Spkb-optics.ru

СПКБ Оптик
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Розетки со встроенным стабилизатором напряжения

  • 1 Что такое стабилизаторы и нужны ли они
  • 2 Всем ли телевизорам нужна «стабильность»
    • 2.1 Когда точно нужен бесперебойник
  • 3 Виды оборудования и его особенности
  • 4 Что такое сетевые фильтры
  • 5 Критерии выбора оборудования
  • 6 Как подключаются бесперебойники
  • 7 Общая инструкция по выбору стабилизатора

Скачки напряжения – неприятность, знакомая жителем крупных городов и небольших населенных пунктов. Они происходят из-за аварий на линии, в период непогоды с сильными дождями, грозами и ветром. И главное – такая неприятность всегда неожиданна, поэтому нет возможности своевременно выключить всю бытовую технику. При этом каждый такой скачок приближает «смерть» ТВ, компьютера, стиральной машины. Поэтому важно заранее выбрать и установить стабилизатор напряжения для телевизора. Особенно, если в ближайшие пару лет не планируете обновлять технику в доме.

Нужен ли стабилизатор напряжения для телевизора?

«Стабилизатор напряжения для телевизора – это прошлый век, вещь в наше время совершенно бесполезная» – утверждают одни «эксперты». «Маркетинговые уловки продавцов бытовой техники, которым важно продать дорогостоящий стабилизатор вместе с телевизором» – вторят им другие. Бесспорно, в этом есть доля правды. Как есть она и в том, что маркетинговыми уловками грешат на только продавцы, но и специалисты по ремонту бытовой техники, утверждающие, что диапазон входного напряжения у блоков питания современных телевизоров гораздо шире возможных колебаний напряжения в электросети.

Однако это всё теория, а на практике один серьёзный скачок напряжения (не такая уж и редкость в условиях отечественной энергосистемы) может вывести из строя как сам блок питания, так и чувствительные электронные компоненты телевизора.

Как выбрать стабилизатор напряжения для дома: типы устройств

Прежде, чем начать разбирать по полочкам отдельные характеристики и параметры стабилизаторов в общем, нужно оговориться, что прибор может быть сетевым и магистральным. Сетевой тип – это такой себе переходник между электроприбором и розеткой, соединяющийся напрямую к последней. Магистральный, как можно понять из названия, подключается к электрической магистрали и защищает абсолютно все электроприборы в доме. Покупать первый вариант имеет смысл, если вы переживаете за какую-то конкретную технику, например, домашний ПК, второй – если напряжение прыгает часто, и защита нужна всему, даже лампочкам.

Различают три основных типа стабилизаторов:

  1. Релейные, они же ступенчатые – самый популярный и щадящий для вашего бюджета вариант. Под корпусом такого варианта находится автоматическое реле, которое анализирует входящее и исходящее напряжение и понижает или повышает его до нужного уровня. Помимо доступной цены, к преимуществам такого варианта можно отнести его компактные размеры, способность работать и при морозе в -20 градусов, и на сорокоградусной жаре и бесшумность работы. Единственный минус напрямую вытекает из принципа работы – напряжение стабилизируется путем переключения между разными реле, и в ходе этого могут мигать лампочки. Если вас не смущает иногда возникающая из-за этой особенности атмосфера фильма ужасов, то можете смело брать именно этот тип.
  2. Электронные или тиристорные – полупроводники этого прибора могут менять свою проводимость примерно сто раз за секунду, если вам это о чем-то говорит. Если перейти на человеческий язык, то такой стабилизатор обладает большей настройки напряжений по сравнению с предыдущим вариантом, при этом нет задержек и сохраняется мощность, поэтому о мигающих лампочках можете забыть. Минусы – большая цена и размер. Такой вариант хорош для частного дома, в котором много дорогостоящей и чувствительной электротехники.
  3. Электромеханические, они же сервоприводные – могут быть и сетевыми, и магистральными, а диапазон входящих напряжений от 130 до 260 вольт, то есть этот вариант подстрахует технику даже в случае очень серьезных скачков. Кроме того, такой стабилизатор стойко выдерживает перегрузки, отсекает часть помех и может похвастаться хорошей мощностью. Ложка дегтя – устройство не работает на морозе и тем сильнее шумит при работе, чем больше мощность. Реакция медленнее, чем у электронных.
Читать еще:  Как зарядить электронную сигарету от розетки

Подводя итоги, можно сказать, что электронные стабилизаторы являются самыми мощными и надежными, но и самыми дорогими, электромеханические дешевле, но не могут похвастаться такими высокими характеристиками. Золотая середина – релейные модели, поэтому именно их чаще всего выбирают для защиты электроприборов.

