Частотный преобразователь и стабилизатор напряжения

Работа электрических приборов в пределах используемой для этого электрической сети очень связанна с различными причинами, вызывающими нестабильность выполнения поставленных на то функций. Прежде всего, возникают данные ситуации со скачками напряжений, с недостающими либо чрезмерными подачами тока и прочими причинами. Всё это, в лучшем случае, приводит к поломкам устройств, в худшем, на примере промышленных масштабов – может вызвать огромный ущерб от дестабилизации действий агрегатов и возникновения производственных браков. Чтобы обезопасить потребляющие электричество устройства, используются различные приспособления и агрегаты. В таком случае наиболее эффективными считаются частотные преобразователи и стабилизаторы напряжения, применяемые, применяемые непосредственно на активной линии энергосети.

Относительно тех же сетей, оба эти устройства имеют схожие задачи, выполняющие следующее:

• выполняют защиту потребителей энергии от перегрузок;
• защищают при коротких замыканиях и перенапряжениях;
• способны работать в диапазоне всех возможных нагрузок, начиная с холостого хода;
• исключают повреждение при импульсной подаче на потребители электроэнергии;
• имеют тепловую защиту от перегрева;
• регистрирую возникающие ситуации;
• могут управлять как одним, так и группой энергопотребителей.

Относительно самих устройств:

• существуют серии для одно- и трёхфазных сетей;
• высоки нагрузочные/перегрузочные способности;
• быстрое реагирование на входное напряжение и смены нагрузок.

Различия данных устройств

Кроме большого числа смежного функционального действия, имеется и ряд значимых отличий, определяющих иную роль данных устройств. Изначально, здесь следует отметить, что стабилизаторы напряжения обеспечивают защиту для всех энергопотребляющих элементов в сети, в то время как частотники предназначены прежде всего для электродвигателей, для которых задают полный рабочий режим, основывающийся на частотах вращения ротора. Это делает частотные преобразователи ВЕСПЕР и других производителей более универсальными, так как позволяет выполнять защиту и от механических типов повреждений. 

Кроме того, к типичным различиям можно отнести и параметры следующего порядка:

• Стабилизаторы имеют режим транзит, помогающий в аварийных ситуациях;
• Стабилизаторы поддерживают установку стабилизированного напряжения на выходе;
• Частотные преобразователи являются устройствами программируемыми, на режим работы;
• Преобразователи имеют ряд портов, увеличивающих функциональный спектр действий;
• У стабилизатора сильная взаимосвязь между токами и напряжениями на входе и выходе, что требует применения специальных фильтров, частотники же выдают автоматически установленные параметры, не зависящие от входящих нагрузок.

Как правило, все нюансы стабильно индивидуальны и решаются по мере возникновения потребностей и ситуаций. И даже если преобразователи частот имеют хорошую защитную специфику, их действия направлены, прежде всего, на слаженные действия электродвигателей с обезопасиванием сети с подключёнными потребителями электричества, посредством того же влияния на работу того же электродвигателя. В то же время, стабилизаторы напряжений выполняют прямую защиту всех потребителей путём стабилизации подающегося напряжения по его требуемым условностями правильным параметрам.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

5 популярных вопросов о инверторных стабилизаторах

Часто покупатели обращаются с непростыми и даже каверзными вопросами по инверторным стабилизаторам напряжения и ИБП.

Будем периодически публиковать статьи с развернутыми ответами на часто задаваемые вопросы покупателей. Надеемся, что такие статьи будут полезными.

В этот раз мы подготовили ответы на пять животрепещущих вопросов, связанных с особенностями защиты инверторными стабилизаторами напряжения различной нагрузки.

Можно ли использовать инверторные стабилизаторы после бензинового электрогенератора для ввода электричества в частный дом?

Можно. Инверторные стабилизаторы работают с бензиновыми генераторами. Они исправят напряжение и качество выходного сигнала генератора. Главное, чтобы выходной диапазон его частоты был в пределах 43-57 Гц, т.е. в пределах допустимого диапазона входной частоты стабилизатора. К сожалению, некоторые генераторы могут выходить за эти пределы.

Более того, на сегодняшний день инверторные стабилизаторы – это единственное решение для питания от генератора такого оборудования, которое не работает напрямую от генератора по причине плохого качества формы выходного сигнала.

Подойдет ли инверторный стабилизатор для защиты газового отопительного котла, если его питание осуществляется от бензогенератора?

Подойдет только в том случае, если выходной диапазон частоты генератора находится в пределах 43-57 Гц. Это по той же причине, что и выше. Инверторный стабилизатор исправит напряжение и качество выходного сигнала генератора, но есть особенность:

• для газовых котлов крайне важно наличие фазы 220 В/230 В и нейтрали. Генераторы же на выходе имеют две фазы 127 В (межфазное напряжение 220 В). Поэтому потребуется либо обеспечить заземление (если генератор поддерживает подключение такого вывода), либо дополнительно приобрести гальваническую развязку.

Можно ли подключить инверторный сварочный аппарат к инверторному стабилизатору?

Можно, но главное не превышать номинальную и пусковую мощность стабилизатора.

Выбираю стабилизатор для аудио- и видеотехники. Насколько оправдано остановить свой выбор на модели инверторного стабилизатора? И действительно ли такого рода стабилизатор будет идеальным решением для чувствительной техники?

Выбор вполне оправдан. Преимущества использования инверторных стабилизаторов для аудио- и видеотехники заключаются в следующем:

• фильтры сетевых помех и формирование выходного сигнала идеальной синусоидальный формы уберут искажения в изображении и звуке;
• строгое выходное напряжение 220 В/230 В ±2% (независимо от изменения напряжения на входе) позволит защитить оборудование от сгорания блоков питания при резких скачках напряжения;
• встроенная молниезащита (варистор 2 кВ, 1/50 мкс) защитит оборудование при грозе.

Можно ли подключить инверторный стабилизатор напряжения после источника бесперебойного питания с аккумулятором?

На этот вопрос сложно ответить однозначно. На практике мы встречались со случаями как корректной, так и некорректной работы такой связки.

Наиболее целесообразно устанавливать инверторный стабилизатор перед ИБП. Это даст два несомненных преимущества:

• в случае использования линейно-интерактивных ИБП и ИБП offline типа, при нормальном режиме работы ИБП, нагрузка получит чистое синусоидальное питание от стабилизатора;
• так как стабилизатор работает в диапазоне от 90 до 310 В, а у ИБП этот диапазон гораздо уже, то применение стабилизатора позволит значительно снизить количество переходов ИБП на работу от аккумуляторных батарей, сохраняя ресурс их работы.

Инверторный стабилизатор как закономерный итог развития технологий стабилизации электроэнергии

16.03.2018

В Российской Федерации значения номинальных напряжений для электрических систем и сетей устанавливает ГОСТ 29322-2014 «Напряжения стандартные». Стандарты качества электроэнергии, то есть степень соответствия фактических параметров установленным значениям, регулирует ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия», согласно которому допустимы отклонения не более ±10 % по напряжению и не более ±0,2 Гц по частоте.

На сегодняшний день прослеживается тенденция несоблюдения вышеуказанных нормативов большинством энергоснабжающих компаний. Данная ситуация связана как с постоянно растущей нагрузкой на электросетевой комплекс, так и с нежеланием многих поставщиков электроэнергии инвестировать в развитие и модернизацию кабельных линий, где износ инфраструктуры составляет по разным оценкам от 50 до 70%.

В то же время практически всё современное оборудование, от бытовой аудио- и видеотехники и газового котла до приводов промышленных конвейеров и автоматизированных станков, содержит электронные компоненты, чувствительные к перепадам питающего напряжения. Кроме того, требования к качеству сетевой электроэнергии у ряда высокотехнологичных потребителей (вычислительного, медицинского телекоммуникационного оборудования) превышают действующие стандарты.

Существует несколько путей решения проблемы низкого качества сетевой электроэнергии. Одним из наиболее простых и экономичных является установка между нагрузкой и сетью стабилизатора переменного напряжения. Основная функция этого электротехнического изделия – автоматическое поддержание установленного значения выходного «нагрузочного» напряжения при колебаниях входного напряжения.

Начало массового производства и бытового использования стабилизаторов напряжение в нашей стране датируется 60-ми годами XX века и связано с появлением ламповых телевизоров. Первые стабилизаторы напряжения представляли собой феррорезонансные преобразователи, принцип действия которых основан на электромагнитном взаимодействии между двумя дросселями: с ненасыщаемым сердечником (входной) и насыщенным (выходной). Для своего времени феррорезонансные стабилизаторы отличались неплохими техническими характеристиками, однако имели и ряд серьезных недостатков:

• высокий уровень шума и тепловыделения;
• гармонические искажения выходного сигнала;
• зависимость точности стабилизации от величины нагрузки.

Стоит отметить, что в современных феррорезонансных стабилизаторах вышеуказанные недостатки минимизированы или полностью исключены, но и цена таких устройств достаточна высока, что обуславливает их редкое использование в бытовых целях.

Феррорезонансный стабилизатор

Практически одновременно с феррорезонансными устройствами появились электромеханические непрерывные стабилизаторы, выравнивающие напряжение за счет изменения коэффициента трансформации автотрансформатора, вызываемого перемещением специального токосъёмного контакта по его обмотке. Изначально коррекция выходного напряжения производилась ручным передвижением бегунка по катушке. Дальнейшее развитие технологий привело к автоматизации данного процесса – плата управления анализирует поступающий из сети ток и при отклонении параметров передаёт сигнал сервоприводу, изменяющему положение контакта относительно тороидальной обмотки. Главный плюс электромеханического стабилизатора – плавное регулирование выходного напряжения с высокой точностью без искажения синусоиды. К минусам аппаратов такого рода относят:

• низкое (за исключением некоторых моделей) быстродействие, ограниченное скоростью срабатывания сервопривода и недостаточное для защиты многих видов нагрузки;
• высокий уровень шума;
• наличие подверженного износу и требующего периодического обслуживания узла механического контакта;
• сложность эксплуатации при отрицательной температуре окружающей среды.

Следующий этап развития стабилизаторов – появление широкого класса электронных устройств, построенных на базе силовых ключей, которые автоматически переключают сегменты трансформатора и подбирают контур со значением напряжения наиболее близким к номинальному. Модели указанного типа можно разделить на две группы: релейные и полупроводниковые.

