Автор: Александр Старченко
Инверторные стабилизаторы напряжения постепенно выходят на первое место по популярности. Они очень надёжны, компактны, обеспечивают идеальные характеристики выходного напряжения и не имеют механических деталей. Благодаря исключительно высоким параметрам, инверторный стабилизатор напряжения прекрасно подходит для питания любой бытовой и офисной техники. Он так же применяется в качестве источника питания на производстве, домашнего и дачного стабилизатора.
На какие особенности инверторных стабилизаторов обратить внимание при выборе?
Перед покупкой стабилизатора с двойным преобразованием следует изучить его основные характеристики:
- Число фаз. Однофазные инверторные стабилизаторы подойдут для питания бытовой и офисной техники. Трехфазное оборудование в основном применяется для обеспечения энергией промышленных систем на 380 В.
- Активная мощность. Это ключевой параметр прибора, определяющий мощность нагрузки (одного или нескольких потребителей в сумме). Стабилизатор с меньшей мощностью, чем это необходимо, будет перегружаться и вызывать отключения.
- Напряжение входа. Инверторные модели поддерживают широкий диапазон входных напряжений, обеспечивают возможность работы с проблемными электросетями. Встроенная автоматика отключает нагрузку при выходе за порог предельных значений.
- Точность стабилизации. Стабилизаторы с двойным преобразованием дают минимальные отклонения на выходе от номинального значения. Обычно параметр не превышает 2 процентов. Высокая точность гарантирует надежную работу подключаемой техники.
- Управление и мониторинг. Средства контроля и управления позволяют анализировать и управлять параметрами работы устройства. Инверторные стабилизаторы снабжены световой и/или цифровой индикацией, поддерживают установку модулей локального и удаленного мониторинга.
Внутреннее строение
Благодаря чему инверторные стабилизаторы могут достигать такой эффективности и гордо носить звание лидера среди всех типов стабилизаторов? Это достигается благодаря иному принципу работы и, конечно, другому строению (оно изображено на рис. 1).
Классический инвертор стабилизатор состоит из: — входных фильтров (ВХ); — выпрямителя и корректора коэффициента мощности (ККМ-В); — конденсаторов (ВИП) — преобразователя постоянного напряжения в переменное (ИНВ); — микроконтроллера (МК).
Рис. 1. Схема инверторного стабилизатора.
Стоит отметить, что выпрямитель и преобразователь постоянного напряжения являются инверторами, которые построены на основе транзисторов IGBT, то есть на основе биполярных транзисторов с изолированным затвором, и MOSFET, то есть на металл-оксид-полупроводнике.
Эти транзисторы могут коммутировать очень большие токи и во время их работы наблюдаются очень малые потери энергии.
Лучшие однофазные инверторные стабилизаторы на 220 вольт
Однофазные стабилизаторы с двойным преобразованием — отличное решение для организации качественного питания компьютеров, оргтехники, устройств обогрева, вентиляции и прочего оборудования на 220 В.
Рейтинг ТОП-5 лучших инверторных стабилизаторов напряжения на 220 вольт для дома по соотношению цены и качества.
Штиль IS350 (0.3 кВт)
Инверторный однофазный стабилизатор Штиль IS350, обладающий высоким уровнем защиты и максимальной точностью, обеспечит качественным питанием бытовую технику и электроприборы с суммарной мощностью 0,3 кВт.
Представленное оборудование выдает на выходе стабильное напряжение синусоидальной формы.
Аппарат характеризуется бесшумной работой.
Он оснащен электронной защитой с автовосстановлением от перегрузок, перегрева, короткого замыкания, превышения напряжения более 400 В, резких импульсных перепадов.
Изделие дополнено варистором на 2 кВ, надежно защищено от высокочастотных помех на 100 кГц.
Основные характеристики:
- номинальная мощность — 300 Вт;
- напряжение входа — 90-310 В;
- точность стабилизации — ±2%;
- напряжение выхода — 216-224 В;
- защита — от короткого замыкания/перегрева/перегрузки/помех;
- вариант размещения — настенный;
- охлаждение — пассивное естественное;
- индикация — светодиодная;
- подключение — сетевой кабель, розетка;
- габаритные размеры — 155×223×80 мм;
- масса устройства — 2 кг.
Преимущества
- простота использования;
- трафарет для монтажа в комплекте;
- качественная сборка и материалы;
- стабильное напряжение на выходе.
Недостатки
- неудобное расположение розетки;
- отсутствие цифровой индикации;
- несъемный кабель питания.
Штиль IS5000 2022 (4.5 кВт), серый
Стабилизатор однофазный Штиль IS5000 2022 с технологией двойного преобразования предназначен для питания и защиты различного электрооборудования общей мощностью 4500 Вт.
Изделие предусматривает настенное размещение.
Аппарат снабжен ЖК-дисплеем, автоматическим выключателем, силовыми клеммами для подключения.
Прибор позволяет менять вручную выходное напряжение в диапазоне 220-230 В с шагом 1 В.
Комбинированная (конвекционно-вентиляторная) система охлаждения автоматически переключается в активный режим при достижении критического значения температуры нагрева компонентов стабилизатора.
Прибор оснащен полной электронной защитой, сетевыми фильтрами, цифровым экраном для мониторинга.
Основные характеристики:
- номинальная мощность — 4500 Вт;
- напряжение входа — 90-310 В;
- точность стабилизации — ±2%;
- выход — 216-235 В (регулируемый);
- защита — от короткого замыкания/перегрева/перегрузки/помех;
- вариант размещения — настенный;
- охлаждение — комбинированного типа;
- индикация — цифровой дисплей;
- подключение — силовые клеммы;
- габаритные размеры — 246×358×101 мм;
- масса устройства — 6 кг.
Преимущества
- небольшой вес;
- компактные габариты;
- высокая мощность;
- достойная комплектация.
Недостатки
- нагрев при нагрузке;
- шумная система охлаждения.
Штиль IS10000 2022 (9 кВт), серый
Однофазная инверторная модель Штиль IS10000 2020 мощностью 9 кВт — это стабилизатор с улучшенными техническими характеристиками, работающий с использованием технологии двойного преобразования энергии.
Аппарат обеспечивает непрерывную плавную стабилизацию напряжения входа в широком диапазоне.
Скорость реакции устройства при отклонениях параметров электросети приближается к 0 мс.
Имеется возможность бесперебойного питания потребителей при кратковременном пропадании электричества (до 200 мс).
Комбинированная система охлаждения переходит в активный режим при достижении внутренней температуры стабилизатора критического уровня.
Модель дополнена электронным и ручным байпасом.
Основные характеристики:
- номинальная мощность — 9000 Вт;
- напряжение входа — 90-310 В;
- точность стабилизации — ±2%;
- выход — 216-235 В (регулируемый);
- защита — от короткого замыкания/перегрева/перегрузки/помех;
- вариант размещения — настенный;
- охлаждение — комбинированного типа;
- индикация — цифровой дисплей;
- подключение — силовые клеммы;
- габаритные размеры — 370×498×101 мм;
- масса устройства — 11 кг.
Преимущества
- высокая точность стабилизации;
- широкий диапазон входа;
- отличное быстродействие;
- автовосстановление после срабатывания защиты.
Недостатки
- высокая стоимость;
- шумные вентиляторы охлаждения;
- большой вес.
Штиль IS550 (0.4 кВт), серый
Компактный навесной стабилизатор Штиль IS550 в практичном и стильном корпусе серого цвета — это инверторный преобразователь, предназначенный для питания и защиты от перепадов напряжения электрооборудования суммарной мощностью 4000 Вт.
В частности модель рекомендуется для газовых котлов, аудио и видеоаппаратуры, компьютеров и прочей, чувствительной к качеству тока техники.
Прибор обеспечивает плавную и непрерывную регулировку напряжения входа в широком диапазоне (90-310 В).
При кратковременном отсутствии электричества в сети (не более 200 мс) стабилизатор автоматически переключается на собственное автономное питание.
