Инверторный стабилизатор напряжения: описание, устройство, плюсы и минусы

Инверторный стабилизатор еще довольно часто называют стабилизатором двойного напряжения. Бытует мнение, что лучшими в данной сфере являются электронные устройства, в схеме которых используется тиристорное или симисторное оборудование, однако это не так. Аппараты инверторного типа характеризуются тем, что ток, который они подают, отличается одинаковой частотой, а также постоянной величиной напряжения. Максимальное отклонение от нормального находится в пределах 0,5 %.

Строение устройства

Инверторные стабилизаторы не просто так считаются лучшими в настоящее время. Они отличаются своим принципом работы, который основан на том, что у них другое строение внутренних элементов, обеспечивающих стабильные показатели выходящего напряжения.

Классическая модель стабилизатора такого типа состоит из следующих деталей:

• входные фильтры, обозначающиеся как ВХ;
• выпрямитель и корректор коэффициента мощности - ККМ-В;
• блок конденсаторов ВИП;
• присутствует элемент, преобразовывающий постоянное напряжение в переменное ИНВ;
• последняя часть устройства - это микроконтроллер МК.

Здесь стоит отметить, что в данной схеме инверторного преобразователя такие детали, как выпрямитель и преобразователь напряжения, относятся также к инверторному типу, выполненному на базе транзисторов IGBT. Другими словами, в структуру встроены транзисторы биполярного типа с изолированным затвором. Вторая отличительная черта - это наличие металл-оксид-полупроводника типа MOSFET.

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.

Принцип работы агрегата

Что касается первой стадии работы, то в данном случае включатся в работу такие элементы, как выпрямитель, а также корректор коэффициента мощности. Если сказать проще, то переменный нестабильный ток попадает в прибор через фильтр, который выпрямляет его, делая постоянным. Также фильтруются частоты. После этого такой ток будет иметь практически идеальную синусоидальную форму. Преимущество заключается в том, что в данном случае значительно увеличивается мощность. Коэффициент увеличения мощности составляет практически единицу. После прохождения фильтра ток накапливается в блоке конденсаторов, который иногда называют вторичным блоком питания.

После этого схема инверторного преобразователя напряжения работает следующим образом. Выпрямленный и преобразованный постоянный ток движется в сторону инвертора, задача которого - преобразовать его в переменный и оставить ту же синусоидальную форму. Другими словами, инвертор работает таким образом, что переменный ток приобретает напряжение в 220 В и частоту в 50 Гц.

Стоит отметить, что одна из частей инвертора - это кварцевый генератор, который проводит преобразование с большой точностью. Естественно, что каждым составным элементом, из которого состоит инвертор, управляет микроконтроллер устройства. Именно по причине того, что инверторный стабилизатор напряжения проводит два преобразования, он и получил такое название.

Особенности устройства

Если подвести промежуточные итоги, то можно смело сказать, что инверторный стабилизатор на 220 В кардинально отличается от электромеханических, релейных или симисторных стабилизаторов. Основное отличие заключается в том, что в составе отсутствует такой элемент, как автоматический трансформатор. Можно также сравнить процесс двойного преобразования, который осуществляет инвертор, и переключения обмотки трансформатора у остальных видов. Преобразование в два этапа получается гораздо эффективнее, что и делает инвертор более прогрессивным и лучшим среди других приборов.

Стоит сказать и о том, что любые скачки напряжения, которые возможны на входе в инверторные стабилизаторы для дома, нивелируются при помощи конденсатора, входящего в состав аппарата. Это благодаря тому что в данном элементе энергия способна накапливаться и после этого передаваться в виде стабильного переменного тока.

Описание преимуществ устройства

После того как были рассмотрены такие этапы, как принцип работы и устройство самого прибора, стоит больше внимания уделить его положительным и отрицательным сторонам. Что касается плюсов, то они следующие:

• Стабилизатор инверторного типа может работать с широким спектром напряжения на входе, от 115 до 300 Вольт.
• Постоянное поддержание стабильного напряжения. Здесь важно добавить, что данный пункт актуален и для повышенного напряжения на входе. Если входной показатель слишком велик, то лишняя часть будет накапливаться в конденсаторе, а на выход будет подаваться ровно столько, сколько необходимо, чтобы обеспечить поддержание 220 В.
• Во время работы прибор не издает шума.
• Размеры и вес данного оборудования значительно меньше, чем у других, так как в нем отсутствует автоматический трансформатор, который заменен на небольшие конденсаторы, транзисторы и микроконтроллер.
• Прибор проводит фильтрацию всех помех и высокочастотных выбросов, которые могут поступать из общей сети.
• Коэффициент полезного действия находится в пределах 90 % и выше.
• Скорость регулирования тока достаточно высокая.

Недостатки приспособления

Несмотря на ряд преимуществ и положительных качеств устройства, даже однофазные инверторные стабилизаторы имеют свои недостатки. Основная проблема - это стоимость. Любой прибор такого типа будет стоить намного больше, чем устройства с аналогичными параметрами, но другого типа. Второй недостаток, о котором множество производителей обычно просто умалчивает, это уменьшение такого параметра, как диапазон входных вольт. Чем мощнее приборы, которые подключены к сети с таким стабилизатором, тем меньше будет данный диапазон.

Чтобы было проще понять, можно описать это в цифрах. Если все приборы, подключенные к сети, составят менее 50 % нагрузки, то диапазон будет 115-300 В, как было описано ранее. Если нагрузка увеличится до 50-70 % от максимальной, то диапазон станет равен 140-300 В. Если же превысить нагрузку в 70 % от максимальной, то стабилизатор инверторного типа будет способен выравнивать напряжение лишь в пределах от 160 до 300 В.

Условия использования

Стоит сказать о том, что инверторные стабилизаторы напряжения достаточно неприхотливы к среде своей работы. Это лучше всего заметно на таких параметрах, как окружающая температура и влажность. Множество моделей способно без проблем функционировать при температурном диапазоне от -40 до +40 градусов по Цельсию. Уровень влажности не должен превышать отметку в 95 % процентов. Естественно, что во время работы стабилизатор не должен соприкасаться с водой. Также нужно следить, чтобы она не попала вовнутрь, как и горюче-смазочные материалы. Стоит отметить, что появление конденсата внутри может вывести прибор из строя, а потом стоит следить за разницей температур. Если он все же начал появляться, то прибор стоит отключить до тех пор, пока влага не испарится.

Инверторный стабилизатор "Штиль"

Здесь важно отметить, что данные приспособления были специально разработаны для отечественных сетей. Диапазон входного напряжения данного оборудования по техническому паспорту 90-310 Вольт. Срок службы указывается - 20 лет.

Такая модель, как R500i, к примеру, имеет только естественное охлаждение, что делает работу агрегата полностью бесшумным. Другие модели имеют встроенные вентиляторы, которые издают шум, равный 30 Дб. Человеческий слух распознает такие шумы на расстоянии менее 1 метра. Другими словами, уже в соседней комнате шума слышно не будет. Для установки данных приборов на обычных горизонтальных поверхностях предусмотрены резиновые ножки. Есть также вариант с подвеской на кронштейны. Фиксироваться он должен при помощи двух или же трех саморезов.