Як вибрати стабілізатор?

Вибрати стабілізатор, який би якнайкраще підійшов для вирішення тієї чи іншої задачі, буває не простим завданням. Справа в тому, що статей про переваги і недоліки тих чи інших різновидів стабілізаторів є маса. Буває навіть, що вони суперечать одна одній, так як продавець нахвалює саме той тип стабілізаторів, який він продає і перебільшує недоліки інших. А ще велика кількість інформації про технічні особливості остаточно заплутує і не дає відповіді на питання: який саме стабілізатор обрати?

В даній статті пропонуємо вам інструкцію по вибору стабілізатора з чіткими вказівками для яких завдань який тип краще застосовувати.

За принципом роботи стабілізатори можна поділити на два класи: дискретні і сервопривідні.

До дискретних (ступінчастих) відносяться релейні і симісторні (тиристорні) стабілізатори.

Релейні стабілізатори напруги

Це найбільш поширений тип стабілізаторів, в яких регулювання вихідної напруги здійснюється перемиканням обмоток автотрансформатора за допомогою електромагнітних реле. 

Прості конструктивно, тому являються найдешевшими стабілізаторами з поміж усіх типів. Витримують короткочасні перевантаження. Форма напруги не спотворюється (через відсутність спотворюючих елементів). Мають хорошу швидкодію (0,1-0,04 секунди). Видають шум під час роботи у вигляді клацання реле. 

Особливістю стабілізаторів цього типу є східчаста зміна вихідної напруги з кроком 10-22 В, що може відображатися в мерехкотінні систем освітлення помітного оку. Крім того, контактна група електромагнітних реле з часом зношується (залипають), особливо при комутуванні великих струмів. Відносно невисока точність стабілізації. Можливе короткочасне переривання вихідної напруги при перемиканні з однієї сходинки на іншу.

Тому цей тип стабілізаторів не підходить для застосування в дуже нестабільних електромережах та для живлення потужних споживачів. Також не підійде для високоточної чутливої електронної техніки, у тому числі деякої зарубіжної ТБ/Аудіо техніки і комп’ютерів. 
Однак для захисту окремих малопотужних електроприладів (опалювальних котлів, холодильників, мікрохвильових печей тощо) у відносно “спокійних” електромережах використання релейних стабілізаторів напруги цілком виправдане.  

Симісторні та тиристорні стабілізатори напруги. 

Принцип дії стабілізаторів цього типу аналогічний до релейних.  Різниця полягає в тому, що перемикання обмоток автотрансформатора здійснюється електронними ключами (симісторами та тиристорами). Тому вихідна напруга так само регулюється східчасто, що накладає деякі обмеження на застосування таких стабілізаторів напруги для живлення систем освітлення. 

Застосування електронних ключів дозволяє стабілізаторам цього типу досягти високої швидкодії (до 20 мс = 0,02 с)  та надійності порівняно з релейними. Відсутній механічний знос (немає механічних деталей) і найбільш довговічні в порівнянні з іншими. А також електронні ключі безшумні. Володіють високою точністю стабілізації (7,5-1%), яка прямо пропорційна числу ступенів і ключів.

Проте вартість симісторних та тиристорних стабілізаторів вже суттєво вища, ніж релейних чи сервопривідних. Зумовлено це використанням відносно дорогих електронних ключів та інших компонентів та ще й малою серійністю виробництва. Присутня складність в ремонті та обслуговуванні, а також при виникненні гарантійного випадку вам можливо прийдеться відсилати його виробнику на ремонт  за свій рахунок в інший обласний центр. 

Вибирають даний тип стабілізатора по піковому значенню навантаження, так як тиристори і симістори бояться перевантажень. Тому, інколи, щоб врятувати себе вони повинні відключати вашу техніку.  

Спотворення вихідної напруги притаманне цьому типу стабілізаторів. Це пов’язано перш за все з особливістю роботи самих тиристорів, симісторів. Тому тиристорні або симісторні стабілізатори можуть впливати на роботу аудіо-відео техніки і точних вимірювальних приладів. 

Є ще одна особливість тиристорних і симісторних стабілізаторів, про яку замовчують продавці . І це їх основний недолік. 

При високій швидкості зміни   регульованої ним напруги, коли ця швидкість зміни вища за критичну швидкість самого симістора (тиристора),  виникає ефект самовільного відкривання приладу без наявності напруги, що керує ним. Це може привести до руйнування пристрою і, що саме страшніше, до пропускання недопустимо високої напруги (таку як 380 В) яка попросту спалить електроніку котла, холодильника, телевізора  і т.п.

Причиною різкого підвищення швидкості зміни напруги може бути поява завад, імпульсні перенапруги (удари грому) або обрив нульового проводу.  І це на жаль слабке місце всіх електронних стабілізаторів, що заключається в фізичних властивостях симісторних ключів.

І хоч такі різкі зміни напруги явище доволі рідкісне, проте нікого не порадує стати тим  “щасливчиком”, у якого вийде з ладу дорога техніка.

Тому для уникнення таких неприємних ситуацій обов’язково на виході симісторного стабілізатора встановлюйте для захисту реле напруги.

За рахунок високої швидкодії цей тип стабілізаторів  підходить для застосування в дуже нестабільних електромережах та для живлення потужних споживачів. А за рахунок своєї точності  підійде для високоточної  електронної техніки.

Сервопривідні стабілізатори напруги

“Привід” означає пристрій для приведення в дію механізму. В даному випадку цим  пристроєм виступає електродвигун. А “серво” означає високоточне позиціонування.  

Тобто принцип роботи сервопривідного стабілізатора  полягає у тому, що повзунок, керований високоточним електродвигуном, пересуває по колу струмознімні щітки і по черзі перемикає витки вторинної обмотки трансформатора.

Завдяки такій системі стабілізації отримують безперервне та плавне регулювання напруги, високу точність стабілізації (3%) і найбільшу стійкість до перевантажень. Форма напруги на виході стабілізатора не змінюється. Це дозволяє підключати прилади, у складі яких є електродвигуни.

Також слід відзначити високий ККД (98%) і  високоефективний захист від перевищення або зниження вхідної напруги. При цьому всьому вартість сервопривідного стабілізатора  порівняно не велика. 

Сервопривідний мотор має достатню швидкість для безперебійного коригування напруги, але відразу зауважимо, що накладаються певні обмеження на використання в мережі при високих скачках напруги. Так як швидкість регулювання складає до 40В/сек. Для високоточної чутливої техніки в такому випадку не підходить. Ідеальний такий стабілізатор для мереж, в яких невеликі перепади напруги, так як з ними він справляється на ура.  

Обираючи сервопривідний стабілізатор ми отримаємо систему, яка безперервно підрегульовує напругу. Логічно, що через це відбувається поступовий механічний знос рухомих частин (залежить від технології виготовлення) — тому після років служби виникне необхідність в технічному обслуговуванні рухомих механізмів. Як показує практика, якщо брати хороший заводський стабілізатор від виробника або у офіційних представників, то в середньому  необхідність в технічному обслуговуванні настає через 7-8 років служби. Вартість такого обслуговування не обходиться надто дорого, так як механічні компоненти не такі дороговартісні як електронні.

Стабілізатори напруги електромеханічні використовуються з метою забезпечення захисту та стабільної роботи різного обладнання у випадках зміни у широких межах (150-250 В) напруги живлення у мережі. Стабілізатори можуть застосовуватися для електроживлення промислового, офісного, шкільного, домашнього обладнання, а також обладнання для торгівлі, сільського господарства, бойлерів та автоматики котлів опалення.

Де і коли використовувати той чи інший стабілізатор?

Для захисту окремих малопотужних електроприладів, таких як опалювальні котли, холодильники, LCD телевізори тощо.  

Ідеальним варіантом буде сервопривідний стабілізатор, так як завдяки своїй плавності регулювання він найбільш лагідний до електроніки, а завдяки хорошій перевантажувальній здатності добре справляється з пусковими струмами двигунів у котлах і компресорів у холодильниках.

Також чудово справляються з цим завданням і релейні стабілізатори. Так точність у них нижча, і регулювання уже ступінчасте, але для сегмента побутової техніки, яка не вимагає високоточного коригування напруги (холодильники, мікрохвильові печі тощо) використання релейних стабілізаторів напруги цілком виправдане.

Можна також поставити  симісторний стабілізатор. Щоправда, вони вже на 40-60% дорожчі від аналогічних сервопривідних і релейний. А якщо ще доставити реле напруги для захисту симісторів від самовідкривання, то ціна їх двократно зростає  в порівнянні з ціною інших типів. А так як цей сигмент побутової техніки не вимагає надточного коригування напруги, то і немає доцільності переплачувати за точність.

Для захисту цілого будинку, квартири , офісу  тощо.

Для живлення потужних споживачів релейний стабілізатор вже не дуже годиться. Часті комутації великих струмів прискорять вихід реле з ладу.  Проте для міських квартир для корекції вечірнього і ранішнього просідання чи підйому напруги цілком підійде і релейний стабілізатор.

У випадку якщо напруга в домі гуляє постійно краще використати сервопривідний чи симісторний стабілізатор.

Сервопривід завдяки тому, що не створює завад, які б впливали на роботу апаратури, і плавному регулюванню напруги, хорошій точності і перевантажувальній здатності набув найбільше розповсюдження в цьому сегменті ринку. Не останню роль в цьому зіграла і його ціна.  Для стабілізації сезонних і добових відхилень напруги в межах 150-250 В сервопривід добре себе зарекомендував.

Єдине з чим важко буде справитися електромеханічним стабілізаторам – це будуть різкі стрибки напруги. Найбільш часто такі стрибки спостерігаються в сільській місцевості, коли будинок знаходиться в кінці лінії далеко від трансформатора. Тут уже підійде виключно симісторний стабілізатор завдяки свої швидкодії. А його висока точність робить його найбільш відповідним для забезпечення високоточних приладів, наприклад, таких як апаратура для локальних комп’ютерних мереж (комутатори, множники сигналів та ін).  Тільки наполегливо рекомендуємо  обов’язково   встановити реле напруги на його виході.

Для захисту дорогого обладнання, або у складних умовах, коли інші стабілізатори не забезпечують нормальну роботу пристроїв.

Якщо ж біля помешкання знаходиться СТО зі зварювальними роботами або ви в кінці лінії, а поруч сусід зі зварювальним апаратом чи потужними електромотором , то напруга при їхньому запуску мінятиметься дуже різко (стрибок 30, 40 і більше вольт миттєво ). З таким випадком жоден з розглянутих стабілізаторів не справиться. Врятувати ситуацію зможуть тільки стабілізатори з подвійним перетворенням, так звані On-Line стабілізатори.

On-Line стабілізатори постійно контролюють вхідну напругу (звідси і їх назва). Принцип їх роботи полягає у подвійному перетворенні напруги. Вони нестабільну змінну напруги перетворюють у таку ж постійну. Постійна напруга є більш “слухняною”, тому її набагато простіше стабілізувати. Стабілізовану постійну напругу перетворюють у перемінну 220 В, при цьому, форма та частота синусоїди витримується у стандарті. Таким стабілізаторам вже не страшні будь-які коливання напруги, так як вони коректують їх без затримки. Та і діапазон стабілізації в них найширший — від 100 В до 280 В. Такі стабілізатори можуть комплектуватися акумуляторами — в результаті виходить блок безперебійного живлення.

On-Line стабілізатори можна назвати ідеальними стабілізаторами. Ціни би їм не було, якщо б не їх висока вартість. Тому доцільно їх використовувати для захисту дорогого чутливого обладнання, таке як медичне обладнання, сервери, діагностичне обладнання тощо.  Або у випадку коли потрібне безперервне живлення відповідальних об’єктів.

Схожі за принципом роботи інверторні стабілізатори напруги.

Це так званий гібрид  On-Line стабілізатора з релейним. Получається недорогий  пристрій безперебійного живлення з вбудованим стабілізатором. В межах коливання напруги 145-275 В працює як релейний стабілізатор без переходу на батарею. При виході напруги за ці межі або при її пропаданні переходить на роботу від акумуляторної батареї 12 В.

Інвертори використовуються для забезпечення безперервного електроживлення автоматики твердопаливних і газових котлів, контролерів систем опалення, відеоспостереження, безпеки/охорони, комп’ютерної та побутової техніки.

Для роботи в промислових мережах.

Сервопривідні стабілізатори добре працюють у важких промислових мережах. Все через те, що комутаційний елемент, щітка, до перешкод і спотворень форми струму і напруги індиферентний (нечутливий).

Як варіант для промислових мереж можуть бути і тиристорні стабілізатори. Але там є певні моменти, які треба враховувати, а саме: спотворення ними форми напруги і струму і  завади, присутні в промисловій мережі, які  ускладнюють роботу електронних ключів.   Застосування в повному обсязі заходів щодо запобігання таких впливів на електронні ключі веде до збільшення габаритів і вартості.

Стабілізатори різних марок та виробників

Зараз на ринку пропонують велику кількість стабілізаторів від різних виробників як дуже дорогих, так і дуже дешевих. Для вибору слід уточнити декілька моментів: 

• Чи є у виробника стабілізатора сайт? 100% гарантії сайт не дасть, але шансів, що ви придбаєте якісний стабілізатор, забезпечений гарантією, буде набагато більше. 
• Завітайте на сайт виробника — дізнайтесь, як давно цей виробник на ринку, чи є представники та дилери у вашому регіоні. 
• Купуйте стабілізатори лише в офіційних дилерів та представників, контакти яких вказані на сайті виробника. 
• Відвідайте офіс дилера. Погодьтеся, у компанії з офісом та виставковим залом ваші шанси придбати якісний стабілізатор набагато вище ніж у приватного підприємця на ринку, адже насправді не відомо, чи буде післязавтра існувати сам ринок! Уточніть, чи є сертифікати на продукцію. З’ясуйте термін гарантії. Зараз всі солідні виробники надають дворічну гарантію. 
• Не завадить запитати, чи були гарантійні випадки? Якщо були, то як вони вирішилися? Уточніть, яким чином виконується гарантія, чи є обмінний фонд?

Тепер у вас є інструмент для вибору саме того стабілізатора, який вам потрібен.

Стабільної вам напруги! 

Автор: Володимир Габра.