Основные характеристики:
- номинальная мощность — 400 Вт;
- напряжение входа — 90-310 В;
- точность стабилизации — ±2%;
- выход — 216-224 В (регулируемый);
- защита — от короткого замыкания/перегрева/перегрузки/помех;
- вариант размещения — настенный;
- охлаждение — пассивное естественное;
- индикация — светодиодная;
- подключение — сетевой кабель, розетка;
- габаритные размеры — 155×245×82 мм;
- масса устройства — 2 кг.
Преимущества
- компактные размеры;
- точность стабилизации;
- надежность конструкции;
- высокое качество сборки.
Недостатки
- приличное потребление энергии без нагрузки;
- неудобное расположение кнопки включения;
- невысокая мощность.
Штиль IS8000 (7.2 кВт), серый
Инверторная однофазная модель Штиль IS8000 в компактном корпусе серого цвета разработана для питания отдельных электроприборов или групп устройств с максимальной общей мощностью 7200 Вт.
Прибор обладает высокими техническими параметрами.
Это, в том числе непрерывная бесступенчатая стабилизация в широком диапазоне, мгновенная реакция на отклонения в сети (до 0 мс), напряжение идеальной синусоидальной формы, высокая точность выравнивания.
Удобство эксплуатации обеспечивает информативный ЖК-экран, отображающий основные параметры сети и стабилизатора, аварийные сообщения.
Основные характеристики:
- номинальная мощность — 7200 Вт;
- напряжение входа — 90-310 В;
- точность стабилизации — ±2%;
- выход — 216-235 В (регулируемый);
- защита — от короткого замыкания/перегрева/перегрузки/помех;
- вариант размещения — настенный;
- охлаждение — комбинированного типа;
- индикация — цифровой дисплей;
- подключение — силовые клеммы;
- габаритные размеры — 370×498×101 мм;
- масса устройства — 11 кг.
Преимущества
- качественная стабилизация;
- высокое быстродействие;
- небольшие габариты;
- эргономичный корпус;
- удобное настенное расположение.
Недостатки
- высокий ценник;
- тяжелая модель
- шумные кулеры.
Принцип работы
Двойной выпрямитель во время функционирования исполняет всего лишь 2 ключевые функции:
- преобразовывает ток переменного типа в постоянный;
- вторая функция оборотная – преобразовывает ток постоянного типа в переменный.
Первая стадия функционирования включает в работу такие устройства, как корректор показателя мощности и непосредственный выпрямитель. Проще говоря, ток переменного типа является нестабильным и проникает в аппаратуру сквозь фильтр, выпрямляющий его и делающий постоянным. Также фильтрации поддаются и частоты. После таких манипуляций ток приобретает фактически безупречную форму синусоида.
Достоинство состоит в том, что в данной ситуации существенно повышаются мощностные показатели. Коэффициентное соотношение повышения мощности достигает отметки буквально 1,0. После того как фильтр пройден, ток скапливается в конденсаторном блоке – вторичный блок питания.
Далее инверторные нормализаторы функционируют по следующему принципу: постоянный ток, который был выпрямлен и преобразован, движется к инвертору, задача какого – преобразовывать его в ток переменного типа и формировать тот же синусоид. Под воздействием инвертора ток переменного типа обретает показатель напряжения 220 В и частоту со значением 50 Гц.
Лучшие трехфазные модели инверторных стабилизаторов
Трехфазные стабилизаторы с двойным преобразованием нашли свое применение в промышленности, на коммерческих и бытовых объектах с подведенной электросетью 380 В.
Штиль IS3320RT (16 кВт), серый
Трехфазный стабилизатор инверторного типа Штиль IS3320RT в компактном корпусе серого цвета — идеальное решение для питания электропотребителей суммарной мощностью до 16 кВт.
Используемая в устройстве технология двойного преобразования обеспечивает отсутствие задержки отклика на сетевые колебания (до 0 мс), изменение напряжения в широком диапазоне, повышенную точность, выход идеальной синусоидальной формы.
