А який стабілізатор напруги краще – релейний або електромеханічний?

Перш ніж з’ясувати, який стабілізатор краще (релейний або електромеханічний), бажано познайомитися з ними ближче.

Спільне між стабілізаторами напруги релейного і електромеханічного типу то, що їх робота супроводжується замиканням і розмиканням електричних контактів (в релейному), або переміщенням по витків обмотки щіткового контакту, також з замиканням і розмиканням електричного з’єднання (в електромеханічному). Це надає цим стабілізаторів деякі загальні властивості, відмінні від властивостей безконтактних стабілізаторів (електронного та інверторного).

Як було раніше

Колись давно для регулювання напруги на навантаженні були поширені лабораторні автотрансформатори з ручним регулюванням. Це були найбільш прості по пристрою і принципу дії пристрою.

Регуляція здійснювалася шляхом переміщення вугільної щітки-токос’емника по витків тороидальной обмотки автотрансформатора, що змінювало коефіцієнт трансформації і напруга на виході, дозволяючи встановити бажане значення, в тому числі і номінальне мережеве 220 В.

Число витків підключеної до мережі обмотки при цьому не змінювалося.

При зниженій напрузі мережі автотрансформатор працює в підвищує режимі, при підвищеному – що знижує. При відповідності напруги мережі номінальному вугільна щітка встановлюється в точності на витку обмотки, підключеному до мережі, і перетворення напруги не відбувається.

Єдина накладка при цьому – крім корисного струму навантаження, з мережі марно споживається струм холостого ходу автотрансформатора.

І все б добре, але завжди існувала небезпека, що при черговому підвищенні або зниженні напруги здійснює регулювання людина не помітить цього, і відповідно зміниться напруга на навантаженні.

електромеханічний стабілізатор

Цей стабілізатор (званий ще сервопривідного), максимально близький по конструкції до описаного вище автотрансформатора з ручним регулюванням. Відмінність в тому, що повзунок з графітової щіткою по витків обмотки тороїдального автотрансформатора переміщається не вручну, а виконавчим електродвигуном (сервоприводом).

У більш просунутих моделях вугільний контакт замінений на ролик з тугоплавкого металу. Це дозволяє збільшити міжсервісний інтервал. Хоча, як показує досвід, найслабшим місцем всіх сервопривідних стабілізаторів, як не дивно, є сам двигун.

Потужність електромеханічних стабілізаторів практично не обмежена, в промислових стабілізаторах вона може доходити до 1,5-2,0 МВт.

переваги:

  • низька вартість, порядку 1000-1200 гривень за 1 кВт потужності
  • широкий діапазон зміни вхідного напруги, нижня межа може досягати 120-140 В;
  • здатність до перевантажень, короткочасно допустимі 10-кратні перевантаження;
  • підтримка виходу з високою точністю, до 3%;
  • низька чутливість до частоти вхідної напруги і його формі;
  • низький рівень шуму.

недоліки:

  • невисока надійність механічної частини пристрою, необхідність технічного обслуговування з періодичною заміною щіткового контакту внаслідок зносу;
  • пожежонебезпека (можливий спалах при попаданні під контакти графітового пилу від повзунка);
  • інерційність в роботі, час реагування становить 0,1 с, стрибок вхідної напруги відпрацьовується зі швидкістю 10 В в секунду, оскільки для переміщення контакту по обмотці потрібен час.

релейний стабілізатор

У релейних стабілізаторах, також як і в електромеханічних, роль людини передана автоматиці. За напругою на навантаженні стежить мікроконтролер, навантаження підключається до автотрансформатора через одне з схемних реле, а мікроконтролер завжди вибирає для включення то реле, яке забезпечить на виході найбільш близьке до номінального значення.

Конструктивно автотрансформатор релейного стабілізатора являє собою тороидальний сердечник з магнітомягкого стали або пермаллоя, на який намотана обмотка з ізольованого мідного дроту з рядом відводів, виведених на контакти реле.

