описание, устройство, плюсы и минусы
Пожалуй, любой человек, знакомый с электротехникой знает, как напряжение и сила тока влияют на работу и долговечность электрических приборов. В качестве примера можно вспомнить «скачки напряжения», когда из-за них работающий прибор внезапно выходит из строя. Чтобы избежать подобных неприятностей, рекомендуется использовать стабилизаторы напряжения.На рынке подобных изделий существует две наиболее интересные разновидности: электронные и инверторные стабилизаторы напряжения. Многие предпочитают использовать первый вариант, однако далеко не все знают, что инверторные изделия намного эффективнее справляются со своей задачей.
Описание и строение инверторного стабилизатора
Как понятно из вышесказанного, стабилизаторы предназначены для «выравнивания» перепадов напряжения. Тем не менее определённые разновидности данных изделий справляются со своей работой лучше, чем другие. В эту группу как раз и относятся инверторные модели, которых ещё называют стабилизаторами с двойным преобразованием. Это значит, что в устройстве имеется двойной фильтр, благодаря которому отклонения выходного тока от нормы будут незначительными (около 0,5 %).Такое преимущество достигается за счёт специфического строения, а также довольно интересного принципа работы. Так, классический инвертный стабилизатор имеет:
- Несколько входных фильтров.
- Выпрямитель напряжения.
- Корректор мощности.
- Несколько конденсаторов.
- Преобразователь постоянного напряжения.
- Микроконтроллер.
Однако стоит отметить, что преобразователи и выпрямители напряжения — это и есть инверторы, изготовленные на основе транзисторов IGBT. Благодаря им, происходит преобразование высоких значений тока в норму. При этом потери энергии очень и очень маленькие.
Принцип работы инверторного устройства
Благодаря специфическому строению, преобразование тока осуществляется в 3 этапа.- Переменный ток преобразуется в постоянный.
- Электричество проходит через всё устройство.
- На выходе ток снова становится переменным.
Теперь стоит описать данный процесс более подробно.
- Переменный ток попадает в устройство.
- Входное электричество проходит через частотный фильтр.
- Корректор и выпрямитель преобразует ток в постоянный.
- Благодаря тому, что форма тока становится синусоидальной, получается высокий коэффициент мощности (обычно он равен 100%).
- Происходит накопление тока в конденсаторах.
- Электричество поступает к инвертору и кварцевому генератору, которые преобразуют ток в переменный и проводят его «сглаживание».
- На выходе напряжение тока снижается до 220 В, а частота до 50 Гц.
Преимущества и недостатки
Как и любые другие изделия, инверторные стабилизаторы не лишены плюсов и минусов. Сравнение данных разновидностей будет проводиться с их «конкурентами», например, электронными устройствами.
Положительные стороны
У инверторных стабилизаторов имеется ряд ощутимых преимуществ:
-
Широкий диапазон входного напряжения — устройство может работать с электричеством мощностью от 105 до 300 Вт. - Бесшумность работы.
- Стабильное выходное напряжение — вся «лишняя» мощность электричества остаётся в конденсаторах, при этом на выход подаётся только требуемые 220 В.
- Быстрая регулировка тока.
- Небольшие габариты.
- Высокий КПД (более 90%).
- Фильтрация высокочастотных выбросов и помех.
- Превосходная точность нормализации напряжения.
Отрицательные моменты
Тем не менее эти замечательные устройства не лишены ряда недостатков:
- Наиболее существенный минус данных изделий — это цена. В сравнении с другими разновидностями, инверторные агрегаты стоят намного дороже.
- Сужение диапазона значений входного электричества. Чем больше подключено устройств, тем хуже стабилизатор обрабатывает входящее напряжение.
- Относительная новизна. Как было сказано выше, многие предпочитают использовать проверенные электрические стабилизаторы, поэтому на инверторные разновидности обращают внимание в последнюю очередь.
Советы по эксплуатации
Безусловно, такие дорогостоящие изделия требуют определённого ухода. Поэтому тем, кто недавно приобрёл инверторные стабилизаторы, рекомендуется запомнить несколько советов по использованию:
- Не стоит опасаться высокой и низкой температуры. Подобные устройства отлично себя чувствуют при низкой (от -40 °C) и высокой (до +40°C) температуре.
- Чем меньше влажность, тем лучше. Стабилизаторы могут работать даже при критическом уровне влажности (95 %), однако их эффективность при этом снижается.
- Не стоит устраивать «водные процедуры». Инверторные аппараты боятся воды и горюче-смазочных материалов. Поэтому, если на устройство всё же попала жидкость, его необходимо просушить. Аналогичная ситуация обстоит и с конденсатом.
- Электроопасность. Во время работы конденсатор накапливает в себе ток. Поэтому при ремонте устройства не следует прикасаться голыми руками к этому компоненту. Кроме того, стабилизатор необходимо устанавливать в помещении, где отсутствуют контакты со взрывоопасными веществами.
- Вентиляция. Важный момент — обеспечить устройство доступом к свежему воздуху. Поэтому рекомендуется устанавливать стабилизатор на расстоянии 5-10 см от других предметов.
- Своевременное техническое обслуживание. Инверторные изделия время от времени необходимо разбирать, чистить от пыли и проверять контакты внутренних компонентов.
Инверторные стабилизаторы имеют существенные отличия от электрических, симисторных или релейных собратьев. Главное различие между этими изделиями заключается в качестве работы и стоимости устройства. Тем не менее используя инверторные разновидности можно не беспокоиться о том, насколько эффективно работает стабилизатор.
