Что такое система охлаждения стабилизатора напряжения и как она работает?
Это комплекс внутренних компонентов стабилизатора напряжения, который обеспечивает вывод тёплого воздуха из корпуса, предотвращая перегрев изделия и поддерживая оптимальную внутреннюю температуру для непрерывной штатной работы прибора.
Что нагревается?
В стабилизаторах трансформаторного типа во время корректировки выходного напряжения срабатывает блок реле, тиристоров/симисторов или сервопривод, что приводит к выделению тепла у трансформаторного блока. В инверторных стабилизаторах нагревается блок, отвечающий за двойное преобразование, а именно IGBT-транзисторы.
Факторы, влияющие на нагрев
На нагрев внутренних компонентов стабилизатора, которые участвуют в коррекции вольтажа, влияет степень загруженности в вольт-амперах или ваттах, величина сетевого напряжения, температура в помещении, где установлен прибор, и качество воздухообмена, включая расположение самого устройства.
Из чего состоит система охлаждения стабилизатора напряжения?
В зависимости от модели и типа стабилизатора его система охлаждения может включать контроллер, датчик внутренней температуры, радиатор и вентилятор (или несколько таких элементов):
- датчик температуры фиксирует изменение её показателей, передает данные контроллеру;
- контроллер анализирует состояние температуры, при её опасном для прибора значении активирует защиту. Тут может быть несколько действий: оповещение об аварии (перегреве), отключение устройства, запуск вентиляторов для охлаждения или ускорение их вращения, чтобы снизить температуру прибора до нормы;
- радиатор обеспечивает пассивное охлаждения за счет естественной конвекции, непрерывно поглощая и рассеивая избыточное тепло;
- вентилятор создает принудительную конвекцию, интенсивно перемещая нагретый воздух из корпуса в окружающее стабилизатор пространство. Может работать постоянно или включаться только при определенной температуре;
- перфорация на корпусе – специальные отверстия, которые обеспечивают вывод нагретого воздуха из корпуса.
Типы системы охлаждения у стабилизаторов напряжения
Применяются три варианта охлаждения: естественное, принудительное и комбинированное. Разберем их подробнее.
Естественное охлаждение
Естественное (конвекционное) охлаждение является пассивным вариантом, так как не использует в своем составе механических элементов. Состоит из алюминиевого радиатора и перфорированного корпуса. Воздухоотводные элементы располагаются в нижней и верхней части изделия для того, чтобы обеспечить естественное циркулирование воздуха снизу вверх. Воздушный поток попадает в устройство снизу, затем нагревается и выходит через верхнюю преформацию.
Такие модели считаются полностью бесшумными, так как воздухообмен выполняется плавно и естественным путем.
Принудительное охлаждение
Это активный вариант, основанный на вентиляторах и радиаторах. Вентиляторы в этом случае интенсивно выдувают нагретый воздух из прибора. Скорость вращения их лопастей может быть постоянным или изменяться при разной внутренней температуре.
Комбинированное охлаждение
У моделей с принудительным охлаждением вентиляторы работают в непрерывном режиме. Шум от их работы зависит от количества установленных кулеров, конкретных моделей, а также интенсивности вращения лопастей. Поэтому устройства не всегда можно размещать в жилых помещениях, где посторонний шум недопустим.
Смешанный тип, который состоит из двух элементов:
- радиаторов, обеспечивающих естественный отвод тепла из корпуса стабилизатора, если температура не поднимается выше 50-80 °C;
- вентиляторов, автоматически подключающихся к процессу охлаждения при повышении температуры критического значения для стабилизатора.
Комбинированный способ охлаждения встречается в мощных моделях. Шум от работы таких изделий появляется только в момент включения кулеров, при нормальной внутренней температуре они работают бесшумно.
Рассмотрим особенности, а также плюсы и минусы каждого варианта охлаждения.
| Вид охлаждения | Состав | Принцип работы | Шум | + | - |
| Естественное | радиатор, перфорация на корпусе | пассивный | нет |
|
|
| Принудительное | радиатор(ы), вентилятор(ы) | активный (постоянный) | постоянный, уровень зависит от количества, моделей вентиляторов, а также режима их вращения |
|
|
| Комбинированное | пассивный, активный (периодический) | периодический, только на время значительного повышения внутренней температуры стабилизатора |
|
Как повысить эффективность системы охлаждения стабилизатора?
