Меню

Стабилизатор релейный или автоматический



Какой стабилизатор лучше: релейный, электромеханический или электронный?

kakoy stabilizator luche

На этот вопрос ответить однозначно, просто невозможно. У каждого типа стабилизатора есть свои плюсы и минусы, кроме того многое зависит от области применения. Более того конкретная модель в определённых условиях будет работать некорректно и не даст желаемого результата.

Помочь сделать правильный выбор помогут технические характеристики различных типов стабилизаторов, а так же рекомендуемая сфера применения.

Релейный стабилизатор

Этот стабилизатор относится к трансформаторному типу. Основным элементом устройства является тороидальный трансформатор, который иногда называется катушкой вольтодобавки. Этот узел представляет собой металлический сердечник из стали или пермаллоя, на который намотана катушка из медного провода, достаточно большого диаметра. Конструктивно катушка разделена на отдельные сегменты, каждый из которых имеет отвод.

Релейный стабилизатор напряжения работает следующим образом. Пока напряжение сети соответствует номиналу и находится в допустимых пределах, оно передаётся потребителю напрямую. Как только плата управления зафиксирует отклонение напряжения, она подключает реле, которое изменяет коэффициент трансформации, подключая соответствующие секции. В результате, напряжение на выходе устройства, всегда находится в допуске.

Принцип работы релейного стабилизатора

Характеристики и сфера применения

Релейный стабилизатор обладает целым рядом преимуществ, которыми определяется его большая популярность:

  • Низкая стоимость
  • Работа в широком диапазоне нагрузок
  • Устойчивость к перегрузкам
  • Хорошая форма напряжения на выходе

Некоторые модели релейных стабилизаторов могут стоить в диапазоне 1500-2000 рублей. Это намного дешевле стоимости стабилизаторов другого типа. Работа данного устройства мало зависит от величины нагрузки. Стабилизатор этого типа способен выдерживать даже двукратные перегрузки, правда в течение непродолжительного времени.

Определённые недостатки в некоторых случаях могут ограничивать применение этого устройства:

  • Невысокая надёжность
  • Большая погрешность
  • Режим мерцания

Реле

Надёжность стабилизатора определяется сроком службы реле, контакты которых подгорают, что требует их замены. В отдельных случаях погрешность напряжения на выходе может превышать 10%.

В момент переключения реле, на 15-20 мс происходит обрыв фазы, что вызывает мерцание осветительных приборов и другие неприятные вещи, связанные с эксплуатацией бытовой электронной аппаратуры.

В целом, каких либо ограничений на использование релейного стабилизатора нет, за исключением невысокой точности и прерывистого режима работы.

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.

Стабилизирующее устройство электромеханического типа

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.

Высокая точность достигается плавной регулировкой при отсутствии дискретных переключающих элементов. Напряжение снимается непосредственно с обмотки трансформатора, который не вносит никаких искажений. Электромеханический стабилизатор допускает кратковременные десятикратные перегрузки. Прибор допускает работу при постоянно низком напряжении, которое может быть 120-140В.

  • 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.

Электронный стабилизатор

Стабилизатор электронного типа

Электронным этот стабилизатор называется поскольку в его конструкции отсутствуют любые механические или электромеханические элементы. Вся схема устройства собрана на полупроводниковых элементах.

Принцип работы этого прибора полностью аналогичен принципу работы релейного стабилизатора. Только функцию переключающих реле, здесь выполняют ключи на четырёхслойных полупроводниковых приборах – тиристорах и симисторах. Электронный стабилизатор напряжения стоит заметно дороже, чем стабилизаторы других типов, но, тем не менее, есть ситуации, когда его применение оправдано.

Читайте также:  Стойка стабилизатора как проверить новую

Особенности и характеристики

Полупроводниковый стабилизатор может работать практически со всеми видами бытовой техники.

Это определяется его несомненными достоинствами:

  • Высокое быстродействие;
  • Большой диапазон напряжения;
  • Отсутствие шума.

В отличие от реле, мощные силовые ключи, обеспечивают практически мгновенную реакцию на изменение напряжения на входе устройства. Диапазон напряжения сети, при котором электронный стабилизатор корректно работает достаточно большой, поэтому прибор можно использовать в самых неблагоприятных условиях. Он не боится низких температур, работает бесшумно и не нуждается в техническом обслуживании.

Но и недостатков у данного устройства достаточно:

  • Дискретный способ регулировки;
  • Низкая перегрузочная способность;
  • Искажённая форма напряжения на выходе.

По аналогии с релейным стабилизатором, переключение напряжения осуществляется ступенями. Электронные ключи очень не любят перегрузок и могут выгореть.

Часто в описаниях тиристорных и симисторных стабилизаторов можно прочесть, что они не искажают сигнал на выходе, так как коммутация выполняется в момент перехода синусоиды через ноль. Может быть, у супердорогих моделей с мощными процессорами это так. Практика показала, что электронные стабилизаторы прилично ломают синусоиду, что так же нужно учитывать при выборе устройства.