Одни из первых стабилизаторов Штиль

В первых коммутацию трансформаторных секций производят электрические реле. Главные достоинства таких аппаратов: простота реализации и доступная цена, а также повышенное быстродействие (по сравнению с электромеханическими стабилизаторами). Дискретное (ступенчатое) регулирование напряжения – существенный недостаток релейных устройств, визуализирующийся миганием ламп накаливания и обуславливающий нелучшую точность стабилизации – до 10%. Это значение может оказаться критическим для восприимчивых к любым электромагнитным помехами микропроцессорных систем, что позволяет говорить о несоответствии релейных стабилизаторов требованиям современной инфраструктуры потребления электрического тока, особенно в секторе высокотехнологичного оборудования.

Принцип стабилизации напряжения на основе полупроводниковых ключей схож с релейным, только для переключения сегментов обмотки используются симисторы или тиристоры, позволяющие максимально увеличить быстродействие и сделать работу устройства практически бесшумной. Однако и такие стабилизаторы не могут гарантировать безразрывное электропитание идеальной синусоидальной формы, необходимое для устойчивого функционирования различной электроники.

К общим недостаткам стабилизаторов, реализованных на основе вышерассмотренных методов, можно отнести отсутствие коррекции тока нагрузки и фильтрации искажений сети, что негативно влияет на подключенных потребителей.

Прорывом в стабилизации электрической энергии стало создание в начале XXI века инновационных стабилизаторов инверторного типа, реализованных на основе отлично зарекомендовавшего себя в источниках бесперебойного питания бестрансформаторного – двойного преобразования энергии: сетевое переменное напряжение посредством выпрямителя преобразуется в постоянное и буферизируется (накапливается) в промежуточных ёмкостях, после чего инвертор производит обратное преобразование и на вход нагрузки подаётся стабилизированное переменное напряжение.

Вышеуказанный принцип работы нейтрализует все присущие электромеханическим и электронным стабилизаторам недостатки, а также обеспечивает инверторным стабилизаторам преимущества, недоступные для устройств других топологий:

Первые инверторные стабилизаторы

• мгновенная реакция на изменение входного напряжения – 0 мс;
• идеальная синусоидальная форма выходного сигнала, независящая от любых сетевых колебаний и помех;
• коррекция тока нагрузки;
• широкий диапазон входного напряжения;
• высокая точность стабилизации и непрерывное регулирование выходного напряжения, исключающее ряд неприятных эффектов, связанных с переключением порогов стабилизации в дискретных (электронных) моделях.

Появление инверторной технологии можно рассматривать как закономерный итог эволюции стабилизаторов переменного напряжения, полностью соответствующий основным тенденциям развития современного электрооборудования:

• применение высокопроизводительных цифровых алгоритмов управления;
• повышение устойчивости к различным возмущающим помехам и воздействиям;
• снижение удельного количества металлов в силовых схемах и переход к полупроводниковым элементам.
• рост быстродействия и энергоэффективности;
• снижение габаритов при повышении надёжности и экономичности;
• увеличение срока эксплуатации без планового обслуживания.

В конструкции инверторных стабилизаторов отсутствуют свойственные классическим устройствам компоненты: автотрансформатор и подвижный электромеханический контакт, что позволяет говорить о пониженной материалоёмкости и уменьшении зависимости цены конечного изделия от роста стоимости меди или электротехнической стали.

Качество любого стабилизатора определяется работой в критической ситуации – инверторные стабилизаторы обеспечивают полную защиту подключенного оборудования от высоковольтных выбросов и провалов входного напряжения, колебаний частоты, гармонических искажений и электрических помех.

Благодаря применению технологии двойного преобразования инверторные стабилизаторы исключают трансляцию любого внешнего возмущающего воздействия на выход устройства и гарантирует идеально чистое напряжение синусоидальной формы при любом качестве питающей электросети.

Первые серийные инверторные стабилизаторы были разработаны и запущены в производство под названием «ИнСтаб» группой компаний «Штиль», объединяющей несколько передовых научно-производственных предприятий города Тулы.

Со временем положительный опыт производства и реализации инверторных стабилизаторов переняли и другие представители сектора высокотехнологичного оборудования. Однако, стоит отметить, что в настоящий момент только ГК «Штиль» обладает полноценным ассортиментом однофазных и трехфазных инверторных стабилизаторов серии «ИнСтаб», полностью покрывающим потребности корпоративного и потребительского рынка стабилизаторов напряжения.

Современные инверторные стабилизаторы Штиль серии «Инстаб»

Кроме общих преимуществ инверторных стабилизаторов к фирменным отличиям продукции серии «ИнСтаб» можно отнести:

• встроенную систему управления на базе высокоскоростного сигнального микропроцессора DSP.
• многоуровневую электронную защиту с функцией автоматического восстановления работы после аварийного отключения вследствие перегрузки, перегрева, короткого замыкания или аварии сети;
• наличие входного и выходного фильтра высоких частот;
• бесперебойное питание нагрузки стабилизированным напряжением заданного уровня до 200 мс после кратковременного обесточивания сети за счет накопленной в конденсаторах энергии;
• высокий КПД – до 97%.
• низкий уровень шума – модели мощностью до 1 кВА имеют конвекционное (безвентиляторное) охлаждение, модели мощностью более 1 кВА оснащаются малошумными вентиляторами с интеллектуальной, зависящей от условий эксплуатации, регулировкой оборотов.

Широкий мощностной ряд (однофазные – от 350 ВА до 20 кВА и трехфазные – от 6 ВА до 20 кВА), а также различные варианты корпусного исполнения позволяют подобрать инверторный стабилизатор серии «ИнСтаб» для защиты электрооборудования в любой сфере деятельности и секторе экономики – от бытовой и компьютерной техники в квартирах, коттеджах и офисах до высокотехнологичного промышленного, медицинского и телекоммуникационного оборудования.

