Как правильно выбрать инверторный стабилизатор напряжения: определяем преимущества, особенности и приводим в пример хорошие модели

Для начала нужно понять что такое инверторный стабилизатор и чем он отличается от других типов, положительные и отрицательные стороны

Принцип работы

Инверторные стабилизаторы коренным образом отличаются от всех ранее рассмотренных устройств. Центральное значение в принципе работы данных приборов имеет технология инвертирования. Процесс функционирования стабилизатора выглядит следующим образом. Сетевое питающее напряжение, поступая на вход прибора и проходя через высокочастотный фильтр, отсекающий импульсные помехи, гармоники высшего порядка, подаётся на выпрямитель. Затем переменный ток, через выпрямитель, попадает в корректор КМ (коэффициента мощности). В его задачу входит поддержание одинакового уровня мощности, который не будет зависеть от любых изменений входного напряжения. Переменный ток на этом этапе преобразуется в постоянный.

Напряжение постоянного тока накапливается в конденсаторной батарее, которая специально предназначена для накопления электроэнергии при её избытках. А когда электроэнергии не хватает, тогда конденсаторная установка наоборот – отдаёт её, компенсируя появившийся недостаток.

Далее постоянное напряжение поступает в преобразователь напряжения (инвертор), который преобразует его обратно в переменное, соответствующее необходимым нормам и характеристикам, т.е. формирует из него переменное синусоидальное напряжение требуемой частоты и амплитуды. Инвертор работает на мощных транзисторах, которые установлены на радиаторах. Такая схема преобразования способствует минимальным потерям энергии.

За работу транзисторов отвечает микроконтроллер, а входящий в его состав кварцевый генератор формирует и поддерживает стабильную частоту переменного тока. В стабилизаторах инверторного типа происходит двойное преобразование напряжения, что позволяет получать на выходе ток с практически идеальными характеристиками.

Смысл описанных преобразований заключается в следующем. Работой инвертора управляет микропроцессорный контроллер, благодаря которому напряжение приобретает строго синусоидальную форму, номинальную частоту и амплитуду. Таким образом, стабилизаторы инверторного типа обеспечивают нагрузку напряжением более высокого качества, чем стабилизаторы любого другого типа.

Если говорить о синусоидальности переменного напряжения, являющейся одной из важнейших показателей качества электроэнергии, то традиционные стабилизаторы в лучшем случае не ухудшают этот показатель сетевого напряжения, либо вносят некоторые помехи. Инверторные устройства формируют синусоиду самостоятельно, в соответствии с программой, прошитой в контроллере, поэтому на практике всегда происходит повышение качества электроэнергии. Другие технологии синусоиду исправить не могут, максимум не ухудшить.

Основные элементы прибора:

  • сетевой фильтр;
  • выпрямитель;
  • корректор КМ;
  • конденсаторная батарея;
  • преобразователь напряжения;
  • микроконтроллер;
  • кварцевый генератор;
  • блок индикации и управления;
  • системы защиты.

Принцип, лежащий в основе инверторных стабилизаторов, не содержит каких либо новых научных открытий последних лет и известен достаточно давно. Сравнительно недавний прорыв в этой области обусловлен началом массового выпуска мощных транзисторов, созданных по технологии IGBT и MOSFET. Именно транзисторы такого типа служат основными ключевыми элементами инверторных преобразователей.

На данный момент, схема реализована двумя производителями — это линейка Штиль ИнСтаб и отдельный стабилизатор Ресанта ACH-6000/1-И, сравним их параметры в таблице.

Преимущества и недостатки инверторных стабилизаторов

Большинство потребителей интересует не только теоретическая информация о принципе двойного преобразования энергии, но и практические преимущества реализованных на его базе устройств.

