Co poskytuje stabilizátor napětí? Proč potřebujete stabilizátor napětí? Odborná rada. Jak funguje stabilizátor napětí, princip fungování snižování a zvyšování napětí

Proč potřebujete stabilizátor napětí?

Ještě před několika lety, kdy byla domácí elektronika od zahraničních výrobců pro domácí spotřebitele vzácností, měl téměř každý domov zpravidla stabilizátor napětí v blízkosti televizoru. Proč je to potřeba?

Již jsme si vysvětlili, že napětí závisí na elektromotorické síle, na rozdílu potenciálů. Tento parametr elektrického proudu tedy bývá nestabilní, což vede k opotřebení elektroniky a také ovlivňuje kvalitu zpracování signálu.

Důvodů může být mnoho. Za prvé, elektromotorická síla generovaná vodními a jadernými elektrárnami může být nestejnoměrná. Tento problém je řešen na rozvodně, kde jsou výkonné indukční cívky, které odfiltrují proudy odpovídajících frekvencí. I tehdy je však napětí v síti často vyšší nebo nižší než zavedený standard.

Za druhé, spotřeba elektrické energie také ovlivňuje úroveň napětí v síti. Zpravidla v blízkosti průmyslových podniků, nemocnic a komerčních provozů, kde se spotřebovává velké množství elektrické energie, také napětí nemusí odpovídat normě.

To vše negativně ovlivňuje chod domácí elektroniky. Napěťové rázy způsobují předčasné opotřebení dílů a ovlivňují kvalitu zpracování signálu.

Dříve, když elektronika ještě zdaleka nebyla dokonalá, byly místo polovodičů používány elektronky, tento problém byl těžko řešitelný, protože elektronky zabíraly poměrně hodně místa, a proto se zařízení vyrábělo bez tlumivek stabilizujících napětí.

Pro ochranu zařízení před přepětím bylo nutné nainstalovat zásuvku pro pojistku, navrženou tak, aby sfoukla dříve, než se části mikroobvodů přehřejí.

Ačkoli však tato opatření dávala jistotu, že se zařízení kvůli přepětím nezhorší, stále nezlepšila provoz zařízení. K televizoru byl proto zpravidla přibalen i stabilizátor napětí.

Stabilizátor je zařízení, které má voltmetr, stejně jako zařízení, které reguluje napětí. V závislosti na zařízení může být stabilizace napětí provedena pomocí kompenzační nebo parametrické metody. Parametrická metoda je založena na tom, že při změně parametrů elektřiny stabilizační prvek kompenzuje destabilizační faktory. Nejjednodušším parametrickým stabilizátorem je zařízení s tlumivkou (indukční cívka, která nepropouští proudy určitých frekvencí).

Další způsob - kompenzace - je následující. Výstupní napětí je neustále měřeno a v souladu s odchylkami parametrů je řízen aktor, který zvyšuje nebo snižuje napětí. Tento typ stabilizátorů má složitější konstrukci ve srovnání s parametrickými, je méně spolehlivý, a proto se používá jen zřídka.

Použití stabilizátoru napětí značně usnadnilo používání zařízení, i když se často vyskytly případy, kdy to nepomohlo: jakmile jeden ze sousedů zapnul vysavač, na televizní obrazovce se objevil takzvaný „sníh“, a přepětí v síti bylo někdy tak patrné, že šipka voltmetru zrádně vyskočila a televizní obrazovka zmateně zablikala.

Tyto problémy však postupem času ustoupily do pozadí a jedinou starostí spotřebitele bylo zachytit jasný signál. Co se stalo?

Výbojky byly nahrazeny polovodiči, což umožnilo sestavit zařízení kompaktněji, čímž se uvolnil prostor pro stabilizátor napětí. Nyní mají domácí i dovážené značky televizorů vestavěný stabilizátor napětí a nemají pojistky, protože to není nutné.

Stabilizátor napětí se postupem času stal pro obyčejný byt raritou a nyní jej lze vidět pouze u starších lidí, kterým se nějakým zázrakem podařilo udržet předpotopní televizi „Chaika“ nebo „Horizon“ v plném provozu.

