Jakie są typy i rodzaje regulatorów napięcia dla domu?

Obecnie problem niskiego napięcia w sieci nabiera coraz większego znaczenia. Można temu zaradzić, stosując regulator napięcia, który ochroni wszystkie urządzenia przed awariami. Aby wybrać odpowiedni sprzęt, należy zapoznać się z różnymi typami, sposobem ich działania oraz ich zaletami i wadami.

Główne typy i rodzaje regulatorów napięcia

Przekaźnik

Druga nazwa urządzeń to urządzenia stopniowane. Ten typ jest najczęściej kupowany do użytku domowego i w domkach letniskowych. Wynika to z niskiej ceny stabilizatora i jego wysokiej dokładności regulacji. Stabilizatory przekaźnikowe działają na następującej zasadzie: uzwojenia transformatora są przełączane przez przekaźnik mocy, który jest wyzwalany automatycznie. Czujnik monitoruje stan sieci. Jeśli napięcie wykracza poza dopuszczalne granice, przekaźniki regulują je. Regulacja odbywa się poprzez przełączanie uzwojeń z jednego na drugie, którego napięcie jest jak najbardziej zbliżone do pierwszego.

Stabilizatory przekaźników są przeznaczone do ochrony następujących urządzeń:

• sprzęt gospodarstwa domowego;
• Oprawy oświetleniowe (z wyjątkiem LED);
• Sprzęt laboratoryjny i medyczny;
• systemy nawigacyjne;
• systemy ładowania;
• sieci komputerowe i komunikacyjne.

Zalety transformatorów przekaźnikowych:

• zwartość;
• szeroki zakres parametrów prądu wejściowego i temperatury pracy (może pracować w zakresie od -40 do +40 stopni);
• niska cena;
• długa żywotność (możliwość pracy nawet przez 10 lat).

Zwróćmy uwagę na wady transformatorów przekaźnikowych:

• zmiany mają charakter stopniowy;
• W porównaniu z innymi typami regulatorów słaba zdolność do obciążania styków przekaźnika;
• wysoki poziom hałasu akustycznego;
• Przebieg sinusoidalny prądu obciążenia jest silnie zniekształcony przy wysokich napięciach wejściowych - jest to spowodowane nasyceniem magnetycznym rdzenia.

Elektronika - przekaźniki triakowe i tyrystorowe

Komutatory elektroniczne są podobne w budowie do przekaźników elektromagnetycznych. Jednak w tym przypadku do skokowego przełączania uzwojenia autotransformatora stosuje się półprzewodniki. Istnieje kilka typów takich układów elektronicznych, z których każdy odpowiada za automatyczne przełączanie przekładni transformatora. Obecnie produkowane są urządzenia, w których za przełączanie stopni odpowiadają triaki i tyrystory.

Tyrystor to układ półprzewodnikowy, w którym występuje głębokie dodatnie sprzężenie zwrotne. Zapewnia szybkie przełączanie podczas pracy z kluczem.

Triak to dwa połączone tyrystory z elektrodami sterującymi. Są one połączone w układzie przeciwrównoległym. Transformatory tyrystorowe charakteryzują się wysoką sprawnością dzięki zdolności przewodzenia prądu w obu kierunkach.

Częściej kupowane są jednak urządzenia tyrystorowe, ponieważ są one zaprojektowane w uproszczonym układzie. Oznacza to, że są one również łatwiejsze w utrzymaniu.

Transformatory elektroniczne są stosowane do ochrony następujących urządzeń:

• sprzęt wideo i audio;
• Systemy klimatyzacyjne i chłodnicze;
• komputery i akcesoria do nich;
• urządzenia kuchenne;
• pralki;
• systemy ogrzewania podłogowego.

Główne zalety:

• wysoki współczynnik stabilizacji;
• szybka regulacja mechanizmu różnicowego;
• dogodne parametry;
• wysoka niezawodność;
• niskie zużycie energii;
• ochrona przed zakłóceniami zewnętrznymi;
• praca w temperaturach wewnętrznych do -40 stopni Celsjusza.

Wady stabilizatorów elektronicznych:

• wysoka cena;
• wysokie koszty napraw;
• Nieodpowiednie dla obciążeń reaktywnych.

Napęd serwomechaniczny (elektromechaniczny)

Transformatory elektromechaniczne rozwiązują jeden z głównych problemów urządzeń z przekaźnikami mechanicznymi, które mogą zapewnić jedynie skokową formę regulacji napięcia wyjściowego. Mechanizm działania serwostabilizatorów polega na zmianie współczynnika transformacji. Odbywa się to za pomocą szczotki, która jest podłączona do elektrody zacisków wyjściowych. Dodatkowy silnik elektryczny pomaga szczotce poruszać się wzdłuż uzwojenia wtórnego.