Стабилизаторы компании «Энергия»

Кроме типа стабилизатора, при его выборе, следует так же обращать внимание на производителя. Одной из ведущих компаний на рынке электрического оборудования является компания «Энергия». Кроме того, что ассортиментный ряд стабилизаторов очень широк, вся продукция полностью адаптирована к российским энергетическим сетям, что отсутствует у большинства зарубежных производителей.

Российские стабилизаторы ЭТК Энергия

Компания производит релейные, электромеханические и электронные модели, кроме того имеется линейка гибридных моделей, которые совмещают в себе два типа стабилизаторов. Это заметно расширяет возможности их применения. Стабилизаторы выпускаются на мощности от 500 до 30 000 Вт и отличаются отличным качеством и высокой надёжностью.

Какой лучше выбрать?

Таблица сравнение характеристик стабилизаторов

Чтобы решить, какой стабилизатор напряжения лучше релейный или электромеханический следует точно знать параметры сети. Для этого можно использовать тестер и провести ряд измерений. Если напряжение в пределах определённого времени изменяется быстро и часто, а нагрузка такого типа, что это может ей повредить, то лучше выбрать релейный стабилизатор. Тем более что он стоит недорого. Если изменения незначительны, а нагрузке нужна высокая точность, то электромеханический стабилизатор будет лучшим выбором.

Несколько сложнее решить, какой стабилизатор напряжения лучше — релейный или электронный? Принцип действия у них одинаковый, только электронный стоит дороже. Здесь важным могут быть условия эксплуатации и надёжность. Для работы в условиях холода нужно предпочесть электронный стабилизатор, а если электроника оборудования чувствительна к форме напряжения, то лучше отдавать предпочтение инверторным или релейным стабилизаторам.

Источник

Сравниваю, какой стабилизатор лучше — релейный или электромеханический?

22.11.2018 Комментариев нет 19672

Прежде чем выяснить, какой стабилизатор лучше (релейный или электромеханический), желательно познакомиться с ними поближе.

Общее между стабилизаторами напряжения релейного и электромеханического типа то, что их работа сопровождается замыканием и размыканием электрических контактов (в релейном), либо перемещением по виткам обмотки щеточного контакта, также с замыканием и размыканием электрического соединения (в электромеханическом). Это придает этим стабилизаторам некоторые общие свойства, отличные от свойств бесконтактных стабилизаторов (электронного и инверторного).

Как было раньше

Ручной стабилизатор напряжения (древний)

Когда-то давно для регулирования напряжения на нагрузке были распространены лабораторные автотрансформаторы с ручным регулированием. Это были наиболее простые по устройству и принципу действия устройства.

Регуляция осуществлялась путем перемещения угольной щетки-токосъемника по виткам тороидальной обмотки автотрансформатора, что изменяло коэффициент трансформации и напряжение на выходе, позволяя установить желаемое значение, в том числе и номинальное сетевое 220 В.

Число витков подключенной к сети обмотки при этом не менялось.

При пониженном напряжении сети автотрансформатор работает в повышающем режиме, при повышенном – понижающем. При соответствии напряжения сети номинальному угольная щетка устанавливается в точности на витке обмотки, подключенном к сети, и преобразования напряжения не происходит.

Единственная накладка при этом – помимо полезного тока нагрузки, из сети бесполезно потребляется ток холостого хода автотрансформатора.

И все бы хорошо, но всегда существовала опасность, что при очередном повышении или понижении сетевого напряжения осуществляющий регулирование человек не заметит этого, и соответственно изменится напряжение на нагрузке.

Читайте также:  Стабилизатор задний шевроле лачетти универсал артикул

Электромеханический стабилизатор

Этот стабилизатор (называемый еще сервоприводным), максимально близок по конструкции к описанному выше автотрансформатору с ручной регулировкой. Отличие в том, что ползунок с графитовой щеткой по виткам обмотки тороидального автотрансформатора перемещается не вручную, а исполнительным электродвигателем (сервоприводом).

Угольная щетка электромеханического стабилизатора

В более продвинутых моделях угольный контакт заменен на ролик из тугоплавкого металла. Это позволяет увеличить межсервисный интервал. Хотя, как показывает опыт, самым слабым местом всех сервоприводных стабилизаторов, как ни странно, является сам двигатель.

Мощность электромеханических стабилизаторов практически не ограничена, в промышленных стабилизаторах она может доходить до 1,5-2,0 МВт.

Достоинства:

  • низкая стоимость, порядка 1000-1200 рублей за 1 кВт мощности
  • широкий диапазон изменения входного напряжения, нижний предел может достигать 120-140 В;
  • способность к перегрузкам, кратковременно допустимы 10-кратные перегрузки;
  • поддержание выхода с высокой точностью, до 3%;
  • низкая чувствительность к частоте входного напряжения и его форме;
  • низкий уровень шума.

Недостатки:

  • невысокая надежность механической части устройства, необходимость технического обслуживания с периодической заменой щеточного контакта вследствие износа;
  • пожароопасность (возможно возгорание при попадании под контакты графитовой пыли от ползунка);
  • инерционность в работе, время реагирования составляет 0,1 с, скачок входного напряжения отрабатывается со скоростью 10 В в секунду, поскольку для перемещения контакта по обмотке требуется время.

Релейный стабилизатор

В релейных стабилизаторах, также как и в электромеханических, роль человека передана автоматике. За напряжением на нагрузке следит микроконтроллер, нагрузка подключается к автотрансформатору через одно из схемных реле, а микроконтроллер всегда выбирает для включения то реле, которое обеспечит на выходе наиболее близкое к номинальному значение.

Конструктивно автотрансформатор релейного стабилизатора представляет собой тороидальный сердечник из магнитомягкой стали или пермаллоя, на который намотана обмотка из изолированного медного провода с рядом отводов, выведенных на контакты реле.

Трансформатор имеет множество выводов

Иногда в релейном стабилизаторе вместо автотрансформатора устанавливается трансформатор с первичной обмоткой и вторичной обмоткой с отводами (называемой вольтодобавочной), секции которой подключаются поочередно вплоть до достижения необходимого напряжения на выходе.

Кстати, о напряжении на выходе… Если стабилизатор снабжен вольтметром контроля выходного напряжения, сверьте его показания с показаниями внешнего вольтметра, недобросовестный производитель может включить контрольный вольтметр так, чтобы он неизменно показывал 220 В, в то время как напряжение может отклоняться от номинального. Официальная легенда гласит, что это делается для того, чтобы меньше нервировать конечного потребителя.

Достоинства и недостатки релейного стабилизатора обусловлены его конструктивными особенностями.

Достоинства:

  • малые габаритные размеры и вес (автотрансформатор работает в более щадящем тепловом режиме, чем трансформатор с двумя обмотками);
  • низкая стоимость, порядка 900-1200 рублей за 1 кВт мощности;
  • широкий диапазон изменения входного напряжения, от 100 В до 280 В в некоторых моделях;
  • могут защитить от резких перепадов входного напряжения, изменения отрабатываются со скоростью до 250 В/с;
  • низкая чувствительность к частоте входного напряжения и его форме;
  • широкий диапазон рабочих температур – от -40 до +40 °С;
  • допустимая длительная перегрузка до 110%, кратковременно — двукратная.

Недостатки:

  • реле – самые ненадежные элементы конструкции, реле с подгоревшими контактами выводят из строя весь стабилизатор и требуют немедленной замены;
  • ступенчатая регулировка выхода не обеспечивает постоянство напряжения на нагрузке, обычно оно изменяется от 203 до 237 В, и погрешность доходит до 8%. Особенно сильно это заметно по изменению яркости ламп накаливания;
  • при переключении ступеней нагрузка на короткое время (20-30 мс) обесточивается, не все потребители рассчитаны на подобный перерыв, мигают лампочки, цифровая техника может самопроизвольно переключиться в какой-нибудь странный режим;
  • при повышении точности стабилизации выходного напряжения (и усложнении конструкции стабилизатора) падает скорость реакции на изменения по входу, и время стабилизации доходит до 150 мс;
  • при полном пропадании сети и последующем ее восстановлении, напряжение на выходе появляется с задержкой (где-то через 6 с). Это обусловлено особенностями работы алгоритмов вычисления требуемого режима работы;
  • при частом изменении входного напряжения работа стабилизатора сопровождается слышимыми щелчками в результате отпускания одного реле и срабатывании другого (подробнее здесь).
Читайте также:  Втулка стабилизатора лифан бриз аналог

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.

  • 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.
  • 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.
  • 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.

    Подгорело реле в релейном стабилизаторе

    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.

    Общие выводы

    Релейный и электромеханический стабилизаторы примерно равнозначны по стоимости, но электромеханический обладает более высокой точностью и плавностью поддержания выходного напряжения. Нет резких перепадов напряжения в 20-30 вольт при переключении обмоток, как у релейного. Поэтому для подключения люстр, светильников и прочей осветительной аппаратуры однозначно следует предпочесть электромеханический стабилизатор.

    Но при этом у электромеханических стабилизаторов более длительное время реакции, чем у релейных. В некоторых случаях (например, когда сосед балуется сваркой) это может стать проблемой. Хотя, с соседями-сварщиками вообще мало какой стабилизатор совладает. Разве что инверторный (двойного преобразования) или вообще online-UPS. И то и другое очень дорого, проще с соседом «разобраться».

    Как показывает практика, срок службы мало зависит от типа стабилизатора как такового. Тут все упирается в качество электронной начинки, а следовательно в фирму-производителя. Чем авторитетнее фирма и чем больше гарантийный срок, тем дольше прослужит устройство. И, разумеется, тем дороже оно будет стоить.

    А еще у электромеханического стабилизатора отсутствует раздражающее клацанье релюшками. Легкое ненавязчивое жужжание всяко приятнее на слух, чем резкие щелчки.

    В целом, по совокупности характеристик, электромеханический стабилизатор более пригоден для работы в условиях квартиры, дома или дачи. Если для вас несущественна несколько более замедленная реакция электромеханического стабилизатора, выбор должен быть сделан в его пользу.

    О том, какие конкретно модели выбрать, вы можете узнать из этих статей:

    Источник