Система охлаждения в данной модели выполнена на базе малошумных вентиляторов, подключение к сети и нагрузке обеспечивается клеммными колодками.
Современный ЖК-дисплей показывает основные параметры работы устройства, позволяет выполнять ряд настроек.
Основные характеристики:
- номинальная мощность — 16000 Вт;
- напряжение входа — 90-310 В;
- точность стабилизации — ±2%;
- выход — 216-224 В (регулируемый);
- защита — от короткого замыкания/перегрева/перегрузки/помех;
- вариант размещения — универсальный;
- охлаждение — принудительное вентиляторное;
- индикация — цифровой дисплей;
- подключение — силовые клеммы;
- габаритные размеры — 220×515×560 мм;
- масса устройства — 35 кг.
Преимущества
- добротная сборка;
- универсальная установка;
- понятные настройки;
- широкий диапазон входа.
Недостатки
- слабые транспортировочные колеса;
- шумная система охлаждения.
Штиль IS3315RT (13.5 кВт), серый
Трехфазная инверторная модель Штиль IS3315RT на 13,5 кВт обеспечит питанием и защитой отдельные устройства или групп электрооборудования, чувствительных к качеству тока.
Стабилизатор укомплектован удобной панелью управления с информативным дисплеем, принудительным вентиляторным охлаждением с системой адаптивного изменения скорости вращения в зависимости от нагрузки, защитой от импульсных помех, неполадок и сбоев.
Прибор выделяет наличие режима байпас, возможность ручного изменения параметров выхода с шагом 1 В.
Есть опциональная возможность организации локального или удаленного мониторинга.
Основные характеристики:
- номинальная мощность — 13500 Вт;
- напряжение входа — 90-310 В;
- точность стабилизации — ±2%;
- выход — 216-224 В (регулируемый);
- защита — от короткого замыкания/перегрева/перегрузки/помех;
- вариант размещения — универсальный;
- охлаждение — принудительное вентиляторное;
- индикация — цифровой дисплей;
- подключение — силовые клеммы;
- габаритные размеры — 220×515×560 мм;
- масса устройства — 35 кг.
Преимущества
- высокое качество исполнения;
- отличные технические параметры;
- относительно компактные габариты;
- удобство перемещения и транспортировки.
Недостатки
- неудобные винтовые зажимы;
- нагрев корпуса при работе;
- малоинформативная инструкция.
Штиль IS3110RT (8 кВт)
Трехфазный стабилизатор Штиль IS3110RT мощностью 8000 Вт обеспечит защиту различного оборудования от перепадов напряжения в сети с равномерной загрузкой всех питающих фаз.
Модель выполнена в мощном металлическом корпусе, имеет возможность вертикальной и горизонтальной установки.
Девайс оснащен поворотной панелью управления с цифровым ЖК-дисплеем, клеммной колодкой и вводным автоматом на задней панели.
Предусмотрены слоты для опциональной установки плат расширения для локального и удаленного мониторинга.
Охлаждение осуществляется вентиляторами с умной регулировкой скорости вращения.
Основные характеристики:
- номинальная мощность — 8000 Вт;
- напряжение входа — 90-310 В;
- точность стабилизации — ±2%;
- выход — 216-224 В (регулируемый);
- защита — от короткого замыкания/перегрева/перегрузки/помех;
- вариант размещения — универсальный;
- охлаждение — принудительное вентиляторное;
- индикация — цифровой дисплей;
- подключение — силовые клеммы;
- габаритные размеры — 250×459×530 мм;
- масса устройства — 17 кг.
Преимущества
- высокая точность стабилизации;
- мгновенная реакция на изменение входа;
- бесперебойное питание нагрузки;
- надежная аварийная защита;
- высокий КПД.
Недостатки
- не демократичный ценник;
- нагрев под нагрузкой;
- шумные вентиляторы.
