Для чего нужен стабилизатор напряжения

Наши бытовые приборы привыкли к определенной «диете» — для нормальной работы им необходимы 220 вольт напряжения. Однако сеть не всегда стабильна и может выдавать как завышенное, так и заниженное напряжение.

Повышенное может вывести из строя блок питания, а то и всю электронную «начинку», если защитные механизмы не сработают. Слабое напряжение грозит поломками, но в большинстве случаев приборы просто не смогут работать на полную мощность.

Стабилизатор напряжения — это устройство, которое выравнивает скачки в сети. Например, розетка «отдает» всего 190 вольт. Тогда прибор на выходе добавит недостающие 30 В. И наоборот — если в сети 270 вольт, стабилизатор понизит их до необходимых 220 В.

Виды стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы различаются «начинкой» — основными компонентами для выравнивания напряжения.

Релейные

Самые популярные в быту. Основной компонент — трансформатор с обмоткой и несколькими входами/выходами, которые соединены с силовым реле.

Блок управления «следит» за входным значением, и если оно завышено или занижено, включает соответствующее реле. После этого трансформатор выравнивает значения до заданных параметров.

Преимущества:

относительно низкая цена за счет простоты конструкции;
может работать при низких температурах;
нет необходимости охлаждать стабилизатор;
способность выдерживать кратковременные высокие перегрузки.

Многие покупатели предпочитают именно релейные. Но у них есть и свои недостатки:

низкая скорость срабатывания. Если напряжение в сети изменится слишком быстро, то прибор не успеет среагировать;
шум во время работы. При срабатывании реле издает достаточно громкие щелчки;
ограниченное количество ступеней реле снижает точность устройства. Из-за этого может искажаться выходной сигнал;
недолговечность. Если устройство постоянно в работе, то реле может быстро выйти из строя.

Электронные

По своему устройству очень похожи на релейные, но за переключение между витками обмотки отвечают полупроводники: тиристоры и симисторы.

Преимущества:

быстродействие — полупроводники могут отреагировать всего за 20 мс;
низкий уровень шума;
высокая точность стабилизации — отклонения не превышают 5%;
высокий коэффициент полезного действия: даже при небольшом входном напряжении они могут выдавать ток с заданными параметрами;
широкий диапазон входного напряжения;
способность выдерживать большие перегрузки в сети.

Общим недостатком у тиристорных и симисторных моделей специалисты называют ступенчатость изменения напряжения, в результате чего сигнал на выходе не синусоидный.

Это не страшно, например, для кухонной бытовой техники или осветительных приборов. Но сложное оборудование с электромотором, компьютеры или аудио- и видеоустройства могут выйти из строя.

Еще одним общим минусом называют недостаточную точность стабилизации для очень чувствительной к перепадам технике. При этом стоит учесть, что электронные модели заметно дороже релейных.

У симисторных устройств есть и собственный недостаток — они крупнее тиристорных, так как силовые ключи у них более громоздкие.

Электромеханические

В таком устройстве установлен тороидальный (в форме бублика) трансформатор с плавающей головкой-токосъемником. Когда напряжение меняется, ее угольный контакт «перепрыгивает» на определенный участок обмотки.

Таким образом меняется количество витков, через которые проходит ток, и напряжение повышается или понижается.

Преимущества:

высокие показатели плавности и точности изменения выходного тока;
бесшумность — у электромеханических моделей нет щелкающего реле;
способность работать с кратковременными перегрузками до 200%;
близкая к идеальной синусоида выходного тока.

Недостатки:

размер и масса, как правило, больше, чем у релейных стабилизаторов;
более высокая стоимость по сравнению с некоторыми другими;
недолговечность при частых нагрузках — из-за постоянной работы токоприемник может выйти из строя;
относительно небольшая скорость работы. Связана с особенностью перемещения головки по трансформатору;
требования к чистоте помещения, в котором будет использоваться устройство. Даже небольшое количество пыли может вывести из строя токоприемник.

Инверторные

Принцип работы такого устройства основан на двойном преобразовании тока. В отличие от предыдущих видов тут нет трансформатора. Зато есть выпрямитель, преобразующий входной переменный ток в прямой, и инвертор.

После этого электричество аккумулируется в накопителе (конденсаторе). Затем ток проходит через инвертор, который преобразовывает его в переменный, но с необходимым напряжением.

Преимущества:

непрерывность стабилизации за счет накопления электричества в конденсаторе;
устойчивая работа даже при резких скачках напряжения;
высокая точность стабилизации — отклонения обычно не превышают двух-трех процентов;
низкий уровень шума за счет отсутствия подвижных частей;
идеальная синусоида на выходе за счет инвертора.

Недостатки:

более высокая стоимость в сравнении с релейными и электромеханическими стабилизаторами;
чувствительность к высоким перегрузкам — недопустимы скачки напряжения более чем на 25–50% в течение нескольких секунд.

При этом у бюджетных устройств выходная синусоида может быть с прямоугольной волной. Это часто выводит из строя чувствительные электроприборы.

Источник - https://pro-stab.ru