31 July, 2016 | 1:41

Что такое стабилизатор напряжения?

Это устройства для автоматического поддержания постоянства значения электрического напряжения на входах приёмников электрической энергии (стабилизатор напряжения) или силы тока в их цепях (стабилизатор тока) независимо от колебаний напряжения в питающей сети и величины нагрузки. Стабилизатор обеспечивает нагрузку стабилизированным напряжением только в том случае, если отклонения в сети находятся в определённых пределах (рабочих). Если отклонения выйдут за эти пределы (значительные превышения напряжения, равно как его кратковременные глубокие провалы или полное отсутствие), стабилизатор отключит питаемые электроприборы и они обесточатся.

Стабилизаторы напряжения бывают одно- и трёхфазные с мощностями от 100 ВА до 500 кВА и выше.
Феррорезонансные. Были разработаны в середине 60 годов прошлого века, действие их основано на использовании явления магнитного насыщения ферромагнитных сердечников трансформаторов или дросселей. Применялись такие устройства для стабилизации напряжения питания бытовой техники (телевизор, радиоприёмник, холодильник и т.п.).

Достоинства феррорезонансных стабилизаторов напряжения: высокая точность стабилизации 1-3% и высокая (для того времени) скорость регулирования. Недостатки: повышенный уровень шума и зависимость качества стабилизации от величины нагрузки. Современные устройства лишены этих недостатков, но стоимость их равна или выше стоимости ИБП (Источника Бесперебойного Питания) на такую же мощность, вследствие чего они широкого распространения в качестве бытовых не получили.

Электромеханические. В 60-80-е годы прошлого века для регулирования напряжения применялись автотрансформаторы с ручным регулированием выходного напряжения, вследствие чего приходилось постоянно следить за прибором, показывающим выходное напряжение (стрелочный или светящаяся линейка) и, при необходимости, вручную выставлять номинальное. В настоящее время коррекция выходного напряжения осуществляется автоматически, с помощью электродвигателя с редуктором.

Достоинство таких электромеханических стабилизаторов напряжения — хорошая точность стабилизации 2-3%. Недостатки — низкая скорость регулирования из-за инерционности двигателя и повышенный уровень шума: шумит двигатель, и практически постоянно, т.к. отслеживается изменение напряжения с шагом 2-4 В. При резком увеличении сетевого напряжения может кратковременно отключать нагрузку, т.к. напряжение на выходе может превысить максимально допустимое значение. При этом, в большинстве случаев, такая высокая точность не требуется, достаточно 5-7%, как указано в паспортах на самые широко распространённые бытовые электроприборы общего назначения.

Получили распространение как дешёвые бытовые стабилизаторы напряжения.

Электронные (ступенчатого регулирования). Наиболее широкий класс стабилизаторов, обеспечивающих поддержание выходного напряжения с определенной точностью в широких пределах входного напряжения. Принцип стабилизации основан на автоматическом переключении секций трансформатора с помощью силовых ключей (реле, тиристоров, симисторов). В силу ряда достоинств, электронные стабилизаторы напряжения нашли наибольшее распространение на рынке стабилизаторов.

Достоинства: быстродействие, широкий диапазон входного напряжения, отсутствие искажения формы входного напряжения, высокое значение КПД. Точность стабилизации определяется количеством ступеней регулирования и, в зависимости от модели, может составлять от 7 до 0.5%.

Данные стабилизаторы напряжения — оптимальное соотношение цена/качество при применении в промышленности и быту. Некоторые модели допускают возможность коррекции выходного напряжения в пределах 210-230 В.

Климатическое исполнение
Климатическое исполнение большинства предлагаемых стабилизаторов напряжения — IP20, они предназначены для установки в помещениях с температурой окружающей среды +5…+35°С, с относительной влажностью воздуха 35-90%, с атмосферой, не содержащей пыли, водяных брызг и т.д. Если в помещении под установку температура будет опускаться ниже 0°С, возможно исполнение в корпусах с подогревом.

Начиная с 2012 года ведущие производители начали выпуск климатических стабилизаторов напряжения, рассчитанных на температуру от -25..40 до +40°С.

Основные параметры и функции
Диапазон входного напряжения. Наряду с точностью стабилизации, является важнейшей его характеристикой. Этот диапазон состоит из двух категорий:
рабочий — когда входное напряжение находится в пределах, при которых на выходе обеспечивается заявленная величина стабилизации, например 220±5%;
предельный — когда стабилизатор сохраняет работоспособность, но напряжение на выходе отличается от заявленной величины в большую или меньшую стороны до 15-18%). При напряжении на входе, выходящем за рамки предельного, стабилизатор отключает электроприборы, сам оставаясь подключенным к сети для контроля с возможностью подключения электроприборов вновь в работу при возвращении питающей сети в рабочий (предельный) диапазон напряжений.
Точность стабилизации выходного напряжения зависит от величины входного напряжения, если оно находится в рабочем диапазоне, то точность стабилизации составляет 0,9-5% в зависимости от модели стабилизатора.

Перегрузочная способность — способность выдерживать кратковременные перегрузки от электроприборов, имеющих высокие пусковые токи (например, электродвигатель погружного насоса, холодильника и т.п.).

Защита от перегрузки и короткого замыкания на выходе. В случае перегрузки стабилизатора, когда со стабилизатора напряжения начинает сниматься мощность на 5-50% превышающая номинальную в течение продолжительного периода времени (от 0,1 сек. до 1мин. или немного более), срабатывает система защиты (время срабатывания защиты зависит от величины перегрузки), которая отключит стабилизатор и тем самым предотвратит его выход из строя. При наличии в нём функции однократного повторного включения через 10 сек. после его отключения по перегрузке, он снова включится. Если перегрузка при повторном включении отсутствует, то стабилизаторы тиристорные продолжают штатно работать. В случае короткого замыкания в цепи подключенных к нему электроприборов, он отключится. После чего обязательно необходимо выявить и устранить причину короткого замыкания и только потом включить его.

Система контроля выходного напряжения. В случае выхода стабилизатора из строя или мгновенного увеличения входного напряжения такая система отключает от него электроприборы и предотвратит их выход из строя.

Регулировка выходного напряжения. Наличие в некоторых моделях стабилизаторов возможности регулирования выходного напряжения в диапазоне 210-230В, что помогает решить одновременно несколько проблем:
возможно установить на выходе стабилизатора западные стандарты напряжения 230В для импортных электроприборов. Без подобной функции он постоянно будет выходить за заданный для данных электроприборов нижний диапазон напряжения, что может вызвать сбои в их работе;
для ламп накаливания можно установить напряжение 210В, что значительно увеличит срок их службы, световой же поток останется в пределах, заявленных производителем.
Автоматическое включение стабилизатора при возврате входного напряжения в установленный диапазон. Т.к. стабилизатор отключает нагрузку в случае выхода входного напряжения за установленные пределы, он должен также автоматически включаться и подключать её, если входное напряжение вернулось в установленный диапазон, иначе придётся следить за сетевым напряжением, b включать стабилизатор вручную.

Наличие на входе и выходе стабилизатора напряжения фильтров подавления импульсных помех. Это полезная функция, которая защитит электроприборы от помех в радиочастотном диапазоне.

Подробнее о принципах работы стабилизаторов напряжения конкретного производителя Вы можете прочитать в соответствующем разделе.