Как выглядит стабилизатор напряжения. Схема подключения стабилизатора напряжения. Пошаговая инструкция. Ошибки и правила. Электронные тиристорные и симисторные стабилизаторы напряжения

В обсуждениях электрических схем часто встречаются термины «стабилизатор напряжения» и «стабилизатор тока». Но какая между ними разница? Как работают эти стабилизаторы? В какой схеме нужен дорогой стабилизатор напряжения, а где достаточно простого регулятора? Ответы на данные вопросы вы найдёте в этой статье.

Рассмотрим стабилизатор напряжения на примере устройства LM7805.В его характеристиках указано: 5В 1,5А. Это значит стабилизирует он именно напряжение и именно до 5В. 1,5А - это максимальный ток, который может проводить стабилизатор. Пиковая сила тока. То есть от может отдать и 3 миллиампера, и 0,5 ампер, и 1 ампер. Столько, сколько тока требует нагрузка. Но не больше полутора. Это главное отличие стабилизатора напряжения от стабилизатора тока.

Виды стабилизаторов напряжения

Различают всего 2 основных типа стабилизаторов напряжения:

линейные
импульсные

Линейные стабилизаторы напряжения

Например, микросхемы КРЕН или , LM1117 , LM350 .

Кстати, КРЕН — это не аббревиатура, как многие думают. Это сокращение. Советская микросхема-стабилизатор, аналогичная LM7805 имела обозначение КР142ЕН5А. Ну а ещё есть КР1157ЕН12В, КР1157ЕН502, КР1157ЕН24А и куча других. Для краткости всё семейство микросхем стали называть «КРЕН». КР142ЕН5А тогда превращается в КРЕН142.

Советский стабилизатор КР142ЕН5А. Аналог LM7805.

Стабилизатор LM7805

Наиболее распространенный вид. Недостаток их в том, что они не могут работать на напряжении ниже, чем заявленное выходное напряжение. Если стабилизирует напряжение на 5 вольтах, то на вход ему подать нужно как минимум на полтора вольта больше. Если подать меньше 6,5 В, то выходное напряжение «просядет», и мы уже не получим 5 В. Еще один минус линейных стабилизаторов - сильный нагрев при нагрузке. Собственно, в этом и заключается принцип их работы — всё, что выше стабилизируемого напряжения, просто превращается в тепло. Если мы на вход подадим 12 В, то 7 потратятся на нагрев корпуса, а 5 пойдут потребителю. Корпус при этом нагреется настолько сильно, что без радиатора микросхема просто сгорит. Из всего этого вытекает ещё один серьёзный недостаток — линейный стабилизатор не стоит применять в устройствах с питанием от батареек. Энергия батареек будет тратиться на нагрев стабилизатора. Всех этих недостатков лишены импульсные стабилизаторы.

Импульсные стабилизаторы напряжения

Импульсные стабилизаторы - лишены недостатков линейных, но и стоят дороже. Это уже не просто микросхема с тремя выводами. Выглядят они, как плата с детальками.

Один из вариантов исполнения импульсного стабилизатора.

Импульсные стабилизаторы бывают трех видов: понижающие, повышающие и всеядные. Наиболее интересные - всеядные. Независимо от напряжения на входе, на выходе будет именно то, которое нам нужно. Всеядному импульснику все равно, что на входе напряжение ниже или выше нужного. Он сам автоматом переключается в режим повышения или понижения напряжения и держит заданное на выходе. Если в характеристиках заявлено, что стабилизатору на вход можно подать от 1 до 15 вольт и на выходе будет стабильно 5, то так оно и будет. Кроме того, нагрев импульсных стабилизаторов настолько незначителен, что в большинстве случаев им можно пренебречь. Если ваша схема будет питаться от батареек или размещаться в закрытом корпусе, где сильный нагрев линейного стабилизатора недопустим - ставьте импульсный. Я использую настраиваемые импульсные стабилизаторы напряжения за копейки, которые заказываю с Aliexpress. Купить можно .

Хорошо. А что со стабилизатором тока?

Не открою Америку, если скажу, что стабилизатор тока стабилизирует ток.
Токовые стабилизаторы ещё иногда называют светодиодным драйвером. Внешне они похожи на импульсные стабилизаторы напряжения. Хотя сам стабилизатор - маленькая микросхема, а всё остальное нужно для обеспечения правильного режима работы. Но обычно драйвером называют всю схему сразу.

Примерно так выглядит стабилизатор тока. Красным кружком обведена та самая схема, которая и является стабилизатором. Всё остальное на плате — обвязка.

Итак. Драйвер задаёт ток. Стабильно! Если написано, что на выходе будет ток в 350мА, то будет именно 350мА. А вот напряжение на выходе может меняется в зависимости от требуемого потребителем напряжения. Не будем пускаться в дебри теории о том. как всё это работает. Просто запомним, что вы напряжение не регулируете, драйвер сделает все за вас исходя из потребителя.

Ну так и зачем всё это нужно то?

Теперь вы знаете, чем стабилизатор напряжения отличается от стабилизатора тока и можете ориентироваться в их многообразии. Возможно, вам так и не стало понятно, зачем эти штуки нужны.

Пример: вы хотите запитать 3 светодиода от бортовой сети автомобиля. Как вы можете узнать из , для светодиода важно контролировать именно силу тока. Используем самый распространенный вариант соединения светодиодов: последовательно соединены 3 светодиода и резистор. Напряжение питания - 12 вольт.