Рассмотрим подробнее положительный эффект, который принесёт каждое из преимуществ инверторного стабилизатора при его использовании в доме или квартире:

  • максимальное быстродействие – полностью исключит влияние сетевых колебаний на подключенное к стабилизатору оборудование;
  • большой спектр входного напряжения (широкий диапазон стабилизации) – обеспечит функционирование стабилизатора и, соответственно, питаемых от него потребителей даже при критических сетевых отклонениях (провалы до 90 В и скачки до 310 В);
  • высокоточная стабилизация – гарантирует корректную работу изделий, требующих питания напряжением строго с номинальным, либо максимально приближенным к номинальному значению (газовые котлы, циркуляционные насосы);
  • бесступенчатое (плавное) регулирование – избавит процесс стабилизации электроэнергии от «побочных эффектов» (мерцание осветительных приборов, искажение картинки и звука у аудио/-видеовоспроизводящих устройств);
  • идеальная синусоида выходного напряжения (независимо от формы входного) – устранит негативное влияние сетевых несинусоидальных искажений на бытовую технику и электронику;
  • фильтрация входных и выходных помех – нейтрализует помехи как приходящие из сети, так и наводимые нагрузкой;
  • широкий диапазон входной частоты – упростит совместное использование стабилизатора и генератора;
  • кратковременная подача напряжения на выход в условиях его отсутствия на входе (за счет энергии накопленной в конденсаторе) – позволит избежать отключения нагрузки при кратковременном сетевом провале;
  • многоуровневая система защиты – обесточит стабилизатор в случае серьёзной сетевой аварии, а также при перегреве или перегрузке и тем самым убережёт устройство от поломки.

Обратите внимание!
Некоторые из вышеприведённых преимуществ характерны только для инверторных стабилизаторов, производимых ГК «Штиль»!

Какие недостатки есть у стабилизаторов с двойным преобразованием? Наиболее часто для данных устройств указывают один единственный недостаток – стоимость, которая действительно немного выше, чем у сходных по мощности стабилизаторов других типов. Однако следует понимать, что, покупая качественный инверторный стабилизатор, вы платите за лучшие в своём классе технические характеристики.

Бесспорно, можно найти устройство и дешевле, но оно вряд ли обеспечит защиту аналогичного уровня, а на безопасности, как известно, не экономят. К тому же ремонт вышедшей из строя бытовой техники может обойтись намного дороже, чем однократное приобретение инверторного стабилизатора, срок службы которого составляет не менее 10 лет (для моделей «Штиль»).

Обратите внимание!
Некоторые производители только осваивают производство моделей инверторного типа и выпускают достаточно «сырые» изделия, имеющие больше недостатков, чем указано в данном разделе!

Что такое инверторный стабилизатор

Это лучшее решение прибора, который называют стабилизатором напряжения с двойным преобразованием. Главное достоинство инвертора заключается в том, что он способен снабжать потребителей всего дома током с напряжением одной частоты. Отклонение от стабильной характеристики не превышает 1 процент от норматива.

Инверторный стабилизатор напряжения (ИС) легко справляется с большими скачками входного напряжения, что востребовано в отдалённых районах и сельской местности, где местные сети электроснабжения не способны постоянно поддерживать напряжение на одном уровне.

Феррорезонансные стабилизаторы


Это стабилизатор, который многие из нас использовали в советские времена для питания ламповых телевизоров. Он собирал обычно всю пыль в помещении, а гул от него из-за встроенных трансформаторов, можно было услышать в другой комнате.

Плюсы:

  • быстродействие на высоком уровне
  • долгий ресурс работы до отказа
  • хорошая надежность
  • точно стабилизирует выходное напряжение

Минусы:

  • регулировка происходит только в определенных заданных диапазонах
  • искажает синусоиду
  • высокий шум
  • невозможна работа на холостом ходу, а также перегрузка
  • тяжелые, много весят

Плюсы и минусы

Применение инверторной технологии позволило кардинально снизить вес и габариты стабилизирующих устройств. Главным образом это произошло за счёт отсутствия в инверторных схемах трансформаторов, являющихся самой тяжёлой и объёмной деталью приборов предыдущего поколения.

Инверторные стабилизирующие приборы превосходят все предыдущие модели, почти по всем основным показателям:

  • самый широкий диапазон регулирования напряжения (от 90 до 310 Вольт);
  • мгновенная реакция на любые скачки питающего сетевого напряжения (задержка 0 мс – без аналогов);
  • идеальное качество выходного напряжения (выпрямляет синус – без аналогов);
  • самый маленький вес и габариты приборов (у других есть трансформатор, он самый тяжелый из компонентов).

Данный прибор идеален для газового котла, так как тому критичен чистый синус, а инвертор выдает его в идеальном виде (при этом инвертора нет в других видах стабилизаторов).

К недостаткам можно отнести высокую цену, а так же возможное гудение у некоторых производителей, что, скорее всего, связано с экономией на компонентах. Если вам это мешает, то такой товар можно вернуть в течение 14 дней почти у всех продавцов.

Несмотря на то, что транзисторы установлены на радиаторах, при длительной работе и транзисторы, и радиаторы сильно нагреваются. Поэтому во многих инверторных стабилизаторах дополнительно ставят небольшие вентиляторы для охлаждения, как на персональных компьютерах. Этому типу стабилизаторов необходимо обеспечивать хорошую вентиляцию, и при установке не закрывать вентиляционные отверстия. Иначе, при перегреве будет срабатывать защита, и отключать весь стабилизатор, что будет обесточивать всю подключённую к нему нагрузку. А при длительных сильных перегревах, или выходе из строя вентиляторов охлаждения могут выйти из строя и сами транзисторы, или электросхемы. Что приведёт к последующему дорогостоящему ремонту. Но производители, например

Штиль Инстаб

, дают 2 года гарантии на всю линейку приборов, косвенно это говорит о том, что компоненты проверены и работа стабильна. К слову срок эксплуатации от 10 лет (зависит от индивидуальных условий).

Читайте по теме: полный обзор Штиль Инстаб + видео работы.

Вентиляторы охлаждения стабилизатора могут создавать некоторый шум при своей работе, что не делает его полностью бесшумным при эксплуатации.

И ещё, инверторные стабилизаторы критичны к качеству применяемых электронных компонентов и их монтажу. Плохое крепление транзистора к радиатору может вызвать быстрый его перегрев, и выход из строя всего прибора.

Стоимость хоть и не маленькая, но СтабЭксперт.ру считает, что постоянное совершенствование технологий производства основных электронных компонентов и увеличение их массового выпуска, безусловно, должны привести к удешевлению конечного продукта.

ÐÑобенноÑÑи ÑÑÑÑойÑÑва

ÐÑли подвеÑÑи пÑомежÑÑоÑнÑе иÑоги, Ñо можно Ñмело ÑказаÑÑ, ÑÑо инвеÑÑоÑнÑй ÑÑабилизаÑÐ¾Ñ Ð½Ð° 220 РкаÑдиналÑно оÑлиÑаеÑÑÑ Ð¾Ñ ÑлекÑÑомеÑаниÑеÑкиÑ, ÑелейнÑÑ Ð¸Ð»Ð¸ ÑимиÑÑоÑнÑÑ ÑÑабилизаÑоÑов. ÐÑновное оÑлиÑие заклÑÑаеÑÑÑ Ð² Ñом, ÑÑо в ÑоÑÑаве оÑÑÑÑÑÑвÑÐµÑ Ñакой ÑлеменÑ, как авÑомаÑиÑеÑкий ÑÑанÑÑоÑмаÑоÑ. Ðожно Ñакже ÑÑавниÑÑ Ð¿ÑоÑеÑÑ Ð´Ð²Ð¾Ð¹Ð½Ð¾Ð³Ð¾ пÑеобÑазованиÑ, коÑоÑÑй оÑÑÑеÑÑвлÑÐµÑ Ð¸Ð½Ð²ÐµÑÑоÑ, и пеÑеклÑÑÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¾Ð±Ð¼Ð¾Ñки ÑÑанÑÑоÑмаÑоÑа Ñ Ð¾ÑÑалÑнÑÑ Ð²Ð¸Ð´Ð¾Ð². ÐÑеобÑазование в два ÑÑапа полÑÑаеÑÑÑ Ð³Ð¾Ñаздо ÑÑÑекÑивнее, ÑÑо и Ð´ÐµÐ»Ð°ÐµÑ Ð¸Ð½Ð²ÐµÑÑÐ¾Ñ Ð±Ð¾Ð»ÐµÐµ пÑогÑеÑÑивнÑм и лÑÑÑим ÑÑеди дÑÑÐ³Ð¸Ñ Ð¿ÑибоÑов.

СÑÐ¾Ð¸Ñ ÑказаÑÑ Ð¸ о Ñом, ÑÑо лÑбÑе ÑкаÑки напÑÑжениÑ, коÑоÑÑе Ð²Ð¾Ð·Ð¼Ð¾Ð¶Ð½Ñ Ð½Ð° вÑоде в инвеÑÑоÑнÑе ÑÑабилизаÑоÑÑ Ð´Ð»Ñ Ð´Ð¾Ð¼Ð°, нивелиÑÑÑÑÑÑ Ð¿Ñи помоÑи конденÑаÑоÑа, вÑодÑÑего в ÑоÑÑав аппаÑаÑа. ЭÑо благодаÑÑ ÑÐ¾Ð¼Ñ ÑÑо в данном ÑлеменÑе ÑнеÑÐ³Ð¸Ñ ÑпоÑобна накапливаÑÑÑÑ Ð¸ поÑле ÑÑого пеÑедаваÑÑÑÑ Ð² виде ÑÑабилÑного пеÑеменного Ñока.

V. ИБП двойного преобразования – в случае полных отключений и морганий сети

  • Точность стабилизации: максимальная
  • Выходные помехи: низкие
  • Скорость реакции: максимальнвя
  • Срок эксплуатации: 8-10 лет
  • Уровень шума: средний
  • Автономия: от 10 мин. до 24 часов

Источники бесперебойного питания имеют в своём составе внутренние или внешние аккумуляторы, которые позволяют продолжить электропитание всей нагрузки в доме при морганиях сети, критически низком или полном пропадании напряжения. Часто устанавливаются вместо генераторов.

ИБП со встроенными аккумуляторами: автономия до 60мин.

Однофазный ИБП с АКБ

Однофазный ИБП с АКБ

Трехфазный ИБП с АКБ

Однофазный ИБП с АКБ

  • Максимальная мощность – 5.4кВт
  • Время автономной работы – минимальное
  • Высокоточная стабилизация напряжения

East EA960II LCDS

Нагрузка: 1000Вт 2000Вт 5000Вт
Автономия: 0.8ч. 0.34ч. 0.11ч.

100 139р.

Однофазный ИБП с АКБ

  • Максимальная мощность – 9.0кВт
  • Время автономной работы – минимальное
  • Высокоточная стабилизация напряжения

East EA9010II LCDS

Нагрузка: 1000Вт 2000Вт 5000Вт
Автономия: 0.8ч. 0.34ч. 0.11ч.

129 325р.

Трехфазный ИБП с АКБ

  • Максимальная мощность – 18кВт.
  • Время автономной работы – ниже среднего
  • Высокоточная стабилизация напряжения

Lanches L900II 3/3 1×9 20kVa

Нагрузка: 1000Вт 2000Вт 5000Вт
Автономия: 2ч. 48м. 15м.

375 456р.

Комплекты ИБП + внешние аккумуляторы для автономии до 24ч.

