Чем дальше вы живете от трансформаторной подстанции, тем меньший вольтаж можно замерить в розетках вашего дома. Поставщики электроэнергии на выходе подстанции устанавливают такой вольтаж, чтобы равнялся 220В посередине линии (если точку в 220В переместить ближе к трансформатору, то до конечного дома оно вовсе не дойдет). Те, кто находится в первой половине, будут страдать от избыточного напряжения, а те, кто живет на второй половине, заметят резкое падение вольтажа. Первое и второе одинаково вредно для бытовых электроприборов. Чтобы выравнивать напряжение, домовладельцы вынуждены приобретать выпрямители тока.
Классификация стабилизаторов для дома
Стабилизатор – механизм с входом и выходом для напряжений, внутри его течет процесс выравнивания вводного вольтажа до определенных параметров выходного. Причем в идеале параметры выводного тока не должны зависеть от параметров входного (для более глубокого понимания советуем подробнее прочитать о том, как работает стабилизатор напряжения). Синонимы «стабилизатора» — «выравниватель», «нормализатор», «преобразователь» и «регулятор».
Поскольку для агрегата существует несколько вариантов исполнения, различают следующие виды стабилизаторов напряжения для дома:
- Тиристорные;
- Симисторные;
- Релейные;
- Электромеханические;
- Электродинамические;
- Гибридные.
Внимание! Бывают другие виды нормализаторов, но они применяются в производственных цехах, спортивных и медицинских учреждений. Их характеристики высоки, но и аппараты дорогие. Поэтому для применения в быту не подходят.
Тиристорные
Включают в себя силовую и управляющую части. Тиристорный стабилизатор напряжения однофазный в силовой части содержит 2 параллельных тиристора, трехфазный – 6 (по 2 на каждую фазу). Управляет ими процессор в одном из двух режимов:
- Фазно-импульсный. Изменение проводимости тиристоров происходит каждый полупериод. Поскольку в сетях переменного напряжения частота 50 Гц (50 колебаний в секунду), то проводимость меняется каждую секунду 100 раз, что полезно для нагрузки с небольшой инерционностью: не происходит перегрева;
- С пропуском периодов. Тиристоры некоторое количество периодов включены, а потом несколько периодов – отключены. Пусть отключение вызывает обрыв питания, но он краткосрочный и происходит только тогда, когда на синусоиде напряжение пересекает ось времени (то есть оно и без того равно нулю).
Симисторные
Симисторные стабилизаторы сетевого напряжения по принципу действия сходствуют с тиристорными. Разница только в силовых элементах: тиристоры заменены на симисторы, или триаки. Так называют симметричные тиристоры без регулирующего электрода, у них 4 p-n перехода (у тиристоров 3). Управление происходит с помощью процессора.
Релейные
В зависимости от входного напряжения процессор релейного регулятора транслирует сигнал реле, которое подсоединяет в цепь одну из обмоток. Внутри есть подвижные элементы, оттого чисто электронным, как тиристорные и симисторные аналоги, релейный агрегат называться не может. Релейный стабилизатор напряжения 220В для дома содержит 4-5 обмоток, а нормализатор на 380В – по 4-5 на каждую линию, итого 12-15. Количество обмоток на линии соответствует числу ступеней вводимого вольтажа, выводимое – почти постоянно.
Внимание! Если в сети 220 Вольт – это однофазная линия, а если 380 – трехфазная.
Электромеханические
Включает 4 части:
- Управляющий элемент;
- Электрический двигатель;
- Автотрансформатор;
- Блок защиты.
Вводной и выводной вольтаж анализируется управляющим элементом, передающим сигнал двигателю. Он приводит в движение щетки из угля. Они, перемещаясь по трансформаторной обмотке, плавно увеличивают или снижают выводное напряжение до номинального значения. Блок защиты отключает регулятор, если напряжение приобретает критически малые или большие значения. При рабочем вольтажном диапазоне совершается самостоятельное включение.
Электродинамические
Устройство и принцип действия аналогично электромеханическим преобразователям. Исключение – только смена щеток угольным роликом, который меньше изнашивается.
Гибридные
Это агрегаты «два в одном». Внутри гибридного выравнивателя есть релейный и электромеханический преобразователи тока. Последний отличается плавностью регулирования и постоянностью выводного вольтажа, но работает он только при небольшом изменении вводного вольтажа. Этого несовершенства лишен релейный собрат. Поэтому, когда вольтаж выходит за рамки рабочего диапазона для электромеханики, вливается в работу релейный нормализатор. Но качество стабилизации у него ниже.