Подробнее по этой теме читайте ниже:

Инверторные стабилизаторы напряжения. Модельный ряд.

Технические преимущества инверторных стабилизаторов «Штиль»

Инверторный стабилизатор напряжения: как правильно выбрать?

Среди различных модификаций устройств, предназначенных для стабилизации напряжения, инверторный стабилизатор напряжения может считаться самым современным и перспективным. Он построен на современной элементной базе и обладает высокими техническими характеристиками. Бытует мнение, правда спорное, что в обозримом будущем эти устройства вытеснят все остальные модели.

Что такое инверторный стабилизатор?

Прежде всего, это полностью электронный прибор, в котором отсутствуют любые механические или электромеханические компоненты. В нём нет даже трансформатора. В этом устройстве осуществляется принцип двойного преобразования напряжения.

Инверторный стабилизатор состоит из ряда элементов:

• Сетевой фильтр;
• Выпрямитель;
• Корректор коэффициента мощности;
• Батарея конденсаторов;
• Преобразователь-инвертор;
• Контроллер;
• Кварцевый генератор;
• Блок индикации.

Принцип работы

Напряжение попадает на входной фильтр. Этот элемент используется для повышения надёжности и выполнен по двухзвенной схеме. Фильтр выполнен на пассивных элементах. Это конденсаторы и индуктивности, выполненные на ферритовых кольцах.

Задача фильтра убирать всё лишнее, что может из сети попасть на вход стабилизатора. Это импульсные помехи и выбросы высокой частоты. Очищенное напряжение попадает на мостовой выпрямитель, выполненный на кремниевых мощных диодах. Здесь осуществляется преобразование переменного напряжения в постоянное.

Преобразованное напряжение поступает на корректор мощности. Его задача поддерживать одинаковый уровень мощности, независящий от изменения напряжения на входе. Кроме того, он защищает сеть от проникновения в неё импульсных помех, которые могут возникать от работы стабилизатора. В его функцию входит также контроль заряда конденсаторов. Постоянное напряжение накапливается в конденсаторах, задачей которых является накопление электроэнергии при её избытке, и отдача оной в дальнейшую схему при её недостатке.

Следующий элемент схемы это преобразователь-инвертор, который осуществляет обратное преобразование постоянного напряжения в переменное. Это наиболее ответственный процесс. Фактически в этом элементе напряжение 220В формируется заново, поэтому оно имеет практически идеальные характеристики.

Инвертор представляет собой мультивибратор, собранный на мощных IGBT транзисторах. Эта схема обеспечивает минимальную потерю энергии.  Работой инвертора управляет контроллер, кварцевый генератор которого способствует формированию и поддержанию стабильной частоты переменного тока.

Инверторные стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием в обязательном порядке оснащаются электронными схемами защиты. Это может быть контроль напряжения на входе, при превышении порога выше критической величины, и защита от перегрузки.

Обычно стабилизаторы напряжения имеют блок индикации, выполненный на светодиодных матрицах. Они высвечивают напряжение на входе, напряжение на выходе и иногда частоту. Кроме того на передней панели находятся индикаторы режимов и аварийные индикаторы защиты.

Преимущества и недостатки

Иногда в отзывах об этой технике можно встретить высказывания, что инверторный стабилизатор вообще не имеет недостатков. Это не совсем так. Другое дело, что его достоинства значительно преобладают над недостатками.

К преимуществам стабилизатора двойного преобразования можно отнести следующее:

• Большой диапазон напряжения на входе;
• Высокая скорость стабилизации;
• Минимальный процент отклонения от номинала на выходе;
• Практически чистая синусоида;
• Отсутствие тяжёлого железа;
• Бесшумная работа;
• Надёжность.

Поскольку напряжение сети сразу выпрямляется и корректируется, то стабилизатор инверторного типа менее критичен к разбросу входной величины. Отсутствие медленно работающей механики (как у электромеханического стабилизатора) позволяет устройству практически мгновенно реагировать на изменения напряжения на входе, поэтому скорость стабилизации здесь самая высокая и зависит только от характеристик полупроводниковых приборов.

В стабилизаторе двойного преобразования происходит даже не стабилизация, а генерация напряжения с высокими характеристиками, поэтому с выхода снимается неискажённая синусоида с очень маленьким отклонением.

Отсутствие мощного трансформатора, позволило снизить вес и габариты. Полупроводниковые приборы, конечно, нагреваются, но эта проблема решается установкой бесшумного кулера.

Надёжность инверторного стабилизатора обеспечивается отсутствием механических элементов, а у современных транзисторов и интегральных компонентов, на основе которых выполнен инверторный стабилизатор, очень большой срок службы.

Недостатков у инверторного стабилизатора совсем не много. Прежде всего, это его стоимость, которая заметно превышает цену любого другого стабилизатора. Следующим, более серьёзным недостатком, можно считать зависимость нагрузки от напряжения на входе. Это происходит в связи с нехваткой  мощности накопительных ёмкостей.

Критерии выбора

Инверторные стабилизаторы напряжения для дома обычно выбирают по основным техническим характеристикам устройства.

К ним относятся следующие величины:

• Мощность;
• Скорость стабилизации;
• Точность выходных параметров;
• Диапазон сети.