Резистором мы ограничиваем ток на светодиоды, чтобы они не сгорели. Падение напряжения на светодиоде пусть будет у нас 3.4 вольта.
После первого светодиода остается 12-3.4= 8.6 вольт.
Нам пока хватает.
На втором потеряется еще 3.4 вольта, то есть останется 8.6-3.4=5.2 вольта.
И для третьего светодиода тоже хватит.
А после третьего останется 5.2-3.4=1.8 вольта.
При желании добавить четвёртый светодиод — уже не хватит.
Если напряжение питания поднять до 15В, то тогда хватит. Но тогда и резистор тоже надо будет пересчитать. Резистор - простейший стабилизатор (ограничитель) тока. Их часто ставят на те же ленты и модули. У него есть минус - чем ниже напряжение, тем меньше будет и ток на светодиоде (закон Ома, с ним не поспоришь). Значит, если входное напряжение нестабильно (в автомобилях обычно так и есть), то предварительно нужно стабилизировать напряжение, а потом можно ограничить резистором ток до необходимых значений. Если используем резистор, как токовый ограничитель там, где напряжение не стабильно, нужно стабилизировать напряжение.

Стоит помнить, что резисторы имеет смысл ставить только до определенной силы тока. После некоторого порога резисторы начинают сильно греться и приходится ставить более мощные резисторы (зачем резистору мощность рассказано в о этом приборе) . Тепловыделение растёт, КПД падает.

Тоже называют светодиодным драйвером. Часто те, кто не сильно разбирается в этом, стабилизатор напряжения называют просто драйвером светодиодов, а импульсный стабилизатор тока - хорошим светодиодным драйвером. Он выдаёт сразу стабильное напряжение и ток. И почти не нагревается. Вот так он выглядит:

Сейчас на рынке существует много видов стабилизаторов напряжения. Это и электронные и электромеханические и гибридные и тиристорные. Но говорить, что одни лучше, а другие хуже будет не правильно. У каждого из них своя сфера применения. Это все-равно что сказать будто грузовой Камаз хуже городского Мерседеса бизнес-класса. У первого своя сфера применения, а у второго своя и нельзя заменить один другим. Камаз не подойдет для доставки бизнесмена на встречу, а на Мерседесе не привезешь 10 тонн груза. А вот наоборот - Камаз легко перевезет 10 тонн песка, а Мерседес с комфортом доставит бизнесмена на встречу.

Так и со стабилизаторами напряжения. Например, релейные стабилизаторы могут спокойно работать и при минусовой температуре (до -30°С), но нужна ли эта способность, если они будут стоять внутри отапливаемого дома? Нет.

А вот для дачных участков способность релейников работать при температуре ниже нуля очень даже пригодится.

Поэтому, для частного дома в стабилизаторах больше ценятся такие качества как плавная регулировка (чтобы лампочки не моргали) и на сколько точное напряжение на выходе .

Стабилизатор напряжения для дома как выбрать

Плавная регулировка напряжения - это главная особенность электромеханических стабилизаторов напряжения. Внутри у них находится медная обмотка, по которой при помощи сервопривода ездит щётка. При изменении напряжения в электросети сервопривод перемещает щётку по обмотке тем самым плавно выравнивая напряжение. Кроме того, данный способ регулировки позволяет удерживать очень высокую точность напряжения на выходе стабилизатора (220В ± 3%), что также важно при использовании с домашней видео- и аудио-техникой.

Но у классических электромеханических стабилизаторов всегда оставался один очень важный недостаток - это довольно узкий входной диапазон напряжений (до 140В). Это значит, что при падении напряжения в электросети ниже 140 вольт, электромеханический стабилизатор попросту отключался и обесточивал все электроприборы в доме.

Конструкция электромеханического стабилизатора

Для устранения данного недостатка были созданы так называемые гибридные стабилизаторы напряжения, способные выравнивать напряжение в диапазоне 105В...280В. Название свое они получили благодаря конструктивной особенности. Внутри гибридов, по-сути, находится 2 модуля - электромеханический и релейный. Основной режим работы гибридов - электромеханический (активен при изменении входном напряжении в диапазоне от 140В до 280В), с плавным и высокоточным выравниванием всех колебаний в электросети. А вот при падении напряжения ниже 140 вольт защитное отключение уже не срабатывает, а вместо этого подключается релейный блок, который в состоянии вытянуть просадки до 105В.

Преимущества гибридных стабилизаторов:

плавная регулировка (лампочки не будут моргать);
очень точные - удерживают 220В (± 3%);
выравнивают напряжение со 105В.

К недостаткам можно отнести:

напольное исполнение - нельзя повесить на стену. Хотя при помощи специальной стойки можно установить их друг над другом;
могут работать только при температуре выше 0°С .

Сравнение характеристик электромеханических стабилизаторов:

Кроме гибридных аппаратов для дома также ставят тиристорные стабилизаторы напряжения. Роль силового ключа в них выполняет полупроводниковый элемент, тиристор. Благодаря этому удается еще сильнее расширить диапазон входных напряжений и вытягивать просадки до 60В!

Из-за отсутствия движущихся частей тиристорные стабилизаторы во время работы не создают абсолютно никаких шумов. Это дает возможность использовать их даже внутри городских квартир. Кроме того, тиристорные аппараты считаются самыми долговечными среди стабилизаторов напряжения. Из-за этого производители нередко дают на них расширенную гарантию.