Główne zalety to:

• niskie koszty;
• małe wymiary;
• szeroki zakres regulacji napięcia;
• płynny proces regulacji;
• odporność na krótkotrwałe przeciążenia;
• wysoki poziom sprawności.

Wady:

• Urządzenie pracuje głośno, co jest szczególnie odczuwalne w nocy;
• Operacja nie jest natychmiastowa;
• Są tam części ruchome, które psują się częściej niż części statyczne;
• Konieczność regularnej konserwacji;
• Możliwość pracy w temperaturze co najmniej 5 stopni Celsjusza;
• podatność na przedostawanie się pyłu do wnętrza urządzenia.

Ferrorezonans

Główną cechą takich transformatorów jest zastosowanie uzwojeń, które są umieszczone na rdzeniach magnetycznych o różnym przekroju. Stabilizatory ferrorezonansowe charakteryzują się precyzyjną regulacją napięcia.

Wymieńmy zalety tych typów:

• wysoką niezawodność, która wynika z braku obwodów przełączających;
• służba długoterminowa;
• zdolność do pracy w warunkach wysokiej wilgotności i wahań temperatury;
• wysoka dokładność wyrównania;
• odporność na przeciążenia.

Wymieńmy wady urządzeń ferrorezonansowych:

• wysoki poziom hałasu podczas pracy;
• duży rozmiar i duży ciężar;
• Niezdolność do pracy przy dużym przeciążeniu;
• Jakość działania zależy od wielkości obciążenia;
• Generowanie zakłóceń elektromagnetycznych.

Inwerter (bezstopniowy, beztransformatorowy, IGBT, PWM)

Ten typ regulatora jest uważany za jeden z najdroższych, ale jednocześnie niezawodny. Z tego względu jest on stosowany nie tylko w domu, ale również w dużych zakładach przemysłowych. Mechanizm działania regulatora inwerterowego jest następujący: prąd zmienny jest przekształcany w prąd stały i odwrotnie. Wynika to z obecności w urządzeniu mikrokontrolera i oscylatora kwarcowego. Na rynku dostępnych jest kilka typów urządzeń o różnych sposobach przetwarzania prądu. Najbardziej powszechne są urządzenia PWM i transformatory z tranzystorami IGBT.

Zalety urządzenia są następujące:

• szybka reakcja na skoki napięcia oraz precyzyjna regulacja;
• dogodne parametry urządzenia ze względu na brak automatycznego transformatora;
• Sprawność do 90%;
• Możliwość pracy z prędkością biegu jałowego;
• skuteczne tłumienie przepięć i zakłóceń impulsowych;
• praca w temperaturach ujemnych;
• cicha praca;
• wysoka dokładność regulacji napięcia.

Wady urządzenia:

• Jakość pracy pogarsza się wraz z przeciążeniem;
• wysokie koszty sprzętu;
• Konstrukcja obwodu jest skomplikowana, co utrudnia naprawę;
• Wraz ze wzrostem obciążenia zmniejsza się zakres napięć wejściowych.

Jednofazowe i trójfazowe

Stabilizatory napięcia mogą być jednofazowe lub trójfazowe. Jeśli trzeba wybrać urządzenie do mieszkań i domów, które często są jednofazowe, należy kupić transformator o napięciu 220 V.

Jeśli masz sieć trójfazową, możesz zainstalować zarówno urządzenia jednofazowe, jak i trójfazowe. Wszystko zależy od możliwości finansowych i warunków instalacji. Eksperci twierdzą, że lepiej jest mieć trzy stabilizatory jednofazowe.

Dzieje się tak dlatego, że w przypadku zaniku przynajmniej jednej fazy, całe urządzenie zostanie wyłączone do czasu przywrócenia zasilania wszystkich faz. Podobne problemy nie wystąpiłyby w przypadku trzech jednostek jednofazowych. Jedyną wadą tego wyboru jest zajmowana przestrzeń.

Argumentem przemawiającym za instalacją trzech stabilizatorów jednofazowych jest również fakt, że obciążenie linii jest rozłożone nierównomiernie.

Przy wyborze stabilizatora ważne jest przeanalizowanie jego charakterystyki, a jedną z nich jest pobór mocy. Wartość ta zależy od liczby i mocy urządzeń elektrycznych, które są stale podłączone do prądu.

Wniosek

W tym artykule omówiliśmy główne typy regulatorów napięcia. Warto zauważyć, że ich wybór zależy od kilku czynników: właściwości funkcjonalnych, kosztu i przeznaczenia urządzenia. Nie należy oszczędzać na zakupie, ponieważ urządzenie to chroni wszystkie istniejące urządzenia przed awariami spowodowanymi przepięciami.

Powiązane artykuły: