Обзор релейных стабилизаторов напряжения Sven VR-L1500, VR-A1000 и AVR SLIM-2000 LCD

Стабилизаторы напряжения (далее СН) на нашем сайте встречались и редко, и давно, однако этот класс защитных устройств представляет определенный интерес, поэтому есть смысл возобновить с ними знакомство.

Как часто делаем для малознакомых приборов, начнем с «букваря».

Общие сведения о стабилизаторах напряжения

СН по конструкции бывают электромеханические, тиристорные, инверторные и релейные. Раньше встречались еще и феррорезонансные, но у них есть целый ряд существенных недостатков, поэтому эта разновидность давно является «вымершей». У остальных есть как свои недостатки, так и достоинства, поэтому первые четыре конструктивных типа продолжают развиваться.

Инверторные СН по принципу действия аналогичны «онлайновым» ИБП (но, конечно, без аккумуляторов), точно так же они обеспечивают наилучшую стабильность выхода по напряжению и частоте, минимальные искажения синусоидальной формы, причем в диапазоне нагрузок, но являются самыми дорогими, поэтому их распространение ограничено.

А самыми распространенными, прежде всего благодаря низкой цене, являются релейные. Для них тоже можно назвать аналог среди ИБП — линейно-интерактивные, схема AVR которых как раз и является релейным стабилизатором, посмотрите ниже фотографии упаковок СН Sven: надпись «Automatic Voltage Regulator» — это и есть AVR. В конструкции используется низкочастотный (а потому массивный) трансформатор с набором обмоток; при нормальном состоянии питающей сети входное напряжение передается на выход без каких-либо коррекций, а при существенных изменениях в сети подключается одна из дополнительных обмоток — понижающая или повышающая, что в данном случае обеспечивается с помощью электромагнитных реле, особенности и недостатки которых мы рассматривали в обзоре реле напряжения.

Количество ступеней регулировки может быть разным. Чем их больше, тем точнее можно поддерживать напряжение на выходе при существенных изменениях на входе, но тем сложнее и дороже получается конструкция.

Тиристорные СН (к ним мы отнесем и симисторные, поскольку симистор — это симметричный тиристор) работают по тому же принципу, только обмотки переключаются тиристорами — полупроводниковыми приборами, которые, по сути, являются теми же реле, только без механических контактов и связанных с ними потенциальных неприятностей.

Казалось бы — отлично, но есть и другая сторона медали: исправное реле при прохождении даже значительных токов греется гораздо меньше тиристора, поэтому тиристорам, как минимум, нужны радиаторы немалой площади, как максимум — еще и активное охлаждение, то есть вентиляторы, а это и габариты, и шум. Кроме того, тиристор сильнее, чем реле, боится перегрузок; есть и другие минусы, как потенциальные, так и вполне реальные.

Среди преимуществ тиристорных СН порой называют высокую точность поддержания выходного напряжения. Но мы уже говорили, что точность зависит от количества ступеней регулировки, а вовсе не от того, каким образом эти ступени коммутируются. Поэтому о точности можно говорить лишь для конкретной модели СН, а не для релейных или тиристорных стабилизаторов вообще.

Наконец, электромеханические СН: в их отношении как раз можно говорить об очень большом количестве ступеней регулировки. Настолько большом, что фактически это выглядит как плавное повышение или понижение напряжения на выходе относительно входного.

Достигается это следующим образом: наружная часть обмотки автотрансформатора, обычно выполненного в виде кольца (тора), лишена изоляции. По ее поверхности с помощью электродвигателя перемещается токосъемный контакт. Изменение положения контакта равнозначно изменению коэффициента трансформации, то есть понижению или повышению выходного напряжения. Конечно, используется соответствующая схема управления, отслеживающая напряжение на входе и отвечающая за положение контакта.

Это и позволяет получить очень стабильное напряжение на выходе, однако быстродействие получается низким: у релейных и тиристорных СН время переключения исчисляется десятками миллисекунд, а у электромеханических может приблизиться к секунде. Конечно, при медленных колебаниях напряжения в сети это не слишком важно, зато при быстрых становится существенным.

И главное: надежность и долговечность электромеханических СН по понятным причинам оставляют желать много лучшего. До некоторой степени подобное можно исправить регулярными ТО, но не каждый владелец будет этим заниматься, в том числе по объективной причине — для техобслуживания потребуется отключить нагрузки.

Мы рассмотрим только одну из конструктивных разновидностей — релейные стабилизаторы.

Для примера возьмем три образца из линейки компании Sven, имеющих разную максимальную мощность.

Стабилизатор Sven VR-L1500

Сразу скажем: цифры «1500» в индексе модели — это не мощность, предельная нагрузка составляет 500 Вт. Причем указаны именно ватты, а не вольт-амперы, и можно надеяться, что для устройств с реактивной составляющей, то есть с PF < 1, для полной мощности значение будет выше.

VR-L1500 — старший (по мощности) представитель самой бюджетной линейки стабилизаторов Sven, и оценивать его нужно с правильной точки зрения: минимум дополнительных удобств и функций — вполне допустимо, соответствие заявленным параметрам — строго обязательно.

