Помощь в подборе стабилизатора напряжения — наш взгляд

Выбор типа стабилизатора, его мощность и необходимую точность — задача, способная поставить в тупик даже инженера-электротехника. Предложений на рынке — все и не пересмотришь, стран-производителей, типов стабилизаторов, фирм поставщиков — великое множество. А какой аппарат нужен и как его правильно подобрать под конкретную квартиру (дом, офис, производство, конкретную нагрузку — нужное подчеркнуть) — непонятно.  Да и советы на специализированных сайтах зачастую противоречат сами себе, а некоторые и вовсе абсурдны, типа — «просуммируйте мощность всех квартирных нагрузок — кондиционер, масляный нагреватель, электробойлер, пылесос, все освещение, утюг, фен, электроплойку, электроплиту и всю видео, аудиотехнику, в общем все что можно включить в розетку. Какая у Вас получилась общая мощность — такой мощности вам нужен стабилизатор напряжения.  Неудивительно что у людей в двухкомнатных квартирах после таких подсчетов появляются 30-и киловаттные стабилизаторы!

Подобные советы выгодны лишь нечестным продавцам подобного оборудования и малограмотным электрикам, зарабатывающим свои комиссионные с покупки, но никак не конечному потребителю, который мало того, что переплачивает немалую сумму так еще и перегружает свою и без того некондиционную сеть излишней нагрузкой. Что бы такое не приключилось именно с Вами читайте эту статью до конца и Вы правильно подберете себе стабилизатор напряжения (не обязательно кстати из нашего ассортимента — там, где Вам понравится).

Стабилизаторы переменного напряжения — типы, особенности, достоинства, недостатки, применяемость и рекомендации в выборе

Феррорезонансные — самый старый и, наверное, самый надежный тип стабилизаторов. Принцип работы состоит (не вникая в излишнюю физику) в протекании рабочего тока через комбинацию линейного и нелинейного дросселей, последний из которых входит в насыщение при напряжении близком к 220В (в нашем случае), а для выравнивания формы тока, поврежденной при процессе стабилизации, используется принцип резонанса.
Преимущества данного вида стабилизаторов — высочайшая надежность (ломаться там нечему — одни обмотки и конденсатор) и возможность исправления квадратной формы тока — это если питать через подобное устройство нагрузку от примитивного инвертора  прямоугольной формой тока, то результат будет уже ближе к сетевой синусоиде и капризные устройства типа электронасосов и газовых котлов скорей всего смогут работать, плавность регулирования выходного напряжения и высокая точность, довольно высокая скорость реакции на изменение входного напряжения. Возможность изготовления приборов на очень большую мощность.
Недостатки — их к сожалению, гораздо больше: большие габариты и масса, вследствие этого высокая стоимость (трансформаторное железо и обмоточная медь стоят дорого !!), характерный низкочастотный гул при работе, искажение формы выходного напряжения (как ни странно !!)
Производители: на рынке присутствуют в основном производства КНР, Приднестровья, старые советские изделия (те самые пластмассовые коробки, которые гудели у нас под телевизором и которые можно было включить и выключить, нажав ногой на большую клавишу на верхней панели. Вроде бы они назывались «Украина»).
Резюме — изделия мало подходят для бытового применения и являются отмирающим классом стабилизаторов — ну зачем Вам динозавр ???
Сервоприводные — тоже довольно древний тип стабилизатора, однако не утративший свою актуальность и в наши дни. Причина — отработанная конструкция и довольно неплохие характеристики. Принцип работы весьма прост — ЛАТР (лабораторный автотрансформатор), блок слежения за сетевым напряжением и сервопривод, по командам блока слежения вращающий токосъемник ЛАТРа.
Преимущества данного типа стабилизаторов — довольно высокая надежность при применении в «спокойных» сетях, где нет резких скачков напряжения, компактность, невысокая цена (но только для изделий производства КНР), компактность, высокий КПД, плавность регулирования выходного напряжения, довольно высокая точность, возможность изготовления изделий на очень большую мощность. На мощностях свыше 100кВа практически не имеют конкурентов.  Не влияет на форму сетевой синусоиды.
Недостатки — искрение контактного ролика и вследствие этого помехи в сети, низкая надежность сервопривода, малый ресурс работы в «неспокойных» сетях, медленная реакция на изменение входного напряжения (как правило около 50В/сек) и самое неприятное — возможность создания скачка напряжения на выходе. Механизм этого явления весьма прост — представьте себе, что у Вас на вводе в частный дом стоит подобный стабилизатор напряжения и все вроде бы хорошо-напряжение стабильное, лампочки не сгорают, аппаратура не портится, все здорово. Но тут сосед покупает себе циркулярную пилу с двигателем киловатт так на 6-8 и подключает ее на ту же фазу что и Ваш дом. И это тоже ничего, поскольку стабилизатор сглаживает провалы напряжения, возникающие при пуске мощного двигателя. И будет так до того самого момента пока от перегрузки в момент пуска циркулярки у соседа выбьет пробки (скажем так от того что жена соседа электрочайник одновременно включила) Что может произойти в такой ситуации в Вашей сети?  Да ничего хорошего. Сразу после перегорания пробок сетевое напряжение, просаженное запуском циркулярки вероятно вольт до 120-140 (вполне реальная и часто встречающаяся картина) моментально вернется в норму (или сколько у Вас там бывает в сети?), а вот стабилизатор на это отреагирует со скоростью 50 В/сек, и соответственно у Вас в розетках сначала будет 320В и только лишь к исходу второй секунды оно опустится до нормы. К сожалению, это очень распространенная ситуация и именно этот недостаток не позволяет однозначно рекомендовать стабилизаторы сервоприводного типа к применению в быту
Производители: стабилизаторы такого типа производятся в Италии, Германии, России — продукция как правило очень высокого качества и с отличными характеристиками ну, и по соответствующей цене, но основная масса сервоприводных стабилизаторов — Китай. Пусть Вас не введет в заблуждение огромное число торговых марок на самых разных языках в том числе и на русском — все эти изделия сделаны на одном и том же заводе с одними и теми же технологическими решениями и похожи друг на друга как близнецы. Просто сейчас стало модно заказать в Китае партию изделий, назвать ее своей торговой маркой и писать на упаковке что сделано, а Украине (России и т.д.).
Резюме: тип стабилизаторов достоин внимания если приобретать продукцию европейских заводов либо их лицензированные копии, сделанные в России. Изделия чудо китайского производства — для потребителя с крепкими нервами.
Автотрансформаторные с релейной коммутацией отводов — принцип стабилизации напряжения такой же как у сервоприводного стабилизатора, разница в способе коммутации отводов. В данном случае на автотрансформаторе (тот же ЛАТР только без механизма токосъема) есть группа отводов с различными напряжениями. Коммутацией этих отводов с помощью электромагнитных реле под управлением блока слежения и достигается эффект стабилизации напряжения.

Преимущество данного типа — высокая скорость реакции на изменение входного напряжения (обычно около 20-30 мс), компактность, высокий КПД, дешевизна. Не влияет на форму сетевой синусоиды.
Недостатки — их к сожалению, гораздо больше. Основной недостаток — ступенчатость переключения (соответственно и регулирования) выходного напряжения, наглядно выражается в моргании ламп накаливания при изменении сетевого напряжения. Следующий серьезный недостаток — малый ресурс контактов силовых реле — в неспокойных сетях могут износиться за несколько месяцев. Еще один серьезный недостаток — помехи и коммутационные перенапряжения, возникающие при работе силовых контактов реле (уважающие себя производители с этим эффектом пытаются бороться) Точность поддержания выходного напряжения как правило около 5 % (бывает до 10 % !!!! )
Производители — стабилизаторы такого типа серьезные европейские, российские и украинские предприятия не производят по причине их заведомо проигрышных характеристик. Исключения составляют китайские производители и небольшие «подвальные» фирмы, которые просто не могут разработать и выпустить что-то более стоящее. Но есть исключение: стабилизаторы такого типа на небольшие мощности (до 1 кВт) и с 4-5 ступенями регулирования выпускаются производителями компьютерных бесперебойников для стабилизации питания компьютеров. Применять их для питания других нагрузок не рекомендуется.
Резюме — изделие жалкое, смотреть не на что, для себя брать не стоит.
Автотрансформаторные с тиристорной (симисторной) коммутацией отводов -тот же автотрансформатор с группой отводов, только коммутация происходит не с помощью электромагнитных реле, а с помощью электронных ключей (тиристоров или симисторов). Замена ненадежного электромагнитного реле на высоконадежные, бесшумные и очень быстрые тиристоры (или симисторы -зависит от конкретного конструктива) решило все основные проблемы данного типа стабилизаторов и сделало его безусловным лидером по потребительским качествам среди стабилизаторов напряжения как таковых.
Преимущества — очень высокое быстродействие (минимальное время реакции на изменение входного напряжения — 10мс), высокая точность поддержания выходного напряжения (в случае применения комбинаций коммутации групп входных и выходных отводом количество ступеней может достигать 49, а точность поддержания выходного напряжения до 0.5% !!!!!   что практически не хуже, а зачастую даже лучше, чем в плавнорегулируемых стабилизаторах). Возможность коммутировать ключи в ноле тока — отсутствие помех при переключении и искажения формы сетевой синусоиды. Компактность, относительно невысокая стоимость, хороший КПД, возможность эффективной работы в сетях любого типа и с любой нагрузкой. Управление процессом стабилизации с помощью микроконтроллера повышает эффективность стабилизации и работы аварийных защит.