Преимущества тиристорных стабилизаторов:

справляются даже с аномальным падением напряжения до 60В;
абсолютно бесшумные (уровень шума - 0дБ);
регулировка осуществляется плавно;
высокоточные - на выходе получаем 220В ± 5% (и 220 ± 3% у морозостойких модификаций)
высокая скорость срабатывания (20мс);
выполнены в навесном исполнении (не занимают много места и удобно крепятся на стену);
обладают расширенной гарантией на 3 года.

Недостатки

технология производства тиристорных стабилизаторов довольно дорогостоящая, поэтому ценник приборов не позволяет их ставить в каждом доме.

Сравнение характеристик тиристорных моделей:

Первое правило:

Для дома нужно ставить стабилизатор напряжения с плавной регулировкой (чтобы лампочки не моргали). Под эти требования подходят: электромеханические (гибридные) или тиристорные стабилизаторы.

Шаг №2 - Однофазный или трехфазный?

Итак, с типом стабилизатора определились - нужен электромеханический/гибридный или тиристорный аппарат.

Теперь нужно понять, ставить однофазный (на 220В) или трехфазный (на 380В)?

Тут два варианта:

если к дому подведена одна фаза, то подбираем однофазный стабилизатор;
казалось бы, для трехфазной сети должно быть такое же логическое заключение - для трех фаз брать трехфазник. Но есть один нюанс.
Все трехфазные стабилизаторы спроектированы таким образом, что когда пропадает одна из фаз, то в стабилизаторе срабатывает защита и он отключается, обесточивая весь дом. Поэтому, только если в доме есть трехфазные потребители, мы ставим трехфазный стабилизатор.
Если же потребители только на 220В, то лучше поставить 3 однофазных стабилизатора напряжения (по одному на каждую фазу). Чаще всего такое решение даже будет дешевле по деньгам.

Что делать, если не знаете, сколько фаз подведено к дому?

Самый распространенный ответ на это вопрос: "Если бы у тебя было три фазы - ты б об этом знал". Действительно, к большинству частных домов старой постройки подведена одна фаза и все бытовые потребители рассчитаны на 220В (телевизор, холодильник, компьютер, видео- и аудио-техника).

К современным же загородным коттеджам часто подводят три фазы, т.к. кроме бытовых электроприборов планируется установка и трехфазных потребителей на 380В.

К дому подведено 2 или 3 провода - однофазная сеть, 4 и более - трехфазная.

Второе правило:

Если к дому подведена одна фаза, останавливаемся на однофазных стабилизаторах.

Для трехфазной сети:

если есть потребители на 380В - ставим один трехфазный стабилизатор;
если потребители только на 220В - ставим 3 однофазных стабилизатора (по одному на каждую фазу).

Шаг №3 - Должен работать при минусовой температуре?

Итак, теперь мы знаем, что в зависимости от потребителей, нужно ставить однофазные или трехфазный аппарат.

Следующий шаг простой - будет стоять стабилизатор в отапливаемом помещении или нет. Чаще всего аппарат размещается в техническом помещении внутри дома и необходимости в морозостойких приборах нету.

Если же вдруг необходима работа при температуре ниже нуля, то запоминаем этот параметр в стабилизаторе как важный.

Третье правило:

Чаще всего стабилизаторы ставят внутри дома и требований к морозостойкости нету. Но если будет стоять в неотапливаемом помещении, то выбираем среди стабилизаторов, способных работать при минусовой температуре.

Шаг №4 - Какой мощности нужен стабилизатор?

На предыдущих этапах мы узнали, что для дома нужен аппарат с плавной регулировкой, определились с количеством фаз необходимого прибора (однофазный или трехфазный) и решили для себя, будет он стоять в отапливаемом помещении или нужен морозостойкий вариант.

Теперь следует понять, какой мощностью должен обладать прибор.

magazin energia ru

К этому вопросу нужно отнестись внимательно, так как взяв стабилизатор маленькой мощности, в результате мы получим частые отключения стабилизатора по перегрузу.

Основное правило, которым принято руководствоваться при выборе стабилизатора напряжения для дома, звучит так:

На каждый частный дом или загородный коттедж устанавливается вводной автомат, который не позволяет нагружать электропроводку дома больше, чем она рассчитана. Это связано не с "жадностью" электриков, будто не хотят разрешить владельцу дома включать приборы большей мощности, чем разрешено. Причина банальна - не допустить возникновения пожара. Чтобы не допустить перегревания проводов и возникновения из-за этого пожара, ставится вводной автомат. Если человек попытается одновременно нагрузить электропроводку приборами бОльшей мощность, чем разрешено, - вводной автомат выполнит защитное отключение и не допустит пожара в доме.

