Релейный стабилизатор сетевого напряжения

Бытовые (и не только) сетевые стабилизаторы сетевого напряжения делятся по принципу работы схемы стабилизации:

• феррорезонансные;
• электромеханические (с сервоприводом бегунка ЛАТРа);
• релейные ;
• электронные (на тиристорах, симисторах и т.д.);
• инверторные.

Но сегодня разговор пойдет именно о Релейных стабилизаторах. Для начала рассмотрим схему, затем поговорим о достоинствах и недостатках этой схемы, а потом остановлюсь на особенностях эксплуатации.

Схема:

Схем естественно много, но у всех схем релейных стабилизаторов есть общие узлы и именно в них вся соль.

1. Основной узел — автотрансформатор ТР1 с определенным количеством отводов, часть работает на понижение, а часть на повышение напряжения.
2. Блок силовых реле, количество реле равно количеству отводов автотрансформатора.
3. Блок управления, это часть схемы, которая измеряет напряжение на входе, подает питание на соответствующее реле для выравнивания напряжения на выходе к ближайшему значению от 220В. И измеряет значение напряжения на выходе, на предмет соответствия — 220В.
4. Блок индикации — чаще всего показывает напряжение на выходе и индикацию возможных ошибок: слишком низкое/высокое напряжение на входе, слишком низкое/высокое напряжение на выходе, сервисные ошибки. Вольтметр, который нарисован на схеме отдельно, может быть объединён с блоком индикации.

Работает это так:

• трансформатор имеет всего одну рабочую обмотку, но с рядом отводов от нее, т.е. это автотрансформатор. Часть отводов работают в сторону повышения напряжения, часть — в сторону понижения. Обмотки соединены с входом (или выходом, я чаще встречал именно с выходом) с помощью контактов реле. Тут существует условие: только одна обмотка может выть подключена ко входу устройства, чтобы не допустить короткого замыкания.
• кроме основной обмотки, на трансформаторе есть дополнительная обмотка питания, для питания платы управления и индикации.
• в момент включения в сеть, все отводы автотрансформатора отключены от сети, каждую обмотку коммутирует отдельное реле и все реле обесточены. Напряжение есть только на дополнительной обмотке питания, т.е. запускается плата управления.
• плата управления «замеряет» входное напряжение, однако сразу напряжение на выход не подается. Все современные подобные стабилизаторы отсчитывают определенный отрезок времени (от нескольких секунд, до минут) и если за этот период времени напряжение входа не изменяет более чем это допускается по напряжению (чаще всего 20-25В) и по количеству раз, то подается питание на реле которое соответствует обмотке трансформатора, вольтдобавка которой в сумме с входным напряжение даст 220В или наиболее близкое значение к 220В.
• в процессе работы, блок управления отслеживает и входное и выходное напряжение, если напряжение на входе меняется, отпускает реле которое работало в этот момент и включается другое — обмотка которого больше соответствует напряжению 220В.
• в случае если входное напряжение сети превышает или слишком низкое относительно возможных пороговых значений модели стабилизатора, на экране блока индикации выводится соответствующее сообщение (слишком низкое/высокое напряжение) или загорается соответствующий сигнальный светодиод. Все реле будут обесточены, на выходе напряжения не будет.
• в случае не соответствия выходного напряжения, при соблюдении всех остальных параметров, опять же все реле будут обесточены, напряжение с выхода будет снято, и будет выведена соответствующая ошибка. Быстрее всего это говорит о поломке.

Достоинства релейного стабилизатора:

• точность выдачи напряжения на выходе порядка 2-3%, правда это не всегда так, все зависит от модели стабилизатора, а точнее от количества ступеней (отводов обмоток);
• не искажает форму сети, если в сети чистый синус, на выходе тоже синус, что очень важно для некоторых нагрузок ( например: насосы в системе отопления);
• обладает достаточными мощностными характеристиками;
• легкий ремонтируется, потому, что схема простая;
• надежен в работе, но есть нюансы;
• маленькое собственное потребление;
• цена чаще всего ниже чем у остальных типов.

Недостатки релейного стабилизатора:

• шум, в момент переключения реле слышны щелчки;
• кроме наличия погрешности стабилизации, только самые дорогие модели переключают обмотки достаточно быстро, это добавляет провалы или выбросы напряжения в процессе стабилизации;
• при низком напряжении сети, но еще достаточном для работы стабилизатора наблюдается провал по мощности.

Особенности:

• Самая основная особенность это то, что коммутация происходит с помощью реле, и несмотря на то, что реле в таких стабилизаторах стоят с серьезным запасом по току, относительно разрешенной нагрузки, контакты реле могут пригорать или отгорать (встречал и то и другое) — если переключение происходит довольно часто.

Парадоксом является то, что чаще всего такие стабилизаторы рекомендуют для установки на вход газовых котлов в сельской местности. С одной стороны это понятно — на выходе не искаженная форма напряжения, как говорится котел вам скажет «Спасибо». Но с другой стороны, если у вас слабая линия и наблюдаются частые скачки напряжение (к примеру от сварочного аппарата соседа), вы будете слышать даже не щелчки а стрекотание реле, но не долго, реле начнут выходить из строя. Однако в такой ситуации есть выход, стабилизатор электронный, на тиристорах или симисторах, правда их очень сложно сейчас найти. Такие стабилизаторы построены по точно такой же схеме, но вместо реле там работают симисторы или тиристоры, т.е. минус контакты, но плюс масса выпрямителей))

Опыт ремонта можно увидеть в следующем видео:

Кстати, причиной выхода из строя были частые колебания сети.

Типовые неисправности:

1. обрыв обмотки реле, пригорание контактов реле в замкнутом состоянии, отгорание контактов реле.
2. выход из строя блока питания платы управления и индикации

Да, типовых неисправностей всего две, поэтому и считаются такие стабилизаторы очень простыми в ремонте: первым делом проверяем все реле, на предмет обрывов и срабатываний, а затем проверяем цепи блока питания платы управления и индикации.