Характеристики, возможности, внешний вид

Заявленные производителем параметры приведены в таблице:

Максимальная нагрузка ≤ 500 Вт
Перегрузочная способность кратковременная: до 150%
долговременная: до 125%
Входное напряжение ≈184—285 В ± 3%
Выходное напряжение ≈230 В (−14%/+10%)
Рабочая частота 50 Гц
Макс. подавляемая энергия высоковольтных импульсов ≤ 320 Дж
Макс. выдерживаемый ток помехи (8/20 мкс) 10 000 / 6500 А
Входная вилка 1 × СЕЕ7/7
Выходные розетки, шт 2 × CEE7/4 + 1 × ІЕС 320
Защита от повышенного/пониженного напряжения сети, от высоковольтных импульсов, от короткого замыкания и перегрузки, встроенная тепловая защита автотрансформатора
Максимальное напряжение отключения нагрузки ≈278 В ± 3 В
Ток срабатывания защиты (предохранитель) 8 А
Время переключения ≤ 10 мс
Индикаторы сеть, перегрузка, стабилизация
Индикация светодиоды
Температура окружающей среды 0—40 °C
Относительная влажность 10%—90%, без конденсации
Длина кабеля 0,5 м
Материал корпуса пластик
Размеры изделия 124 × 119 × 124 мм
Вес 2,09 кг
Срок службы 5 лет
Средняя цена
Розничные предложения
Описание на сайте производителя sven.fi/ru/

Вообще-то действующий ГОСТ 32144-2013 определяет возможные отклонения в пределах ±10%, а в четвертой строчке спецификации для выходного напряжения значится «-14%/+10%», но будем ценить честность. К тому же все равно надо будет проверять при тестировании: возможно, производитель перестраховался, и в реальности дело обстоит лучше.

Рассматривая реле напряжения, мы говорили о пусковых токах некоторых нагрузок (например, содержащих мощные электродвигатели — насосы, холодильники и т. п.), которые могут существенно превосходить токи в установившемся режиме. Инструкция стабилизатора также настоятельно рекомендует не забывать про это и выбирать мощность СН с запасом не менее 20%—50%, а для устройств вроде кондиционеров или холодильников — даже 50%—100%.

Стабилизатор выполняет и функцию реле напряжения: если входное напряжение окажется ниже 184 В или выше 285 В, то он отключит нагрузку. Предпосылки для этого понятны: повышающая или понижающая ступени трансформатора обеспечивают изменение выходного напряжения на вполне определенное количество вольт, которого может не хватить для поддержания напряжения на нагрузке в нужных рамках. И тогда надо либо мириться со слишком высоким или слишком низким Uвых — а это чревато сбоем в работе подключенного электроприбора или даже выходом его из строя, либо делать дополнительные ступени регулировки — а это существенное увеличение цены СН, либо отключать нагрузку. В стабилизаторах Sven выбран третий вариант как наиболее безопасный и недорогой.

Тем не менее, нижний порог в 184 В все же маловат, особенно когда речь идет о сельских населенных пунктах или дачных поселках. К тому же у конкретного экземпляра стабилизатора возможен разброс на обозначенные в спецификации 3%, и не факт, что в «минус» относительно указанного значения, то есть нагрузка может отключаться и при 189-190 В. Но успокоим потенциальных покупателей: у СН Sven из других линеек этот порог ниже, причем существенно.

В комплекте руководство по эксплуатации, общее для моделей VR-L600, VR-L1000 и VR-L1500, а также гарантийный талон. Срок гарантии для всех СН производства Sven составляет 24 месяца.

По форме СН напоминает кубик из черного пластика. Обе розетки CEE7/4 (иное название Schuko, в быту «евророзетки») размещены на верхней плоскости, а сбоку есть дополнительный выходной разъем С13 (IEC 60320) — такие часто используются для подключения нагрузок к источникам бесперебойного питания, в младших моделях линейки его нет.

Входной кабель оснащен вилкой CEE7/7. Он несъемный, длина даже по спецификации небольшая — 0,5 м, а мы насчитали от корпуса до разъема и вовсе 43 см; маловато, но для недорогого изделия приемлемо. Сечение этого кабеля 3×0,75 мм² вполне соответствует заявленным нагрузкам, а с небольшой натяжкой — и номиналу встроенного предохранителя.

Кроме розеток, на верхней крышке размещаются выключатель (без подсветки), совмещенный с предохранителем, а также три светодиодных индикатора.

Ножки — небольшие пластиковые выступы на нижней поверхности, каких-либо амортизирующих накладок нет.

Конструкция

Сердечник трансформатора собран из Ш-образных пластин. Каких-то жестких стяжек нет, набор пластин просто залит фиксирующим лаком, а сам трансформатор вставлен в пазы соответствующей формы, предусмотренные на внутренних поверхностях крышек корпуса.

Электронные компоненты расположены на одной плате. Если бы не пятна неотмытого флюса, монтаж можно было бы назвать вполне аккуратным.

Насчет встроенной тепловой защиты в спецификации написана чистая правда: от трансформатора идет пара проводов, которые подключаются к разъему с пометкой Temp на плате.

Коммутация осуществляется тремя реле GuoKE GK3FF-12VDC с номинальным током до 7 А и максимальным до 10 А при напряжении 250 В (AC).

Управление основано на микроконтроллере HT46R064B производства Holtek Semiconductor, микросхема в исполнении с планарными выводами.

Для питания управляющей электроники используется миниатюрный интегральный стабилизатор LP2950G — в отсутствие встроенного вольтметра с потребляющими немалый ток семисегментными индикаторами его возможностей вполне достаточно.

Из элементов защиты от импульсных помех имеется только варистор.

Выходные розетки Schuko без защитных шторок, но сильно горевать по этому поводу мы не будем: лучше совсем без них, чем жутко неудобные и быстро ломающиеся шторки в некоторых дешевых розетках.

Все это плотно упаковано внутри компактного корпуса, и есть опасение, что при работе с существенными нагрузками СН должен заметно нагреваться.

Стабилизатор Sven VR-A1000

Представители этой линейки уже более солидные — как по исполнению (их корпуса прочные, металлические), так и по оснащению.

И рассматриваемая нами модель уже не старшая, а «вторая снизу»: линейка сегодня содержит стабилизаторы с мощностью до 6 кВт/10 кВ·А. Поскольку две наиболее мощные модели появились относительно недавно и даже помечены на официальном сайте словом «New», то можно ожидать и дальнейшего развития линейки в сторону увеличения мощности.

Характеристики, возможности, внешний вид

Заявленные производителем параметры приведены в таблице:

Мощность полная ≤ 1000 В·А
Максимальная нагрузка ≤ 600 Вт
Перегрузочная способность
Входное напряжение ≈140—275 В ± 3%
Выходное напряжение ≈230 В (−14%/+10%)
Рабочая частота 50 Гц
Макс. подавляемая энергия высоковольтных импульсов ≤ 350 Дж
Макс. выдерживаемый ток помехи (8/20 мкс) 10 000 / 6500 А
Входная вилка 1 × СЕЕ7/7
Выходные розетки, шт 1 × CEE7/4
Защита от повышенного/пониженного напряжения сети, от импульсных помех, от короткого замыкания и перегрузки, встроенная тепловая защита автотрансформатора
Максимальное напряжение отключения нагрузки
Ток срабатывания защиты (предохранитель) 7 А
Время переключения ≤ 10 мс
Индикаторы входного/выходного напряжения, включения, стабилизации, срабатывания защиты
Индикация цифровая
Температура окружающей среды 0—40 °C
Относительная влажность 10%—90%, без конденсации
Длина кабеля 1,3 м
Материал корпуса металл
Размеры изделия 230 × 130 × 140 мм
Вес 2,9 кг
Срок службы 5 лет
Средняя цена
Розничные предложения
Описание на сайте производителя sven.fi/ru/

Схема работы та же, что и у предыдущего образца: в пределах от 140 до 275 В на входе питание на нагрузку подается (с использованием ступеней регулировки или без), а выше или ниже выход отключается. Обратите внимание: оба порога входного напряжения ниже, чем у предыдущей модели — нижний существенно, на 45 вольт, что весьма отрадно, но и верхний тоже меньше, хотя и всего на 10 вольт, а это менее приятно. Но надо отметить, что в реальных электросетях значительно заниженные напряжения встречаются гораздо чаще, чем сильно завышенные.

В отличие от предыдущей линейки, не указана перегрузочная способность: в официальной спецификации стои́т прочерк. Но в документации этого образца (она общая для всей линейки VR-A) есть важное примечание, отсутствующее в инструкции VR-L: предельная выходная мощность зависит от входного напряжения. Так, при 140 В на входе выходная мощность составит 25% от номинала, при 170 В — чуть менее 75%, и лишь начиная со 187 вольт можно ориентироваться на полный обозначенный номинал.

Это непременно надо учитывать, если у вас стабильно заниженное напряжение в сети.

Есть и рекомендация по запасу мощности, которую мы воспроизводили при описании VR-L1500.

В комплекте руководство по эксплуатации, общее для восьми моделей от VR-A500 до VR-A10000, и гарантийный талон.

Корпус металлический, с ручкой для переноски на верхней крышке. На сайте производителя отмечено, что такое исполнение позволяет использовать СН в технических помещениях, однако диапазон рабочих температур тот же, что и для VR-L1500, поэтому в сильные морозы стабилизатор лучше не использовать, например, в неотапливаемом гараже.

Как видно на фото, панель управления гораздо более продвинутая, чем у предыдущей модели. Самым заметным является трехразрядный семисегментный индикатор встроенного вольтметра, отображающий напряжения на входе и выходе (выбор кнопкой «I/O», причем показания входного напряжения мигающие, выходного — с постоянным свечением).

Индикатор вполне приличный: яркий, но не чрезмерно, с крупными цифрами и равномерной засветкой сегментов.

Но по количеству выходных розеток VR-A1000 уступает: всего одна CEE7/4 (Schuko), хотя мощность даже выше. Но это беда небольшая, ведь двух розеток тоже может быть мало, и все равно придется использовать какие-то «размножители».

Входной кабель также оснащен вилкой CEE7/7, его сечение такое же, а длина больше, чем у предыдущего образца — 1,3 м и по спецификации, и по нашему замеру.