Чаще всего на дом ставятся подобные вводные автоматы:

Вводной автомат на 40 А (ампер)

Для того, чтобы узнать какой мощности нужен стабилизатор напряжения для нашего дома, всегда применяется одна и та же формула:

Вариант №1 - к дому подведена однофазная сеть на 220В
В этом случае умножаем значение вводного автомата (у нас это 40 ампер) на 220 вольт:
40 * 220 = 8 800
Выходит, что для нашего дома нужен стабилизатор мощностью не меньше, чем 8800 ВА (вольт-ампер) или 8,8 кВА (киловольт-ампер).
Зная типичную линейку мощностей стабилизаторов:
5, 8, 10, 15, 20, 30 кВА

Понимаем, что стабилизатор на 8 кВА с нашей нагрузкой уже не будет справляться, а вот на 10 кВА - самое оно.
Вариант №2 - к дому подведена трехфазная сеть на 380В
В случае трехфазной сети решение следующее:
- если дома есть потребители на 380В - ставим один трехфазный стабилизатор.
  Его мощность высчитывается так:
  Вводной автомат для частных домов с трехфазным подключением чаще всего на 20 ампер.
  Умножаем 20 ампер на 200В и получившуюся цифру умножаем еще на 3:
  20 * 220 * 3 = 13 200
  Получается для дома нужен трехфазный стабилизатор мощностью не меньше 13200 ВА (вольт-ампер) или 13,2 кВА. (киловольт-ампер).
  Опять же, учитываем линейку мощностей трехфазных стабилизаторов (9, 15, 20, 30 кВА) понимаем, что нам нужен стабилизатор на 15 кВА.
  Итого , нужен трехфазник на 15 кВА.
- Если же к дому подведено 3 фазы, а все электроприборы обычные, рассчитаны на 220В и трехфазных потребителей ставить не планируется, то эффективнее будет поставить три однофазных стабилизатора (по одному на каждую фазу). Это делается по той причине, что при пропадании напряжения на одной из фаз, трехфазный стабилизатор обесточит весь дом. При установке трех однофазных стабилизаторов данная проблема не возникает и электроприборы на оставшихся двух фазах продолжают работать.
  Мощность высчитывается как для обычного однофазного стабилизатора (описано было выше) с тем отличием, что нужен не один а три штуки:
  40 * 220 = 8 800
  Итого , нужно 3 стабилизатора по 10 кВА.

Четвертое правило:

В зависимости от количества подведенных фаз:

для однофазной сети (220В) чаще всего ставят однофазный стабилизатор на 10 кВА;
для трехфазной сети ставят или один трехфазный стабилизатор на 15 кВА или три однофазных по 10 кВА (по одному на каждую фазу).

magazin energia ru

Шаг №5 - На сколько сильно падает напряжение?

На предыдущих 4х шагах мы выяснили, что для дома требуется стабилизатор с плавной и точной регулировкой (под это подходят электромеханические/гибридные или тиристорные аппараты). Узнали, что при однофазной сети нужен однофазный стабилизатор, а при трехфазной - один трехфазный или три однофазных (в каких случаях и какой, указано на Шаге №2). На Шаге №3 определились, нужен ли нам морозостойкий прибор или он будет стоять внутри дома, в отапливаемом помещении. И на Шаге №4 высчитали, необходимую мощность прибора.

И вот мы подошли к тому маленькому, но очень важному моменту, о котором забывают 80% людей при выборе стабилизатора.

В теории всё просто - посмотрел цифру на вводном автомате, умножил на 220В и вот такой мощности нужен стабилизатор. Но почему-то забывают, что при падении напряжения (когда в розетке не 220В, а уже 170В, 140В и ниже) мощность, которую может выдавать любой стабилизатор тоже падает. И вместо заявленных 10 кВт (киловатт) он выдает уже 8 или 7 кВт. Тем самым, если домашняя сеть нагружена по полной (одновременно включены и работают электроприборы общей мощностью 10 кВт), то стабилизатор будет не в состоянии обеспечить их данной мощностью и, во избежания перегрева и выхода из строя, будет срабатывать защита, которая отключит и стабилизатор и все электроприборы в доме.

Зависимость выдаваемой мощности стабилизатора от падения напряжения в электросети.

Как видим с графика выше, при падении напряжения до 170В, стабилизатор сможет выдать максимум 85% от своей мощности. Если брать для примера, аппарат на 10 кВт, то получаем:
10 * 85 / 100 = всего 8,5 кВт

При напряжении в 140В имеем 65% от мощности:
10 * 65 / 100 = всего 6,5 кВт

Если же у нас просадки доходят до 110В, то на выходе можно рассчитывать только на 40% мощности, а это:
10 * 40 / 100 = всего 4 кВт

Именно по этой причине все электрики в один голос советуют брать стабилизатор напряжения с запасом по мощности минимум на 30%.

Ситуация с повышенным напряжением встречается не так часто, но запас по мощности нужно брать и в этом случае:

Зависимость выдаваемой мощности стабилизатора при повышенном напряжении.

Уже при 255В стабилизатор начинает терять в мощности, а при 275В способен выдать только 80% от заявленных значений. При 280В идет защитное отключение.

Пятое правило:

При пониженном или повышенном напряжении падает мощность любого стабилизаторов. Поэтому всегда нужно брать стабилизатор "с запасом" по мощности (как минимум, на 30%).

Выводы:

Итак, сегодня мы узнали, что для дома:

подходят только точные стабилизаторы с маленькой погрешностью на выходе и плавной регулировкой. Это нужно, чтобы в момент выравнивания напряжения не моргали лампочки и нормально работала электроника в доме. Под эти требования подходят электромеханические, гибридные или тиристорные аппараты;
определились, нужен однофазный или трехфазный прибор;
выяснили для себя, он будет стоять в отапливаемом помещении или требуется морозостойкий прибор;
узнали, что для домов с подведенной одной фазой (на 220В) чаще всего берут стабилизатор на 10 кВА (киловольт-ампер), а для трехфазной сети (на 380В) выбирают аппараты на 15 кВт (киловатт). И научились высчитывать мощность требуемого стабилизатора индивидуально для своего дома;
запомнили, что стабилизатор нужно брать с запасом по мощности (минимум, на 30%).

Надеюсь, удалось максимально помочь с подбором стабилизатора для дома . Если Вы узнали для себя что-то новенькое и считаете эту информацию полезной, нажмите ниже на кнопки социальных сетей и сохраните эту статью себе, чтобы не потерять.

Стабилизаторы напряжения – это довольно интересные приборы. Когда давным-давно, еще в советскую эпоху массового строительства «хрущевок» и «брежневок» такой прибор был почти обязательным соседом телевизора: считалось, что включать «квадратного друга» прямо в розетку чревато. Потом телевизоры все-таки стали включать в сеть «прямо так» - и ничего... Стабилизаторы превратились в реликты – но ненадолго. С появлением в обиходе бытовых компьютеров стабилизаторы вернулись и вновь заняли свое почетное место – на этот раз в виде колодок с несколькими розетками. Зачем же нужны стабилизаторы напряжения и почему они вернулись? Попробуем ответить на этот вопрос...

Зачем они были нужны вчера...

Начнем с того, зачем стабилизаторы напряжения были нужны когда-то... Тут ответ более-менее прост – те, кто заселялся в новые квартиры в 60-70-х годах прошлого века, возможно и сами еще помнят, что в первые несколько месяцев (а то и лет) колебания напряжения в бытовой сети сильно отклонялись от положенных 220 вольт. Что было заметно невооруженным глазом – лампочки время от времени начинали светить вполсилы, а иногда перегорали; изображение на экране черно-белых еще телеприемников при этом тоже бледнело и становилось едва различимым.

Причиной таких неприятностей было, как правило, подключение к сети массы новых потребителей, при котором выходное напряжение с трансформаторных подстанций делилось на сильно большее число – и оттого падало с 220 до 210, а то и 200 вольт. И наоборот – когда потребители от сети массово отключались (например – выключали все, что можно, уходя на работу), то напряжение в сети могло надолго подскочить до 240, а то и 250 вольт.

В таких условиях стабилизаторы напряжения были и в самом деле необходимы. Причем самые первые из них не были даже автоматическими – они представляли собой обычный трансформатор, по внешней обмотке которого надо было вручную перемещать клемму.

Со временем они уступили место феррорезонансным стабилизаторам, а когда в цветных телевизорах стали монтировать импульсные блоки питания, нужда в таких стабилизаторах напряжения и вовсе отпала – благо, что и сильные колебания напряжения в городской электросети ушли в прошлое. Сейчас эти колебания не превышают, как правило 5% , длятся не более минуты и наблюдаются, в основном, в сельской местности.

Зачем они нужны сегодня

Тем не менее, в конце 90-х стабилизаторы напряжения вернулись вновь. Их возвращение было связано с массовым распространением бытовых компьютеров, для которых даже и недолгие колебания напряжения могли оказаться фатальными. На стабилизаторы напряжения вновь возник спрос – и в многочисленных магазинах компьютерных аксессуаров вновь появились многорозеточные колодки...

...которые на самом деле сплошь и рядом стабилизаторами напряжения вовсе не были, поскольку отличались от набора обычных розеток только наличием параллельно вставленного конденсатора (иногда в сочетании с катушкой индуктивности). Который и в самом деле мог «подрезать» отдельные колебания напряжения при общей частоте 50 Гц – но и только. Впрочем, для большинства персональных компьютеров, тоже оснащенных импульсными блоками питания (ИБП), этого было достаточно.

Парадоксально, но факт – как раз самые, на первый взгляд «нежные» приборы – компьютеры и телевизоры - переносят колебания напряжения в сети лучше всего и менее всего нуждаются в настоящих стабилизаторах напряжения.

Тем не менее, электроприборы, которым нужен стабилизатор напряжения, в наших домах имеются – и в немалых количествах. Это прежде всего новые холодильники последних моделей – они часто имеют микропроцессорное управление, которое должно обеспечивать эффективную работу компрессора. А микропроцессоры весьма плохо переносят перепады напряжения. Та же картина наблюдается и со стиральными машинами – особенно с теми, которые рассчитаны на работу при напряжении 380 вольт. Плохо переносят перепады напряжения также микроволновки и посудомоечные машины. Ну и не стоит забывать еще и об электроприборах на дачах и в загородных домах - в том числе и тех, что отвечают за работу отопительных котлов.

Как работают стабилизаторы?

В общем, принцип работы стабилизаторов напряжения остался таким же, как и был: они по-прежнему представляют собой трансформатор, на одну обмотку которого подается электричество из розетки (которое может иметь напряжение и 198 и 240 вольт), а с другой – «снимается» именно 220 вольт. Нужное напряжение при этом получается за счет изменения числа витков на «домашней» обмотке, с которого напряжение подается.

Поэтому по сути главное различие между стабилизаторами напряжения сводится к том, как именно будет меняться рабочее число витков на «домашней» обмотке – плавно или скачками.

Регулирование напряжения «скачками» обеспечивают релейные стабилизаторы.

В таких стабилизаторах на «домашней» обмотке делаются выводы к реле, рассчитанным на 220 вольт. Если «домашнее» напряжение оказывается выше 220 – то несколько реле отключаются, уменьшая количество рабочих витков на домашней обмотке – и «домашнее» напряжение падает. Скорость срабатывания реле составляет от 10 до 20 миллисекунд, а повышение-понижение напряжения при каждом срабатывании может быть в разных моделях стабилизаторов от 1 до 5 вольта.

Главным достоинством релейных стабилизаторов является надежность и простота конструкции, а главным недостатком – некоторое собственное потребление. Ведь «домашний» ток проходит через обмотки всех реле и при этом расходуется – и чем больше реле в схеме, тем больше расход.

Плавное регулирование напряжения могут обеспечить тиристорные стабилизаторы, схема которых будет выглядеть примерно так.

По схеме нетрудно заметить, что тиристорный стабилизатор – это, по сути, тоже преобразователь переменного тока в постоянный и обратно. Плавность его работы покупается за счет использования гораздо большего количества гораздо более дорогих деталей.
Так что какой из стабилизаторов напряжения предпочесть в конкретных условиях – решать вам.

Зачем нужен стабилизатор напряжения?

Полезная информация о стабилизаторах напряжения

Темпы роста энерговооруженности нашего быта достигли впечатляющих вершин – от лампочки освещения и утюга в 50-х годах, до персональных компьютеров, домашних кинотеатров и разного рода комбайнов в наши дни. Рост же электропотребления в промышленности еще более значителен. В последнее время положение с качеством электропитания усугубилось с появлением энергоемкого оборудования и технологий, управление которыми основано на коммутационном принципе (с помощью реле, контакторов, тиристоров и персональных компьютеров). Это явилось причиной таких нарушений электропитания, как высокочастотные импульсы и искажение синусоидальной формы напряжения и тока.

К сожалению, усилия компаний-поставщиков электроэнергии не только не могут гарантировать потребителям стабильного по величине напряжения, но и сами усугубляют проблему. Так, поставщики электроэнергии, и это не секрет, часто поднимают напряжение в низковольтных сетях с 220-380 В (±5%) до 230/400 В (±10%). В результате все подключенное электрооборудование, рассчитанное на напряжение 220 В, будет потреблять (и это будет оплачено) на 9,3% больше энергии, чем необходимо. Эти и другие нарушения качества электропитания могут привести не только к выходу из строя оборудования, сбоям техпроцессов и потерям данных, но и к человеческим жертвам (при отказе средств жизнеобеспечения и пожаротушения).

Для примера рассмотрим разные электрические устройства и тот эффект, который оказывает на них избыточное и недостаточное напряжение в сети.

В электродвигателях пусковой момент изменяется в зависимости от напряжения следующим образом. Если напряжение ниже номинального на 10%, момент падает на 20% и нагрев обмоток возрастает приблизительно на 7 градусов. Если же напряжение выше номинала на 10%, ток вырастает на 12%, нагрев на 10 градусов и потребление энергии на 21 %.

В осветительных системах повышенное на 10 % напряжение увеличивает световой поток на 30 % и снижает ресурс лампы, в среднем, на 40%. Расход энергии при этом возрастает на 21 %. Снижение напряжения на эту величину в газонаполненных лампах приводит к потере излучаемого света примерно на 42 %.

В оборудовании, в состав которого входят нагревательные элементы, недостаточное напряжение (-10%) приводит к тому, что процессы, на которые должно затрачиваться, к примеру, 4 часа, продлятся 5 часов, так как количество выделенного тепла изменяется пропорционально квадрату напряжения.

Поскольку проблема не нова и все вышесказанное хорошо известно, специалистами различных уровней предпринимаются значительные усилия в направлении более рационального использования энергоресурсов. И наиболее эффективная мера энергосбережения с минимумом капитальных вложений – стабилизация напряжения.

Стабилизатор напряжения – это устройство, гарантирующее получение стабилизированного напряжения 220 вольт, независимо от его величины в питающей сети.

Самыми простыми стабилизаторами являются электромеханические на базе автотрансформатора, где щетки приводятся в движение вдоль вторичной обмотки реверсивным двигателем. Двигатель получает управляющее напряжение по результатам измерения напряжения на выходе.

Эта система в течение гарантийного срока вполне работоспособна, однако при дальнейшей эксплуатации, особенно в наших российских условиях при частых перепадах напряжения, существует опасность выхода из строя механического привода щеток и межвиткового замыкания обмоток из-за их стирания. Поэтому такие свойства этого стабилизатора, как повышенная пожароопасность с ростом его мощности и большая инерционность, являются существенным «противопоказанием» для питания оборудования, требовательного к качеству питания.

Электронные же стабилизаторы на базе электронных ключей (тиристоров), гораздо быстрее реагируют на изменения напряжения в сети и оснащены системами защиты как нагрузки, так и самого стабилизатора.

Использование стабилизатора напряжения позволяет:

обеспечить не только экономию энергии благодаря устранению недостатков напряжения в сети, но и – рост ресурса и производительность оборудования благодаря тому, что оно не подвергается неожиданным изменениям напряжения питания и работает на том напряжении, на которое оно рассчитано;
снижение стоимости обслуживания, т.к. возрастает ресурс оборудования - период замены отдельных узлов или оборудования в целом удлиняется благодаря длительному сохранению ими работоспособности. Количество поломок и отказов также снижается благодаря устранению фактора риска;
адаптацию оборудования, рассчитанного на сеть 220/380 вольт, при переходе на сеть 230/400 вольт без дополнительных капиталовложений. Современный стабилизатор всегда обеспечит требуемое напряжение, а стало быть, и прогнозируемые характеристики оборудования и расход энергии.