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!определяем преимущества, особенности и приводим в пример хорошие модели
Автор: Александр Старченко
Инверторные стабилизаторы напряжения постепенно выходят на первое место по популярности. Они очень надёжны, компактны, обеспечивают идеальные характеристики выходного напряжения и не имеют механических деталей. Благодаря исключительно высоким параметрам, инверторный стабилизатор напряжения прекрасно подходит для питания любой бытовой и офисной техники. Он так же применяется в качестве источника питания на производстве, домашнего и дачного стабилизатора.
Содержание:
- Технические особенности инверторного стабилизатора
- Основные преимущества и недостатки
- Выбор инверторного стабилизатора
- Бытовой стабилизатор
Технические особенности инверторного стабилизатора
Инверторный стабилизатор напряжения выполнен без применения силовых трансформаторов и электромагнитных реле, которые используются в источниках питания другого типа.
В инверторном стабилизаторе выполняются два процесса:
- Преобразование переменного тока в постоянный;
- Обратное преобразование.
Отсутствие электромеханических узлов повышает надёжность стабилизатора и обеспечивает отличные выходные характеристики. Подобный стабилизатор не требует технического обслуживания и корректно работает в широком диапазоне напряжения на входе.
Схема устройства состоит из следующих электронных блоков:
- Входной L/C фильтр;
- Диодный выпрямитель;
- Корректор коэффициента мощности;
- Блок конденсаторов;
- Инвертор-преобразователь;
- Микропроцессор.
Напряжение сети поступает на пассивный сетевой фильтр, выполненный на конденсаторах и катушках индуктивности. Он сглаживает пиковые выбросы сетевого напряжения и практически полностью убирает высокочастотные помехи. Затем напряжение попадает на выпрямитель, преобразующий переменный ток в постоянный, где приобретает вид чистой синусоиды. Далее включается корректор коэффициента мощности, который равномернее отбирает мощность от сети и снижает значение потребляемого тока.
Часть напряжения поступает на блок конденсаторов. Конденсаторы накапливают энергию, которая аккумулируется в них при больших величинах входного напряжения и отдают её в линию, когда возникает её недостаток.
В конечном итоге энергия поступает к инвертору, который делает всю оставшуюся работу – преобразует постоянное напряжение обратно в переменное, и делает его синусоидальным. При этом на выходе мы получаем стабильную частоту в 50 Гц, и рабочее напряжение 220 Вольт.
Именно из-за двух ступеней преобразования и наличию инверторов данные стабилизаторы и получили название «инверторные» или «стабилизаторы двойного преобразования».
Особенности стабилизатора напряжения с двойным преобразованием:
- Инвертор осуществляет преобразование постоянного напряжения в переменное. Он собран на MOSFET или IGBT полупроводниковых приборах, смонтированных на радиаторах;
- Управление работой инвертора может осуществляться с помощью ШИМ-контроллера;
- Инверторные стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием имеют защиту нагрузки и самого стабилизатора от больших выбросов напряжения сети;
- Управление функциями элементов инверторного стабилизатора выполняет микроконтроллер;
- Кварцевый тактовый генератор обеспечивает высокое качество напряжения на выходе устройства.
Технические решения, применяемые в инверторных стабилизаторах, позволяют получить на выходе номинальное напряжение, необходимое для питания различных потребителей, с отклонением не более 1%. Инверторный стабилизатор напряжения является единственным устройством подобного типа, которое жёстко контролирует частоту.
Основные преимущества и недостатки
При сравнении технических характеристик инверторных стабилизаторов напряжения с характеристиками стабилизаторов других типов, хорошо заметно преимущество электронных устройств.
К достоинствам стабилизаторов двойного преобразования можно отнести следующее:
- Работа в большом диапазоне сетевых напряжений;
- Синусоидальная форма напряжения;
- Высокая скорость стабилизации;
- Точность выходных параметров;
- Полное подавление импульсных помех;
- Компактность устройства.
Электронная схема стабилизатора напряжения позволяет ему корректно работать при достаточно большом разбросе величины входного напряжения. Инверторные стабилизаторы напряжения для дома обеспечивают отличные выходные характеристики при колебаниях напряжения на входе в пределах 115-290 вольт. У разных моделей этот показатель может несколько отличаться.
Электронный стабилизатор для дома инверторного типа обеспечивает на выходе практически идеальную синусоиду, в то время как устройства другого типа могут выдавать аппроксимированную (ступенчатую) синусоиду или меандр, что категорически неприемлемо для работы многих устройств.
Поскольку в схеме устройства отсутствуют электромеханические узлы, автоматика инверторного стабилизатора обеспечивает практически мгновенную реакцию на изменения входного напряжения. Это время не превышает нескольких микросекунд и определяется только переходными процессорами в транзисторах.
Применение микроконтроллера с кварцевым генератором позволяет добиться исключительно высоких параметров напряжения и частоты на выходе стабилизатора. Отклонение напряжения от номинальной величины в 220В обычно не превышает 1%, а частоты не более 0,5%.
Индуктивно-ёмкостные фильтры практически полностью подавляют весь спектр импульсных помех, а так же устраняют кратковременные пиковые выбросы напряжения. Благодаря отсутствию мощного силового трансформатора удалось снизить до минимума вес и габариты устройства. От перегрузок стабилизатор защищает входной автоматический выключатель и быстродействующая электронная защита, иногда оснащённая звуковой сигнализацией.
Основными недостатками инверторных стабилизаторов можно считать высокую цену. Кроме того, электронные компоненты нагреваются в процессе работы и требуют воздушного охлаждения. Для этой цели применяются компактные вентиляторы, которые издают небольшой шум, но это трудно назвать существенным недостатком.
Выбор инверторного стабилизатора
При выборе электронного стабилизатора напряжения с двойным преобразованием следует обращать внимание на его основные характеристики:
- Допустимая мощность нагрузки;
- Скорость выравнивания;
- Форма напряжения на выходе;
- Точность параметров;
- Допустимые колебания напряжения сети;
- Условия эксплуатации.
Мощность. Мощность стабилизатора можно считать основным параметром при выборе данного прибора. Для определения необходимой мощности нужно подсчитать мощность всех бытовых устройств, которые будут питаться от этого стабилизатора, и прибавить 20-30% резерва.
Для квартиры вполне подойдёт стабилизатор, мощностью 3-5 кВт. Инверторный стабилизатор напряжения на 10 кВт подойдёт для частного загородного дома, особенно если в нём имеется отопительная система с циркуляционным насосом и собственная артезианская скважина, оборудованная погружным насосом.
Скорость выравнивания – это время, которое требуется стабилизатору, чтобы отреагировать на изменение напряжения на входе. Инверторные стабилизаторы обладают самой высокой скоростью выравнивания среди всех моделей стабилизаторов, поэтому на нее можно не обращать внимания. Стабилизаторы двойного преобразования (инверторные) выдают неискажённую синусоиду. Такая форма напряжения идеально подходит для электропитания любых бытовых устройств и газовых котлов.Напряжение на входе и выходе. При оценке выходных параметров следует знать, что у инверторных стабилизаторов напряжения самые лучшие параметры как по отклонению напряжения от номинала на выходе, так и по частоте. Диапазон напряжения на входе, в зависимости от модели, может меняться в небольших пределах. Разброс входного напряжения, при котором способен работать стабилизатор, обычно находится в пределах от 115-120 до 280-290В, но некоторые модели способны покрыть больший разброс напряжения.
Степень защиты. В документации на стабилизатор обычно указывается интервал температур, при которых может эксплуатироваться устройство, а так же относительный уровень влажности, поэтому на это также стоит обращать внимание, особенно если планируется использовать стабилизатор в неотапливаемом помещении или в неблагоприятных для техники условиях.
Прочие параметры. Инверторный стабилизатор напряжения имеет небольшие габариты, а благодаря отсутствию мощного трансформатора и малый вес, поэтому большинство моделей имеет настенное крепление. Приборы имеют индикацию режимов работы и информационный дисплей.
Бытовой стабилизатор
Группа компаний «Штиль», которая уже более 25 лет считается одним из лидеров в производстве систем электропитания, предлагает линейку бытовых стабилизаторов двойного преобразования. Инверторный стабилизатор напряжения «Штиль» отлично подойдёт для квартиры или небольшого дома. Ряд стабилизаторов включает в себя модели с мощностью 500, 1000, 1500 и 3500 В/А. Выходное напряжение имеет синусоидальную форму, а точность установки составляет 220 ± 2%. Стабилизаторы уверенно работают при колебаниях сетевого напряжения от 90 до 300 вольт, и имеют защиту от перегрузки. Все модели, кроме стабилизатора 500В/А оборудованы жидкокристаллическим дисплеем, на который выводятся все нужные параметры.
С этим читают:
Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц сетях!Инверторные стабилизаторы напряжения: преимущества и недостатки
С возникновением чувствительной электронной техники появилась потребность в защите источника электроэнергии от резких скачков напряжения. Неожиданные изменения параметров тока чреваты необратимыми разрушениями высокотехнологичных приборов. Устаревшие трансформаторы со ступенчатой регулировкой напряжения не могли гарантировать поддержание уровня напряжения питающего тока. На смену пришли инверторные стабилизаторы.
Бытовые инверторные стабилизаторы
Что такое инверторный стабилизатор
Это лучшее решение прибора, который называют стабилизатором напряжения с двойным преобразованием. Главное достоинство инвертора заключается в том, что он способен снабжать потребителей всего дома током с напряжением одной частоты. Отклонение от стабильной характеристики не превышает 1 процент от норматива.
Инверторный стабилизатор напряжения (ИС) легко справляется с большими скачками входного напряжения, что востребовано в отдалённых районах и сельской местности, где местные сети электроснабжения не способны постоянно поддерживать напряжение на одном уровне.
Строение ИС
Схема ИС включает в себя входные фильтры, выпрямитель, корректор коэффициента мощности, конденсаторы, микроконтроллер и инвертор. Последний преобразует постоянный ток в переменное напряжение.
Внутреннее устройство ИС
Принцип работы
Сетевой ток первоначально поступает во входной фильтр, затем в выпрямителе энергия переменного характера переходит в постоянное состояние. Характеристики электричества выравниваются корректором. Энергия с выровненными параметрами попадает в сам инвертор, где преобразуется в ток переменного напряжения.
Важно! Входной ток проходит две стадии преобразования. Поэтому прибор носит название – стабилизатор с двойным преобразованием напряжения.
Характерные особенности ИС
Главным отличием ИС от своих аналогов таких, как релейные, электромеханические и симисторные стабилизаторы, является отсутствие во внутреннем устройстве автоматического трансформатора.
Двойное преобразование напряжения не имеет резких переходов, которыми «страдает» переключение трансформаторных обмоток. Именно двойной эффект преобразования представляет ИС наиболее совершенным стабилизатором. Отсутствие подвижных деталей, различных реле оставляет далеко позади конкурентов ИС. Применение конденсаторов в схеме стабилизации электрического тока исключает скачки напряжения на выходе прибора.
Однофазный стабилизатор Штиль
Преимущества и недостатки ИС
Даже самые совершенные электрические приборы обладают, как рядом достоинств, так и определёнными недостатками.
Достоинства
Преимуществами инверторного стабилизатора напряжения являются следующие достоинства:
- Допустимая вилка входного напряжения колеблется в диапазоне от 115 до 300 вольт;
- При большом скачке напряжения энергия накапливается в конденсаторах в большом количестве. Благодаря этому, выходное напряжение всегда сохраняется на уровне 220-230 в;
- Во время работы ИС отсутствуют какие-либо шумы;
- Применение радиодеталей, таких как транзисторы и микросхемы, плюс отсутствие громоздких автотрансформаторов делают прибор компактным, небольшого веса;
- Коэффициент полезного действия инвертора достигает более 90%;
- Практически мгновенная регулировка напряжения;
- Крайне низкая погрешность (не более 1%) нормализации напряжения.