Недостатки — основной недостаток — ступенчатость регулирования выходного напряжения. С увеличением количества ступеней этот эффект снижается и при 36 ступенях становится малозаметным. Еще один характерный недостаток — нагрев силовых ключей из-за протекания через них полного рабочего тока и как следствие необходимость в активном охлаждении с помощью вентиляторов. Высокая сложность изделия и дороговизна изделий большой мощности являются относительными недостатками и нивелируются высококлассными рабочими характеристиками.

Производители — основные производители электронных автотрансформаторных стабилизаторов -украинские и российские предприятия, профессионально и ответственно занимающиеся производством устройств силовой электроники (изделие имеет повышенную сложность).  Так же на наш рынок попадают стабилизаторы производства Италии, Германии.   Китайских образцов подобной продукции практически нет.
Резюме — если Вас не смущает возможное мерцание ламп накаливания (в случае приобретения недорогого изделия с малым количеством ступеней), то данный тип стабилизатора напряжения хорошо подходит для применения в быту, в офисе и на небольшом производстве для питания потребителей любого типа.
  Автотрансформаторные тиристорные с плавной регулировкой — еще один вариант автотрансформаторного стабилизатора, в котором напряжение грубо регулируется с помощью коммутации небольшого количества отводов   и точно подстраивается с помощью метода фазового управления тиристором в течении полупериода. Есть еще варианты схемотехнического решения силовой части стабилизатора, но суть и недостатки подобного решения не изменяются.

Преимущества — довольно высокое быстродействие, неплохая точность (достигает 1 %), плавность регулирования, небольшое количество тиристоры ключей.

Недостатки — их к сожалению, больше и самый основной из них — существенное искажение формы сетевой синусоиды, генерация мощных импульсов тока между сетью и стабилизатором, шумная работа трансформатора из-за фазового управления тиристором, необходимость в принудительном охлаждении, высокая сложность изделия

Производители —  изделия с подобной схемотехникой как правило разрабатываются и выпускаются небольшими частными компаниями. Крупные компании и китайские производители не интересуются подобными изделиями из-за вышеперечисленных недостатков, избавиться от которых невозможно.

Резюме — несмотря на заявляемые производителями неплохие характеристики и относительно невысокие цены эксплуатация подобных стабилизаторов зачастую приносит неприятные сюрпризы и претензии предъявлять потом будет некому.

Электронные стабилизаторы с двойным преобразованием — самый новый тип стабилизаторов. Собственно говоря, это даже не стабилизатор, а преобразователь напряжения: в установке подобного типа вся энергия сети переменного тока преобразуется сначала в постоянный ток, атом фильтруется и затем с помощью мощного инвертора опять преобразуется в переменный ток.
Преимущества — подобной схемы -высочайшее качество выходного тока,100% фильтрация от всех сетевых помех, идеальная синусоида, точное поддержание выходной частоты, возможность поддержать электропитание нагрузки при кратковременных провалах сетевого напряжения.

Недостатки — их тоже немало: низкий КПД, высокая стоимость, большие габариты и масса, наличие буферного аккумулятора (не во всех моделях), постоянный шум от вентиляторов и преобразователя, необходимость периодического обслуживания.

Производители — устройство сложное и дорогое, поэтому производством стабилизаторов подобного типа занимаются исключительно крупные компании.

Резюме — стабилизатор предназначен для питания потребителей, особо чувствительных к качеству электроэнергии, таких как серверные, АТС, станки с ЧПУ и т.д. В бытовых условиях эксплуатация подобных установок нерациональна.

Теперь, разобравшись с типами существующих стабилизаторов и поняв, что Вам на самом деле необходимо мы переходим к главному вопросу — «какой мощности стабилизатор мне необходим? »   ответ на этот вопрос даст следующая статья под названием:

  Как правильно подобрать себе стабилизатор напряжения?

Вопрос конечно интересный. Самое распространенное мнение гласит примерно следующее:
» необходимо (по крайней мере желательно )в течении недели измерять сетевое напряжение и потребляемый ток с периодичностью скажем один раз в час, после этого умножив минимально существовавшее в сети напряжение  на максимальный ток Вы получите мощность стабилизатора.» — идея в принципе правильная, вот только существует несколько вопросов -для проведения подобного исследования необходим либо дорогостоящий прибор-регистратор, либо неделя работы специалиста, что тоже недешево, да и реальные возможности сети  и сезонные скачки нагрузки подобный метод не учитывает.
Cуществует еще один метод, которым часто руководствуются продавцы на рынках:
«просуммируйте все потребители, которые у вас есть и могут одновременно включится — такой мощности стабилизатор Вам и нужен » — наверное не стоит даже говорить об абсурдности такой математики.
Размышляя над проблемой быстрого и безошибочного подбора стабилизатора напряжения, наши инженеры обратили внимание на одну интересную особенность: почему градация стабилизаторов идет в мощности, ведь сам по себе этот прибор энергию не потребляет, а преобразует и транслирует дальше в сеть. Ведь если вдуматься, то это настолько же абсурдно как покупать 10-и киловаттный счетчик или 15-и киловаттный кабель !!!!!   Кроме того, мощность, которую может через себя пропускать стабилизатор напрямую зависит от напряжения на входе в него, поскольку, упрощенно говоря мощность есть произведение тока на напряжение, а поскольку напряжение в сети у нас нестабильно (или занижено, или и то и другое вместе), а ток ограничен вводным автоматом и электросчетчиком и максимальная мощность, которую мы можем получить, будет напрямую зависеть от напряжения в сети.  Гораздо логичнее стабилизатор разделять по максимальным рабочим токам, на которые рассчитаны — во-первых это постоянный параметр, а во-вторых это существенно облегчает процесс подбора необходимого изделия -какой у Вас ток счетчика и вводного автомата -на такой ток нужно брать стабилизатор !!!!!  Если мы возьмем стабилизатор на меньший ток — в таком случае мы не сможем полностью использовать возможности существующей сети, а если возьмем на больший ток -просто купим не нужный избыток мощности.
Если же Вы хотите установить стабилизатор только на часть нагрузки, например, на освещение и аппаратуру, то в таком случае придется провести измерения напряжения сети, посчитать суммарную мощность нагрузки и, разделив мощность на минимальное сетевое напряжение Вы получите рабочий ток стабилизатора. Следует устанавливать стабилизатор с таким же либо большим рабочим током, этим Вы защитите себя от неожиданных отключений при перегрузке устройства.
Существует еще один параметр, влияющий на подбор стабилизатора — минимальное и максимальное напряжение в сети. Как правило стандартные стабилизаторы отечественного производства нормально работают в диапазоне входных напряжений от 150В до 260В, а в диапазонах от 130в до 270В сохраняют свою работоспособность, ограничивая выходное напряжение в пределах 220 ±10%.  Если этого диапазона недостаточно, то придется устанавливать внешний вольтодобавочный автотрансформатор.