Выбираем релейный стабилизатор напряжения — конструкция, преимущества и недостатки

Выбираем стабилизатор напряжения: на что обратить внимание

Тип. На рынке можно встретить стабилизаторы напряжения нескольких типов, которые отличаются принципом действия, техническими параметрами и ценой:

• релейные — наиболее доступные и поэтому самые популярные, из плюсов можно отметить широкий диапазон рабочих напряжений и высокую скорость стабилизации, из минусов — низкую точность выходного напряжения;
• электромеханические — более дорогие, но гораздо более точные, чем релейные, отличаются невысокой скоростью стабилизации и узким рабочим диапазоном;
• гибридные (комбинированные) — объединяют в себе электромеханическую основу, которая даёт высокую точность работы, и релейную часть, что позволяет серьёзно расширить диапазон рабочих напряжений на входе;
• электродинамические — дорогие устройства с очень высокой точностью стабилизации и исключительной надёжностью, модифицированные электромеханические стабилизаторы;
• электронные — точные и быстрые устройства с широким диапазоном входных напряжений, однако одни из самых дорогих на рынке;
• инверторные — наиболее современный тип стабилизаторов с самым широким рабочим диапазоном напряжений, почти мгновенным срабатыванием и малой погрешностью, но цена обычно кусается.

Фазность. Если вы не знаете, что это такое, вам, вероятно, нужен однофазный стабилизатор. Трёхфазные обычно используют для питания частных домов со специфической разводкой, промышленного оборудования и других потребителей с напряжением 380 вольт.

Мощность. Недостаток мощности может вывести стабилизатор из строя. Этот параметр должен на 20-30% превышать суммарную потребляемую мощность всех электроприборов в доме. При расчёте учитывайте тот факт, что реактивные потребители (скажем, компрессоры, электромясорубки и другие устройства с электродвигателями) имеют пусковой ток, в несколько раз превосходящий рабочий. Кроме того, для реактивных потребителей учитывать стоит не только активную мощность (Вт), но и полную потребляемую мощность (ВА), которая рассчитывается делением потребляемой мощности на специальный коэффициент — его обычно указывают в паспорте устройства, но для простоты расчёта можно принять его равным 0,7 или 0,8.

Точность стабилизации. Чем выше точность, тем ниже погрешность выходного напряжения. Обычно она составляет от 2 до 8%.

Скорость стабилизации. Выравниватели напряжения срабатывают не мгновенно, а это может сказаться на работе потребителей, поэтому чем выше скорость — тем лучше.

Рабочий и предельный диапазон напряжений. Эти параметры показывают, насколько высокое и насколько низкое напряжение стабилизатор может привести к норме. Рабочий диапазон всегда уже предельного, поскольку в нём возможна длительная работа прибора. При функционировании на пределе возможностей стабилизатор быстрее выходит из строя.

Индикация. Самые простые модели обычно оснащают светодиодной индикацией работы, однако сегодня даже недорогие стабилизаторы обычно имеют ЖК-дисплеи, на которых отображается входное и выходное напряжение.

Установка. В зависимости от веса, размера и других особенностей конструкции стабилизаторы напряжения устанавливаются на пол или подвешиваются на стену, а среди промышленных моделей встречаются устройства, предназначенные для установки в стандартные 19-дюймовые стойки.

Преимущества

Теперь, когда мы знаем строение и особенности работы релейных приборов, перейдем к определению положительных и отрицательных их сторон. Итак, эти устройства являются полезными и востребованными благодаря:

1. малым размерам. Это объясняется тем, что вольтодобавочный трансформатор только компенсирует разницу между вольтами на входе и необходимыми вольтами на выходе и поэтому является небольшим;
2. широкому диапазону величин напряжения на входе (для некоторых моделей он может колебаться от 100 до 280-ти);
3. широкому спектру рабочей температуры (некоторые модели могут работать в условиях, когда температура помещения является большей -40 и меньшей +40 градусов Цельсия;
4. низкому уровню шумности (слышно только как переключается реле);
5. низкому уровню чувствительности к искажениям и частоте тока на входе;
6. допустимой длительной перегрузке в 110 процентов. Причиной этого является то, что реле работает с током, который имеет малое количество вольт.

Также многие специалисты отмечают, что такие стабилизаторы могут работать в течение долгого времени (до десяти лет).

Полезный совет: релейные приборы могут работать до десяти лет, если производитель встроил очень качественные реле

При выборе нужно обращать внимание на особенности реле и материалы, из которых они сделаны

Конечно, очень важным преимуществом является и низкий уровень цены.

Недостатки

Если же говорить о негативных сторонах, то они обусловлены принципом работы и схемой построения релейного стабилизатора, который предназначен подавать на выходе 220 вольт с некоторым отклонением.

Наиболее слабым его местом является реле. Собственно некачественное реле может стать причиной преждевременного выхода из строя. Такое реле является существенным недостатком конструкции. Кроме этого, переключение реле сопровождается наличием определенного шума. Его уровень зависит от самой модели.

К числу существенных недостатков следует отнести ступенчатый способ выравнивания тока. Переключение обмоток приводит к появлению скачков, которые могут обостряться во время большого проседания или всплеска величины вольт в общей электросети.

Об этом недостатке часто отзываются пользователи. Они отмечают, что при срабатывании реле видно, как мерцают галогенные лампы. Если же часто прыгает ток, то слышно как каждые пять минут срабатывает реле.

Минусом можно назвать и уменьшение скорости реакции в зависимости от повышения точности выравнивания тока. Это объясняется тем, что для достижения большей точности нужно переключить большее количество обмоток. Это, конечно, занимает дополнительное время.

На дешевых моделях часто указывают завышенную мощность.

Полезный совет: при покупке дешевых моделей нужно выбирать стабилизатор, мощность которого на 30 процентов должна быть больше общей мощности приборов, которые будут к нему подключаться.

Правила техобслуживания и эксплуатации

Конечно, все стабилизаторы напряжения релейного типа, которые используются дома, должны проходить регулярное техническое обслуживание. Производители отмечают, что такое обслуживание должно проводиться ежегодно

Во время его проведения нужно обращать внимание на:

1. уровень надежности соединений проводов входного тока, нагрузки и заземления;
2. уровень свободной циркуляции воздуха в системе охлаждения;
3. наличие повреждений;
4. работу измерительных приборов.

В тех ситуациях, когда соединение ослабились или появились загрязнения, для исправления ситуации нужно отключать стабилизатор. Помещение, где находится сам стабилизатор, должно быть сухим. Влажность должна быть меньше 80-ти процентов.

При эксплуатации все вентиляционные отверстия должны быть открытыми. Их вообще нельзя закрывать.

Обязательным условием эксплуатации является наличие заземления и отсутствие вблизи предметов, которые могут очень быстро загореться.

Что же говорят люди?

Учитывая то, что релейные устройства для стабилизации тока являются самыми дешевыми, ими уже успели воспользоваться многие люди. Многие из них покупали самые дешевые модели, привезенные из Китая. В результате значительная часть из них осталась довольна.

Однако были выявлены некоторые проблемы с реле. В некоторых моделях они часто горели. При этом возникали сложности с поиском аналогичных реле.

Очень большое число пользователей выражает свое удовлетворение тем, что эти типы приборов могут подать нормальный ток при условии, если на входе фиксируется низкое число вольт.

В свою очередь, есть много негативных отзывов о невозможности поддерживать заявленную в документации мощность. Во многом это касается китайских моделей.

Среди плюсов многих отечественных моделей пользователи определили невысокий шум переключения реле.

Таблица параметров работы стабилизаторов напряжения различных типов

Тип стабилизатора напряжения	Скорость стабилизации	Точность стабилизации	Диапазон входного напряжения	Перегрузочная способность	Надежность	КПД
Стабилизаторы релейного типа	высокая	средняя	широкий	высокая	высокая	высокий
Стабилизаторы электромеханического типа	низкая	высокая	широкий	средняя	низкая	средний
Стабилизаторы симисторного и тиристорного типа	высокая	средняя	широкий	средняя	средняя	высокий
Стабилизаторы инверторного типа	высокая	высокая	широкий	средняя	средняя	средний
Стабилизаторы феррорезонансного типа	высокая	высокая	средний	низкая	низкая	низкий

При выборе типа стабилизатора напряжения необходимо подробно изучить параметры существующего сетевого электропитания, изучить требования подключаемых электрических приборов и оборудования, использовать лучшую комбинацию свойств стабилизаторов различных типов.

ТОП-2 релейных прибора на 12 кВт

Такие стабилизаторы характеризуются тем, что применяются не только в частных домах, но также в мастерских и офисных помещениях. Рассмотрим лучшие, по мнению экспертов, модели.

No2. Wester STB-10000

Wester STB-10000 Качественное устройство, работающее очень тихо. Не самое «навороченное» и мощное, но все же заняло свое место в рейтинге (преимущественно благодаря многочисленным отзывам). При активной мощности всего в 8 кВт аппарат обладает такими достоинствами, как малый вес (17,6 кг) и компактность. Для среднестатистического дома – идеальный вариант. Дисплей большой и информативный, также пользователи отмечают качественную охлаждающую систему.

Плюсы

• высокое качество сборки;
• компактность, небольшой вес;
• очень информативный экран;
• качественная охлаждающая система.

Минусы

мощность не самая высокая.

No1. RUCELF SRFII-12000-L

RUCELF SRF II-12000-L Преимуществами данной модели являются высокая точность (в данном случае погрешность – всего 3,5 процента) и отличная мощность (10 кВт). Может применяться для стабилизации в однофазных сетях. Конструкция напольного типа, с принудительным охлаждением. Провода соединяются клеммами, возможно подключение техники, не нуждающейся в стабилизации. На информативном ЖК-дисплее указываются все необходимые сведения о напряжении и ошибках, возникших в работе.

Плюсы

• удобство использования;
• хорошая мощность;
• точность стабилизации;
• информативный жидкокристаллический дисплей.

Минусы

работает прибор достаточно шумно.

Рейтинг лучших стабилизаторов напряжения

Прежде всего мы изучили отзывы покупателей и оценки экспертов, как положительные, так и негативные. Также был проведен ряд тестов, что и помогло выявить победителей.

Вот на какие характеристики мы обращали внимание при отборе лучших стабилизаторов напряжения:

• Тип изделия – релейное, электромеханическое, инверторное;
• Способ монтажа – напольный или настенный;
• Уровень КПД и процент погрешности;
• Тип охлаждения – естественное или принудительное;
• Температурный режим работы;
• Ориентированность на количество фаз и розеток;
• Время переключения между обмотками;
• Степень влажности в помещении;
• Мощность;
• Способ подачи информации о напряжении – цифровая индикация или обыкновенная;
• Надежность защиты от перегрева, помех, повышенных нагрузок;
• Вес и размеры;
• Дизайн и цвет.

При составлении рейтинга мы также принимали во внимание срок службы устройств и длительность действия гарантии, соотношение цены и качества изделий, их доступность на рынке. Лучшие холодильники Атлант. Лучшие холодильники Атлант

Лучшие холодильники Атлант

Основные неисправности

Стабилизаторы напряжения от латвийской компании Ресанта зарекомендовали себя как достаточно надежные и высокотехнологичные. Однако и они могут ломаться. В силу особенностей конструкции релейных и электромеханических устройств бывают характерные поломки, которые требуют замены поврежденных элементов и восстановления работоспособности оборудования.

У электромеханических стабилизаторов может сломаться привод, на который в процессе эксплуатации устройства приходится повышенная нагрузка. В электросетях, где отмечаются частые скачки напряжения, электродвигатель может сломаться уже через год после начала использования оборудования.

Защита стабилизаторов

Большинство современных моделей имеют защиту от перенапряжения. Они не способны бесконечно выравнивать сколь угодно большие или малые значения входного напряжения, и через определенное время отключат питание, тем самым сохранив ваше оборудование.