Недостатки
Главным недостатком ИС считается его высокая стоимость. Большое количество потребителей может существенно сузить диапазон величин принимаемого напряжения.
Обратите внимание! Нормальная работа ИС осуществляется при 50% нагрузке. При 70% загрузке нижний порог входного параметра будет ограничиваться 140 в. Более 70% нагрузки порог поднимется до 160 в.
Критерии выбора
При выборе модели инверторного стабилизатора напряжения надо руководствоваться следующими критериями, это:
- мощность;
- тип стабилизатора;
- габариты и тип установки.
Мощность
Перед приобретением ИС нужно произвести точный расчёт пиковой нагрузки, когда будет включено максимальное количество приборов. Для этого суммируют мощности потребителей и добавляют 15-20% к общему результату. Это будет мощность нужного инверторного стабилизатора.
Тип стабилизатора
ИС бывают трёх типов: это автономные инверторы, приборы с прямоугольным сигналом, стабилизаторы с синусоидальным сигналом. Автономные ИС устанавливают между общедомовой сетью и аккумулятором, что обеспечивает бесперебойное питание потребителей всего дома.
ИС с прямоугольным сигналом используются только для питания приборов освещения. Инверторные стабилизаторы с синусоидальным сигналом поставляют идеально чистый переменный ток. Именно такие приборы пользуются повышенным спросом.
КПД
Коэффициент полезного действия у всех ИС примерно одинаковый – около 90%. Это оптимальный показатель, присущий только стабилизаторам инверторного типа. У качественных приборов КПД равен 98%.
Габариты и тип установки
Габариты бытовых инверторных стабилизаторов обычно не превышают размеров 500х400х300 мм. ИС не занимает много места, поэтому его установка не вызывает никаких сложностей. Практически все бытовые ИС выпускаются в напольном варианте. При установке надо соблюдать одно правило: прибор не должен загромождаться посторонними предметами, и на него ничего нельзя ставить.
Контрольные и защитные системы
Приборы брендовых марок практически все оснащены системами контроля и защиты от перегрева. Внутренний датчик температуры при превышении допустимого уровня нагрева стабилизатора подаёт сигнал на автоматическое отключение ИС. При остывании прибор снова включается в работу.
Условия эксплуатации
Эксплуатационный температурный режим окружающей среды находится в пределах от -40 до +400С. Если нижний порог не грозит домашнему прибору, то перегреть ИС вполне возможно при нарушении правил эксплуатации.
Особенности подключения
Подключение стабилизатора инверторного типа зависит от его мощности и суммы мощностей потребителей (приборов). Если нужно стабилизировать напряжение во всём доме или квартире, то прибор включают в систему электроснабжения сразу после счётчика.
В случае потребности регулировки тока для нескольких приборов, таких как персональный компьютер, цифровой телевизор, аудиотехника и другие чувствительные приборы, подключение ИС ориентируют на несколько розеток. Иногда устанавливают один или несколько инверторов из расчёта количества кВт общего потребления тока определёнными приборами.
Схема инверторного преобразователя напряжения
Дополнительная информация. Инверторный стабилизатор нужно периодически очищать от пыли. Делать это можно пылесосом через вентиляционные отверстия в корпусе прибора. Пред этим стабилизатор обязательно отключают от сети.
Применение инверторных стабилизаторов напряжения в общедомовой сети электроснабжения позволяет существенно продлить срок службы дорогой электроники. ИС сохранит в рабочем состоянии электрокотлы и различные системы обогрева в течение многих лет.
Видео
инверторный, релейный, электронный или сервоприводный, основные характеристики и особенности
16.09.2019
Чтобы выбрать подходящий стабилизатор напряжения для защиты бытовой техники, сначала важно понять, сколько фаз в электросети вашего дома.
Существуют сети трехфазного и однофазного переменного тока. Трехфазные сети чаще всего используются в электроснабжении промышленных предприятий различных отраслей, реже для объектов бытового сектора, например, частных коттеджей, загородных домов с большим потреблением электроэнергии.
Электроснабжение большинства наших квартир и жилых домов реализовано однофазными электрическими сетями, то есть питающими линиями с одним фазным и нулевым рабочим проводниками, напряжение между которыми составляет 220 В.
К сожалению, далеко не всегда у нас в доме значение напряжения соответствует этому вольтажу. Многие из нас сталкивались с пониженным или повышенным напряжением – его недопустимыми колебаниями, которые являлись причиной поломки или выхода из строя бытовой техники.
В этой статье мы расскажем об однофазных стабилизаторах – устройствах, которые защитят вашу технику от таких негативных последствий. Мы постараемся подробно описать их типы, особенности работы, плюсы и минусы. Ну и, конечно же, посоветуем, как правильно выбрать подходящее устройство.
Особенности однофазных стабилизаторов напряжения
Любой современный стабилизатор напряжения является достаточно сложным высокотехнологичным устройством с автоматическим режимом работы, не требующим никаких вмешательств пользователя.
Как работают?
Однофазные стабилизаторы с трансформаторным преобразованием (релейные, тиристорные, симисторные) имеют общий алгоритм построения защиты нагрузки от некачественного напряжения. Входное напряжение сети поступает на электронную плату управления, где происходит его измерение и сравнение с номинальным значением. При возникновении его недопустимого отклонения блок управления подает сигнал на исполнительный элемент, который корректирует напряжение.