Мощность, наверное, самый важный параметр. Выбор устройства по мощности зависит от общей мощности потребителей, которые будут к нему подключены. Здесь следует подсчитать все активные и реактивные нагрузки и приплюсовать 25-30% на резерв.

При выборе инверторного стабилизатора можно не обращать внимания на такой параметр, как скорость реакции, поскольку  у этих приборов она всегда выше, чем у релейных, электронных стабилизаторов, и, тем более, сервоприводных.

Так же и в точности регулировки и в качестве напряжения на выходе, у стабилизаторов двойного преобразования нет конкурентов. Важным параметром является диапазон сети, инверторные стабилизаторы работают в широком диапазоне.

Конечно, у приборов для стабилизации напряжения имеются менее важные параметры, такие как конструктивное исполнение. Обычно оно может быть настенным — у приборов небольшой мощности, и напольным — у более серьезных моделей.

Важным так же является наличие функции «Байпас» (обход). Суть её в следующем. Если напряжение на входе находится в допустимых пределах, то питание потребителя осуществляется напрямую, то есть, минуя электронную схему стабилизатора. Как только напряжение отклонилось выше или ниже определённых пределов – подключается стабилизатор. Переключение осуществляется автоматически и очень быстро.

Условия эксплуатации

При всей своей надёжности, стабилизаторы двойного преобразования требуют соблюдения некоторых правил. Инверторный стабилизатор напряжения может функционировать в условиях низких и высоких температур, но превышать эти пределы не следует.

Электронная схема достаточно чувствительна к появлению конденсата, поэтому если эта неприятность имеет место, следует подождать с включением стабилизатора в сеть. Прибор не любит, когда отсутствует свободная циркуляция воздуха, поэтому его следует располагать так, чтобы между каждой стенкой корпуса было расстояние 5-10 см. По этой же причине устройство нельзя чем-то накрывать. И конечно, нельзя самостоятельно вскрывать прибор.

Некоторые модели инверторных стабилизаторов

В качестве компактного бытового стабилизатора можно рассмотреть инверторный стабилизатор напряжения Штиль R 3500. Это однофазный стабилизатор, который прекрасно подойдёт для работы с потребителями небольшой мощности. Прибор работает при напряжении от 90 до 310В и обеспечивает на выходе гладкую синусоиду. Погрешность его составляет 220В ± 2%. Он может выдерживать перегрузку в 150% порядка 5 секунд.

Если требуется установить более серьёзную модель, то можно обратить внимание на инверторный стабилизатор напряжения 10 кВт Powercom AR-10K. Это устройство способно обеспечить работу мощной нагрузки. Выходные параметры данного стабилизатора соответствуют самым строгим критериям. Он имеет все виды защиты и информационный дисплей. Стоит достаточно дорого, и если нет жестких требований к выходным параметрам, то можно обойтись более дешёвыми моделями.

описание, технические характеристики и виды

Резкие и значительные перепады напряжения переменного тока в сети приводят к нестабильной работе электронного оборудования и электротехнических бытовых устройств. В крайних случаях такие скачки могут стать причиной поломки электроники и выхода ее из строя. Незаменимым в этом случае оказывается применение стабилизаторов напряжения питающей сети. Все чаще пользователи останавливают свой выбор на инверторных стабилизаторах напряжения для дома.

Обзор стабилизаторов напряжения

Стабилизаторы напряжения сети переменного тока исторически развивались, используя различные схемотехнические решения. В настоящее время существует несколько видов стабилизаторов:

• релейные стабилизаторы напряжения;
• электромеханические стабилизаторы с сервоприводом;
• электронные тиристорные или симисторные стабилизаторы;
• инверторные стабилизаторы напряжения.

Выходное напряжение релейных стабилизаторов изменяется ступенями за счет переключения обмоток сетевого трансформатора контактами мощных электромагнитных реле. Точность стабилизации определяется числом переключаемых обмоток. Таких обмоток может быть от 5 до 10. При переключении с одной обмотки на соседнюю выходное напряжение изменяет свое значение приблизительно на (15-20) В.

В электромеханических стабилизаторах сервопривод постоянного тока перемещает графитовую щетку токосъемника по виткам обмотки автотрансформатора. Значение управляющего сигнала зависит от разницы входного и опорного напряжения, соответствующего значению 220 В. При устранении разницы устройство управления двигателем сервопривода переходит в режим слежения.

В электронных стабилизаторах переключение используемых обмоток трансформатора исполнительными элементами происходит под управлением контроллера.

Узел переключения выполнен на полупроводниковых симисторах или тиристорах. Работа контроллера определяется программным обеспечением, установленном на заводе-изготовителе изделия.

Принцип работы инверторного стабилизатора

В основу работы инверторного стабилизатора напряжения положен принцип двойного преобразования. Сначала входное переменное напряжение преобразуется в постоянный ток, а затем производится обратное преобразование. Обеспечение на выходе устройства стабильного переменного напряжения 220 В осуществляется электроникой инверторных стабилизаторов напряжения.

Она не имеет громоздких силовых трансформаторов. Состав стабилизаторов включает следующие электронные блоки:

• входной сетевой LC фильтр;
• полупроводниковый диодный двухполупериодный выпрямитель;
• устройство коррекции коэффициента мощности;
• блок накопительных конденсаторов;
• инвертор-преобразователь;
• кварцевый тактовый генератор стабильной частоты;
• высокочастотный выходной фильтр;
• микропроцессорный контроллер.