Выбор по мощности

Для того чтобы выбрать мощный стабилизатор (показатель измеряется в вольт-амперах), который бы соответствовал требованиям, необходимо определить – сколько приборов одновременно подключается к сети. Важно понимать – не все устройства сразу включаются в сеть. Мощность, потребляемую всеми приборами сложить и добавить 20% для резерва – получившийся результат это, сила, которой должен обладать стабилизатор, чтобы выполнять понижающую, стабилизирующую функцию. Чтобы определить максимально допустимую мощность, нужно посмотреть номинал на вводном автомате.

Типы стабилизаторов напряжения по принципу работы

Стабилизацию можно выполняться различными способами. Принципы стабилизации, использованные разработчиком, определяют типы стабилизаторов напряжения.

Релейные

Релейные стабилизаторы, часто называемые ступенчатыми, представляют собой силовой трансформатор с несколькими выходами вторичной обмотки, один из которых принимается за общий. Датчик отслеживает состояние сети, при выходе за пределы разрешенных допусков осуществляет автоматическую регулировку выходного напряжения с помощью переключения реле. При срабатывании отдельных силовых реле происходит переключение обмоток с подключением нагрузки на тот вывод, напряжение на котором минимально отличается от заданного.

Конструктивная простота релейных стабилизаторов, неплохая точность регулирования, невысокая стоимость, высокая надежность обеспечивают им высокую популярность.

Недостатки:

  • ступенчатый характер регулирования;
  • заметные искажения формы синусоиды тока нагрузки при высоком входном напряжении из-за магнитного насыщения сердечника;
  • относительно слабая нагрузочная способность рабочих контактов реле;
  • высокий уровень акустического шума.

Электромеханические (сервоприводные)

Электромеханические или сервоприводные стабилизаторы устраняют один из основных недостатков стабилизаторов с механическими реле: обеспечение только ступенчатой регулировки выходного напряжения. Принцип их действия основан на изменении коэффициента трансформации. Оно реализовано с помощью щетки, соединенной с электродом выходных клемм. Щетку перемещает по вторичной обмотке тороидального трансформатора вспомогательный электродвигатель, рисунок 2.

Рисунок 2. Конструктивные особенности сервоприводного регулятора

Для электромеханических стабилизаторов характерны большой диапазон регулировки, небольшие габариты, малая стоимость.

Основные недостатки: низкое быстродействие, хорошо слышимый ночью шум работающего электродвигателя.

Инверторные (бесступенчатые, бестрансформаторные, IGBT, ШИМ)

Инверторные стабилизаторы реализуют двухступенчатую схему получения выходного напряжения. Сначала переменный входной ток преобразуют в постоянный, а затем из него вновь генерируют переменное напряжение. Автоматическое регулирование происходит на этапе формирования постоянного тока, здесь же реализованы функции ступени стабилизации.

Существует несколько вариантов каскадного преобразования, каждому из которых соответствует подкласс инверторных стабилизаторов. Наибольшее распространение получили ШИМ-устройства и стабилизаторы на IGBT-транзисторах.

Сильные стороны этого оборудования:

  • высокая скорость реакции на изменения входного напряжения, точность регулировки выходного;
  • хорошие массогабаритные характеристики (отсутствует силовой трансформатор);
  • простотой получения КПД выше 50 %;
  • возможность плавной регулировки выходного напряжения в сочетании с широкими пределами изменения выходного электрического тока, а также работы на холостом ходе;
  • эффективное подавление скачков напряжения и импульсных помех.

При применении надлежащей элементной базы инверторная техника нормально функционирует при отрицательных температурах.

Главный недостаток: плохая перегрузочная способность, в т.ч. кратковременная (не более 25 – 50% на протяжении 1 – 2 с). Последнее заставляет тщательно контролировать выходную мощность устройства при работе на реактивную нагрузку (электродвигатели различного назначения, вентиляторы и т.д.). Кроме того, следует принимать во внимание сложность электрической схемы, что увеличивает риски отказа, и высокую стоимость из-за необходимости применения силовой полупроводниковой элементной базы.

Феррорезонансные

Феррорезонансный стабилизатор — это устройство трансформаторного типа. Его характерная особенность — применение обмоток трансформатора, одетых на магнитопроводы разного поперечного сечения. Параллельно вторичной обмотке L2 подключен дополнительный конденсатор С, рисунок 3. Его емкость подобрана так, чтобы за счет резонанса обеспечивать постоянное насыщение магнитопровода вторичной обмотки. Отсюда большие изменения входного напряжения не приводят к колебаниям выходного.

Читать еще:  Как организовать заземление розеток

Рисунок 3. Схема феррорезонансного стабилизатора

Стабилизатор имеет высокую скорость отработки скачков, обладает повышенной надежностью за счет отсутствия схем переключения, обеспечивает неплохую точность стабилизации.

Отсутствие механически подвижных компонентов позволяет эксплуатировать феррорезонансные стабилизаторы при небольших отрицательных температурах.

Главные недостатки:

  • меньший коэффициент мощности;
  • значительные нелинейные искажения выходного тока, которые могут привести к нарушениям функционирования ряда бытовых приборов, например, к искажениям изображения цветного телевизора и некачественному стиранию старых записей магнитофоном;
  • нестабильность функционирования при вариациях частоты входного напряжения более чем на 0,5 Гц от номинального значения, что нередко встречается при питании населенного пункта от автономной электростанции.

Электронные (симисторные, тиристорные)

Так называемые электронные стабилизаторы структурно повторяют устройства на электромагнитных реле, но для ступенчатых переключений обмоток авторансформатора использованы полупроводниковые изделия. Возможно несколько разновидностей таких электронных схем, каждая из которых осуществляет автоматическое переключение коэффициента трансформации. Серийно выпускаются стабилизаторы, в которых функции ключевых элементов ступенчатого регулирования возложены на симисторы и тиристоры.

Тиристор — это полупроводниковая структура с тремя p-n-переходами, в которой выполнена глубокая положительная обратная связь. Ее наличие обеспечивает высокую скорость переключения при работе в ключевой режиме. Симистор образован двумя тиристорами с объединенными управляющими электродами, включенными встречно-параллельно, рисунок 4. За счет возможности пропускания тока этим компонентом в двух направлениях симисторные стабилизаторы демонстрируют повышенный КПД. Это выгодно отличает их от тиристорных стабилизаторов.

Рис. 4. Принципиальная схема простейшего варианта симисторного регулятора

Общие преимущества:

  • повышенный коэффициент стабилизации;
  • прекрасное подавление перепадов напряжения, импульсных помех;
  • хорошие массогабаритные параметры;
  • высокая надежность при реализации на качественной элементной базе.

Кроме того, по быстродействию электронные стабилизаторы заметно превосходят свои релейные электромеханические аналоги, т.е. хорошо отрабатывают скачки напряжения.

Недостатки:

  • плохо адаптированы для работы с реактивной нагрузкой;
  • высокая стоимость;
  • сложность выполнения ремонта.

Когда не обойтись без источника бесперебойного питания?

Если напряжение в вашей сети имеет склонность к периодическому пропаданию, а потеря всей несохраненной работы совершенно недопустима, придется раскошелиться на источник бесперебойного питания (ИБП). В случае полного отключения электроэнергии вам не поможет ни один сетевой фильтр или стабилизатор напряжения 220В для компьютера и другой электроники. Только бесперебойник!

Я уже писал о том, какими бывают бесперебойники, поэтому здесь остановлюсь на этом вопросе очень кратко.

Типы ИБП и необходимость приобретения к ним стабилизатора

Широко распространены ИБП трех типов:

  • резервный;
  • интерактивный;
  • инверторный.

Рассмотрим их особенности.

Резервные ИБП

При наличии резервного ИБП подключенное оборудование питается либо от сети (через помехозащитный фильтр), либо от аккумулятора источника при пропаже напряжения сети или уменьшении его значения ниже предельно допустимого.

Недостатком ИБП подобного типа является значительное, до 4-12 мс, время переключения с сети на аккумулятор. Прежде чем приобрести резервный источник, следует выяснить, рассчитана ли подключаемая техника на подобный перерыв в подаче напряжения питания. Обычно настольный компьютер выдерживает подобный перерыв за счет поддержания выпрямленного напряжения питания конденсаторами блока питания.

Когда напряжение сети вновь появляется, происходит обратное переключение с аккумулятора на сеть, аккумулятор при этом начинает заряжаться, восполняя потери емкости за время автономной работы.

Спросом резервные ИБП пользуются благодаря бесшумности работы и высокому (до 99%) коэффициенту полезного действия КПД (что автоматически уменьшает тепловыделение).

При работе нагрузки от сети (основной режим работы резервного ИБП), отсутствует возможность регулировки напряжения на нагрузке, поэтому резервные ИБП, как правило, требуют наличия стабилизатора напряжения при нестабильной сети.

Интерактивные ИБП

Устройство интерактивного ИБП схоже с устройством резервного ИБП, но на его входе включен автотрансформатор, позволяющий автоматически корректировать величину выходного напряжения, доводя его до нормального. КПД этих ИБП чуть-чуть ниже, чем КПД резервных ИБП, вследствие потерь в автотрансформаторе.

Интерактивный ИБП не нуждается в дополнительном стабилизаторе, во всяком случае, в релейном или электромеханическом, поскольку произойдет дублирование функций. Время переключения также достаточно существенно (хотя и меньше, чем у резервного ИБП), и уменьшено оно может быть применение электронного или инверторного стабилизатора – в этом случае работа автотрансформатора интерактивного ИБП окажется просто ненужной, и эта часть схемы отключается.

Читать еще:  Как выбрать розетку советы

Инверторные ИБП

Инверторные или, как их еще называют, ИБП с двойным преобразованием, рассчитаны на подключение наиболее ответственной компьютерной техники – серверов и станций локальных сетей, с высокими требованиями к питающей сети по напряжению, частоте и форме.

Время переключения в подобном ИБП отсутствует (или равно 0), поскольку нагрузка постоянно подключена к инвертору, работающему от аккумулятора ИБП, и даже не замечает пропажи сети. КПД инверторного ИБП невысок и на сегодняшний день не превышает 80%.

Аккумулятор инверторного бесперебойника работает в буферном режиме, т.е. при наличии сети он одновременно питает инвертор и заряжается от сети, и через него протекает сравнительно небольшой ток, что положительно сказывается на его сроке службы.

ИБП инверторного типа во внешнем стабилизаторе напряжения не нуждаются, поскольку сам является стабилизатором с широким диапазоном питающих напряжений – от 110 до 290 В. Необходимым условием является возможность заряда аккумулятора при широком диапазоне напряжений питающей сети, но производитель обычно эту возможность предусматривает.

Виды стабилизаторов и их особенности

Приборы стабилизации должны обеспечивать защиту бытовой техники от скачков напряжения. Но для начала надо разобраться, какие виды этих устройств существуют, чтобы понять, которые из них наилучшим образом подойдут для ваших целей.

Сети могут быть однофазные (220 В) или трёхфазные (380 В). Соответственно, данные приборы тоже могут разделяться по этому принципу. Трёхфазные чаще применяются в промышленности, а для частных домов и квартир достаточно однофазных.

Стабилизаторы напряжения можно разделить на такие виды:

  • Релейные;
  • Электромеханические;
  • Симисторные;
  • Двойного преобразования.

Теперь о каждом из них подробнее.

Релейные являются самыми доступными в ценовом сегменте, поэтому и часто используемые. Способны выдерживать не очень высокие перепады, быстро преобразуют напряжение на выходе. Изнашиваются тем быстрее, чем чаще происходят скачки. Могут быть шумными и имеют короткий срок службы.

Электромеханические, или сервомоторные стабилизаторы. Имеют лучшие характеристики, чем предыдущие, и более высокую стоимость. Данное устройство представляет собой трансформатор, самостоятельно регулирующий вольтаж на подающем шлейфе. Из достоинств стоит отметить:

  • Широкий диапазон входного напряжения и отсутствие искажений на выходе;
  • Бесшумность;
  • Практически не чувствительны к рабочей частоте.

Из недостатков выделяют:

  • Подвижные элементы нужно заменять каждые несколько лет, сервопривод щёточного блока – чуть реже;
  • Скорость стабилизация ниже, чем у релейных;
  • Однофазные могут работать только в обогреваемых помещениях.

Симисторные обладают длительным сроком службы, бесшумностью. Они не требуют специального обслуживания, но стоимость их ещё выше, чем у электромеханических. Очень быстрая скорость стабилизации. При высокой температуре могут выйти из строя.

Самые дорогостоящие системы стабилизации – двойного преобразования. Способны преобразовывать переменный ток в постоянный и наоборот, то есть работают как инверторные устройства. Такие стабилизаторы отлично подходят к технике с большой мощностью до 30 кВт и чувствительной к перепадам напряжения. Они долговечны и быстро реагируют на изменения интенсивности сети.

Заключение

В этой статье мы разобрались, для чего нужна защита от скачков сетевого напряжения 220В для дома и с помощью каких устройств можно ее обеспечить. Как читатели могли убедиться, надежнее всего убережет бытовую технику от перенапряжений мощный и дорогой стабилизатор.

Однако это не значит, что ничем другим проблему перепадов разности потенциалов не решить. Во многих случаях подойдут и другие перечисленные приборы. Все зависит от параметров сети и ее стабильности.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector