Тип стабилизатора
—
Релейный. В таких устройствах имеется трансформатор с набором контактов, каждый из которых отвечает за определённое значение напряжения. Таким образом, регулировка осуществляется ступенчато. А за переключение между группами контактов отвечает, в полном соответствии с названием, специализированное реле. Будучи простыми и довольно недорогими устройствами, релейные стабилизаторы отличаются высоким быстродействием (см. «Скорость срабатывания») и широким диапазоном входного напряжения (см. ниже). В то же время реле даёт довольно большую погрешность (см. «Точность выходного напряжения») и слабо приспособлено к работе с большими токами и резкими скачками напряжения (например, при использовании сварочного аппарата) — высока вероятность перегорания контактной группы. Поэтому модели этого типа в большинстве своём рассчитаны на несложные условия, где не требуется ни высокой точности, ни мощности — например, они хорошо подходят для подключения отдельных бытовых приборов. Кроме того, отметим, что работа реле часто связана со значительным уровнем шума (в первую очередь за счёт характерного «клацания»); это может создать серьёзные неудобства при использовании в жилых помещениях.
—
Тиристорный. Устройство тиристорных стабилизаторов во многом схоже с описанными выше релейными: в частности, имеется такой же трансформатор с набором отдельных выводов для ступенчатой регулировки.
...Однако переключение между обмотками осуществляется не при помощи реле, а при помощи полупроводниковых приборов — тиристоров. Принцип их работы также схож с реле: тиристор способен замыкать и размыкать цепь с мощными токами, получая управляющие команды при помощи слабых сигналов. Главным же конструктивным отличием тиристорных стабилизаторов, дающим им преимущество над релейными, является отсутствие контактной группы. Это позволяет подключать к таким устройствам довольно мощную нагрузку, точность их работы весьма высока, а шум при переключении, в отличие от релейных схем, практически отсутствует. С другой стороны, тиристоры чувствительны к перегреву и требуют установки активных систем охлаждения (см. ниже), что соответствующим образом сказывается на цене и габаритах устройства.
— Симисторный. Стабилизаторы, построенные на симисторах (симметричных тиристорах). По сути представляют собой разновидность описанных выше тиристорных устройств, и с практической стороны ничем от них заметно не отличаются — ни по достоинствам, ни по недостаткам.
— Электромеханический. Действие таких стабилизаторов основано на работе электромотора (его иногда называют сервомотором), который перемещает специальный угольный контакт непосредственно по обмоткам трансформатора. В зависимости от положения контакта изменяется количество витков обмотки, включённых в работу; таким образом и осуществляется регулировка напряжения. Подобные модели считаются одними из лучших по соотношению «цена/качество», они сочетают невысокую стоимость с отличной точностью и плавностью регулировки. В то же время скорость срабатывания в них напрямую зависит от степени изменения входного напряжения: чем сильнее скачок — тем большее расстояние по обмоткам должна пройти щётка. Соответственно, электромеханические стабилизаторы плохо подходят для работы с резкими перепадами в сети, а потому во избежание неприятных последствий диапазон входных напряжений (см. ниже) у них обычно довольно неширок. Кроме этого, щётка при постоянном движении стирается, что требует периодической чистки трансформатора и замены самой щётки; однако такая необходимость возникает нечасто и обычно не вызывает затруднений. Работа сервомотора создаёт некоторый шум, но в целом модели этого типа работают тише, чем релейные (хотя и ощутимо громче полупроводниковых).
— Феррорезонансный. Один из первых типов стабилизаторов, выпускаемых серийно. Конструкция такого устройства основана на паре катушек, напоминающей классический трансформатор. Характеристики катушек подобраны таким образом, чтобы при превышении входного напряжения «лишняя» часть магнитного потока с входной катушки отводилась в т.н. магнитный шунт, а магнитный поток через выходную катушку (и, соответственно, напряжение на её выходах) оставался постоянным. Благодаря этому феррорезонансные модели отличаются высокой скоростью и плавностью работы, хорошей точностью, а также простой и недорогой конструкцией. С другой стороны, подобные стабилизаторы не способны выдавать ровный синусоидальный ток, сильно зависят от частоты тока на входе, создают помехи на линии (что требует применения фильтров при подключении чувствительной электроники), имеют малый диапазон входных напряжений и мощностей нагрузки (неспособны работать вхолостую или с перегрузкой). Кроме того, устройства данного типа тяжелы и громоздки. Вследствие этого они считаются устаревшими и применяются относительно редко.
— Комбинированный. Разновидность стабилизаторов, сочетающая в конструкции элементы релейных и электромеханических моделей. Как правило, для небольших скачков напряжения в них используется подстройка при помощи электромотора; реле, в свою очередь, играет роль страховки и включается в действие при значительных отклонениях, с которыми электромеханическая часть не может справиться «в одиночку». Благодаря этому в одном устройстве удалось совместить достоинства обоих вариантов — высокую точность подстройки и широкий диапазон входных напряжений. Правда, некоторые недостатки этот тип стабилизаторов также унаследовал — в частности, необходимость чистить щётку и шум при срабатывании реле (хотя последнее случается реже, чем в чисто релейных моделях). Кроме того, стоимость таких агрегатов обычно довольно высока.
— Двойного преобразования. Принцип действия данного типа стабилизаторов заключается в преобразовании переменного тока в постоянный (при помощи выпрямителя) и затем обратно в переменный (при помощи инвертора). Инвертор настроен таким образом, чтобы выдавать практически эталонное напряжение и синусоиду во всём рабочем диапазоне входного напряжения. Таким образом, главным достоинством стабилизаторов двойного преобразования является высокая точность выходного сигнала, такие устройства подходят даже для деликатных компонентов вроде телевизоров или акустических систем. Кроме того, диапазон входного напряжения получается довольно широким, реакция на скачки напряжения — практически мгновенной, а за счёт отсутствия движущихся частей стабилизатор работает тихо и «живёт» долго. Главными недостатками подобных приборов являются высокая стоимость и относительно низкий КПД (порядка 90 %).Мощность
Максимальная полная мощность нагрузки, допустимая для данной модели
Полной в электротехнике называют мощность, которая учитывает как активную, так и реактивную мощность; первый тип мощности рассмотрен выше, а второй можно описать как влияние обмоток, катушек индуктивности и конденсаторов на работу сетей переменного тока. Полная мощность является основным параметром для расчета нагрузок на оборудование в профессиональной электротехнике; ее принято обозначать в вольт-амперах (ВА), в случае стабилизаторов — в киловольт-амперах (кВА). Отметим, что для удобства разные виды мощностей в электротехнике обозначаются единицами с разным названием. Именно поэтому указанная в характеристиках стабилизатора мощность в Вт обычно не равна его мощности в ВА.
При выборе стабилизатора для некоторых бытовых приборов бывает вполне достаточно данных об активной мощности, но по возможности лучше все-таки использовать полную. В частности, именно этот параметр является ключевым при поиске
стабилизатора для холодильника или
стабилизатора для котла: в первом случае оптимальным значением считается 0,4 – 1 кВА, во втором — от 0,1 до 0,7 кВА. Впрочем, в любом случае выбирать конкретную модель необходимо с таким расчетом, чтобы ее полная мощность была не ниже полной мощности всей подключенной нагрузки — а лучше иметь еще и запас (на случай непредвиденных обстоятельств или подключения дополнительного оборудования). В то
...же время стоит учитывать, что мощные модели отличаются крупными габаритами и весом, а главное — высокой стоимостью; поэтому далеко не всегда имеет смысл гнаться за максимальными цифрами.
Также отметим, что существуют формулы, позволяющие вывести оптимальную полную мощность стабилизатора на основе данных об активной мощности и типе нагрузки; с ними можно ознакомиться в специальных источниках.Диапазон входного напряжения
Диапазон напряжений на входе стабилизатора, при котором он способен работать в штатном режиме и выдавать на нагрузку неизменное напряжение в 230 или 400 В (в зависимости от количества фаз, см. выше). Чем шире этот диапазон — тем универсальнее устройство, тем более серьёзные скачки напряжения оно способно погасить без выхода за штатные параметры работы. Однако нужно учитывать, что этот параметр является не единственным, и даже не далеко не основным показателем качества работы: многое зависит также от точности выходного напряжения и скорости срабатывания (оба пункта см. ниже).
Также отметим, что некоторые модели могут иметь несколько режимов работы (например, с подачей на выход 220 В, 230 В или 240 В). В этом случае в характеристиках указывается «общий» диапазон входного напряжения, от наименьшего минимального до наибольшего максимального; фактические же диапазоны для каждого же конкретного режима будут различаться.
Кроме того, встречаются стабилизаторы, способные работать и вне штатного диапазона входного напряжения: при небольшом отклонении за его пределы устройство обеспечивает относительно безопасные показатели на выходе (также с некоторыми отклонениями от номинальных 230 или 400 В), если же падение или рост становятся критическими — срабатывает соответствующая защита (см ниже).
Точность выходного напряжения (±)
Наибольшее отклонение от номинального напряжения на выходе (230 В или 400 В, в зависимости от количества фаз), которое стабилизатор допускает при работе в штатном диапазоне входных напряжений (см. выше). Чем меньше это отклонение — тем более качественно работает устройство, тем точнее оно подстраивается под «изменения обстановки» и тем меньшим колебаниям напряжения подвергается подключённая нагрузка.
При выборе по данному параметру стоит учитывать в первую очередь то, насколько подключаемые приборы требовательны к стабильности напряжения. С одной стороны, высокая стабильность хороша для любого устройства, с другой — она обычно означает и высокую цену. Соответственно, покупать продвинутый стабилизатор для неприхотливой нагрузки вроде лампочек и обогревателей обычно не имеет смысла, однако для чувствительных устройств вроде аудиосистем или компьютеров он может оказаться весьма кстати.
Степень защиты IP
Степень защищённости внутренних компонентов стабилизатора от различных нежелательных воздействий снаружи — в первую очередь, от попадания влаги и посторонних предметов. Для описания защиты, обеспечиваемой корпусом, используется стандарт IP(«ingress protection», т.е. защита от проникновения).
В маркировке по этому стандарту обычно используется две цифры — например, IP54. Первая цифра описывает степень защиты от различных твёрдых предметов (до песка и пыли включительно). Конкретные её значения могут быть такими:
1 — защита от предметов размером 50 мм и более (для сравнения: средний мужской кулак уже не пройдёт даже через самое крупное отверстие в таком корпусе).
2 — от предметов размером от 12,5 мм (сравнимо с толщиной пальца на руке).
3 — от предметов размером от 2,5 мм (можно говорить о защите от случайного попадания большей части стандартных инструментов).
4 — от предметов размером от 1 мм (например, большинства проводов).
5 — средняя степень защиты от пыли (допускается попадание внутрь некоторого количества пыли, не оказывающего влияние на работу устройства).
6 — максимальная степень защиты от пыли (её попадание внутрь практически исключено).
Вторая цифра, соответственно, описывает устойчивость ко влаге:
1 — минимальная степень защиты — устройство, размещённое в рабочем положении, устойчиво к отдельным каплям, падающим на него вертикально.
2 — допускается попадание вертикальных капель при от...клонении устройства от рабочего положения не более чем на 15°.
3 — допускается попадание брызг, летящих под углом до 60° от вертикали; защита от дождя.
4 — устойчивость к брызгам с любого направления; защита от дождя с ветром.
5 — устойчивость к водяным струям; защита от сильных ливней, бурь.
6 — допускается кратковременное попадание крупных объёмов воды — например, при ударе волны.
7 — возможность кратковременного погружения под воду на небольшую глубину (до 1 м).
8 — возможность работы на глубине 1 м и более длительное время.
Одна из цифр может заменяться буквой X — это обычно означает, что устройство не имеет официальной сертификации по соответствующему направлению защиты. В некоторых случаях это говорит о том, что такая защита вообще отсутствует — например, корпус IP2X, скорее всего, вообще не рассчитан на какое-либо попадание воды. Однако может быть и наоборот — например, IPX7: корпус с возможностью погружения под воду наверняка будет хорошо защищён и от пыли, даже если этого официально и не заявлено.
Разумеется, выбирать вариант по данному параметру стоит в первую очередь с учётом предполагаемых условий эксплуатации: например, для сухой подсобки влагозащита ни к чему (только лишних денег будет стоить), а вот в сырой подвале подобный корпус может оказаться очень к месту. Однако нужно учитывать, что никакая защита не даёт абсолютных гарантий и не избавляет от необходимости соблюдать правила безопасности.
