Стабилизаторы напряжения: назначение и типы

Сегодня буквально каждый дом напичкан сложной и примитивной бытовой техникой, работающей от электричества. Резкие скачки напряжения в сети, которые особенно часто наблюдается в сельской местности, но случаются и в мегаполисах, могут привести к поломке электроприборов. Даже если сгоревшая техника куплена недавно, гарантийное обслуживание на такую неисправность не распространяется, владелец терпит существенные убытки. При резком скачке напряжения могут сгореть сразу несколько приборов, и масштабы такого ущерба трудно переоценить.

От подобных ситуаций бытовую технику защищает стабилизатор напряжения, который иногда называют другими именами:

  • регулятор тока;
  • выпрямитель;
  • повышающий трансформатор.

Как бы ни называли прибор, принцип его действия остается неизменным, он регулирует напряжение в сети. Напомним, что стандартное напряжение в сети составляет 220 Вольт, допустимые отклонения не могут превышать 10% от этого показателя. На корпусе стабилизатора производитель ставит обозначения Voltaqe Requlator, AVR или Automatic. От наличия этого устройства в доме напрямую зависит срок службы всего электрического оборудования.

Типы стабилизаторов напряжения

Использованное производителем техническое решение определяет тип стабилизатора, который может быть:

  • феррорезонансным;
  • на принципе магнитного усилителя;
  • со ступенчатой стабилизацией;
  • с ВЧ транзисторным регулированием;
  • электромеханическим (сервомоторным);
  • с двойным преобразованием.

Плюсы и минусы этих модификаций стоит рассмотреть подробно.

Феррорезонансные регуляторы

Стабилизаторы этого типа непрерывно регулируют выходное напряжение в определенном диапазоне. Работают они по принципу феррорезонанса (нелинейный резонанс), который не встречается в линейных цепях. Процесс регуляции тока происходит с участием трансформатора, который в зависимости от ситуации добавляет или отнимает катушки.

Мощность прибора выбирается с учетом от количества техники в доме. Феррорезонансный выпрямитель может работать в трех режимах нагрузки:

  • активная;
  • емкостная;
  • индуктивная.

Преимущества:

  • Быстродействие.
  • Надежность.
  • Большой рабочий ресурс.
  • Точность стабилизации.

Минусы:

  • Небольшой диапазон стабилизации.
  • Не может работать вхолостую и при больших перегрузках.
  • Прибору присуще искажение синусоидальности.
  • Большой вес.

Стабилизаторы на принципе магнитного усилителя

Магнитный усилитель, в котором основными элементами являются катушки с магнитопроводами, является усилителем мощности напряжения в цепях переменного тока. Принцип работы устройства основан на намагничивании сердечника.

Преимущества:

  • Большой диапазон регулирования.
  • Быстродействие.
  • Нет коммутационных аппаратов.

Минусы:

  • Работает на трансформаторном масле.
  • Недостаточная прочность внутренних креплений.
  • Шумность при работе.
  • Большой вес.

Стабилизаторы со ступенчатым регулированием

Ступенчатые или релейные выпрямители являются самыми востребованными для использования на даче и в загородном доме. Популярность приборов обусловлена их высокой точностью стабилизации и доступной ценой. Принцип работы ступенчатых выпрямителей заключается в переключении обмоток трансформатора. Контролирует этот процесс силовое реле, срабатывающее автоматически.

Преимущества:

  • Широкий диапазон напряжения на входе.
  • Не искажают синусоидальность.
  • Точность напряжения на выходе.
  • Быстродействие.

Минусы:

  • Ограниченная мощность на выходе.
  • Отсутствие плавности в изменении напряжения.

Электромеханические стабилизаторы напряжения

Эти стабилизаторы называют сервоприводными или сервомоторными. Они функционируют за счет движения подвижных контактов (щетка, ролик) по обмоткам автоматического трансформатора, что обеспечивается электроприводом. Использование электромеханических стабилизаторов возможно только в сетях, где нет быстрых скачков напряжения.

Преимущества:

  • Точность регулирования.
  • Компактность.
  • Плавная стабилизация.
  • Работает без помех.
  • Расширенный диапазон регуляции.
  • Функциональность при больших перегрузках.

Минусы:

  • Небыстродействующие.
  • Ограниченный ресурс эксплуатации там, где периодически проводятся регламентные работы.
  • Незащищенный электрический контакт ограничивает сферу применения.

Стабилизаторы с двойным преобразованием

В этом типе стабилизаторов присутствуют выпрямитель и транзисторный преобразователь с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), которая обеспечивает стабильность синусоидального напряжения. Работа основана на преобразовании тока переменного в постоянный и наоборот.

Преимущества:

  • Быстродействие.
  • Нивелирование импульсных скачков и помех высокой частоты.
  • Высокая точность регуляции.

Минусы:

  • Слабый КПД.
  • Выделение тепла.
  • Шумность.
  • Высокая цена.

Стабилизаторы с ВЧ транзисторным регулированием

В последние годы созданию ВЧ-стабилизаторов уделяется большое внимание. Однако, несмотря на многочисленные положительные характеристики, сегодня они еще не получили широкого распространения, что обусловлено их схемой со звеном постоянного тока. Эти стабилизаторы тока основаны на деятельности быстрых силовых транзисторов, с высокой частотой переключения. Принцип двойного преобразования энергии в ВЧ-стабилизаторах не может обеспечить высокий КПД.

Преимущества:

  • Быстродействие на скачки входного напряжения.
  • Широкий диапазон регуляции.
  • Небольшой вес.

Минусы:

  • Низкий КПД.

Заключение

Если в доме большое количество бытовой техники, а напряжение в сети нестабильно, владельцу просто необходимо купить стабилизатор  напряжения. Если приборов очень много, лучше один раз потратиться на мощное устройство, которое устанавливают у счетчика. Стоимость перегоревшей бытовой техники окажется намного выше, чем цена стабилизатора напряжения.