Советы по эксплуатации
Хотя нормализатор и обладает довольно неприхотливыми качествами, всё же стоит прислушаться к полезным советам, чтобы устройство не вышло из строя:
- влажность в помещении не должна превышать 95%;
- не допускать попадания воды и появления внутри корпуса конденсата;
- не устанавливать во взрывоопасных, запылённых помещениях, где водятся насекомые и грызуны;
- не устанавливать на открытых площадках;
- не накрывать устройство и обеспечить хорошую вентиляцию;
- проводить регулярное техническое обслуживание;
- выполнять очистку в выключенном состоянии, с помощью пылесоса.
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.
Критерии выбора
При выборе выпрямителя инверторного типа нужно руководствоваться следующими его характеристиками:
- мощность прибора;
- уровень допустимой нагрузки;
- быстрота выравнивания напряжения;
- выходная форма напряжения;
- точность указанных параметров;
- значение допустимых колебаний;
- эксплуатационные условия.
Мощность является самым важным критерием выбора стабилизатора. Данные характеристики прибора избираются в соответствии с тем фактором, какое число потребителей будет к нему подсоединено – одна квартира или весь многоквартирный дом.
Необходимо скрупулёзно подсчитать всю потенциальную нагрузку на выпрямитель. К полученному значению прибавляют 25% мощности на резерв, чтобы прибор не испытывал предельной нагрузки.
Феррорезонансные преобразователи
Начало массового производства и бытового использования стабилизаторов напряжения в нашей стране датируется 60-ми годами XX века и связано с появлением ламповых телевизоров. Первые стабилизаторы напряжения представляли собой феррорезонансные преобразователи, принцип действия которых основан на электромагнитном взаимодействии между двумя дросселями: с ненасыщаемым сердечником (входной) и насыщенным (выходной).
Для своего времени феррорезонансные стабилизаторы отличались неплохими техническими характеристиками, однако имели и ряд серьезных недостатков:
- высокий уровень шума и тепловыделения;
- гармонические искажения выходного сигнала;
- зависимость точности стабилизации от величины нагрузки.
Стоит отметить, что в современных феррорезонансных стабилизаторах вышеуказанные недостатки минимизированы или полностью исключены, но и цена таких устройств достаточна высока, что обуславливает их редкое использование в бытовых целях.
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:
Стабилизатор напряжения как решение проблемы электропитания низкого качества
В Российской Федерации значения номинальных напряжений для электрических систем и сетей устанавливает ГОСТ 29322-2014 «Напряжения стандартные». Стандарты качества электроэнергии, то есть степень соответствия фактических параметров установленным значениям, регулирует ГОСТ 32144-2013 «Электрическая энергия», согласно которому допустимы отклонения не более ±10 % по напряжению и не более ±0,2 Гц по частоте.
На сегодняшний день прослеживается тенденция несоблюдения вышеуказанных нормативов большинством энергоснабжающих компаний. Данная ситуация связана как с постоянно растущей нагрузкой на электросетевой комплекс, так и с нежеланием многих поставщиков электроэнергии инвестировать в развитие и модернизацию кабельных линий, где износ инфраструктуры составляет по разным оценкам от 50 до 70%.
В то же время практически всё современное оборудование, от бытовой аудио- и видеотехники и газового котла до приводов промышленных конвейеров и автоматизированных станков, содержит электронные компоненты, чувствительные к перепадам питающего напряжения. Кроме того, требования к качеству сетевой электроэнергии у ряда высокотехнологичных потребителей (вычислительного, медицинского телекоммуникационного оборудования) превышают действующие стандарты.
Существует несколько путей решения проблемы низкого качества сетевой электроэнергии. Одним из наиболее простых и экономичных является установка между нагрузкой и сетью стабилизатора переменного напряжения. Основная функция этого электротехнического изделия – автоматическое поддержание установленного значения выходного «нагрузочного» напряжения при колебаниях входного напряжения.
Как работает оборудование
Инверторный преобразователь во время своей работы выполняет всего две основные функции. Первая из них — это преобразование переменного тока в постоянный, а вторая функция – обратное преобразование постоянного тока в переменный.
Стоит рассмотреть более подробно принцип работы, чтобы понимать, зачем прибор выполняет две противоположные друг другу функции.