Stabilizátor síťového napětí 220V je zařízení, které vyrovnává napětí z napájecí sítě na určitou hodnotu a poskytuje spotřebitelům stabilních 220 voltů bez ohledu na přepětí a poklesy na lince. Instalace takového zařízení ochrání elektrická zařízení před abnormálními provozními podmínkami, jako jsou vysoké nebo nízké hladiny. V tomto článku se podíváme na konstrukci a princip fungování stabilizátorů napětí, stejně jako na typy těchto zařízení a jejich rozsah použití.

Definice

Stabilizátor napětí (SV) je zařízení určené k přeměně nestabilního vstupního napětí z elektrické sítě: podhodnoceného, ​​nadhodnoceného nebo s periodickými rázy na stabilní hodnotu na výstupu zařízení a elektrických spotřebičů k němu připojených.

Přeformulujme to pro figuríny: stabilizátor se stará o to, aby napětí pro zařízení, která jsou k němu připojena, bylo vždy stejné a blízké 220 V, bez ohledu na to, jak se dostane na jeho vstup: 180, 190, 240, 250 Voltů nebo dokonce plovoucí.

Všimněte si, že 220V nebo 240V je standardní hodnota pro Ruskou federaci, Bělorusko, Ukrajinu a tak dále. Ale v některých zemích blízko i daleko v zahraničí to může být jinak, například 110V. V souladu s tím tam „naše“ stabilizátory nebudou fungovat.

Stabilizátory se dodávají v různých typech: jak pro práci ve stejnosměrných obvodech (lineární a pulzní, paralelní a sériové typy), tak pro práci ve střídavých obvodech. Ty se často nazývají „stabilizátory síťového napětí“ nebo jednoduše „stabilizátory 220V“. Jednoduše řečeno, takové stabilizátory jsou připojeny k elektrické síti a spotřebitelé jsou k ní připojeni.

V každodenním životě se MV používají k ochraně jak jednotlivých zařízení, například chladničky nebo počítače, tak k ochraně celého domu, v tomto případě je na vstupu instalován výkonný stabilizátor;

Klasifikace

Konstrukce stabilizátorů závisí na fyzikálních principech, na kterých fungují. V tomto ohledu se dělí na:

• elektromechanické;
• ferorezonanční;
• střídač;
• polovodič;
• relé.

Podle počtu fází mohou být jednofázové nebo třífázové. Široký výkonový rozsah nám umožňuje vyrábět stabilizátory pro domácí i malé domácí spotřebiče:

• pro TV;
• pro plynový kotel;
• pro ledničku.

Takže pro velké objekty:

• průmyslové jednotky (například třífázové průmyslové stabilizátory Saturn);
• dílny, budovy.

Stabilizátory jsou energeticky velmi účinné. Spotřeba elektrické energie se pohybuje od 2 do 5 %. Některá stabilizační zařízení mohou mít další ochranu:

• od ;
• od ;
• od ;
• ze změn frekvence.

Princip fungování

Stabilizátory napětí se dodávají v různých typech, z nichž každý se liší principem regulace. Na tyto rozdíly se podíváme dále. Pokud shrneme princip fungování a strukturu všech typů, pak se stabilizátor síťového napětí skládá ze 2 hlavních částí:

1. Řídicí systém - hlídá úroveň vstupního napětí a přikazuje výkonové jednotce jej zvýšit nebo snížit tak, aby výstup produkoval stabilních 220V v rámci stanovené chyby (přesnost regulace). Tato chyba se pohybuje v rozmezí 5–10 % a u každého zařízení se liší.
2. Výkonová část - u servopohonu (nebo servomotoru), relé a elektroniky (triak) - je autotransformátor, pomocí kterého se vstupní napětí zvyšuje nebo snižuje na normální úroveň a ve stabilizátorech měničů, popř. tzv. „dvojitá konverze“, používá se invertor . Jedná se o zařízení, které se skládá z generátoru (PWM regulátoru), transformátoru a výkonových spínačů (tranzistorů), které propouštějí nebo vypínají proud primárním vinutím transformátoru a tvoří výstupní napětí požadovaného tvaru, frekvence a hlavně , velikost.