Іноді в релейному стабілізаторі замість автотрансформатора встановлюється трансформатор з первинною обмоткою і вторинною обмоткою з відводами (званої Вольтододаткові), секції якої підключаються по черзі аж до досягнення необхідного напруги на виході.

До речі, про напругу на виході … Якщо стабілізатор забезпечений вольтметром контролю вихідної напруги, звірте його показання з показаннями зовнішнього вольтметра, недобросовісний виробник може включити контрольний вольтметр так, щоб він незмінно показував 220 В, в той час як напруга може відхилятися від номінального. Офіційна легенда свідчить, що це робиться для того, щоб менше нервувати кінцевого споживача.

Переваги та недоліки релейного стабілізатора обумовлені його конструктивними особливостями.

переваги:

  • малі габаритні розміри і вага (автотрансформатор працює в більш щадному тепловому режимі, ніж трансформатор з двома обмотками);
  • низька вартість, порядку 900-1200 гривень за 1 кВт потужності;
  • широкий діапазон зміни вхідного напруги, від 100 В до 280 В в деяких моделях;
  • можуть захистити від різких перепадів вхідної напруги, зміни відпрацьовуються зі швидкістю до 250 В / с;
  • низька чутливість до частоти вхідної напруги і його формі;
  • широкий діапазон робочих температур – від -40 до +40 ° С;
  • допустима тривале перевантаження до 110%, короткочасно – дворазова.

недоліки:

  • реле – найбільш ненадійні елементи конструкції, реле з підгорілими контактами виводять з ладу весь стабілізатор і вимагають негайної заміни;
  • ступінчаста регулювання виходу не забезпечує сталість напруги на навантаженні, зазвичай воно змінюється від 203 до 237 В, і похибка доходить до 8%. Особливо сильно це помітно по зміні яскравості ламп розжарювання;
  • при перемиканні ступенів навантаження на короткий час (20-30 мс) знеструмлюється, не всі споживачі розраховані на подібний перерву, блимають лампочки, цифрова техніка може мимовільно перейти в який-небудь дивний режим;
  • при підвищенні точності стабілізації вихідної напруги (і ускладненні конструкції стабілізатора) падає швидкість реакції на зміни по входу, і час стабілізації доходить до 150 мс;
  • при повному зникненні мережі і подальшому її відновленні, напруга на виході з’являється з затримкою (десь через 6 с). Це обумовлено особливостями роботи алгоритмів обчислення необхідного режиму роботи;
  • при частій зміні вхідної напруги робота стабілізатора супроводжується чутними клацанням в результаті відпускання одного реле і спрацьовуванні іншого (докладніше тут).

Порівнюємо релейні та електромеханічні

При порівнянні двох типів стабілізаторів відразу впадає в око те, що ряд характеристик для них загальний.

  1. так, вартість не може служити визначальним фактором при виборі типу, вона приблизно однакова, кожен кіловат потужності стабілізатора обійдеться в 900-1200 гривень. Вартість одного кіловата для кожного з типів стабілізаторів ви можете подивитися в.
  2. Не може з’явитися визначальним і термін служби – незважаючи на заявляється деякими виробниками термін служби стабілізаторів до 10-15 років, внаслідок ненадійності релейного блоку пристрою (а на релюшкой завжди економлять!), Вони можуть прослужити не довше ніж електромеханічні – до 1-5 років, в залежності від нестабільності мережі.
  3. Спільними є також слабка залежність функціонування обох типів стабілізаторів від частоти і форми вхідної напруги (автотрансформатор лише незначно змінює коефіцієнт трансформації, за рахунок нелінійності характеристик матеріалу сердечника).
  4. У розрахунок слід прийняти характер регулювання – ступінчастий з дискретністю порядку 20-25 В у релейного стабілізатора і плавний у електромеханічного. З релейним вам доведеться змиритися з тим, що при його роботі освітлення буде блимати, освітленість буде коливатися в межах ± 26% (така нестабільність світлового потоку при зміні напруги в межах ± 8%), а складна електронна техніка може давати збої в моменти перемикання.