Принципиально по-другому работают стабилизаторы инверторного типа. Преобразование напряжения в них проходит в две стадии: сначала выпрямитель преобразует нестабильное переменное напряжение в постоянное, а затем инвертор снова создает из него переменное напряжение требуемого значения со стабильным синусом.
Читатели, знакомые с принципом действия источников бесперебойного питания (ИБП) топологии online, могут отметить схожесть их работы с инверторными стабилизаторами: постоянное двойное преобразование напряжения, полностью исключающее задержку стабилизации.
Где применяются?
Довольно широкое применение однофазные стабилизаторы нашли в быту, ведь в основном питание квартир и жилых домов однофазное. Кроме того, устройства также эффективно могут применяться для защиты однофазных нагрузок производственных, торговых, складских, офисных или административных помещений.
Сфера их применения во многом определятся выходной мощностью. Так, стабилизаторы мощность до 1000 ВА чаще всего используются локально, то есть для защиты одного или нескольких электроприборов. Для магистрального использования в быту и питания нагрузок с высокими пусковыми токами подойдут устройства мощностью 1500-10000 ВА.
Как показывает практика, для защиты электроприборов квартиры или частного дома в среднем бывает достаточно стабилизатора мощностью 5000 ВА, используемого в качестве магистрального. Для мощного однофазного оборудования промышленных предприятий предполагается использование устройств мощностью до 100 кВА.
Как подключаются?
Известно, что любая однофазная электрическая цепь состоит всего из двух рабочих проводников (фазного L и нулевого N) и одного защитного заземляющего (PE). Поэтому для подключения однофазного стабилизатора (если говорить о мощном устройстве) достаточно присоединить эти проводники питающей сети к его входными клеммам на корпусе, а защищаемый электроприбор подключить к выходным клеммам, разумеется, не забыв о проводнике заземления.
Подключение маломощных стабилизаторов к сети еще более простой процесс, который не требует каких-то специальных знаний и выполняется обычным включением вилки в розетку. Аналогичным штепсельным соединением подключается и защищаемый электроприбор – к розетке, расположенной на панели стабилизатора.
Очевидно, что все однофазные стабилизаторы предназначены для защиты однофазных электроприборов. Однако это не говорит об их возможности работы лишь в однофазных сетях. Существует множество примеров организации защиты однофазных электроприборов в трехфазных сетях с помощью однофазных стабилизаторов.
Устройства при этом могут работать как магистральные (коррекция и стабилизация напряжения всей сети дома), так и локальные (защита только некоторых электроприборов). Ограничением на использование однофазных стабилизаторов в трехфазной сети может быть только наличие хотя бы одной трехфазной техники (например, электроплиты). Для ее корректной защиты должен применяться только трехфазный стабилизатор.
Типы однофазных стабилизаторов напряжения
Один из важных факторов при выборе стабилизатора – это его тип. По внутреннему устройству и принципу работы различают несколько типов однофазных стабилизаторов напряжения.
Электромеханические стабилизаторы
Преобразование и коррекция напряжения в них выполняется автотрансформатором тороидальной формы. Поступающее на автотрансформатор напряжение сети контролируется электронной схемой, которая при его отклонении подает управляющий сигнал на электродвигатель (сервопривод).
Сервопривод – это электродвигатель, который приводит в движение токосъемные графитовые щетки: они скользят по виткам катушки автотрансформатора и снимают вторичное напряжение. Очевидно, что разное количество задействованных витков обмотки автотрансформатора при размещении щеток в определенных его сегментах даст разный коэффициент трансформации, понижая или повышая напряжение сети до значения нормы.
Рисунок 1 – Схема электромеханического стабилизатора напряжения
|
Преимущества |
Недостатки |
|
|
Релейные стабилизаторы
Преобразование напряжения в этих устройствах выполняется также автотрансформатором. Принципиальное их отличие от электромеханических состоит в способе передачи вторичного напряжения. В релейных стабилизаторах снятие вторичного напряжения выполняется не с витков катушки, а через выводы (отпайки от обмотки), каждому из которых соответствует свой коэффициент трансформации. На каждом таком выводе установлены силовые реле, которые переключают питание подключенных приборов на определенную секцию обмотки, в зависимости от уровня входного напряжения.
Рисунок 2 – Схема релейного стабилизатора напряжения
|
Преимущества |
Недостатки |
|
|
Электронные стабилизаторы
Принцип их работы во многом схож с релейными устройствами. Основным отличием между ними является способ коммутации выходного напряжения с отводов автотрансформатора. Применение электронных силовых ключей вместо реле и дало название стабилизаторам этого типа. В зависимости от используемых полупроводниковых ключей различают симисторные и тиристорные устройства.
Рисунок 3 – Схема электронного стабилизатора напряжения
|
Преимущества |
Недостатки |
|
|
Инверторные стабилизаторы
В настоящее время эти стабилизаторы по праву считаются наиболее совершенными. Используя передовой бестрансформаторный способ двойного преобразования напряжения, эти устройства превосходят аналоги других типов по всем техническим характеристикам.
Технология двойного преобразования предполагает две стадии преобразования переменного тока. Переменное напряжение сети, проходя через частотный фильтр, преобразуется выпрямителем в постоянное и скапливается на пластинах конденсаторов. Далее постоянное напряжение преобразуется инвертором в переменное с эталонным показателем напряжения, частотой и формой сигнала.
Используемая технология полностью исключает влияние негативных явлений в питающей сети на выходное напряжение, обеспечивая качественное электропитание, подходящее для любой нагрузки.
Рисунок 4 – Схема инверторного стабилизатора напряжения
|
Преимущества |
Недостатки |
|
Характеристики однофазных стабилизаторов
|
Скорость стабилизации |
Важнейший для любой нагрузки параметр. Это промежуток времени, в течение которого стабилизатор при колебаниях напряжения в сети откорректирует его значение на выходе до нормального. Лучшими показателями быстродействия обладают инверторные устройства, у которых полностью отсутствует время задержки реагирования на скачки напряжения (0 мс). |
|
Диапазон рабочего напряжения |
Не менее важная техническая характеристика, определяющая верхний и нижний пороги напряжения в сети, при которых возможна работа стабилизатора. Подбирается в соответствии с возможными отклонениями напряжения в сети. |
|
Точность работы |
Качественная характеристика, показывающая насколько точно устройство регулирует входное напряжение, то есть способность стабилизатора максимально приблизить значение выходного напряжения к номинальному. |
|
Конструктивное исполнение и способ установки |
Существуют устройства напольной и настенной установки, а также вертикального, горизонтального и универсального исполнения (Rack/Tower). |
|
Набор защит |
Наличие функций защитного отключения при выходе значения напряжения за пределы рабочего диапазона, возникновении токовых перегрузок в цепи питания нагрузки, недопустимого нагрева трансформатора и др. |
|
Мониторинг и индикация |
Функции, позволяющие отображать и анализировать работу стабилизатора, а также осуществлять удаленное управление, мониторинг процесса стабилизации. Стандартные средства индикации – светодиоды и/или ЖК-дисплей, отображающие текущий статус работы устройства и значения параметров стабилизации. Для организации удаленного управления и мониторинга работы современные модели стабилизаторов могут быть оснащены различными коммуникационными интерфейсами, поддерживающими наиболее востребованные протоколы передачи данных. |
|
Мощность стабилизатора |
Ее следует выбирать в соответствии с мощностью подключаемых электроприборов и с некоторым запасом. Только таким образом можно обеспечить качественную работу устройства. Выбор стабилизатора существенно завышенной мощности также нежелателен из-за необоснованно высоких финансовых расходов и неоправданно больших габаритных размеров устройств. Вполне разумный и рекомендуемый производителями резерв по мощности составляет треть от суммарной мощности подключаемых устройств. Кроме этого, необходимо учитывать и характер нагрузки. При наличии электроприборов с большой реактивной составляющей потребления, например, электродвигателей с высокими пусковыми токами, превышающими номинальные в несколько раз, резерв по мощности целесообразно увеличить. |
Какой тип стабилизатора выбрать?
Правильный выбор однофазного стабилизатора напряжения предполагает руководствоваться типом устройства и необходимой мощностью. Эти факторы в свою очередь определяются видом нагрузки, характером проблем электрической сети (длительностью, величиной отклонения напряжения, частотой, искаженностью формы сигнала) и суммарной мощностью подключаемого оборудования.
Однофазный стабилизатор каждого из указанных типов имеет свои особенности технических характеристик, от которых зависят эффективность защиты и надежность эксплуатации подключенных электроприборов.
Применение электромеханических устройств возможно в сетях с продолжительными колебаниями напряжения (допустимо с большой амплитудой). Интенсивность режима работы сервопривода при кратковременных и частых скачках напряжения приводят к скорому износу щеток и сокращению его рабочего ресурса.
Кроме того, низкая скорость коррекции сервоприводных устройств при частых скачках напряжения не позволяет применять их для защиты чувствительной к питанию техники. Неплохим бюджетным решением будет использование сервоприводных стабилизаторов для защиты нетребовательной к питанию нагрузки, например, нагревательных или осветительных приборов.
Отличаясь гораздо большим быстродействием, устройства релейного типа более предпочтительны для применения в сетях с нестабильным напряжением. Однако ступенчатость и низкая точность коррекции также исключает возможность их использования для защиты требовательной к качеству электропитания нагрузки. Интенсивный режим работы в сетях с постоянными колебаниями напряжения, сопровождаемый частыми срабатываниями электромеханических реле способствует быстрому их износу и выходу из строя. Поэтому в сетях с плохими показателями качества электроэнергии от использования стабилизаторов этого типа стоит отказаться.
Надежную защиту способны обеспечить устройства электронного типа. Они выигрывают по показателях быстродействия и коммутационной стойкости у вышеперечисленных устройств и подойдут для работы в сетях с частыми колебаниями напряжения большой амплитуды для защиты практически любой техники. При покупке такого стабилизатора важно обращать внимание на количество полупроводниковых ключей в его схеме, определяющее количество ступеней переключения, а, следовательно, и точность стабилизации – приближенность значения выходного напряжения к номинальному.
Лучшая рекомендация для достижения максимально высокого уровня защиты и надежности эксплуатации любой нагрузки – это применение инверторных стабилизаторов. Превосходя аналоги других типов по всем техническим характеристикам, эти устройства гарантированно обеспечивают защиту самого ответственного оборудования, даже в сетях с крайне низким качеством напряжения. Устройства успешно справляются с эффективной защитой самого электрочувствительного оборудования – компьютеров и периферийных устройств, автоматики отопительных котлов, серверного, измерительного и медицинского оборудования.
Ознакомиться с модельным рядом однофазных инверторных стабилизаторов «Штиль».Видеообзор инверторных стабилизаторов напряжения «Штиль»
Инверторный стабилизатор напряжения — советы по эксплуатации
Более десяти всемирно известных производителей предлагают на сегодняшнем рынке большое разнообразие моделей выпрямителей, отличающихся своими возможностями, типом питания и методом стабилизации напряжения. Какой тип будет наиболее эффективным для дома и производства?
Наиболее эффективным типом для таких электроприёмников являются инверторные нормализаторы. Они ещё называются стабилизаторами с двойным преобразованием.
Принцип работы устройства построен на двух процессах:
- преобразование входного переменного тока в постоянный;
- обратное преобразование (см. рисунок ниже).
На первом этапе стабилизация выполняется с помощью выпрямителя и корректора cos φ. Иначе говоря, нестабильный ток, поступая в нормализатор, сначала фильтруется, затем выпрямляется. Преобразованный ток скапливается на пластинах конденсаторов. Последние часто называются вторичными источниками энергии.
Далее ток движется к инвертору, на выходе которого получается синусоидальный ток. Назначение инвертора заключается в том, чтобы получить на выходе частоту 50 Гц и напряжение 220 В. В его состав входит кварцевый генератор, преобразующий сигнал с высокой степенью точности. Микроконтроллер управляет работой каждой части устройства.
В процессе преобразования достигается максимально возможный коэффициент мощности (cos φ = 1). Сигнал становится практически синусоидальным, почти идеальной формы.
Особенности инверторных стабилизаторов
Основное отличие инверторного от электромеханического, релейного и симисторного стабилизаторов заключается в том, что он не содержит в своем составе автотрансформатора.
Другие специфичные особенности устройства:
- большая эффективность;
- отсутствие подвижных элементов либо реле;
- нивелирование всплесков входного напряжения благодаря хорошему накопителю энергии – конденсатору.
Преимущества
Инверторный стабилизатор напряжения может использоваться для автоматики котлов, СВЧ-печей, насосов, компрессоров, копировальных устройств, телевизоров, аудио-видео техники, компьютеров, факсимильных аппаратов, медицинского оборудования и т. д. Отметим его преимущества и недостатки.
К неоспоримым достоинствам прибора относятся:
- большой спектр входного напряжения;
- стабильность выходного напряжения;
- бесшумность работы;
- компактность;
- фильтрация помех;
- высокий КПД;
- высокоскоростное регулирование тока;
- наивысшая точность нормализации напряжения (до 1%).
Недостатки
Основной недостаток – высокая цена. Однако это нормально для прибора, обладающего наивысшей степенью защиты, уникальными техническими характеристиками и потребительскими свойствами. Другими словами, каждому устройству, чувствительному к изменениям и скачкам тока, «хочется», чтобы его защищал именно инверторный стабилизатор.
Советы по эксплуатации
Хотя нормализатор и обладает довольно неприхотливыми качествами, всё же стоит прислушаться к полезным советам, чтобы устройство не вышло из строя:
- влажность в помещении не должна превышать 95%;
- не допускать попадания воды и появления внутри корпуса конденсата;
- не устанавливать во взрывоопасных, запылённых помещениях, где водятся насекомые и грызуны;
- не устанавливать на открытых площадках;
- не накрывать устройство и обеспечить хорошую вентиляцию;
- проводить регулярное техническое обслуживание;
- выполнять очистку в выключенном состоянии, с помощью пылесоса.
Лучшие из лучших инверторные стабилизаторы «Штиль»
Инверторные стабилизаторы напряжения с мгновенной реакцией на изменение параметров сети Штиль r 500i, Штиль r 1000i, Штиль r 1500i, Штиль r 3500i – это инновационное техническое решение, обеспечивающее беспрецедентную защиту оборудования, недостижимую при использовании других типов стабилизаторов.
Только такие инверторные стабилизаторы гарантируют на 100% защиту всем дорогим электрическим приборам, в том числе современным отопительным котлам для дома.
На видео — инверторный стабилизатор напряжения штиль ИнСтаб 500 i.
Инверторный стабилизатор напряжения штиль ИнСтаб 500 i. Видео обзор, тестирование
Watch this video on YouTube
Какой стабилизатор напряжения лучше для газового котла? — конечно инверторный
27.05.2019
Используемая в наши дни сложная бытовая техника требует качественного и стабильного электропитания. В частности, это относится к автоматике современных котлов отопления, дающей сбои даже при малейших отклонениях питающего напряжения от нормы.
С задачей по обеспечению газового котла электроэнергией надлежащего качества лучше всего справляются инверторные стабилизаторы напряжения. Эти приборы отличаются эталонным уровнем защиты и обеспечивают нагрузку напряжением, параметры которого максимально приближены к идеалу практически при любом состоянии основной электросети. Рассмотрим подробнее преимущества инверторных стабилизаторов напряжения на примере устройств торговой марки «Штиль», которая на сегодняшний день предлагает самый широкий модельный ряд приборов данного типа. Также в статье представлен алгоритм подбора конкретной модели из линейки устройств указанного производителя.
Преимущества инверторных стабилизаторов «Штиль» для систем отопления
Перечислим основные преимущества инверторных стабилизаторов «Штиль» и рассмотрим их влияние на работу газового котла:
- мгновенное быстродействие – исключает трансляцию возмущающего воздействия с входа стабилизатора на его выход и, в следствие этого, предохраняет электронные компоненты котла от повреждений при резком сетевом перепаде;
- широкий диапазон стабилизации (90 — 310 В) – позволяет эксплуатировать стабилизатор, а значит и подключенный к нему котёл при экстремально сильных колебаниях входного напряжения;
- высокая точность стабилизации (±2%) – гарантирует снабжение котла напряжением с номинальным (предельно близким к номинальному) значением;
- плавная регулировка – исключает характерные для релейных и электронных стабилизаторов ступенчатые скачки напряжения;
- идеальная («чистая») синусоида на выходе – обеспечивает исправную и корректную работу всех энергозависимых узлов котла; Внимание! Несинусоидальность выходного напряжения, свойственная многим стабилизаторам с отличным от инверторного принципом работы, крайне негативно сказывается на функционировании современного газового котла (вплоть до поломки устройства)!
