Принцип действия стабилизатора напряжения

Принцип действия стабилизатора напряжения

Принцип действия стабилизатора напряжения практически один и тот же у всех типов этих изделий. Включает три этапа:

1. Сетевое напряжение подается на вход прибора. Его встроенный блок управления анализирует величину вольтажа. Если она не соответствует номиналу – 220 / 230 В с допустимой погрешностью (может отличаться у каждой модели), то подается команда на внутренний блок коррекции напряжения.

В случае значительного отклонения величины, которая выходит за рабочий диапазон стабилизатора (отличается у каждого прибора и составляет в среднем 160-270 В), происходит обесточивание выхода. Таким образом опасный вольтаж не попадает на подключенную технику.

2. Блок коррекции выходного напряжения приводит вольтаж в норму, приближая его значение к номинальному – 220 / 230 В с определенной погрешностью (в зависимости от модели может составлять от ±2% до ±10%). Для этого у стабилизаторов может применяться:

• трансформатор и токовыводящий элемент (силовые реле, полупроводниковые ключи или сервопривод с токосъемным контактом). Присутствуют во всех трансформаторных стабилизаторах. Активируются при отклонениях сетевого напряжения.
• выпрямитель и инвертор. Присутствуют только в инверторных стабилизаторах. Постоянно активны. Поэтому такие модели мгновенно реагируют на любые отклонения сетевого вольтажа.

3. После корректировки питание подается на выход устройства и затем поступает на нагрузку. Обеспечивается бесперебойная работа подключенной техники, то есть во время появления скачков и просадок вольтажа её отключения не происходит.

У некоторых изделий процесс переключения контакта на нужный сегмент трансформатора происходит с задержкой. Это может вызвать микроразрыв в питании или прохождение на выход нестабилизированного напряжения. Особенно это может случиться при резком и значительном скачке. Только в инверторных моделях никаких разрывов не происходит, так как процесс стабилизации выполняется непрерывно.

Какие типы стабилизаторов существуют?

Какие бывают стабилизаторы напряжения по принципу действия легко понять по их типологии. В магазинах представлено два основных типа:

• трансформаторные, к которым относятся все релейные, электромеханические, тиристорные и симисторные модели;
• инверторные, к которым относятся модели с технологией двойного преобразования энергии.

Рассмотрим основные отличия в принципе действия стабилизатора напряжения 220в для дома.

Особенность функционирования трансформатора и токосъемного элемента накладывает определенные ограничения на работу таких моделей. Это не всегда быстрая реакция на сетевые колебания, узкий диапазон входного напряжения, в котором они могут работать и корректировать вольтаж без отключения нагрузки, разная погрешность напряжения на выходе. Поэтому трансформаторные стабилизаторы в основном устанавливают в электросетях, в которых нет значительных перепадов, и они не происходят резко. Например, оптимальна установка такой модели в сети, в которой постоянно держится 250-260 В. Стабилизатор будет успевать сформировывать на выходе необходимый вольтаж.

Инверторные модели за счет технологии двойной конвертации, по сути, создают переменное напряжение заново. Поэтому на выходе всегда вольтаж с минимальной погрешностью и чистым синусом. Их применяют в любых электросетях, даже в которых происходят частые и внушительные изменения сигнала – провалы или всплески.

Как правильно рассчитать необходимую мощность?

Устройство и принцип действия стабилизатора напряжения важно учитывать при подборе в первую очередь. Прежде чем определиться с мощностью, необходимо понять, в каком состоянии находится электросеть.

Для этого лучше всего проверить электропитание в розетках в разное время – в пиковое и обычное. Можно использовать мультиметр или реле напряжения розеточного типа с дисплеем, на котором сразу отображается вольтаж. Изучив динамику изменений напряжения, можно понять, какая модель подойдет в данной ситуации.

Стабилизатор должен подходить по:

• Диапазону сетевых колебаний – если модель имеет более узкий диапазон, то она будет постоянно отключаться, обесточивая нагрузку. Создастся такой же функционал, как у реле контроля напряжения.
• Скорости срабатывания. В сети случаются внезапные и резкие всплески или просадки вольтажа? Поможет только быстрая модель, иначе малейшее промедление может навредить работе ответственной электротехники. В этом случае стабилизатор даже будет опасен для потребителей.
• Погрешности и форме выходного напряжения – если на объекте присутствуют приборы с электромоторами, то важна чистая синусоида. Чем точнее напряжение на выходе, тем более капризную технику можно запитать от устройства.

Подбор стабилизатора по мощности зависит от суммарного потребления нагрузки. Чтобы определить необходимую величину, нужно сложить потребляемую мощность каждого электроприбора, который будет подключаться к стабилизатору, и добавить к этой сумме запас в 20-30%.

Например, если стабилизатор подбирается для телевизора и DVD-плеера с единовременным потреблением 150 Вт и 30 Вт соответственно, то потребуется модель с выходной мощностью 235 Вт. В магазине лучше выбрать модель, приближенную по мощностным характеристикам к этой величине.

Если стабилизатор подбирается на весь дом, квартиру, офис, то лучше отталкиваться от номинала вводного автомата. Например, если пакетник на 25 А (5,5 кВт), то потребуется модель с такой же мощностью.

При подборе стабилизатора для техники, в составе которой присутствуют электромоторы (например, холодильника), нужно учитывать её пусковой ток. Это всплеск потребления при запуске электромотора, который происходит в течение нескольких секунд и увеличивает мощность прибора в несколько раз. Если о данной величине в паспорте изделия информации нет, то лучше уточнить её у производителя/продавца. Пренебрежение этой рекомендацией может привести к перегрузкам и отключениям прибора во время работы, даже при стабильной электросети.

Итог

Сравним принцип действия стабилизаторов напряжения разного типа в таблице ниже.

Обзор инверторных стабилизаторов с двойным преобразованием энергии