Pokud je vstupní napětí normální, pak některé modely stabilizátorů mají funkci „bypass“ nebo „tranzit“, kdy je vstupní napětí jednoduše přivedeno na výstup, dokud neopustí specifikovaný rozsah. Například od 215 do 225 voltů se zapne „bypass“ a při velkých výkyvech, například když dojde k poklesu na 205-210 V, řídicí systém přepne obvod na výkonovou část a začne seřizovat, zvýšit napětí a na výstupu bude již stabilních 220V s danou chybou .

Nejplynulejší a nejpřesnější nastavení výstupního napětí je u invertorových VN, servopohony jsou až na druhém místě a u reléových a elektronických dochází k nastavení v krocích a přesnost závisí na počtu kroků. Jak je uvedeno výše, pohybuje se do 10 %, častěji kolem 5 %.

Stabilizátor napětí 220V má kromě dvou výše uvedených částí také ochrannou jednotku, dále sekundární napájení obvodů řídicího systému, stejné ochrany a další funkční prvky. Obecné uspořádání je jasně znázorněno na obrázku níže:

Pracovní postup ve své nejjednodušší podobě přitom vypadá takto:

Podívejme se krátce na to, jak fungují hlavní typy stabilizátorů napětí.

Relé

U reléového stabilizátoru probíhá regulace přepínáním relé. Tato relé uzavírají určité kontakty transformátoru a zvyšují nebo snižují výstupní napětí.

Řídicím orgánem je elektronický mikroobvod. Prvky na něm porovnávají referenční a síťové napětí. Pokud dojde k nesrovnalosti, je vyslán signál do spínacích relé pro připojení zvyšovacího nebo klesajícího vinutí autotransformátoru.

Reléové MV obvykle regulují výkon v rozmezí ±15 % s přesností výstupu ±5 % až ±10 %.

Výhody reléových stabilizátorů:

• láce;
• kompaktnost.

nedostatky:

• pomalá reakce na kolísání napětí;
• krátká životnost;
• nízká spolehlivost;
• při přepínání jsou možné krátkodobé výpadky napájení zařízení;
• není schopen odolat přepětí;
• hluk, cvakání při přepínání.

Servopohon

Hlavními prvky servo stabilizátorů jsou autotransformátor a servomotor. Při odchylce napětí od normy vyšle regulátor signál do servomotoru, který přepne požadovaná vinutí autotransformátoru. Ve výsledku použití takového systému zajišťuje plynulou regulaci a přesnost až 1 % z celkového rozsahu.

U servopohonu MV je jeden konec primárního vinutí transformátoru připojen k tuhé odbočce autotransformátoru a druhý konec primárního vinutí je připojen k pohyblivému kontaktu (grafitový kartáč), který je posouván servomotor. Jedna svorka sekundárního vinutí transformátoru je připojena ke vstupnímu napájení a druhá svorka je připojena k výstupu stabilizátoru napětí.

Řídicí deska porovnává vstupní a referenční napětí. V případě jakýchkoliv odchylek od uvedených se servopohon uvede do provozu. Pohybuje kartáčem po větvích autotransformátoru. Servomotor bude pokračovat v činnosti, dokud rozdíl mezi referenčním a výstupním napětím nebude nulový. Celý tento proces od příchodu nekvalitní elektřiny až po výstup stabilizovaného proudu probíhá v řádu desítek milisekund a je omezený rychlostí pohybu kartáče servopohonem.

Stabilizátory síťového napětí servopohonů se vyrábí v různých provedeních.