Значимые параметры выравнивателей тока
Ниже вы увидите таблицу, в которой перечислены параметры стабилизатора напряжения, их смысл и образец обозначения в техпаспорте.
| Параметр | Образец обозначения | Смысл |
| Номинальная нагрузочная мощность | 15 кВА/10 кВА | Поскольку вводный вольтаж непостоянный, он невольно влияет на величину выводного напряжения. От него зависит мощность, которую может обеспечить преобразователь тока. Верхняя мощность (15 кВА) будет при нормальном значении вводимого напряжения, а нижняя (10 кВА) – при его падении до минимально допустимого уровня. От мощности зависит, сколько приборов определенной мощности смогут питаться от данного преобразователя тока. |
| Рабочий диапазон вводного вольтажа | 110-280 Вольт | Если напряжение в сети выше верхней границы (280В) или ниже нижней (110В), то стабилизатор не в состоянии поддерживать необходимый уровень вольтажа для потребителей. И отключается. |
| Точность стабилизации | 5% | Максимальное отличие в большую или меньшую сторону выходного вольтажа от номинала. Однофазные стабилизаторы напряжения переменного тока 220В должны при 5% точности поддерживать на выходе диапазон 209-231 Вольт. А трехфазные 380В – от 361 до 399 Вольт. |
| Номинальный диапазон вводного вольтажа | 130-250 Вольт | Если ваш выравниватель тока по техническому паспорту выдает вольтаж 220В с точностью 5%, то такая точность должна соблюдаться при значении напряжения, включенного в номинальный диапазон. Если вольтаж на входе будет выше или ниже допустимых границ, то точность стабилизации не гарантируется производителем. |
| Напряжение, вызывающее срабатывание УЗО | 125-255 Вольт | Если вольтаж опустился или поднялся до указанных границ, то стабилизатор перестанет питать нагрузку, чтобы уберечь бытовые электроприборы от выхода из строя. |
| Реагирование на изменение величины вводимого вольтажа | 10 мс | Это время, через которое преобразователь тока «поймет», что произошло изменение, и пора корректировать параметры напряжения на входе до номинальных параметров, которые должны быть на выходе. |
| Скорость коррекции напряжения | 20 В/с | Это значит, что для выравнивания тока 200В до 220В нужна 1 секунда. Именно столько нужно времени стабилизатору, чтобы скорректировать вольтаж на величину 20В. Если на входе вольтаж 120В, то 220В на выходе будет только через 5 секунд. Чем выше скорость коррекции, тем лучше. |
| Число уровней стабилизации | 5 | Количество уровней равно числу трансформаторной обмотки. Весь рабочий диапазон делится на несколько ступеней. Чем их больше, тем меньший диапазон вольтажа каждого уровня. Поэтому переключение между ними остается почти незамеченным, потому что оно выполняется даже с малым падением напряжения. Если ступеней мало, то диапазон каждой большой. Тогда при переключении обмоток видно, как меняется мощность освещения или работы бойлера, микроволновки. |
| Задержка включения | 10 с | Время, в течение которого стабилизатор не включится после экстренного отключения для перехода бытовых приборов в стабильный режим, когда пусковые емкости пусты, а подвижные части находятся в покое. |
| Охлаждение | Принудительное | В устройство встроен вентилятор, включающийся при опасности перегрева. Уровень шума при этом повышается. |
| Способ установки | На дин рейку, настенный, напольный или универсальный. | Не все стабилизаторы можно устанавливать произвольно. Поэтому при выборе преобразователя тока это один из значимых параметров для потребителя. |
Прочие полезности
Дополнительные возможности преобразователей тока повышают стоимость стабилизирующего оборудования, но с ними оценивать работу и управлять ею становится проще. Полезными будут:
- Дисплей, который показывает вольтаж на входе и на выходе. Если он никогда не меняется, показания недостоверны (такое возможно у дешевых преобразователей тока);
- Выравниватель тока с защитой от короткого замыкания. Если в сети произойдет нагрев токопроводящих элементов до определенной температуры, то срабатывает встроенный предохранитель, и питание электроприборов прекращается в целях защиты;
- Кнопка отключения, которой можно воспользоваться, если напряжение на входе соответствует номиналу (зачем его корректировать?);
- Кнопка задержки. Функция аналогична кнопки отключения, но стабилизатор включится сам, если вдруг напряжение резко возросло или упало;
- Стабилизатор со встроенным бесперебойным источником питания. ИБП со встроенным конденсатором накапливает электрическую энергию, которая расходуется при полном обрыве вольтажа на входе. Он может поддерживать работу электроприборов от нескольких единиц до нескольких десятков минут.
Нельзя просто прийти в магазин и взять любое стабилизирующее устройство. Выбор нормализатора тока сложный и требует предварительных измерений вольтажа в сети, технических расчетов и анализа параметров каждого вида стабилизатора.