Пассивный входной сетевой фильтр используется для устранения высокочастотных помех и сглаживания коротких выбросов напряжения питающей сети. Выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное, часть электрической энергии которого накапливается в блоке электролитических конденсаторов большой емкости. Они являются резервным источником, вступающим в работу при появлении провалов сетевого напряжения или его кратковременном отключении.

Задача корректора состоит в нормализации мощности, отбираемой от сети, не допуская перегрузки стабилизатора при его работе. Инвертор-преобразователь восстанавливает переменное напряжение из постоянного. За счет участия в его работе кварцевого генератора выходное напряжение имеет форму чистой синусоиды частотой 50 Гц с погрешностью, не превышающей 0,5%.

Контроллер управляет работой цепей стабилизации выходного напряжения и производит оценку состояния отдельных блоков устройства с выдачей результатов на элементы индикации. Он выдает команды на автоматическое отключение работы стабилизатора в случае выхода значения входного напряжения за диапазон регулирования, определяемый техническими характеристиками.

Технические характеристики стабилизаторов

При выборе стабилизатора переменного напряжения домашней сети большое внимание следует обратить на его основные технические характеристики, к которым относятся следующие:

• максимально допустимая мощность нагрузки, которую может обеспечить стабилизатор при сохранении параметров качества сетевого напряжения;
• допустимые колебания сетевого напряжения, при которых напряжение на выходе стабилизатора сохраняет свое значение с учетом требований стандартов качества;
• скорость выравнивания, определяющая время отклика стабилизатора на кратковременные быстропеременные изменения сетевого напряжения для сохранения выходного напряжения неизменным;
• форма выходного сигнала, приближающаяся в идеале к синусоиде;
• точность параметров стабилизированного напряжения;
• степень защиты, определяющая возможность эксплуатации стабилизатора в условиях экстремальных температур и повышенных значений относительного уровня влажности;
• форм-фактор, определяющий габариты стабилизатора;
• уровень помех, создаваемый устройством, для работы окружающего оборудования.

Дополнительным фактором, влияющим на выбор стабилизатора, может служить наличие элементов визуальной индикации и сигнализации.

Она должна информировать пользователя в полной мере о значениях входных и стабилизированных параметров и предупреждать о возникновении критических ситуаций.

Особенности инверторных стабилизаторов

Отсутствие в них громоздких ферромагнитных трансформаторов со сложной структурой обмоток значительно облегчило конструкцию. Инверторные стабилизаторы напряжения не содержат движущихся частей сервоприводов, что не требует их периодического обслуживания в процессе эксплуатации и делает работу стабилизаторов практически бесшумной. В качестве силовых элементов используются IGBT или MOSFET полупроводниковые приборы, изготовленные по современным технологиям.

Использование кварцевых тактовых генераторов позволяет получать выходное переменное напряжение, форма которого приближается к чистому синусу. Схемные решения позволяют исправлять не идеальную форму входного сетевого напряжения. Управление всеми функциями осуществляется под управлением микроконтроллера.

Показатели инверторных стабилизаторов

Схемные и технические решения, реализованные в инверторных стабилизаторах напряжения, позволяют производить готовые изделия, показатели которых существенно отличаются от показателей стабилизаторов других типов в лучшую сторону. Ведущие отечественные и зарубежные производители создают линейки изделий, рассчитанные на разные уровни мощности потребителей. Они начинаются от мощности 300 ВА. Инверторный стабилизатор напряжения 10 кВт (кВА) является не последним в этом ряду.

Что касается других показателей. Инверторные стабилизаторы напряжения с двойным преобразованием сохраняют на выходе стабилизированное напряжение 220 В с отклонением не более 1% при изменениях сетевого напряжения в диапазоне 90-310 В. Погрешность показаний по частоте при этом не превышает 0,5%. Скорость стабилизации находится на уровне 10 мс, что позволят в качестве нагрузки использовать прецизионные измерительные приборы. При этом производится полное подавление импульсных помех.

Заключение

Инверторные стабилизаторы напряжения постепенно завоевывают рынок сетевых стабилизаторов. После ознакомления с материалами статьи читатели поймут, что это вполне заслужено. Технические и схемные решения, используемые в таких изделиях, позволяют добиться показателей, недостижимых для других типов стабилизаторов. Их цена, постепенно снижающаяся, оправдывает те преимущества, которые получают пользователи таких устройств после их приобретения.

Какой стабилизатор напряжения нужен для электроинструментов?

03.04.2019

Необходимость использовать электроинструменты в быту возникает весьма нередко. В особенности это верно для загородных домов, ведь обычно у их жителей чаще, чем у владельцев квартир, возникает необходимость что-то отремонтировать или доработать. Различный электроинструмент широко применяется и в процессе строительства для выполнения различных работ на стройплощадке.

Зачем нужен стабилизатор напряжения для электроинструментов?

Чтобы инструмент работал без поломок и выполнял те функции, для которых предназначен, важно обеспечить его качественным электропитанием. Однако ни загородные дома, ни квартиры не защищены от перебоев в электроснабжении и скачков напряжения. Они могут быть обусловлены резким изменением нагрузки в электросети, износом линий электропередач, неблагоприятной погодой и другими негативными факторами. Признаки подобных неполадок в электроснабжении часто можно заметить невооруженным глазом: свет в комнатах мигает, становится слишком ярким или, напротив, тусклым. Однако скачки напряжения не только доставляют дискомфорт жильцам, но и могут стать причиной поломок техники.