Поэтому применение стабилизации напряжения является самой доступной и эффективной мерой энергосбережения, особенно в условиях, когда управление энергозатратами является ключевым моментом при потреблении электроэнергии.

Поколение стабилизаторов напряжения, разработанных «НПП ИНТЕПС» , является оптимальным решением по соотношению цена/качество, а уникальность ряда технических характеристик и функциональные возможности стабилизаторов способны удовлетворить специфические требования к питанию оборудования.

Как правильно выбрать стабилизатор напряжения Lider

Каждый день мы живем полноценной жизнью, на работе и дома, и в этом нам помогает всевозможное электротехническое оборудование, ставшее неотъемлемой частью нашей жизни.

Мы знаем, что наилучшим средством для защиты электроприборов является стабилизатор. Уже не возникает вопроса: покупать или не покупать стабилизатор, возникает вопрос – какой выбрать? Вот тут и пригодится эта памятка. Мы не будем сейчас пускаться в долгие разъяснения по каждому конкретному случаю. Мы лишь приведем ряд полезных советов, которыми стоит руководствоваться при выборе стабилизатора Lider .

1. Для начала необходимо определиться, какой из стабилизаторов необходим – однофазный или трёхфазный.

Если в Вашей сети имеются трёхфазные потребители (двигатели, насосы), то выбор очевиден – необходим трёхфазный стабилизатор. Также его выбор возможен, если общая нагрузка превышает 7-10 кВА (для однофазной бытовой, офисной и другой техники). При этом очень важно, чтобы нагрузка на каждой из фаз не превышала допустимого значения мощности для стабилизатора напряжения на данной фазе.

2. На следующем этапе выбора стабилизатора напряжения необходимо определить суммарную мощность, потребляемую всеми электроприёмниками.

Например: компьютер + телевизор + обогреватель = 400 Вт+300 Вт+1500 Вт = 2200 Вт.

Мощность, потребляемую конкретным устройством, можно узнать из паспорта или инструкции по эксплуатации. Обычно этот показатель вместе с напряжением питания и частотой сети указывается на задней стенке прибора или устройства.

Важно помнить, что мощность, потребляемая электроприёмниками, состоит из активной и реактивной составляющих. В случае реактивной составляющей = 0 нагрузку можно назвать активной. К активной нагрузке относятся электроприемники, у которых вся потребляемая энергия преобразуется в другие виды энергии. К таким устройствам относятся: лампы накаливания, утюги, электроплиты, обогреватели и т.д. Их полная и активная (полезная) мощность равны.

Все остальные типы нагрузок являются реактивными.

Существуют случаи, когда в паспорте или на задней стенке прибора/устройства указаны лишь напряжение в вольтах (В) и сила тока в амперах (А). В этом случае следует прибегнуть к несложной арифметике: напряжение (В) умножаем на силу тока (А) и делим на коэффициент мощности COS(?) (если он не указан, то следует брать COS(?)=0,7). В результате получаем полную мощность, измеряемую в ВА.

Если же в паспортных данных мощность нагрузки приводится в Вт, то для определения полной мощности необходимо данные в Вт разделить на COS(?) (для активной нагрузки COS(?)=1).

Например: в паспортных данных указана мощность стиральной машины равная 1500 Вт, COS(?) – не указан. Ваши действия: указанную мощность стиральной машины (1500 Вт) делите на COS(?)=0,7. В результате получаете мощность реактивной нагрузки, равную 2143 ВА. Следовательно, для этого случая подходит стабилизатор Lider PS 3000 W или Lider PS 3000 SQ .

Отдельным пунктом стоит рассмотреть расчет полной мощности электродвигателя. Любой электродвигатель в момент включения потребляет энергии в 3-3,5 раза больше, чем в штатном режиме. Для обеспечения пусковых токов двигателей потребуется стабилизатор мощностью минимум в 3 раза большей, чем паспортная мощность электродвигателя. Например: электродвигатель системы вентиляции мощностью 3000 ВА в момент пуска потребляет в 3 раза больше. Следовательно, ему понадобится 9000 ВА, поэтому при выборе стабилизатора необходимо учитывать этот фактор.

Ну и в качестве общей рекомендации можно посоветовать давать хотя бы небольшой (в 10%, например) запас по мощности на случай подключения ещё одного или нескольких устройств, а также для того, чтобы стабилизатор не работал в экстремальном режиме, на пределе своих паспортных характеристик.

3. На заключительном этапе оценивается точность выбираемого стабилизатора. Она определяется допустимым диапазоном напряжения питания аппаратуры. Обычно этот параметр приводится в инструкции по эксплуатации или паспорте на электроприбор. Так, например, для питания лабораторного или исследовательского оборудования (медицина, метрология и т.д.), домашнего кинотеатра или бытовых охранных систем требуется стабильность напряжения не хуже 1%. Такую точность дают стабилизаторы серии Lider SQ . Подобная же ситуация наблюдается и с системами освещения: физиология человеческого глаза такова, что он воспринимает изменение освещённости при изменении напряжения питания ламп в пределах 1%!. Для большинства бытовой и оргтехники стабильность напряжения питания оптимальна в пределах 5%. Такую стабильность Вам обеспечит серия стабилизаторов Lider W .