    З електромеханічним стабілізатором подібне виключено – напруга регулюється плавно і встановлюється з більш високою точністю, оскільки висновків від обмотки автотрансформатора в електромеханічному стабілізаторі більше, ніж в релейному (по суті, висновком є ??кожен виток обмотки). Тому в електромеханічних стабілізаторах ступенчатость зміни вихідної напруги практично невідчутна.

  5. В додаток, переміщення щіткового контакту менш гучне, ніж одночасне спрацьовування (відключення і вимикання) двох реле. Але одне АЛЕ – встановлюватися воно буде довше, подібні стабілізатори інерційні релейних.
  6. При ризики дуже серйозною просадки вхідної напруги обидва порівнюваних стабілізатора приблизно еквівалентні за можливостями. Так, нижня межа вхідного напруги найчастіше становить 140-150 В, а верхній 250-260 В.
  7. Обидва стабілізатора іскрять при роботі, що виключає можливість їх роботи у вибухонебезпечних (загазованих) приміщеннях. Їх призначення – робота в умовах міської квартири, приватного домоволодіння, дачі. Робота в одному приміщенні з газовим обладнанням ЗАБОРОНЕНО.

За ідеєю, електромеханічний стабілізатор вимагає регулярного обслуговування (чищення, заміни щіток), релейний ж обслуговування не вимагає, але може вийти з ладу при підгоряння контактів одного з реле, при цьому вийде з ладу один щабель регулювання напруги, що повністю порушить роботу стабілізатора.

Для довідки. Регулярне обслуговування не означає, що доведеться лазити в нього щороку. Особисто я є свідком того, що сервопріводний стабілізатор ось уже п’ятий рік працює без будь-якого втручання, в той час як стоїть поруч релейний стабілізатор згорів через півтора року роботи.

Ясна річ, що на практиці ніхто і ніколи їх не обслуговує. Просто купили, підключили і забули до тих пір, поки що-небудь не зламається. Тому пунктик з технічним обслуговуємо можна взагалі не брати в розрахунок.

загальні висновки

Релейний і електромеханічний стабілізатори приблизно рівнозначні за вартістю, але електромеханічний володіє більш високою точністю і плавністю підтримки вихідної напруги. Немає різких перепадів напруги в 20-30 вольт при перемиканні обмоток, як у релейного. Тому для підключення люстр, світильників та іншої освітлювальної апаратури однозначно слід віддати перевагу електромеханічний стабілізатор.

Але при цьому у електромеханічних стабілізаторів більш тривалий час реакції, ніж у релейних. У деяких випадках (наприклад, коли сусід балується зварюванням) це може стати проблемою. Хоча, з сусідами-зварниками взагалі мало який стабілізатор впорається. Хіба що інверторний (подвійного перетворення) або взагалі online-UPS. І те й інше дуже дорого, простіше з сусідом «розібратися».

Як показує практика, термін служби мало залежить від типу стабілізатора як такого. Тут все впирається в якість електронної начинки, а отже в фірму-виробника. Чим авторитетніше фірма і чим більше гарантійний термін, тим довше прослужить пристрій. І, зрозуміло, тим дорожче воно буде коштувати.

А ще у електромеханічного стабілізатора відсутня подразнюючу клацання релюшкой. Легке ненав’язливе дзижчання всяко приємніше на слух, ніж різкі клацання.

В цілому, за сукупністю характеристик, електромеханічний стабілізатор більш придатний для роботи в умовах квартири, будинку або дачі. Якщо для вас несуттєва кілька більш уповільнена реакція електромеханічного стабілізатора, вибір повинен бути зроблений в його користь.

Ссылка на основную публикацию