В техническом паспорте электроинструмента обычно указывают, каким параметрам должно отвечать электропитание. Если прибор вышел из строя из-за того, что оно не соответствовало нормам, скорее всего, этот случай не признают гарантийным, и осуществлять ремонт придется за собственный счёт. Кроме того, даже если поломки не произойдет, может оказаться, что устройство перестало выполнять нормально свои функции: если в конструкции есть электродвигатель, он будет издавать сильное гудение, вращаться слишком медленно или перегреваться.

Следовательно, важно обеспечить качественное электроснабжение для электроинструментов, которыми вы пользуетесь. Это особенно актуально, если вы ведете строительство загородного дома или планируете ремонт, то есть будете подключать мощный инструмент или несколько приборов одновременно. Но и для повседневного использования защитить устройства, которые вы используете, от перепадов напряжения, тоже необходимо. Зачастую электроинструменты стоят недешево, а значит, нужно позаботиться об устранении факторов, из-за которых они могут сломаться. Сделать это можно, установив стабилизатор напряжения.

Принципы действия стабилизаторов напряжения. Стабилизатор какого типа выбрать для электроинстументов?

Стабилизатор представляет собой прибор, который преобразует поступающий на вход ток таким образом, чтобы на выходе он соответствовал установленным нормам. Механизм этого преобразования отличается в зависимости от типа стабилизатора. Некоторые модели обеспечивают лишь ступенчатую регулировку напряжения, в то время как другие допускают плавное изменение параметров. Отличается время срабатывания, качество напряжения на выходе, уровень шума, издаваемый при работе и другие характеристики. От мощности стабилизатора будет зависеть, сколько устройств одновременно можно подключить.

В настоящее время производители предлагают для бытового применения стабилизаторы различных типов (описанные выше характеристики у них отличаются, поэтому выбирать стабилизатор нужно с пониманием этих отличий):

• Релейные стабилизаторы относятся к числу самых дешевых. В них преобразующие напряжение обмотки переключаются механически, поэтому при работе устройство издает щелчки. Напряжение регулируется ступенчато, а значит его характеристики на выходе будут отклоняться в определенных пределах.
• Сходным образом функционируют тиристорные и симисторные стабилизаторы — отличается лишь механизм управления переключением обмоток. Регулировка напряжения у них по-прежнему остаётся ступенчатой.
• Феррорезонансные стабилизаторы обеспечивают плавную регулировку напряжения, но отличаются крупными габаритами и сильно шумят при работе. Поэтому сейчас в быту они встречаются нечасто.
• Плавная регулировка напряжения возможна и с помощью электромеханических стабилизаторов, однако в их конструкции имеются механические узлы, из-за чего срок службы снижается. Кроме того, они срабатывают медленнее, чем устройства других типов.

Может показаться, что при покупке стабилизатора неизбежно придется жертвовать какой-то из характеристик, чтобы добиться наилучших показателей по другим. Однако это не так. Постепенно на смену перечисленным типам приходят инверторные стабилизаторы напряжения, в которых объединяются положительные характеристики других типов. Это становится возможным благодаря использованию нового принципа действия: поступивший на вход переменный ток преобразуется в постоянный, а на выходе — в переменный с нужными характеристиками. Именно такая технология используется в инверторных стабилизаторах «Штиль». Благодаря ей становится возможным мгновенный отклик и точная регулировка напряжения. Кроме того, инверторные стабилизаторы успешно справляются как с избыточным, так и с недостаточным напряжением, имеют защиту от перегрузки, перегрева, короткого замыкания и автоматически включаются в работу после аварийного отключения. Они практически не шумят при работе, что делает их оптимальным вариантом для бытового использования.

Критерии выбора стабилизатора для электроинструментов?

Чтобы купить тот инверторный стабилизатор, который лучше всего подойдет для вашего случая, нужно прежде всего определиться с его мощностью. От нее зависит, сколько электроприборов вы сможете подключать одновременно. Данные о потреблении электричества вашими инструментами можно найти в технических паспортах к ним. Если такой документации нет, то можно воспользоваться средними значениями для того или иного типа оборудования. Важно понимать, что при работе на пределе мощности стабилизатор будет изнашиваться быстрее. Поэтому рекомендуется подбирать модель с запасом, чтобы его максимальная мощность на 20-30% превышала величину, которую вы получили в процессе расчетов.

Кроме того, необходимо принимать во внимание пусковые токи. Устройства, в конструкцию которых входит электродвигатель, в момент запуска потребляют в несколько раз больше электроэнергии, чем в дальнейшем в процессе работы. Этот фактор тоже нужно иметь в виду, подбирая стабилизатор.

Также нужно учесть, что стабилизатор может быть однофазным или трехфазным. Выбор определяется тем, какое оборудование вы используете и на какой тип электросетей оно рассчитано. Трехфазный стабилизатор может понадобиться, например, если планируется подключать электрифицированную строительную технику.

Выбор стабилизатора в значительной степени зависит от того, как именно вы планируете использовать инструменты. Если речь идет об интенсивной эксплуатации, например, об инверторном стабилизаторе для домашней мастерской, разумно установить отдельное устройство, через которое будут подключаться только электроинструменты. Такой стабилизатор обеспечит нужную мощность, даже если одновременно включить несколько приборов. А в том случае, если вы используете какой-то инструмент лишь время от времени, можно установить и общий стабилизатор для дома или квартиры, к которому будут подключены и другие устройства.

Инверторный стабилизатор напряжения поможет обеспечить электроинструмент качественным питанием вне зависимости от типа и мощности приборов, которые вы используете. Подключая электроинструмент через стабилизатор, вы предотвратите поломки технических устройств и продлите срок их службы.

Видео

Инверторные стабилизаторы: установка и описание

В этой статье наш сайт “Все-электричество” расскажет про инверторные стабилизаторы. Сегодня практически каждый человек знает о том, что бытовые приборы, которые находятся в доме обязательно необходимо защищать. Инверторные стабилизаторы напряжения пользуются высокой популярностью. Они позволяют надежно защитить вашу бытовую технику в доме. Иногда этот прибор называют стабилизатором двойного преобразования.

Инверторный стабилизатор способен подавать напряжение, которое имеет одинаковую частоту. Напряжение этого устройства может отличаться максимум на 0.5%. Также это устройство будет отлично работать, даже если напряжение будет слишком отличаться от номинального тока.

Инверторные стабилизаторы и их строение

В последнее время эти стабилизаторы считаются лидерами. Их принцип работы отличается от других устройств и благодаря этому они считаются полноценными лидерами. Инвертор, который входит в их конструкцию может состоять:

1. Входных фильтров.
2. Выпрямителя коэффициента мощности.
3. Конденсаторов.
4. Преобразования постоянного напряжения.
5. Микроконтроллера.

Выпрямитель и преобразователь в этом устройстве выполняют функцию инверторов. Именно инверторы построены на основе транзисторов. Транзисторы в этом стабилизаторе способны контролировать высокие токи и уменьшать их. Если вы не знаете, зачем нужен стабилизатор, тогда прочтите соответствующую статью.

Принцип работы

Эти устройства имеют достаточно простой принцип работы. ВО время их работы выполняются два основных процесса:

1. Преобразование переменного тока в постоянный.
2. Преобразование постоянного тока в переменный.

Все процессы происходят с помощью выпрямителя и корректора мощности. Этот преобразователь имеет ряд значительных плюсов. К основному относится то, что он способен обеспечить высокий коэффициент мощности. Он практически будет равняться 1. Затем весь ток будет накапливаться в конденсаторах.

Только после этого ток поступит к инвертору, который сделает ток переменным. Управление этим стабилизатором выполняется с помощью микроконтроллера.

Преимущества инверторного стабилизатора

Если вы планируете приобрести инверторные стабилизаторы, тогда вам следует помнить, что этот вид техники считается хорошим. К его преимуществам можно отнести:

• Широкий спектр напряжения.
• Практически постоянное соблюдение стабильного параметра напряжения на выходе.
• Его работа осуществляется бесшумно. Это стало возможным благодаря использованию инвертора.
• Прибор имеет небольшой вес, так как из конструкции был убран автоматический трансформатор.
• Высокое КПД.
• Скорость регулировки тока находится на высоком уровне.

Как видите, преимущества можно считать достаточно весомыми. Их вы точно не встретите в других стабилизаторах. Перед покупкой изучите все виды однофазных стабилизаторов.

Недостатки

Как и любой другой вид техники, инверторные стабилизаторы также могут иметь свои недостатки. Главным недостатком этого вида техники читается цена. Он стоит значительно дороже любого другого вида устройства. Также устройство боится слишком больших нагрузок.

Например, если нагрузка будет превышать 70%, тогда он сможет нормально осуществлять свою работу, только если входной ток будет не ниже 160 и не выше 300 Вольт. Благодаря преимуществам, которыми обладают инверторные стабилизаторы их можно использовать и для защиты компьютеров или другой техники, которая боится значительных скачков напряжения.

Условия эксплуатации

Если вы планируете приобрести этот прибор, тогда вам следует помнить, что он нечувствителен к условиям. Многие модели инверторных стабилизаторов могут работать при температуре не ниже – 40 и не выше +40 градусов. Уровень влажности не должен превышать 95%. Во время его эксплуатации вам необходимо помнить, что на него не должны попадать смазочные материалы.

Производители не рекомендуют устанавливать многие модели на открытых участках. Также после установки вам следует убедиться в том, что воздух будет свободно поступать к устройству. Пространство от всех стенок стабилизатора должно составлять не менее 5 сантиметров.

Важно знать! Если вы планируете выполнить очистку устройства, тогда его необходимо отключить от электропитания. Очистку можно проводить с помощью пылесоса.

Чтобы ваше устройство прослужило длительное время вам необходимо проводить его регулярный осмотр. Во время проверки вам следует обратить свое внимание на клеммы. Если они ослабнут, тогда их необходимо будет подкрутить. Также вам следует проводить регулярную очистку отверстий инверторного стабилизатора от пыли.

Особенности подключения

Если вы планируете выполнить подключение инверторного стабилизатора, тогда эту работу лучше всего доверить специалистам. Они смогут быстро и качественно выполнить все этапы работ. Если вы планируете выполнить монтаж инверторного стабилизатора самостоятельно, тогда помните, что перед выполнением работ необходимо отключить электричество.

Большинство моделей можно подключить с помощью клемм. Сначала необходимо выполнить подключение входных проводов. Сечение проводов, которые вы планируете подключать, не должно быть меньше 2.5 мм. Это основные рекомендации, которые необходимо выполнить во время подключения.

Читайте также: феррорезонансные стабилизаторы.