Многие хоть раз слышали о стабилизаторах напряжения. Но что такое стабилизатор, представление имеют далеко не все люди. В этом материале мы расскажем, где применяется байпас, для чего он нужен и принцип его работы.

Сейчас в каждом доме или квартире много импортной техники, которая чувствительна к перепадам напряжения. Это в первую очередь компьютеры, холодильники, электронные платы автономных систем отопления, телевизоры, а также другие электроприборы. Для такого оборудования рекомендуется устанавливать дополнительные защитные устройства: стабилизаторы напряжения.

Назначение байпаса

Особенностью любой энергосистемы являются периодические скачки или более плавные колебания напряжения. На этот показатель влияет много факторов: количество потребителей на линии, изношенность кабелей и другое. В итоге потребитель, помимо пониженного напряжения получает периодические скачки напряжения (особенно в пиковые нагрузки). Чувствительные электронные платы очень требовательны к этому показателю и часто выходят из строя именно из-за понижения или резких скачков напряжения.

Вот для чего и нужен байпас – он стабилизирует напряжение, сглаживает резкие скачки и приводит его показатели к приемлемым значениям.

Типы защитных устройств

В зависимости от назначения и типа исполнения, принцип работы стабилизатора может существенно отличаться. Рассмотрим виды применяемых устройств.

Электромеханические

Принцип работы этого стабилизатора относительно прост: графитовые щетки при изменении входного напряжения перемещаются по обмотке трансформатора. Таким нехитрым способом изменяется и выходное значение.

На фотографии видно круглый регулирующий трансформатор с контактными площадками и вращающейся щеткой

В ранних моделях для перемещения щетки применялся ручной метод (при помощи переключателя). Это обязывало пользователей постоянно следить за показаниями вольтметра.

В современных моделях этот процесс автоматизирован при помощи небольшого электродвигателя, который при изменении входного значения и перемещает щетку по катушке трансформатора.

Из достоинств, которыми обладает этот байпас, стоит отметить надежность и простоту конструкции, высокий КПД. К недостаткам относят низкую скорость реагирования на изменение входных параметров. Кроме этого, механические детали быстро изнашиваются, поэтому такой стабилизатор требует периодического техобслуживания.

Электронные

Такой байпас полностью автоматизирован, а принцип работы устройства основан на переключении между обмотками при помощи тиристоров или симисторов. В электронном стабилизаторе за входным напряжением следит микропроцессор, а при изменении параметров дает команду на закрытие одной и открытие другой ступени. Таким образом, производится регулировка количества задействованных витков трансформатора, что влияет на выходные показатели напряжения.

Среди достоинств электронных стабилизаторов выделяют быстродействие, низкий уровень шума, компактные размеры устройства. Из недостатков стоит отметить ступенчатость регулирования и невысокую нагрузочную способность, которой обладает электронный байпас.

Феррорезонансные

Принцип работы феррорезонансных устройств основан на магнитном воздействии на ферромагнитные сердечники стабилизирующего трансформатора. Первый байпас, принцип работы которого основан на феррорезонансной стабилизации напряжения, был выпущен еще в середине 1960 годов. С тех времен данные устройства постоянно улучшались и совершенствовались. Современные феррорезонансные стабилизаторы обладают самым высоким быстродействием (всего 15–20 миллисекунд), высокой точностью регулирования – около 1%, и длительным сроком эксплуатации.

Кроме этого, в мощные устройства устанавливают специальные фильтры, для минимизации электромагнитных помех. Однако такие байпасы не нашли широкого применения в бытовых целях из-за высокой стоимости, больших размеров корпуса и непрерывного гула, который издает работающее устройство.

Обратите внимание! По методу установки различают местный или локальный байпас для подключения отдельного потребителя. Для подключения к электропроводке и защиты всей квартиры применяются стационарные стабилизаторы, отличающиеся высокой мощностью и производительностью.

Разобравшись с определением стабилизатора, приведем несколько рекомендаций, на что нужно обращать внимание при выборе этого устройства:

Мощность прибора. Следует учитывать не только мощность подключенного электроприбора, но и небольшой запас мощности, которым должен обладать правильно подобранный стабилизатор. Если байпас устанавливается на всю квартиру, запас мощности должен составлять около 30%;
Точность стабилизации. Хотя этот параметр во многом зависит от входных показателей, выбирайте устройства с минимальными паспортными данными (в пределах 1–3%);
Способ установки: может быть настенным с вертикальным или горизонтальным монтажом (для стационарных моделей), а также непосредственно возле отдельного электроприбора;
Также следует обращать внимание на компактность размеров и бесшумность работы устройства;
Цена. Специалисты не рекомендуют приобретать дешевые китайские модели. Это тот случай, когда не стоит экономить. Хорошее и надежное защитное устройство не может стоить дешево. Отдавайте предпочтение отечественным или проверенным европейским производителям;
Гарантия – немаловажный аспект выбора любого электрического оборудования. На китайские изделия гарантия не распространяется, тогда как устройства, купленные в специализированном магазине можно обменять при обнаружении брака или отремонтировать бесплатно (в течение гарантийного срока).

Важно! Большинство байпасов имеет однофазное подключение. Они предназначены для подключения к сети 220В непосредственно в квартире. Для трехфазного подключения применяются специальные стабилизаторы, рассчитанные для защиты всего коттеджа или промышленных площадок.

Теперь вы знаете, что такое байпас, для чего он нужен, узнали принцип работы всех видов стабилизаторов напряжения.