1. Jednofázové. Skládá se z jednoho autotransformátoru a jednoho servopohonu.
2. Třífázový. Dělí se na dva typy. Vyvážené - mají tři transformátory a jeden servopohon a jeden řídicí obvod. Regulace se provádí na všech třech fázích současně. Používá se k ochraně třífázových elektrických zařízení, strojů a nástrojů. Asymetrické - mají tři autotransformátory, tři servomotory a tři řídicí obvody. To znamená, že ke stabilizaci dochází v každé fázi nezávisle na sobě. Oblast použití: ochrana elektrických zařízení budov, dílen, průmyslových objektů.

Výhody stabilizačních zařízení s servopohonem:

• výkon;
• vysoká přesnost stabilizace;
• vysoká spolehlivost;
• odolnost proti přepětí;

nedostatky:

• vyžadují pravidelnou údržbu;
• vyžadují minimální dovednosti nastavení zařízení.

Střídač

Hlavním rozdílem mezi tímto typem MV je absence pohyblivých částí a transformátoru. Regulace napětí se provádí metodou dvojité konverze. V prvním stupni je vstupní střídavý proud usměrněn a prochází přes zvlňovací filtr sestávající z . Poté je usměrněný proud přiváděn do střídače, kde je opět přeměněn na střídavý proud a přiváděn do zátěže. V tomto případě je výstupní napětí stabilní jak co do velikosti, tak i frekvence.

V dalším videu se dozvíte o principu činnosti jedné z možností realizace měniče napětí z 12V DC na 220V AC. Který se od invertorového stabilizátoru napětí liší především vstupním napětím, jinak je princip fungování do značné míry podobný a video vám umožní pochopit, jak tento typ zařízení funguje:

výhody:

• výkon (nejvyšší z uvedených);
• velký rozsah nastavitelného napětí (od 115 do 300V);
• vysoká účinnost (více než 90 %);
• tichý provoz;
• malé rozměry;
• plynulá regulace.

nedostatky:

• snížení regulačního rozsahu se zvyšujícím se zatížením;
• vysoké náklady.

Podívali jsme se tedy na to, jak stabilizátor napětí funguje, proč je potřeba a kde se používá. Doufáme, že poskytnuté informace byly pro vás užitečné a zajímavé!

Materiály

Kvalita elektrické energie v našich sítích ponechává mnoho přání. Často nevyhovuje GOST: napětí prudce skáče a kolísá, objevují se vysokonapěťové impulsy a vysokofrekvenční rušení.

To může negativně ovlivnit domácí spotřebiče, takže si musíte koupit stabilizátor napětí, což lze provést pomocí webové stránky profstab.ru.

Co je stabilizátor

Moderní domácí spotřebiče usnadňují mnoho poměrně náročných, ale nezbytných operací v domácnosti a zpříjemňují život. Mluvíme o pračce, lednici, vysavači, myčce, televizi, počítači atd.

Problémy s napájením jim však mohou značně uškodit – jednoduše je rozbijte, a to tak, že je nelze opravit. To znamená, že škoda bude způsobena majitelům nejen morálně, ale i materiálně - dobré vybavení stojí hodně.

Stěžování si na dodavatele elektřiny pravděpodobně nepřinese požadovaný výsledek – jen zbytečné nervy a ztrátu času.

Od takových rizik vás může uchránit speciální zařízení – stabilizátor napětí. S jeho pomocí bude domácí elektrická síť vždy stabilní.

Typy

Existuje několik typů stabilizátorů napětí:

• stupňovité, vytvořené na základě konvenčního transformátoru, tedy s polovodičovými nebo mechanickými relé. Stabilizace probíhá tímto způsobem - proud teče do primárního vinutí a výstupní napětí je odstraněno ze sekundárního (napětí spíná relé). Indikátor přepínání je poměrně slabý, ale taková zařízení jsou nyní nejběžnější, protože jsou levná;
• elektromechanický - existuje také transformátor, ale závity sekundárního vinutí jsou spínány speciálním kartáčem, který se pohybuje podél něj. Tato zařízení jsou dražší než první, ale jsou spolehlivá. Zároveň jejich reakce na přepětí není okamžitá, takže nejsou vždy vyhlazeny;
• ferorezonanční - zřídka používané v každodenním životě kvůli jejich významným rozměrům. Jsou však nejpřesnější a nejspolehlivější, takže je lze bezpečně používat spolu s drahými a velmi citlivými zařízeními;
• zařízení založená na dvojité konverzi proudu jsou také velmi drahá, ale mohou se pochlubit účinností. Přeměňují střídavý proud na stejnosměrný a naopak. Tímto způsobem jsou vyrovnány nejmenší výkyvy napětí.