На группу потребителей

На всю фазу

На весь дом

На группу потребителей

  • Максимальная мощность – 2.4кВт
  • Время автономной работы – выше среднего
  • Высокоточная стабилизация напряжения

Комплект X2

Нагрузка: 100Вт 500Вт 1кВт
Автономия: 57.7ч. 7.7ч. 3.2ч.

112 071р. 107 571р.

На всю фазу

  • Хит продаж
  • Максимальная мощность – 5.4кВт
  • Время автономной работы – выше среднего
  • Высокоточная стабилизация напряжения

Комплект X3

Нагрузка: 1000Вт 2000Вт 5000Вт
Автономия: 6.00 ч. 2,52 ч. 0,80 ч.

214 684р. 206 684р.

На весь дом

  • Хит продаж
  • Максимальная мощность – 13.5кВт. ИБП объединяет 3 фазы в одну
  • Время автономной работы – выше среднего
  • Высокоточная стабилизация напряжения

Комплект X31

Нагрузка: 1000Вт 2000Вт 5000Вт
Автономия: 5.2ч. 2,2ч. 0.7ч.

321 541р. 309 041р.

Подробнее про ИБП для дома

Собственная потребляемая мощность

Совершенно очевидно, что и тот и другой стабилизаторы будут сами потреблять энергию на обеспечение своей работы.

Классический стабилизатор потребляет энергию на 3 реле, индикацию и контроллер. Общий ток порядка 100мА при напряжении 12В (3 реле: 30мА х3 = 90мА). С учетом потерь на источник питания (умножим на 3) имеем в худшем случае 3,6Вт. Это справедливо для моделей до 1000ВА. Стабилизаторы от 4500ВА до 40000ВА имеют потребляемую мощность 15 – 20Вт.

Собственная мощность инверторных стабилизаторов зависит от полной мощности той или иной модели. Для моделей 350ВА это 25Вт, для 3500ВА – 40Вт, для 12000ВА – 75Вт, для 13500 это уже 150Вт и т.д.

Простой расчет показывает, что инверторный стабилизатор мощностью 350ВА за год «съест» энергии на сумму более 1000 рублей, 12000ВА более 3000 рублей, а 13500 ВА соответственно еще в 2 раза больше, т.е. более 6000 рублей.

По классическим даже мощным моделям эти затраты не превысят 1000 рублей в год.

Условия эксплуатации

Выпрямители инверторного типа довольно неприхотливы в эксплуатации. Лучше всего это выражено на таких характеристиках, как стойкость к температуре окружающей среды и повышенной влажности. Практически все модели данных устройств без проблем функционируют в температурных режимах от -40/+40 градусов. Максимальный показатель выдерживаемой влажности равен 95%.

Однако на включённый стабилизатор не должна попадать вода и смазочные материалы различного типа. Прямое их проникновение внутрь устройства приведёт его в негодность. Даже малейший конденсат внутри способен вывести выпрямитель из строя.

Для трехфазной сети

У Ресанты только одна модель на 6 кВт (в таблице) и можно составить комплект из трех стабилизаторов общей мощностью 18 кВт. У Штиль есть, как трехфазные инверторные модели, но так же можно составить комплекты из однофазных. Чтобы понять, чем такие подходы отличаются, читайте статью о том, как выбрать трехфазный стабилизатор для дома, и почему один трехфазный стабилизатор не равен трем однофазным.

Популярные инверторные стабилизаторы напряжения

Смотреть все инверторные стабилизаторы

Особенности инверторных стабилизаторов

Подведя некоторые итоги, можно сказать, что этот тип стабилизационных приборов совершенно отличается от электромеханических, релейных и симисторных стабилизаторов. Он не имеет в своем составе автоматического трансформатора.

Если сравнить процессы двойного преобразования и переключения обмоток трансформатора, то двойное преобразование характеризуется значительно большей степенью эффективности. Конечно, это преимущество делает инверторный стабилизатор более прогрессивным.

В этом стабилизаторе нет каких-либо подвижных элементов или реле. Такая особенность значительно уменьшает круг конкурентов. Собственно говоря, в некотором роде конкурентами инверторных приборов для стабилизации напряжения можно назвать симисторные или тиристорные стабилизаторы.

Стоит обратить внимание еще на таком конструктивном элементе инверторного стабилизатора как конденсатор. Именно благодаря ему происходит нивелирование любых скачков напряжения на входе.

Это потому, что в нем накапливается входная энергия, которая затем подается в нужных количествах и которая превращается в стабильный переменный ток.

Иными словами, какими бы частыми или какими бы большими ни были изменения в электропитании на входе, выходное напряжение никогда не будет изменяться, поскольку оно никак не зависит от этих изменений.

Хотя есть некоторый нюанс. Когда запаса энергии в конденсаторах не хватает, то очень сильные скачки напряжения могут отразиться на уровне выходного напряжения. Они могут «проскочить».

Дополнительно:

  • Читайте обзор Штиль ИнСтаб и смотрите видео на странице.
  • Что такое тиристорные стабилизаторы и в чем их отличие от релейных?
  • Чем симисторные стабилизаторы отличаются от тиристорных?

Целесообразность создания своими руками

Что лучше: сделать стабилизатор напряжения своими руками или все-таки лучше приобрести готовое устройство? Каждый решает сам.

Первый плюс — выгода, так как приборы стоят недешево. Второй положительный момент — знание «начинки» устройства, оно даст возможность найти и заменить неисправную деталь, которую легко найти в магазине. К недостаткам этого варианта относят невысокий уровень надежности изделий-самоделок, так как на заводах качество гарантирует специальное и измерительные оборудование, о котором в домашних условиях даже думать не приходится.

Если создание самодельного стабилизатора кажется довольно сложным, то лучше пойти традиционным, но нерациональным путем — приобрести готовый прибор. В этом случае в его надежности можно не сомневаться.

Тот, кто все же решился сделать стабилизатор напряжения своими руками, должен увидеть, какая работа ему предстоит. Лучше начинать с простых моделей, а полезную информацию можно почерпнуть из этого видео:

III. Электронные стабилизаторы напряжения – универсальное и надежное решение

  • Точность стабилизации: высокая/средняя
  • Выходные помехи: низкие
  • Скорость реакции: высокая
  • Срок эксплуатации: 10-15 лет
  • Уровень шума: низкий

Регулировка осуществляется при помощи силовых быстродействующих полупроводников — тиристоров или симисторов. Современные универсальные быстродействующие стабилизаторы напряжения, решающие большинство проблем с просадками и скачками напряжения.

Стандартная мощность на ~ 5-6кВт (25А).

Популярная модель

Премиум марка

Широкий диапазон

Lider PS7500W-30

Мощность: 6кВт

Диапазон:

150-265В Точность:

4.5% Родина:

Россия 31 580р.

Volter СНПТО-5,5 ПТШ

Мощность: 5,5кВт

Диапазон:

110-250В Точность:

5,5% Родина:

Россия 51 050р.

ЭНЕРГОТЕХ INFINITY 7500

Мощность: 6кВт

Диапазон:

116-285В Точность:

4.5% Родина:

Россия 32 200р.

Стабилизаторы мощностью ~ 8-10кВт (40А).

Lider PS12000W-30

Мощность: 9,6кВт

Диапазон:

150-265В Точность:

4,5% Родина:

Россия 52 480р.

Volter СНПТО-9 ПТШ

Мощность: 9кВт

Диапазон:

110-250В Точность:

4,58% Родина:

Россия 69 000р.

ЭНЕРГОТЕХ INFINITY 12000

Мощность: 9,6кВт

Диапазон:

116-285В Точность:

4,5% Родина:

Россия 46 400р.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...