы графика напряжения выходного сигнала;
• низкий КПД стабилизатора;
• значительные потери энергии на нагрев устройства;
• недопустимость включения без полезной нагрузки;
• низкая перегрузочная способность.

Виды стабилизаторов напряжения по классу напряжения

Промышленность выпускает широкий ассортимент стабилизаторов.

Различают однофазные и трехфазные устройства.

По диапазону выходного напряжения электронное оборудование для однофазных сетей рассчитано на 220 — 240 В (также популярен промежуточный номинал 230 В), выпускаются феррорезонансные стабилизаторы на 110 — 120 В.

Бытовое оборудование для трехфазных электрических сетей обеспечивает выходное напряжение 380 — 415 В независимо от применяемых схемных решений и выходного тока нагрузки.

Промышленное оборудование может иметь более высокое выходное напряжение: до 6 — 10 кВ.

Правила пользования стабилизатором

При выборе стабилизатора релейного типа необходимо проводить регулярное техническое обслуживание, в том числе ежегодный тщательный осмотр его внутри корпуса. При расследовании обратите внимание на:

• Надежность крепления соединений проводников.
• Уровень охлаждения и циркуляции воздуха в корпусе прибора.
• Есть ли повреждения.
• Точность измерительных указателей.

При обнаружении неплотных соединений, пыли необходимо выключить стабилизатор из сети и провести его обслуживание, очистив и подтянув все контакты. Помещение, в котором находится стабилизатор напряжения, должно быть проветриваемым и сухим. Влажность в помещении не должна быть более 80%. При работе в корпусе стабилизатора вентиляционные отверстия должны вентилироваться.

Обзор моделей

Обзор современных стабилизаторов для дома проще всего провести, сосредоточив внимание на преимуществах и недостатках нескольких образцов марки. Для этого были выбраны модели, представляющие таких конкурентов, как Энергия, отечественная разработка Штиль, а также бренд под названием Свен.

Рейтинг стабилизаторов для дома возглавляет модель от , выпускающая продукцию с отличным соотношением цены и качества. Устройства этой фирмы способны работать с нагрузкой различной величины (мощностью от десятков до сотен ватт). В ассортименте «Ресанта» много моделей однофазных реле, но часто встречаются образцы с двойным преобразованием напряжения (инверторы). Недостатков у этой марки практически нет (кроме цены).

Вторую позицию в рейтинге занимает многопрофильная компания «Энергия», лишь недавно освоившая выпуск высококачественных стабилизаторов. Все модели этого производителя отличаются сбалансированным соотношением цены и качества и пользуются постоянным спросом у российского потребителя. К их преимуществам также можно отнести большое разнообразие различных дизайнов.

Далее идет производство бюджетной продукции и моделей средней ценовой категории, а также образцов премиум-класса. Особой популярностью пользуются электронные преобразователи, которые по своим возможностям не уступают современным источникам бесперебойного питания.

Последней в этом списке стоит финская компания Sven, продукция которой подходит как для домашнего, так и для рабочего офиса. Цены на продукцию из Финляндии вполне приемлемые для обычного пользователя при неизменно высоком качестве. Срок службы всех выпускаемых моделей, по заявлению производителя, составляет в среднем не менее 10 лет.

Главные критерии выбора

При выборе релейного стабилизатора необходимо ознакомиться с его техническими характеристиками, а также представить, в каких условиях будет работать устройство.

Помимо количества фаз стабилизатор оценивается по следующим 8 параметрам:

1. Сила;
2. Ошибки установки;
3. Скорость отклика;
4. Диапазон напряжения сети;
5. Перегрузочная способность;
6. Защита;
7. Шум;
8. Индикация режимов и параметров.

Перед покупкой релейного стабилизатора необходимо рассчитать мощность всех потребителей с активной и реактивной составляющей, добавив 20-30%. Поскольку реле-регулятор переключает напряжение «ступенчато», точность настройки может варьироваться в пределах 5-8% в зависимости от модели.

Реальная скорость срабатывания, вопреки тому, что указано в документации, будет составлять 0,1-0,15 секунды, поэтому не рекомендуется подключать к релейному стабилизатору какие-либо устройства, например, персональный компьютер.

Стабилизаторы этого типа допускают достаточно большой разброс напряжения в сети, но при слишком малых значениях могут возникнуть потери мощности, и устройство автоматически перейдет в режим перегрузки и отключит потребителей.

Схема реле-регулятора напряжения снабжена надежной защитой, поэтому о своевременном отключении можно не беспокоиться, но шумовые характеристики этого устройства оставляют желать лучшего. К гудению трансформатора добавляются щелчки реле, которые при частых изменениях напряжения в сети существенно и быстро выводят из строя, особенно если стабилизатор находится непосредственно в жилом помещении.

Все стабилизаторы релейного типа имеют светодиодные индикаторы режимов работы, а более дорогие модели могут быть оснащены одним или двумя вольтметрами или информационным табло.

Помимо основных характеристик, следует обратить внимание на тип установки (настенный напольный) и наличие функции «байпас». Пока напряжение сети находится в допустимых пределах, это позволяет питать потребителя напрямую от сети и миновать блок стабилизации. Подключение питания через стабилизатор осуществляется автоматически при значительных отклонениях от номинального значения.

Недостатки

При частом переключении реле тока выходят из строя

Одним из основных недостатков релейных стабилизаторов, на мой взгляд, является возможность выхода из строя токовых реле, переключение режимов которых происходит достаточно часто и интенсивно. Контакты со временем окисляются или могут сгорать при больших токах, что значительно сокращает срок службы реле.

Щелчки при смене реле

Еще одна особенность Особенностью, которая может стать серьезным неудобством, если релейный стабилизатор установлен где-то рядом с вами, является звук переключения реле, которые достаточно громко щелкают.

Относительно высокая ошибка стабилизации, в среднем ок. 5-8%

В зависимости от количества отводов от автотрансформатора — вторичных обмоток и, соответственно, количества реле в цепи, релейный стабилизатор имеет степень погрешности стабилизации, в среднем 5-8%, а это достаточно много. Как видно из расчетов выше, шаги, при которых происходит стабилизация, находятся в пределах 15 вольт, что равно 6,8% от 220В, на такие показатели могут реагировать особо чувствительные электроприборы.

Если вам нужна нормализация с большей точностью, рассмотрите электромеханические регуляторы напряжения.

Кратковременное прерывание питания в момент переключения реле

При переключении реле, при смене режимов, на какое-то очень короткое время происходит обрыв питания, когда контакты одного реле уже разомкнуты, а другое только замыкается. При этом нередко также происходит удар током. Это может оказать негативное влияние на особо чувствительные электронные компоненты, а также может выражаться, например, в кратковременном изменении яркости ламп.

Падение тока при низком напряжении

Полную мощность, заявленную производителем, релейные стабилизаторы выдают только в довольно узком диапазоне входных напряжений, зачастую лишь до 190 вольт, затем быстродействие падает и в какой-то момент достигает лишь 40-50% от номинала.

Принцип работы и область применения

Релейные блоки работают по следующему принципу:

1. Входной ток подается на электронную схему, сравнивающую параметры с требуемыми на выходе;
2. После расчета разницы между характеристиками входного и выходного напряжения блок управления выбирает необходимое для стабилизации количество обмоток и количество витков, которое необходимо использовать;
3. С помощью реле последовательно присоединяют витки каждой из обмоток трансформатора;
4. В результате последовательного увеличения и уменьшения напряжения на обмотках трансформатора на выход стабилизатора поступает ток, параметры которого находятся в пределах, допустимых для нормальной работы ведомой сети.

Стабилизаторы релейного типа достаточно быстро переключаются между обмотками. Но чем интенсивнее будет возрастать входное напряжение, тем заметнее будут отклоняться параметры выходного тока от номинальных значений.

Устройства релейной стабилизации часто используются для защиты:

• Бытовые электроприборы;
• Системы освещения (кроме светодиодных);
• Инженерные сети с автоматизированными системами контроля и управления;
• Лабораторное, медицинское, испытательное, электросварочное оборудование;
• Релейные и локационные станции;
• Навигационные системы;
• Системы зарядки аккумуляторов;
• Компьютерные и телекоммуникационные сети.

Релейные стабилизаторы напряжения наиболее целесообразно использовать для жилых или офисных помещений, где к сети подключаются потребители с малой чувствительностью к отклонениям характеристик выходного тока. Во многих случаях вместе со стабилизаторами такого типа стоит дополнительно использовать источник бесперебойного питания.

На какие характеристики нужно смотреть при выборе стабилизатора напряжения

Тип. Стабилизаторы напряжения в зависимости от основных принципов работы можно разделить на несколько типов:

• реле – одно из самых доступных устройств на рынке, компенсирующее низкую точность выходного напряжения высоким быстродействием и широким диапазоном напряжения;
• электромеханический – более точный, но не такой быстрый и адаптивный, как релейные аналоги;
• гибридные (комбинированные) – эти стабилизаторы напряжения сочетают в себе достоинства релейных и электромеханических устройств;
• электродинамический — следующий шаг в развитии электромеханических стабилизаторов: точных, надежных и дорогих;
• электронные – тоже далеко не самые дешевые, но точно одни из самых удобных, точных и быстрых стабилизаторов;
• инверторные — стабилизаторы, которые считаются самыми современными и отличаются широким диапазоном рабочих напряжений, малыми погрешностями и очень малыми задержками в работе — за счет, конечно же, высокой цены.

Фаза. Как правило, в городских квартирах используется однофазная электропроводка, но для питания частных домов и промышленного оборудования чаще используют трехфазную электропроводку, что позволяет использовать не 220, а 380 вольт. Стабилизатор с неправильной фазой просто не будет работать, поэтому этот момент необходимо учитывать при выборе.

Сила. Пожалуй, самый важный параметр при выборе стабилизатора напряжения. Если мощности не хватит для обслуживания всех потребителей, стабилизатор выйдет из строя. Соответственно энергопотребление должно соответствовать возможностям устройства (плюс желательно добавить еще 20-30% — на всякий случай).

Важный аспект: мощность может быть не только активной, но и реактивной. Высокий пусковой ток, которым разъединяются устройства с электродвигателями, такие как пылесосы и электромясорубки, может повредить стабилизатор. Для таких реактивных потребителей стоит учитывать не только активную мощность, измеряемую в ваттах, но и общую мощность, в вольт-амперах. Для расчета последней необходимо активную мощность разделить на специальный коэффициент, указанный в паспорте устройства (для удобства его можно принять равным 0,7 или 0,8).

Точность стабилизации. Высокая точность стабилизации означает, что регулятор будет выдавать напряжение максимально близкое к эталонным 220 В. Для разных типов устройств точность может варьироваться в пределах 2-10%.

Скорость стабилизации. Обычно оно составляет от 5 до 20 мс в зависимости от типа и функций конкретного устройства. Чем быстрее стабилизатор отреагирует на скачки напряжения, тем лучше.

Работа и ограничение диапазона напряжения. Возможности стабилизаторов не безграничны: они способны лишь нормализовать напряжение до определенных уровней

Также устройства не выдерживают максимальных пиковых значений в течение очень короткого времени, поэтому стоит обратить внимание на диапазон рабочих напряжений, с которыми стабилизатору будет легче обращаться

Индикация. Желательно, чтобы стабилизатор был оборудован ЖК-экраном, который будет передавать показания вольтметра (по возможности не только на выходе, но и на входе). Но в самых простых моделях вместо экранов используется светодиодная индикация. Это не так информативно, зато дешево и надежно.

Монтаж. Стабилизаторы могут размещаться на полу, на стене или устанавливаться в специальные стойки.

Стабилизаторы напряжения симисторного или тиристорного типа

В настоящее время набирают популярность электронные стабилизаторы симисторного и тиристорного типа.

Основной принцип работы симисторных или тиристорных стабилизаторов – пошаговое переключение обмоток трансформатора с помощью электронных ключей. В качестве электронных ключей можно использовать силовые симисторы или тиристоры.

Внутреннее строение

Как инверторные стабилизаторы могут достигать такой эффективности и с гордостью быть лидером среди всех типов стабилизаторов? Это достигается за счет другого принципа действия и, естественно, другой конструкции.

Классический инверторный стабилизатор состоит из: — входных фильтров (ВХ); — выпрямитель и корректор коэффициента мощности (ККМ-В); — конденсаторы (ВИП) — преобразователь постоянного тока в переменный (ИНВ); — микроконтроллер (МК).

Стоит отметить, что выпрямитель и преобразователь постоянного тока представляют собой инверторы, построенные на основе IGBT-транзисторов, то есть на основе биполярных транзисторов с изолированным затвором, и MOSFET, то есть металлооксидных полупроводников.

Эти транзисторы могут коммутировать очень большие токи, и во время работы теряется очень мало энергии.

Стабилизаторы напряжения электромеханического типа

Стабилизаторы напряжения электромеханического типа также очень популярны в наши дни. Такая популярность объясняется более низкой ценой таких устройств при достаточно высокой мощности.

Принцип действия электромеханического стабилизатора напряжения основан на переключении необходимого количества обмоток трансформатора механическим перемещением токосъемника. Токосъемник приводится в движение серводвигателем. В качестве токосъемников используются графитовые щетки или щетки со специальным покрытием.