Выключатель на лицевой панели уже не объединен с предохранителем, шток которого выведен на заднюю стенку. Еще одна кнопка управляет задержкой подключения нагрузки после включения СН: либо 6 секунд, либо 3 минуты; во время действия задержки на индикаторе идет обратный отсчет времени, а светодиод «Protecting» мигает. Совсем убрать задержку нельзя.

Ножки у этого СН имеют вполне нормальный вид, хотя и сделаны из довольно жесткого пластика.

Конструкция

Трансформатор в этой модели имеет тороидальный сердечник, закреплен болтом М8 с использованием резиновых прокладок. Термодатчик с подключением к управляющей электронике тоже есть.

Электронные компоненты расположены на двух платах, на меньшей из которых распаяны индикаторы и кнопка переключения показаний вольтметра. Все сделано вполне аккуратно, флюс в данном случае отмыть не забыли.

Коммутация осуществляется такими же, как в предыдущей модели, реле GuoKE GK3FF-12VDC, но их четыре вместо трех. И управление основано на таком же микроконтроллере HT46R064B производства Holtek Semiconductor, но в исполнении DIP, и он не распаян, а установлен в панельку-«кроватку».

На тыльной стороне платы есть еще одна микросхема LM324 — четыре операционных усилителя в одном корпусе.

Для питания управляющей электроники используется более мощный, чем в предыдущем устройстве, стабилизатор L7805CV («КРЕНка»).

Элементы защиты от импульсных помех — варистор и конденсатор типа Х2.

Охлаждение только пассивное, причем объем корпуса существенно больше, чем у модели VR-L1500. Поэтому при сравнимых мощностях образец VR-A1000 должен нагреваться меньше.

Выходная розетка здесь со шторкой, и нельзя сказать, что она относится к совсем уж дешевым: вполне добротное изделие.

Стабилизатор Sven AVR SLIM-2000 LCD

Если предыдущие две модели и включающие их линейки относятся к настольным (или напольным, если кому-то удобнее располагать именно так), то теперь рассмотрим модель в настенном исполнении — корпуса стабилизаторов этой линейки сделаны максимально плоскими, что и отражено в названии словом «Slim». Рассматриваемая модель на сегодня является старшей в соответствующей линейке.

Характеристики, внешний вид, возможности

Заявленные производителем параметры приведены в таблице:

Мощность полная ≤ 2000 В·А
Максимальная нагрузка ≤ 1200 Вт
Перегрузочная способность
Входное напряжение ≈140—260 В ± 3%
Выходное напряжение ≈220 В ± 10%
Рабочая частота 50 Гц
Макс. подавляемая энергия высоковольтных импульсов
Макс. выдерживаемый ток помехи (8/20 мкс)
Входная вилка 1 × СЕЕ7/7
Выходные розетки, шт 2 × CEE7/4
Защита от повышенного/пониженного напряжения сети, от ВЧ и импульсных помех, от короткого замыкания и перегрузки, встроенная тепловая защита
Максимальное напряжение отключения нагрузки
Ток срабатывания защиты (предохранитель) 15 А
Время переключения ≤ 10 мс
Индикаторы входного/выходного напряжения, режима стабилизации, срабатывания защиты
Индикация цифровая
Температура окружающей среды 0—40 °C
Относительная влажность 10%—90%, без конденсации
Длина кабеля 1,3 м
Материал корпуса металл
Размеры изделия 360×70×203 мм
Вес 5,5 кг
Срок службы 5 лет
Средняя цена
Розничные предложения
Описание на сайте производителя sven.fi/ru/

Мощность этой модели существенно выше, соответственно и вес заметно больше.

Обратите внимание: если для двух предыдущих образцов номинальным было напряжение 230 В, то для этого 220 В.

Схема работы та же, что и у двух предыдущих образцов, но пороги отключения нагрузки опять иные: нижний 140 В (как у VR-A1000), а верхний 260 В — по сравнению с VR-A1000 на те же 10 вольт меньше, что и номинальные напряжения. И вновь повторим: слишком низкое напряжение в питающих сетях встречается чаще, чем слишком высокое.

Кабель по длине примерно соответствует обозначенному на сайте: длина 1,25 м от корпуса до вилки, а сечение больше, чем у предыдущих образцов — 3×1,0 мм², этого достаточно для заявленных предельных нагрузок, но мало с учетом номинала встроенного предохранителя.

Относительно нагрузок в инструкции есть такое же примечание, как для линейки VR-A: стабилизатор следует выбирать с запасом по мощности от 20%—50% до 100%.

Зависимость максимальной мощности от входного напряжения та же, что и для VR-A1000.

Не очень понятны буквы «LCD» в обозначении моделей линейки: индикатор не жидкокристаллический (именно с ЖК-экранами прежде всего ассоциируется такая аббревиатура), а светодиодный. Кстати, и в описании на официальном сайте говорится про LCD-дисплей; либо перепутали одну букву — должно быть LED, либо изначально планировался ЖК-индикатор, а потом решили использовать LED, что можно только приветствовать: заметность и читаемость показаний получилась очень хорошей.

Индикатор столь же качественный и того же размера, что и в линейке VR-A.

Цвет корпуса белый (входной кабель, кстати, тоже белый). Ножек у корпуса нет, зато сзади имеются четыре кронштейна для подвеса, а в комплекте, помимо общей для четырех моделей линейки инструкции и гарантийного талона, есть и бумажный шаблон для разметки отверстий на стене.