Nejpřijatelnější možností pro domácnost jsou elektromechanické stabilizátory.

Bez ohledu na typ stabilizátoru napětí je jeho posláním chránit elektrické spotřebiče před nekvalitním střídavým napětím. Maximální odchylky od normy 220 V podle GOST by měly být plus nebo mínus 10%. Tyto standardy jsou zjevně příliš vysoké, ale i tuzemské energetické společnosti je zvládají ignorovat. V tomto ohledu standardní stabilizátory domácí výroby udržují vstupní napětí v rozmezí 150–260 V.

Stabilizátor napětí se stává naléhavou potřebou, když nízké napětí neustále zastavuje provoz nebo brání spuštění chladničky, způsobuje vlnění televizního obrazu atd. Celkově vzato všechny elektronické domácí spotřebiče vyžadují stabilitu napětí a tato potřeba se zvyšuje, čím více je zařízení nabitý elektronikou. A to je přítomno například v tzv. úsporné lampy, o kterých ne každý ví.

V podmínkách naší elektrické sítě je nežádoucí používat zařízení určená pro spotřebitele ze zemí Evropské unie. Stejně jako v zemích SNS je v Rusku 10% rozdíl s „klasickým“ napětím 220 V považován za přijatelný. Na základě těchto ukazatelů se vyrábějí domácí elektrospotřebiče. Tedy i když je napětí 198-242V, všechny tyto jednotky by měly fungovat bez poruchy. Normy evropských zemí jsou přísnější a jsou zde menší rozdíly. V důsledku toho vlastnosti elektrických zařízení uvolněných pro Evropu neodpovídají parametrům našich elektrických sítí.

Pokud nejsou viditelné žádné „příznaky“ abnormálního napětí, ale existují pochybnosti, stačí k měření výkonu sítě jednoduchý tester za pár dolarů. To je snadné udělat i pro ty, kteří se s tímto zařízením nikdy nezabývali. Nejlepší je provádět měření v průběhu několika dnů (nejlépe ve všední dny i o víkendech). V souladu s hodnotami testeru se rozhodne o vhodnosti instalace stabilizátoru.

Napětí, které nepřesahuje rozsah 205-235V znamená, že stabilizátory lze instalovat pouze pro nejdražší a nejdůležitější zařízení. Pokud je napětí větší nebo menší než rozsah 205-235 V, pokud se prudce mění, pokud vidíte, že kontrolka bliká, ale zároveň zůstává v rozsahu 195-245 V, pak „indikace “ pro instalaci stabilizátoru jsou následující: pro světelné zdroje je jeho přítomnost povinná, pro všechna ostatní zařízení - velmi, velmi žádoucí. A konečně, přítomnost stabilizátoru je naléhavou nutností, pokud hodnoty napětí byly nižší než 195 nebo více než 245 V, pokud v průběhu jednoho dne napětí vyskočí z minima na maximum.

Bude užitečné vědět, že napětí 198 V nebo 242 V, které je podle domácích norem považováno za normu, ve skutečnosti vede k tomu, že domácí spotřebiče „žijí“ výrazně méně, než je čas, který jim byl přidělen. Navíc „stáří“ nastupuje dříve, čím více se v zařízení používá elektronika. Opotřebení se výrazně zvyšuje, když napětí překročí tento rozsah. Právě nízké napětí má na svědomí docela běžné poruchy ledničky. Pokud napětí zůstane stabilně na 160-190 V, může toto zařízení odmítnout pracovat pouhý rok po začátku používání - a takové situace nejsou nic neobvyklého. Stabilizátor pomůže výrazně zvýšit životnost domácích spotřebičů.