- наличие «сквозного нуля» для корректной работы фазозависимых котлов;
- фильтрация входных и выходных помех – устраняет приходящие из сети помехи и предотвращает попадание «нагрузочных» помех в сеть. Данная функция способствует «комфортной» работе как чувствительной автоматики котла, так и включенных в ту же сеть прочих потребителей электроэнергии;
- многоуровневая система защиты – отключит котёл при возникновении аварийной сетевой ситуации, а также при выходе из строя (перегреве) самого стабилизатора. После нормализации сетевых параметров (состояния стабилизатора) электропитание отопительного прибора будет автоматически восстановлено;
- небольшие габариты – дают возможность сэкономить пространство и расположить стабилизатор в непосредственной близости от защищаемого котла. Кроме того, некоторые модели стабилизаторов имеют несколько вариантов установки, что позволяет разместить прибор наиболее удобными способом;
- простота подключения – обращение с сетевым кабелем и нагрузочными розетками элементарно и не требует каких-либо дополнительных навыков;
- современный дизайн – позволяет интегрировать стабилизатор в интерьер помещения, не нарушая его стилистику.
Модельный ряд инверторных стабилизаторов «Штиль» для газовых котлов
Выбирая стабилизатор для работы с котлом отопления, необходимо исходить в первую очередь из электрической мощности котла, которая складывается из мощностей циркуляционного насоса, вентилятора, системы розжига, а также элементов индикации и автоматики. Не следует путать тепловую мощность котла с электрической – это различные физические величины! Первая измеряется в кВт и обозначается в технической документации как «мощность», вторую – обычно называют «электрическая мощность», «присоединительная мощность» или «мощность питания» и измеряют в Вт (50-200 Вт для газовых котлов бытовых систем отопления).
Во избежание перегрузок мощность стабилизатора следует выбирать с запасом в 20-30% относительно электрической мощности котла. Поэтому для большинства применяемых в быту котлов достаточно стабилизатора с мощностью 250-500 Вт. Из линейки инверторных стабилизаторов «Штиль» данному критерию соответствуют модели ИнСтаб IS350 и ИнСтаб IS550.
Ознакомиться с полным ассортиментом инверторных стабилизаторов напряжения для газовых котлов.
Какой стабилизатор «Штиль» серии ИнСтаб выбрать для электрозащиты котла?
Алгоритм подбора стабилизатора «Штиль» серии ИнСтаб для газового котла:
|
1. Определить для каких электроприборов необходим стабилизатор |
а) Только отопительный котел б) Котел и дополнительный циркуляционный насос |
|
|
2. Определить потребляемую мощность каждого подключаемого к стабилизатору электроприбора |
а) Использовать данные с шильдика прибора или из соответствующей ему документации (не путать потребляемую мощность с тепловой) б) Самостоятельно посчитать, используя значение силы тока (I) и номинального напряжения (U): P=I х U |
|
|
3. Посчитать общую потребляемую мощность электроприборов с учетом запаса мощности в 30% и пускового тока циркуляционного насоса (при его наличии). |
Следующая формула: Pобщ = (P1 + P2 х 3) х 1,3, где
|
|
|
Если в составе системы отопления присутствуют дополнительные устройств, то их мощность тоже включается в формулу: Pобщ = (P1 + P2 х 3 + P3 … + Pn) х 1,3 |
||
|
4. Выбрать подходящий номинал стабилизатора |
а) Если общая потребляемая мощность не более 400 Вт, то подойдут стабилизаторы моделей IS350 и IS550 б) Если суммарная мощность превышает 400 Вт, то подойдут модели IS1000-IS3500 или IS1000RT-IS3500RT |
|
|
5. Определить способ установки стабилизатора |
а) Для навесного размещения подойдут модели IS350, IS550 и IS1000-IS3500 б) Для горизонтального размещения на столе и схожей поверхности – IS1000-IS3500 в) Для напольной установки – IS1000RT-IS3500RT (эти изделия можно также монтировать в телекоммуникационные шкафы и стойки) |
|
Советы по установке и подключению инверторного стабилизатора «Штиль» к котлу
Стабилизаторы «Штиль» следует размешать в местах, обеспечивающих свободный доступ холодного воздуха, иначе из-за недостаточной вентиляции прибор будет постоянно перегреваться.
Не рекомендуется устанавливать стабилизатор в пыльных и влажных помещениях, а также в помещениях с температурой ниже плюс 5 0С и вне помещений.
При подключении газового котла к сети следует знать, что контроль пламени в нём осуществляется за счёт измерения тока ионизации. Для котла схемотехнически это означает, что фаза и нейтраль от источника напряжения должны подаваться строго на определённые клеммы котла. В случае неправильного подключения некоторые котлы не запустятся (в подобной ситуации нужно перевернуть вилку котла в сетевой розетке, что поменяет местами приходящие на изделие фазу и нейтраль).
При установке стабилизатора в цепи питания между котлом и сетью ситуация аналогична – фаза и нейтраль снимаемые с выхода стабилизатора должны совпасть с фазой и нейтралью входа котла. Для решения этой задачи в стабилизаторах «Штиль» используется схема так называемого «сквозного нуля». И, если после всех подготовительных работ и подключении котла отопления к стабилизатору котел не запускается, то достаточно просто повернуть вилку котла в розетке стабилизатора.
Ещё один важный аспект, на который следует обратить внимание при подключении стабилизатора – наличие заземляющего контакта в сетевой розетке.
Внимание! Включение стабилизатора в розетку старого образца (без заземляющего контакта) может привести к появлению напряжения на корпусе защищаемого котла. В результате сработает защитная автоматика и отопительный прибор будет отключен.
При использовании инверторного стабилизатора «Штиль» вы можете быть полностью уверены за безопасность своего газового котла! Устройство защитит его от негативных сетевых воздействий и «подтянет» параметры электроэнергии до уровня, необходимого для безаварийной работы, а в критической ситуации отключит котёл, сохранив тем самым работоспособность дорогостоящего оборудования.
Обзоры инверторных стабилизаторов для защиты газовых котлов