Панель управления на лицевой стороне устройства содержит трехразрядный индикатор вольтметра, кнопку для переключения отображения входного или выходного напряжения (принцип тот же, что и у VR-A: показания Uвх мигают, Uвых — постоянные), а также три разноцветных светодиода, показывающие текущий режим. Надписи возле них английские, причем черная декоративная накладка панели в нашем экземпляре держалась не очень хорошо — клеящий слой с одного угла отошел от металла. Наверно, производителю следует подумать о более качественном креплении, а раз уж накладка держится на клею, то заодно подумать о ее замене на вариант с русскими надписями.

Надпись на русском все же есть — на боковой поверхности, возле кнопки управления задержкой, да и та неправильная: значится «Пауза Вкл/Выкл», а на самом деле кнопка, как и у VR-A1000, переключает время задержки 6/180 секунд.

Находящийся на этом же боку выключатель совмещен с предохранителем, как у VR-L1500. А выходных розеток Schuko здесь две.

Конструкция

Принципиальных отличий от предыдущей модели нет, разве что тороидальный трансформатор побольше и реле другие — AFE BRF-SS-112DM, рассчитанные на токи до 17 А при 277 В (AC). Силовые платы очень похожи, а платы индикации отличаются в основном расположением компонентов да светодиоды индикаторов режимов в сечении не круглые, а прямоугольные.

И еще удивляет количество винтов, которые надо удалить, чтобы снять крышку: целых 16. У VR-A1000 их тоже было немало, но все же поменьше: 10 штук. Правда, благодаря обилию такого крепежа конструкции обеих моделей получаются весьма прочными.

Активное охлаждение с помощью вентилятора также не предусмотрено, то есть СН при любых нагрузках должен работать тихо. Однако надо обеспечить нормальное прохождение воздуха через вентиляционные прорези, прежде всего на верхней и нижней стенках корпуса — такое их расположение как раз и подразумевает естественную конвекцию.

И даже выходные розетки точно такие, как у VR-A1000.

Тестирование

На первом этапе замеряем собственное потребление стабилизаторов.

Модель VR-L1500 VR-A1000 SLIM-2000
Потребляемая мощность без нагрузки, В·А 24 5 8
Коэффициент мощности 0,4 0,9 0,8

У самого компактного устройства оказалось самое существенное потребление без нагрузки, да к тому же и коэффициент мощности очень низкий.

Второй этап: точность показаний встроенных вольтметров в сравнении с нашим лабораторным (естественно, без VR-L1500, где его просто нет).

Напряжение по внешнему вольтметру Вольтметр VR-A1000 Вольтметр SLIM-2000
150 В 152 В 151 В
200 В 202 В 201 В
230 В 232 В 231 В
260 В 262 В 261 В

Если учесть, что встроенные вольтметры вовсе не претендуют на роль прецизионных измерителей, точность можно назвать очень хорошей: погрешность не превышает 1,5% у обоих образцов, для бытовых целей это вполне приемлемо.

Третий этап: проверяем пороги срабатывания и диапазоны изменения напряжений на выходах СН. Причем не на холостом ходу, а с резистивной нагрузкой 100 Вт (при 230 В).

Начнем с модели Sven VR-A1000, результаты представлены в виде таблицы. Значения напряжений приведены с округлением до целого вольта. А переходы на ту или иную ступень в таблице выделены жирным шрифтом.

Входное напряжение, В Выходное напряжение, В
Снижаем входное напряжение, начав с номинального:
230 230
210 210
209 233
188 212
187 232
170 212
169 233
152 212
151 232
140 214
129 127
128 отключение нагрузки, на индикаторе мигает «L»
Повышаем напряжение:
139 212
(включение нагрузки с задержкой, равной установке кнопкой)
159 243
160 221
176 246
177 219
196 244
197 221
218 244
219 218
244 244
245 221
274 248
275 отключение нагрузки, на индикаторе мигает «H»
Вновь снижаем входное напряжение:
269 245
(включение нагрузки с задержкой, равной установке кнопкой)
232 209
231 231
230 230, то есть вернулись к номинальному

Таким образом, в диапазоне на входе от 129 до 274 В выход меняется от 197 до 248 В, что при номинале 230 В составляет −14%/+8%. Заявленные для VR-A1000 параметры подтверждены, однако надо учесть: согласно спецификации, рабочий диапазон составляет от 140 до 275 В, в действительности так оно и есть, но отключение по нижней границе происходит при 128 В, то есть нагрузка будет работать и при напряжении в сети ниже заявленного минимума. И лишь обратное включение произойдет при 140 В, при этом на выходе будет 214 В, то есть в заявленном рабочем диапазоне отклонение получается −7%/+8%, а это значит, что противоречия с ГОСТом нет.

Количество ступеней регулировки получается равным 5 (включая прямую передачу Uвх на выход), а в подавляющем большинстве линейно-интерактивных ИБП система AVR имеет всего три ступени — прямую передачу, повышающую и понижающую. Конечно, если считать еще и переходы на батарею при слишком высоком/низком напряжении, то количество ступеней получается также равным 5, однако нельзя забывать, что эти две ступени у ИБП временные — они будут действовать лишь до момента, когда иссякнет заряд в батарее.

Заметная разница между напряжениями перехода на какую-либо ступень и возврата к предыдущей (или гистерезис) — дело вполне нормальное, у него есть практический смысл: если Uвх постоянно, но незначительно (скажем, на 0,5-0,6 В) отклоняется в ту и другую сторону от некоторого значения, равного порогу перехода на какую-либо ступень, то при гистерезисе менее 1 В стабилизатор все время переключал бы ступени. Тогда скачки Uвых были бы существенно больше (около 20 В, см. таблицу), чем изменения на входе (±0,5-0,6 В, то есть всего-то 1 В или чуть больше).

Модель SLIM-2000 ведет себя точно так же. Отклонения, конечно, есть, но они связаны с иным номиналом — 220 В, а не 230 В. Поэтому подобную громоздкую таблицу мы приводить не будем, а остановимся на основных моментах.

Отключение нагрузки происходит при 136 и 264 В на входе, то есть рабочий диапазон чуть шире заявленного. Подключение — соответственно при 148 и 258 В, и если брать в расчет именно эти цифры, как это мы делали для VR-A1000, то получается, что рабочий диапазон SLIM-2000 немного более узкий, чем заявлено. Но это может быть и индивидуальной особенностью конкретного образца.

Количество ступеней регулировки также равно 5, и при изменении Uвх в пределах 136—264 В диапазон для Uвых составляет 202—240 В, то есть отклонения от номинала в 220 В составляют −8%/+9%, что полностью и без всяких оговорок соответствует требованиям ГОСТ.

Наконец, VR-L1500.

Инструкция прямо не говорит о задержке подключения выходных розеток, упоминается лишь цикл самотестирования после включения (по нашему замеру, он длится 6 секунд), во время которого выходы отключены. Но задержка в 6 секунд будет и после возврата из состояния защиты от слишком высокого или низкого напряжения.

Таблица для этой модели получается гораздо более короткой.

Входное напряжение, В Выходное напряжение, В
Снижаем входное напряжение, начав с номинального:
230 230
206 206
205 232
172 194
171 отключение нагрузки
Повышаем напряжение:
183 206
(включение нагрузки с задержкой 6 секунд)
210 237
211 211
236 236
237 210
277 247
278 отключение нагрузки
Вновь снижаем входное напряжение:
269 239
(включение нагрузки с задержкой 6 секунд)
230 230, то есть вернулись к номинальному

Ступеней регулировки у VR-L получается три (опять-таки включая прямую трансляцию Uвх на выход). Пороги отключения нагрузки — 171 и 278 В, обратное включение происходит соответственно при 183 и 269 В. Нижняя граница соответствует заявленной (с учетом возможного отклонения в 3%), верхняя немного ниже, чем можно было ожидать.

В диапазоне входных напряжений 171—278 В изменения на выходе составляют 194—237 В, и отклонения от номинала в 230 В получаются −16%/+3%, то есть для «минуса» перебор не только по ГОСТу, но и по спецификации. Если бы номинальным считалось напряжение 220 В, то отклонения получились бы −12%/+8%: для ГОСТа «минус» великоват, но в рамки спецификации вписывается вполне; однако во всех источниках, включая надписи на корпусе СН и упаковке, значится именно 230 В.

Смотрим на разницу в средней цене для моделей VR-L1500 и VR-A1000, учитываем несколько бо́льшую мощность последней из них и наличие в ней вольтметра, делаем вывод: из этих двух СН выбирать VR-L1500 можно разве что в случае, когда нужен максимально компактный стабилизатор. Конечно, это наше мнение, а читатель имеет полное право на другое, собственное.

Быть может, Sven VR-L1500 реабилитирует себя в плане перегрузочной способности? Начинаем последний этап тестирования, на этот раз исключив SLIM-2000: судя по конструктиву, вряд ли он принципиально отличается от VR-A — конечно, в относительных величинах. Мы не забываем, что заявленная мощность у этой модели выше, но из-за этого и подбирать соответствующие нагрузки для долговременных тестов нам будет затруднительно.

Заодно опробуем «малыша» и при работе с малыми напряжениями: есть ли у него зависимость предельной нагрузки от входного напряжения, как у двух других образцов.

Итак, нагружаем VR-L1500 и меняем напряжение на его входе.

Uвх Uвых без нагрузки Нагрузка (степень перегрузки) Uвых с нагрузкой Нагрев (за время)
230 В 230 В 550 Вт (10%) 229 В 13-14 °C (за час)
≈180 В 208 В 550 Вт (10%) 203 В 18-19 °C (за час)
≈180 В 208 В 700 Вт (40%) 201 В 24-25 °C (за час)
≈180 В 208 В 800 Вт (60%) 200 В 27-28 °C (за 25 минут), отключение
≈250 В 226 В 700 Вт (40%) 222 В 18-19 °C (за полчаса)

В четырех нижних строчках мы точно не замеряли входное напряжение — здесь важно, чтобы СН перешел в режим повышения или понижения. Естественно, напряжение на выходе, с нагрузкой и без, в этих случаях замерялось с точностью до вольта. Нагрев (относительно температуры в помещении) указан для самого горячего места корпуса, который нагревается неравномерно.

Нагрузка использовалась резистивная, то есть для компенсации изменения мощности при отличных от номинального напряжениях нам приходилось соответственно менять и нагрузку.

Как видите, даже с перегрузкой в 40% эта модель СН способна работать не так уж мало — нашего терпения хватило на час, но и такой интервал совсем уж кратковременным не назовешь. И даже с перегрузкой в 60% устройство работало 25 минут, за это время нагрев корпуса составил около 27-28 градусов, после чего сработала термозащита и нагрузка была автоматически отключена.

Остывал стабилизатор довольно долго, минут сорок, после чего перешел из аварийного в рабочий режим, подключив нагрузку.

Снижение Uвых при подключении значительных нагрузок вполне ожидаемо. Хотя эта «дельта» и не очень велика, для некоторых подключаемых устройств даже такое снижение может стать критическим, особенно при напряжениях в сети, близких к нижнему порогу отключения, когда Uвых и без того выходит за пределы, регламентированные ГОСТом. Поэтому мощность СН, как и ИБП, все же надо выбирать с запасом, особенно если в вашей сети напряжение постоянно и сильно занижено.

То есть явной зависимости максимальной выходной мощности от понижения входного напряжения не наблюдается. И, поскольку сильно заниженное напряжение в сети встречается чаще сильно завышенного, работе понижающей ступени мы уделили только одну строчку — особой разницы с повышающим режимом не обнаружено.

Посмотрим, что в тех же условиях покажет Sven VR-A1000 (с учетом разницы в мощности).

Uвх Uвых без нагрузки Нагрузка (степень перегрузки) Uвых с нагрузкой Нагрев (за время)
230 В 230 В 660 Вт (10%) 229 В 10-11 °C (за 30 минут)
≈140 В 225 В 660 Вт (10%) 202 В 24-25 °C (за 45 минут)
≈140 В 225 В 720 Вт (20%) 200 В 28-29 °C (за 19 минут), отключение
≈140 В 225 В 740 Вт (≈25%) 200 В отключение через 1-2 секунды
230 В 230 В 750 Вт (25%) 229 В 13-14 °C (за 30 минут)

В режиме максимального повышения уже при небольшой, всего в 10%, перегрузке по сравнению с холостым ходом Uвых уменьшается на 10%-11%, тогда как у предыдущего образца даже при 40% сверх нормы «дельта» не более 4%. Правда, в течение 45 минут СН с перегрузкой в 10% не отключился, хотя и нагрелся довольно сильно.

Перегрузку в 20% СН выдерживал в течение 19 минут, после чего начал циклически «выпадать» в аварию — нагрузка отключалась, затем начинался обратный отсчет задержки (установка была 6 секунд), нагрузка вновь включалась на 1-2 секунды и снова срабатывала защита. Немного странный алгоритм, не слишком полезный для подключенных устройств; конечно, можно установить 3-минутную задержку, но это приводит лишь к некоторому увеличению интервала срабатывания защиты.

Мы дали стабилизатору остыть и добавили еще 20 Вт (перегрузка около 25%). При этом СН, даже не успев нагреться, стал вести себя точно так же. А при номинальных 230 В на входе ничего подобного не происходило в течение получаса даже с чуть большей перегрузкой, причем при умеренном нагреве.

Таким образом, однозначно говорить о снижении предельной мощности вчетверо при Uвх ≅ 140 В, как на приведенном выше графике, мы бы не стали. Хотя и игнорировать предупреждение производителя тоже нельзя — по крайней мере, когда речь идет о круглосуточной работе с экстремально малым напряжением сети, да еще и при более высокой, чем у нас во время теста, температуре в помещении.

Еще один вывод: наша надежда оправдалась — младший из участников обзора стабилизатор VR-L1500 все же несколько реабилитировал себя, поскольку он гораздо спокойнее, чем прочие, относится к перегрузкам, в том числе существенным.

Наконец, мы сняли осциллограммы режимов переключения. Поскольку у двух первых участников обзора реле одинаковые, сделали это для VR-A1000 и SLIM-2000.

На всех осциллограммах цена деления по горизонтали 5 мс.

VR-A1000, переход с прямой трансляции к повышающей ступени
VR-A1000, возврат к прямой трансляции
SLIM-2000, переход с прямой трансляции к повышающей ступени
SLIM-2000, возврат к прямой трансляции

Хотя картинки и не все красивые, главное: переходные процессы всегда укладываются в заявленные 10 мс и не имеют существенных выбросов.

Защита газовых котлов

Все стабилизаторы, предлагаемые компанией Sven, заявлены как рекомендуемые для защиты газовых котлов. Поясним для жителей городских многоэтажек, которые могут не догадываться о связи понятий «газовый котел» и «электропитание»: дело в том, что современные газовые котлы имеют не только электронные схемы управления — им как раз высокая стабильность питающей сети не столь важна, у них свои стабилизаторы, но также один или несколько насосов (циркуляционных, обеспечивающих «круговорот» жидкостей в системах отопления и горячего водоснабжения); в некоторых котлах присутствуют еще и вентиляторы, и все они сделаны на основе двигателей переменного тока. При снижении питающего напряжения упадет и мощность такого насоса или вентилятора.

Опасность слишком высоких напряжений понятна: они могут привести к выходу из строя электронных и электрических компонентов.

Кроме того, во многих котлах поджиг газовой горелки осуществляется схемой, имеющей в основе умножитель напряжения, и пониженное напряжение на входе может привести к тому, что она попросту не сможет обеспечить поджиг.

Больше того: для подобных схем чаще всего важна и форма сигнала — требуется чистый синус. Он, кстати, нужен и для упомянутых двигателей. Поэтому дешевенький ИБП с «аппроксимированной синусоидой» в батарейном режиме не годится категорически — нужен бесперебойник с чистым синусом, а это дорого. В отсутствие такого ИБП требуется хотя бы стабилизатор, причем мощность его не должна быть очень уж большой: котел с 1-2 дополнительными циркуляционными насосами потребляет максимум 300—350 Вт, а пусковые токи небольших двигателей, имеющихся в таких насосах и вентиляторах, в абсолютном выражении существенными не назовешь, хотя в процентном отношении к рабочему режиму они все же велики.

Такую мощность поддерживают почти все модели Sven, исключая разве что самые младшие — например, для VR-L600 заявлен максимум в 200 Вт, но для некоторых котлов хватит и этого, особенно если учесть, что долговременная перегрузочная способность у стабилизаторов данной линейки Sven довольно приличная, что подтверждается и нашими тестами.

Мы даже опробовали Sven VR-L1500 совместно с котлом Viessmann Vitopend, который, согласно документации, потребляет не более 200 Вт, и дополнительным циркуляционным насосом с максимальной мощностью 45 Вт. Конечно, показательным был бы тест продолжительностью в несколько месяцев, а лучше полгода-год, но по понятным причинам пришлось ограничиться несколькими днями и попытками изменять напряжение в обозначенных для СН пределах с помощью ЛАТР. Каких-то проблем замечено не было.

Еще немного про ИБП: да, есть относительно недорогие модели с чистым синусом. Но их цена все равно высока, к тому же при нагрузках порядка 150—350 Вт обеспечиваемое ими время автономной работы составляет от десятков минут (при использовании встроенных аккумуляторов) до нескольких часов (если подключены внешние аккумуляторы большей емкости). Для компьютерной и прочей электронной техники этого обычно бывает достаточно, но для газового котла совсем мало — он должен работать сутками, пусть даже не постоянно в режиме горения. А за 10—20 минут вы можете попросту не успеть даже запустить автономный электрогенератор, если он у вас есть, и особенно в зимнюю стужу, когда отопление вашего дома особенно важно.

Теперь сравните стоимость подобного ИБП (пусть даже самого недорогого и без дополнительных батарей) и стабилизатора достаточной мощности. Думается, вывод однозначный: если ставить бесперебойник, то с набором батарей внушительной емкости, исчисляемой многими сотнями ампер-часов, а значит — мощный (слабенькие-то рассчитаны на заряд лишь скромных аккумуляторов) и дорогой; он заодно сможет обеспечить хотя бы минимальные потребности в освещении помещений и т. п. А если на это денег нет... но, собственно, решение каждый принимает сам.

Помочь принятию решения может еще один факт: как среди компьютерных ИБП, так и среди «многоцелевых» (мощных и дорогих) инверторов есть чисто резервные, которые не имеют системы AVR и обеспечивают лишь переход на питание от батарей при определенных условиях. Для нагрузки ничего страшного в этом нет — главное, чтобы напряжение питания оставалось в определенных рамках, но с точки зрения сохранения и заряда батарей, и их ресурса подобное не очень хорошо. Поэтому такие источники вполне можно использовать совместно со стабилизаторами — зачастую цена такого набора может получиться более привлекательной, чем у бесперебойника со встроенной функцией автоматической регулировки, да еще и получим «экономию батарей» в качестве бонуса.

Итог

Опробованные нами релейные стабилизаторы напряжения Sven из трех линеек в целом подтвердили заявленные параметры. Младший из образцов, VR-L1500, имеет меньшее количество ступеней регулировки, то есть способен поддерживать близкое к номинальному напряжение на выходе при меньших изменениях на входе, особенно в «минус», зато у него отличная перегрузочная способность.

Два других образца, VR-A1000 и SLIM-2000, хорошо подходят для сетей со стабильно заниженным напряжением, что встречается чаще всего, к тому же имеют встроенный вольтметр.

Но, конечно, все три модели справляются и с завышенными напряжениями, а если в сети будет опасно большое или чересчур низкое напряжение, они попросту отключат нагрузку, то есть выполнят и функцию реле напряжения (РН).

Правда, остается открытым вопрос о том, смогут ли они без повреждений выдержать экстремально высокие напряжения в 380-400 В, которые не исключены и в бытовых сетях 220-230 В. Напомним: для многих РН такие напряжения являются допустимыми, то есть установка специализированного реле напряжения на входе стабилизатора (или в общем щитке) все же остается желательной.

И, конечно, надо учитывать рекомендации производителя относительно выбора модели с запасом по мощности.

 

Данные продукты можно приобрести со скидкой в магазине сувениров iXBT.com

 

12 февраля 2019 Г.

Справочник по ценам