Ми як належне сприймаємо той факт, що розетки у нас удома перебувають під напругою 220В, а будь-яка техніка при підключенні до цих розеток справно працюватиме. Для сертифікованої в Україні побутової техніки та електроніки навіть не обов'язково підтримувати ці 220В - допускаються відхилення аж до 10%.
Проблеми починаються тоді, коли мережеві коливання набувають дійсно небезпечних значень. Як правило, відбувається це при позаштатних ситуаціях, які можуть статися на будь-якому рівні, починаючи підстанцією та закінчуючи електропроводкою в об'єкті (будинок, квартира, виробниче приміщення тощо). І хоча таке трапляється нечасто, наслідки можуть виявитися сумними, що вимагають значних грошових вкладень.
Найкраще попередити потенційні проблеми, встановивши пристрій захисту. Саме тому ми розглянемо, що називається стабілізатором напруги та яких типів вони бувають.
Що таке стабілізатор напруги і навіщо він потрібний
Існують різні пристрої захисту від нестабільного живлення: реле напруги, стабілізатори, джерела безперебійного живлення. Серед них стабілізатори напруги можна назвати найбільш збалансованим рішенням щодо співвідношення ціни та захисних властивостей. Вони надають комплексний захист від мережевих коливань, але не забезпечують автономну роботу.
Основне завдання стабілізатора полягає в тому, щоб зафіксувати перепади напруги на вході і компенсувати їх за допомогою тих чи інших технічних рішень, реалізованих в конкретній моделі, в результаті чого на виході виходить 220В з деяким відхиленням, величина якого залежить від конструкції приладу.
Конструкція, елементна база, реалізовані технічні рішення - те, на чому ґрунтується робота стабілізатора напруги - впливають на характеристики, ціну і, як наслідок, призначення приладу. Тому коротко розберемося, стабілізатори яких типів представлені на ринку України та як вони працюють.
Стабілізатори зі ступінчастим принципом регулювання
Даний тип варто розглянути першим, тому що саме до нього здебільшого приходить рядовий користувач через збалансованість конструкції.
Отже, що входить у стабілізатор напруги зі ступінчастим принципом регулювання? Це автотрансформатор з безліччю висновків (ступенів), силові ключі для комутації цих щаблів і, власне, автоматика, що управляє ключами. Даний принцип регулювання дуже простий: при комутації того чи іншого ступеня автотрансформатора пропорційно змінюється напруга на виході. Тому достатньо підбирати той ступінь, вихід якого максимально близький до 220В. Цей принцип відрізняється простотою і високою швидкістю спрацьовування, проте наявність кроку регулювання може бути проблемою в деяких випадках.
Ступінчасті стабілізатори поділяються на два види в залежності від типу силових ключів, що використовуються: бюджетні релейні і більш дорогі електронні на напівпровідникових ключах. Точність та робочий діапазон залежать від кількості щаблів стабілізації, яких може бути аж 48.
Таким чином, різні комбінації типів та кількості ключів можуть утворювати як бюджетні побутові, так і високоточні промислові моделі.
Електромеханічні (сервопривідні) стабілізатори
Якщо Ви коли-небудь мали справу з лабораторним автотрансформатором (ЛАТР), то сервопривідний стабілізатор є його сучасною версією. Тут принцип регулювання той самий: шляхом переміщення щітки поверхнею обмотки можна знімати різні номінали напруги. У разі переміщення здійснюється з допомогою сервомотора, керованого контролером.
Переваги та недоліки такого класичного рішення очевидні: регулювання плавне і точне, але занадто повільне для компенсації різких стрибків. Сервопривідні стабілізатори напруги добре підійдуть для тих випадків, коли відхилення в мережі мають постійний характер і не вимагають частого переміщення струмознімач. Стабілізатори даного типу відносяться до бюджетного сегменту, будучи конкурентами пристроїв із ступінчастим принципом регулювання релейного типу.
Стабілізатори безступінчасті електронні
Здебільшого споживачі не вимагають ідеальної підтримки 220В без відхилень та затримок у регулюванні, допускаючи певні неточності. Тому описані вище типи стабілізаторів є найбільш популярними на ринку України. Тим не менш, для деякого обладнання потрібно забезпечувати електроживлення ідеальної якості, для чого потрібні електронні стабілізатори з безступінчастим регулюванням.
Яким чином у таких стабілізаторах вдалося забезпечити незалежність вихідної напруги від вхідної? Справа в тому, що звичайні стабілізатори працюють за принципом коригування вхідного сигналу шляхом зміни коефіцієнта трансформації автотрансформатора. Для безступінчастої та ідеально точної стабілізації такий принцип не підходить. Потрібно не відкоригувати наявний вхідний сигнал, а генерувати власний з ідеальними характеристиками - тільки так можна домогтися незалежності від входу. Так безступінчасті стабілізатори і працюють: вхідна напруга використовується лише для живлення, а вбудований в прилад інвертор генерує синусоїдальний сигнал без будь-яких відхилень незалежно від того, наскільки спотворена напруга на вході. Тобто навіть регулювання як такої тут немає – прилад завжди генерує необхідний сигнал без відхилень. Цей принцип також називають подвійним перетворенням, і він використовується в професійних ДБЖ.
Ми розглянули основні підходи до стабілізації, реалізовані у доступних на ринку України стабілізаторах. Вибір за вами!