Более того, после нормализации входного напряжения, оно подается на выход не сразу, а с некоторой задержкой в несколько секунд. Данное время может быть установлено жестко или варьироваться и настраиваться самостоятельно, все зависит от модели и производителя.

Основные виды стабилизаторов широко представленные сегодня в магазинах можно подразделить на 4 типа:

• релейные
• электронные
• электромеханические
• инверторные

Вот сравнительная таблица по каждому из видов стабилизатора, включая примерные цены за 1квт:

Ознакомиться с текущими ценами на сегодняшний день и подобрать себе нужную модель можно здесь.

Рассмотрим каждый из них более подробно.

ТОП-2 электромеханических стабилизаторов

Благодаря доступной стоимости и высокой точности такие модели пользуются большой популярностью. Пусть они и не являются самыми надежными. Рассмотрим для примера 2 самых распространенных прибора.

No2. РЕСАНТА ACH-10000/1-ЭМ

РЕСАНТА ACH-10000/1-ЭМ

Модель напольного типа с активной мощностью до 10 кВт, имеющая хорошую точность (2 процента) и хорошее КПД (97 процентов). Стоит недорого, а это еще одно преимущество. Отклик достаточно быстрый (10 мс), также производителем предусмотрен Bypass (специальный транзитный режим). Напряжение стабилизируется оперативно и плавно. Выглядит устройство стильно, при работе сильно не шумит.

Плюсы

• простота установки/использования;
• быстрый отклик;
• низкая стоимость;
• привлекательный внешний вид.

Минусы

автоматы на 50 А спустя некоторое время приходят в негодность.

No1. RUCELF SDW II-12000-L

RUCELF SDW II-12000-L

Устройство способно обеспечить максимальную защиту, а потому часто используется в коттеджах и частных домах. При мощности в 10 кВт прибор отлично защищает самую мощную электротехнику. Стабилизация очень хорошая (всего 1,5 процента). Крепится на стену, вес модели – 27,5 кг. Также следует отметить высокий КПД – он составляет 98 процентов. Активная 4-уровневая защита, предусмотрен режим Bypass.

Плюсы

• предусмотрен режим работы Bypass;
• отличная мощность;
• точность;
• максимальный КПД.

Минусы

существенные недостатки не выявлены.

Советы по выбору стабилизатора

При выборе учитывайте следующие факторы:

1. Модель стабилизатора по числу фаз сети. Если в вашей трехфазной сети работают 1-фазные устройства, то для защиты от перепадов напряжения лучше применять три отдельных однофазных стабилизатора.
2. Мощность прибора. При определении этого параметра нужно учесть, что некоторые устройства имеют асинхронные двигатели, у которых высокие пусковые токи.
3. Точность стабилизации для защиты бытовых устройств, его быстродействие.
4. Наличие вспомогательных функций.
5. Условия работы прибора.
6. При выборе прибора необходимо учесть схему разводки проводов цепи питания.

Советуем изучить Сколько ватт в киловатте?

Сравнение релейного и тиристорного стабилизатора

Дополнительные рекомендации по выбору

Релейный стабилизатор напряжения имеет ещё один важный параметр. Это рабочий диапазон вольтажа, при котором сохраняется заявленная производителем погрешность стабилизации. Некоторые производители указывают нижний порог входного напряжения и верхний порог выходного, оставляя без внимания их противоположные значения на входе и выходе устройства.

Подробное знакомство с устройством и принципом работы релейных стабилизаторов, а также внимательное уточнение перед покупкой всех значимых характеристик, а также сути и параметров дополнительных опций позволят выбрать стабилизатор, который обеспечит надёжную защиту потребителей от перегрузок и их стабильную работу.

Недостатки

При частом переключении, выходят из строя силовые реле

Одним из самых значимых недостатков релейных стабилизаторов, на мой взгляд, является возможность выхода из строя силовых реле, если переключения режимов происходят достаточно часто и интенсивно. Контакты со временем окисляются или могут подгорать на высоких токах, что сильно сокращает срок службы реле.

Щелкают при переключении реле

Еще особенность одна особенность, которая может стать серьезным недостатком, если релейный стабилизатор установлен где-то рядом с вами, является звук переключения реле, которые достаточно звонко щелкают.

Относительно высокая погрешность стабилизации, в среднем порядка 5-8%

В зависимости от количества отводов от автотрансформатора – вторичных обмоток и соответственно количества реле в схеме, релейный стабилизатор имеет степень погрешности стабилизации, в среднем 5-8%, а это достаточно много. Как вы могли видеть из представленных выше расчетов, ступени, при которых происходит стабилизация находятся в пределах 15 Вольт, что равняется 6,8% от 220В, особо чувствительные электроприборы могут реагировать и на такие показатели.

Если вам требуется нормализация с большей точностью, обязательно рассмотретие электромеханические стабилизаторы напряжения.

Кратковременный обрыв подачи тока в момент переключения реле

При переключении реле, во время смены режимов, на некоторое очень короткое время, происходит обрыв подачи тока, когда контакты одного реле уже разорваны, а второго только-только замыкаются. При это нередко также происходит всплеск, скачок напряжения. Это может негативно влиять на особо чувствительные электронные компоненты, а также выражаться, например, в кратковременном изменении яркости ламп.

Падение мощности при низком напряжении

Полную, заявленную производителем мощность, релейные стабилизаторы выдают лишь в достаточно узком диапазоне входящих напряжений, нередко лишь до 190 Вольт, затем производительность стремительно падает и в какой-то момент достигает лишь 40-50% от номинальной.

Сравниваем релейные и электромеханические

При сравнении двух типов стабилизаторов сразу бросается в глаза то, что ряд характеристик для них общий.

1. Так, стоимость не может служить определяющим фактором при выборе типа, она примерно одинакова, каждый киловатт мощности стабилизатора обойдется в 900-1200 рублей. Стоимость одного киловатта для каждого из типов стабилизаторов вы можете посмотреть в этой таблице.
2. Не может явиться определяющим и срок службы – несмотря на заявляемый некоторыми производителями срок службы стабилизаторов до 10-15 лет, вследствие ненадежности релейного блока устройства (а на релюшках всегда экономят!), они могут прослужить не дольше, чем электромеханические – до 1-5 лет, в зависимости от нестабильности сети.
3. Общими являются также слабая зависимость функционирования обоих типов стабилизаторов от частоты и формы входного напряжения (автотрансформатор лишь незначительно меняет коэффициент трансформации, за счет нелинейности характеристик материала сердечника).
4. В расчет следует принять характер регулирования — ступенчатый с дискретностью порядка 20-25 В у релейного стабилизатора и плавный у электромеханического. С релейным вам придется смириться с тем, что при его работе освещение будет мигать, освещенность будет колебаться в пределах ±26% (такова нестабильность светового потока при изменении напряжения в пределах ±8%), а сложная электронная техника может давать сбои в моменты переключения. С электромеханическим стабилизатором подобное исключено – напряжение регулируется плавно и устанавливается с более высокой точностью, поскольку выводов от обмотки автотрансформатора в электромеханическом стабилизаторе больше, чем в релейном (по сути, выводом является каждый виток обмотки). Поэтому в электромеханических стабилизаторах ступенчатость изменения выходного напряжения практически неощутима.
5. Вдобавок, перемещение щеточного контакта менее шумное, чем одновременное срабатывание (отключение и выключение) двух реле. Но одно НО – устанавливаться оно будет дольше, подобные стабилизаторы инерционнее релейных.
6. При рисках очень серьезной просадки входного напряжения оба сравниваемых стабилизатора примерно эквивалентны по возможностям. Так, нижний предел входного напряжения чаще всего составляет 140-150 В, а верхний 250-260 В.
7. Оба стабилизатора искрят при работе, что исключает возможность их работы во взрывоопасных (загазованных) помещениях. Их назначение – работа в условиях городской квартиры, частного домовладения, дачи. Работа в одном помещении с газовым оборудованием ЗАПРЕЩЕНА.

По идее, электромеханический стабилизатор требует регулярного обслуживания (чистки, замены щеток), релейный же обслуживания не требует, но может выйти из строя при подгорании контактов одного из реле, при этом выйдет из строя одна ступень регулирования напряжения, что полностью нарушит работу стабилизатора.

Для справки. Регулярное обслуживание не означает, что придется лазить в него каждый год. Лично являюсь свидетелем того, что сервоприводный стабилизатор вот уже пятый год работает без какого-либо вмешательства, в то время как стоящий рядом релейный стабилизатор сгорел через полтора года работы.

Понятное дело, что на практике никто и никогда их не обслуживает. Просто купили, подключили и забыли до тех пор, пока что-нибудь не сломается. Поэтому пунктик с техническим обслуживаем можно вообще не принимать в расчет.

Где используют релейные стабилизаторы

Если проанализировать все плюсы и минусы релейного стабилизатора, можно сделать вывод, что он сможет справится с большинством бытовых задач. Практически везде, где не требуется точности стабилизации, но при этом нужна высокая скорость — релейный стабилизатор просто незаменим.

В частности, релейные стабилизаторы активно приобретают для выравнивания напряжения в квартире или на даче, а также в гараже. Кроме того, практически любая бытовая техника, в которой есть мотор или нагревательный элемент, например, холодильник, стиральная или посудомоечная машина, электроинструмент прекрасно работают с недорогими и быстрыми релейными стабилизаторами.

Когда падения или наоборот скачки напряжения происходят не очень часто, но всё же случаются в течении дня, например, в садоводческом товариществе, где напряжение в сети, нередко, сильно зависит от того, что делают ваши соседи в данный момент, зависимости от этого оно может стремительно меняться, релейный стабилизатор оптимальное решение.

Если же у вас есть какое-то чувствительное даже к малейшим скачкам напряжения или параметрам электрического тока, а также к точности стабилизации оборудование, например, высококачественный усилитель звука, вам следует выбрать нормализатор другого типа.

Электромеханический стабилизатор

Основу стабилизатора этого типа составляет автотрансформатор, обмотка которого не имеет отводов. Он имеет тороидальную конструкцию. В нижней части трансформатора установлен низковольтный серводвигатель. На его роторе закреплён ползунок с графитовой щёткой. По аналогии с релейным стабилизатором, в этом устройстве так же имеется плата контроля и управления.

Электромеханический стабилизатор напряжения работает следующим образом. Изменение напряжения сети измеряется схемой сравнения, которая фиксирует отклонение от номинала в большую или меньшую сторону. Плата управления вырабатывает сигнал на серводвигатель, который перемещает свой ротор на определённый угол.

В результате, контакт ползунка увеличивает или уменьшает напряжение на выходе. Как только напряжение на входе приходит в норму, серводвигатель снова срабатывает, поэтому если сеть нестабильна, перемещение ползунка с контактом происходит постоянно.

Преимущества и недостатки

Электромеханические стабилизаторы могут быть использованы в быту, на производственных объектах, в некоторых медицинских и общеобразовательных учреждениях. Именно электромеханические системы работают в промышленных стабилизаторах большой мощности, которая может достигать 1,5-2,0 МВт. Приборы этого типа имеют свои достоинства и недостатки.

К достоинствам относятся:

• Высокая точность регулирования;
• Чистый синусоидальный сигнал;
• Способность к перегрузкам;
• Возможность работы в условиях низкого напряжения.

Среди недостатков у стабилизаторов этого типа есть весьма серьёзные:

• Медленная скорость коррекции;
• Необходимость в техническом обслуживании;
• Пожароопасность.

Низкое быстродействие может привести к выходу из строя какой-либо электронной аппаратуры, когда стабилизатор не успеет отработать резкий бросок напряжения. Графитовые щётки могут стираться, что требует их замены, а пыль, попадающая под контакт, может привести к возгоранию самого стабилизатора.