В зависимости от модели и типа стабилизатора его система охлаждения может включать контроллер, датчик внутренней температуры, радиатор и вентилятор (или несколько таких элементов):
- Правильная установка. Стабилизатор должен устанавливать строго по инструкции. Важно учитывать расстояние до стен, различных поверхностей и нагревательных приборов таким образом, чтобы перфорация и вентиляторы на его корпусе не были закрыта и через них мог свободно выходить нагретый воздух. Как правило, достаточно отступить от стен на 10-15 см, а вот от нагревательных приборов гораздо больше.
- Следить за нагрузкой. Высокая загрузка стабилизатора может привести к повышению его внутренней температуры. Это часто возникает при значительной просадке сетевого напряжения. Поэтому лучше придерживаться общего правила о том, что устройство должно быть загружено не более чем на 70-80% от его выходной мощности. О том, как подобрать стабилизатор по мощности, можно узнать в отдельной статье.
Для улучшения функционирования системы охлаждения в некоторых стабилизаторах также применяется защита от перегрева. Это очень важная опция, так как бывают ситуации, при которых вентиляторы или радиаторы могут не справиться с температурным всплеском. Защита предполагает автоматическое аварийное отключение стабилизатора при повышении внутренней температуры выше 70-110 °C. Поэтому при покупке стабилизатора важно уточнять, есть ли такая защита у прибора, чтобы при его эксплуатации не случилось неприятного сюрприза. Перегрев стабилизатора чреват полным выходом из строя его компонентов.
Охлаждение инверторных стабилизаторов напряжения
Инверторные стабилизаторы считаются самыми передовыми моделями по способу преобразования тока и качеству выходного напряжения. В них также применяются современные технологии охлаждения. Рассмотрим, какие в этих устройствах встречаются варианты на примере моделей бренда «Штиль» серии «ИнСтаб».
В модельной линейке производителя представлено несколько типов устройств, которые отличаются по фазности, способу установки и мощности.
Однофазные
IS350-IS20000 с настенным исполнением и выходной мощностью от 0,35 до 20 кВА. Из них:
- модели мощностью до 1 кВА имеют естественную (безвентиляторную) систему охлаждения, которая имеет радиатор, а также корпусную перфорацию. Во время работы такие модели вообще не издают шума. О работе бесшумных стабилизаторов можно узнать в отдельной статье.
- модели мощностью 1,5-20 кВА обладают комбинированной системой охлаждения с вентиляторами, радиаторами, а также корпусной перфорацией. Включение кулеров происходит только в том случае, если внутри корпуса стабилизатора возникнет высокая температура (более 50 °С или 70 °С в зависимости от модели). При этом они запускаются поэтапно. Задействование кулеров в охлаждении зависит от их количества и степени загрузки устройства. Такие модели имеют малошумную работу и некоторые из них могут устанавливаться в жилых помещениях.
Распределение и рассеивание теплого воздуха внутри стабилизатора с конвекционной охлаждающей системой
Обзор инверторных стабилизаторов напряжения «Штиль» с комбинированной системой охлаждения
IS1000RT-IS20000RT c напольным /стоечным исполнением и выходной мощностью от 1 до 20 кВА. Устройства обладают принудительной системой охлаждения. У них нагретый воздух выводится с помощью вентиляторов, которые работают непрерывно. Но интенсивность вращения вентиляторных лопастей изменяется в зависимости от текущей нагрузки. Шум от работы зависит от конкретный модели, сравним с работой кулеров у системного блока персонального компьютера.
Трехфазные и конфигурации 3 в 1
IS3106RT-IS3120RT и IS3306RT-IS3320RT c напольным /стоечным исполнением и выходной мощностью от 6 до 20 кВА. Также обладают принудительной системой, которой достаточно, чтобы охлаждать устройства такой мощности.
Дополнительно все модели имеют электронную защита от перегрева с автоматическим восстановлением работы. При повышенной температуре от 80 °C до 110 °C (в зависимости от модели) устройства автоматически отключаются, затем только при её возвращении в допустимый диапазон самостоятельно запускаются. Это позволяет максимально обезопасить внутренние компоненты приборы от негативного воздействия повышенной температуры.