Стабилизатор напряжения

Напряжение в сети может отклоняться от установленных 220-ти вольт в жилом секторе, и 380-ти в промышленном. От скачков напряжения страдает дорогостоящая техника. В итоге, электричество влетает в «копеечку». Перебои напряжения влияют даже на восприятие интерьера. Старые лампы накаливание не светят, а лишь обозначают электродугу розоватым лучением. Люминесцентные лампы к скачкам менее чувствительны, но тоже теряют в активности, а значит, вместо сверкающих комнат получаются затененные «пещеры». В них неуютно. В общем, ущерб получается не только материальным, но и моральным. Избежать проблем поможет стабилизатор напряжения, который обезопасит домашнюю технику от порчи.

Описание и характеристики стабилизатора напряжения

Напряжению в сети не обязано быть стабильным. Поставщик выдает 220 вольт. Однако, массовое подключение приборов снижает показатель в среднем нас 10%. Это норма. Если напряжение изначально меньше 220-ти, что характерно для частных хозяйств, встает под вопрос даже одновременная работа освещения, плиты, холодильника и чайника.

В дачных товариществах и коттеджах, кстати, проблема часто начинается на участке ответвления кабеля от основной сети. За последнюю отвечает поставщик. Ответвление кабеля уже во власти домовладельца. В общем, причин скачков напряжения много, а итог один – трата нервов и порча электроприборов.

Стабилизатор напряжения для дома – аппарат, в основе которого «лежит» трансформатор. К нему подведена переменная цепь. На другом конце она соединена с диодами.

Их в конструкции бывает до 5-ти. Из диодов образуется мост с конденсаторами. За ним стоит транзистор, а за тем регулятор. Выключает автоматику замыкание.

Работа стабилизатора начинается с подачи тока на трансформатор. Диоды, соединенные с транзистором, вступают в работу, если предел напряжения превышен. Конденсатор выступает преобразователем.

Дабы он не перегревался в коллекторной цепи, стабилизатор оснащен автоматикой. Пройдя резистор, ток возвращается на транзистор. Получается, в основе работы героя статьи лежит принцип обратной связи. В аппарате создается переменный ток, в потоке которого электроны могут менять направление.

Так меняется номинальная нагрузка. На выходе поток электронов проходит по обмотке через фильтр. Получается выпрямленный ток нужной и, главное, постоянной мощности.

Виды стабилизаторов напряжения

Если заявлен стабилизатор напряжения 220в, не стоит ждать от него полного соответствия указанному напряжении. Для аппаратов позволительна погрешность.

По ее величине стабилизаторы делятся на:

• Стандартные с допустимым отклонением в 5-7%. Такая погрешность не сказывается на бытовых электроприборах.
• Пренцизионные с максимальной погрешностью в 3,8%. Установки группы рассчитаны на работу с высокоточной электроникой промышленного типа. Таковая может отреагировать даже на 5-процентное колебание выходного напряжения.
• Основная классификация стабилизаторов связана с их принципом действия.

Есть 3 ведущих категории аппаратов:

• №1 Параметрические стабилизаторы сформированы на основе нелинейных элементов

Свойства таковых зависят от обстоятельств. Значит, в деле карборундные резисторы, насыщенные дроссели. Нелинейные конденсаторы тоже подойдут. Проще говоря, значение выходного тока в параметрических моделях поддерживает радиоэлектроника.

Представляют параметрические машины феррорезонансные стабилизаторы. Сердечники в их трансформаторах ферримагнитные, а транзисторы установлены попарно. Радиаторы в моделях класса небольшие, есть корпус. За счет этого феррорезонансные стабилизаторы не перегреваются, при этом, достаточно чувствительны.

В противовес встают: низкий коэффициент полезного действия, шумность приборов, нетерпимость к холостому ходу и перегрузкам, зависимость напряжения на выходе от тока во входной сети.

• №2 Компенсационные

Модели класса действуют с помощью переключений обмоток трансформатора. Говоря научным языком, работает коммутация по секциям. Запускают ее реле, семисторы и теристоры. Они играют роль силовых ключей.

Аппараты с ними выдают высокий КПД, не искажают синусоиду выходного напряжения, спокойно работают в холостую и с широким диапазоном напряжения на входе. Остается добавить быстродействие и перейти к минусу. Им является преобразование выходного тока по ступеням. О точности стабилизации приходится забыть.

• №3 Электромеханические стабилизаторы оснащены двигателем и системой его управления

Вкупе с ними действует автотрансформатор. Это позволяет самостоятельно регулировать напряжение сети. Точность получается высокой, как и диапазон регулировки. К тому же, электромеханические аппараты стойки к перегрузкам. В противовес ставим низкое быстродействие и ограничения по размещению установок класса. Скользящий контакт в них открыт. Это повышает риск удара током. Решая, какой стабилизатор напряжения выбрать, стоит учесть наличие у электрических моделей подкатегорий. Аппараты класса делятся на: -Однофазные. Рассчитаны на мощность сети в 220 вольт. То есть на бытовые условия.

Евгений Филимонов

Задать вопрос

При скачке напряжения вверх, к примеру, до 300-от вольт, однофазный стабилизатор блокирует подачу тока. Работают приборы группы бесшумно. Кстати не только для домашнего пространства, но и больниц, школ, детских садов. При этом, сохраняется возможность подключения к однофазному стабилизатору еще 2-ух таких же.

Это выручает при намеренном наращивании мощности сети. Однофазные стабилизаторы разнятся по мощности. Для бытовой техники достаточно 1000-ватных. Если запускаются электротехнические машины большого тока на старте, приобретают однофазные стабилизаторы на 1500-10000 ватт.

Еще мощнее аппараты до 100 киловатт. Однако, уже при 5-киловатном показателе стабилизатор способен обезопасить все электроприборы загородного дома. Даже система полива огорода и насос из скважины с водой в списке. Поэтому, однофазные аппараты легко «тянут» офисы и небольшие предприятия.

Трехфазные. Ставят стабилизатор напряжения однофазный на ступень ниже. Приборы категории тянут 380-вольтовые сети. Важно для промышленных цехов. Выбирая стабилизатор, нужно учитывать суммарный вольтаж приборов-портребителей с плюсом 15-20%.

Применение и установка стабилизатора напряжения

Внешне стабилизаторы делятся на простые коробки и встраиваемые модели. Соответственно, аппарат можно просто поставить на пол, вмонтировать в какой-нибудь шкафчик, повесить на стену. Принеся героя статьи с холода, стоит подождать пару часов. Если приступить к монтажу сразу, образуется конденсат. Влага и электроприборы, как известно, несовместимы.

Плохо работает стабилизатор, так же, если в его внутренние узлы попадет пыль. Поэтому, монтируют установки в закрытых помещениях, без риска задувания грязи в аппарат. Место для прибора нужно подыскать вдали от легковоспламеняющихся предметов и поверхностей. Обезопасить себя стоит, так же, заземлением корпуса стабилизатора напряжения.

Энергия от него сможет уходить по металлическим деталям или проводу в пол. Это обезопасит людей. В случае аварийных ситуаций ток уйдет в землю, а не перекинется на человека. Сопротивление кожи потоку электронов измеряется в килоомах, а провода или металла – в простых омах, то есть значительно меньше. Не удивительно, что при наличии заземления напряжение уходит через него в пол.

К сети в 220 вольт стабилизаторы напряжения подключаются через клеммы. На задней панели прибора их 2-е. После присоединения к сети работают кнопкой или рычагом автоматических включения-выключения.

Поскольку многомощные стабилизаторы дороги, большинство применяет доступные модели. Их не хватает на все приборы. Защищают самые ценные. Так, популярны стабилизаторы напряжения для котлов отопления, насосов, кинотеатров, компьютеров. Соответственно, выбирается аппарат с учетом спектра оберегаемых приборов.

Как выбрать стабилизатор напряжения

У любого стабилизатора есть 4 основных параметра. Мощность – ведущий. Понятно, что она выбирается по суммарному потреблению приборов, с небольшим запасом на случай неувязок. Однако, нужно учесть, что мощность домашней электрики состоит из активной и реактивной составляющих.

Первая – заявленная. Вторая считается вредной. Производители стараются избавиться от чередования запасания энергии и ее перекачивания обратно, то есть отдачи запасов прибором. Такой пинг-понг током, который на обратном пути еще и отклоняется на 90 градусов, съедает энергию, не переводя ее в полезную. На некоторых приборах указывается реактивный показатель, но на большинстве игнорируется. Меж тем, общая мощность составляется из обеих энергий.

Средней реактивной для всех приборов считается планка в 0,7. Ее плюсуем к мощности стиральных и посудомоечных аппаратов, насосов, электроинструмента, холодильников. Как видно, речь о приборах с двигателями. При запуске, кстати, они кратковременно потребляют в 2-3 раза больше энергии, чем в остальное время. Мощность плит, чайников и духовок аналогична заявленной активной. Реактивное потребление у приборов без электродвигателя отсутствует. Нужно лишь приплюсовать 20%.

Второй параметр выбора героя статьи – скорость срабатывания. Одни аппараты выравнивают напряжение за миллисекунды, а другим нужно 3 полных секунды. При серьезном скачке напряжения 3-ех секунд хватит для поломки техники. Третий маячок для покупателей стабилизаторов – их точность.

Уже говорилось, что минимальную погрешность обеспечивают прецизионные установки. Последний из основных параметров выбора — показатель входного напряжения, то есть от какой сети стабилизатор должен работать. Обращаем внимание на минимальную и максимальную величину напряжения на входе в установку. На изношенных советских сетях показатель, порой, скачет от 140-ка до 280-ти вольт. То есть, 220 вольт – редкая удача, а не закономерность.

Цена стабилизатора напряжения

На стабилизатор напряжения цена зависит от типа устройства, его дизайна, размеров. Влияет на стоимость и имя производителя. На российских просторах, к примеру, завоевывает популярность латвийский бренд «Ресанта». Стабилизатор энергии под этой маркой можно купить и за 1500, и за 20000 рублей.

Компания выпускает аппараты бытовой направленности. За высокоточными стабилизаторами промышленного типа лучше обратиться к продукции отечественного бренда «Энергия». Среди ее продукции есть стабилизаторы более чем за 100000. Цена оправдана мощью и надежностью, достаточными для крупных производств.

Фазность

Количество фаз указывает на тип сети, в которую может включаться стабилизатор, и на категорию нагрузки, которая может от него запитываться. С этого параметра следует начинать выбор стабилизатора.

Однофазные стабилизаторы предназначены для работы с однофазным входным напряжением и предусматривают подключение только однофазных потребителей. Трехфазные стабилизаторы работают, соответственно, с трехфазным входным напряжением, подключать к таким устройствам можно как трёхфазную, так и однофазную нагрузку.

Евгений Филимонов

Задать вопрос

В городских квартирах трехфазная сеть, как правило, не используется либо используется только для электроплиты, в большинстве случаев не требующей стабильного электропитания. Следовательно, для обычной квартиры в черте города выбор чаще всего очевиден – однофазный стабилизатор.

В частных домах и загородных коттеджах трехфазный ввод от питающей сети более распространён. В случае его наличия можно использовать как один трехфазный стабилизатор, так и три однофазных (отдельное устройство на каждую питающую фазу). Вариант с тремя независимыми стабилизаторами позволит индивидуально подобрать и настроить прибор для каждой фазы, учитывая потребляемую от неё мощность и особенности подключенной к ней нагрузки. Кроме того, система из трех стабилизаторов более устойчива к неполадкам, так как возникновение сбоя на одной из фаз не скажется на функционировании двух других. Стоит отметить, что и суммарная цена трёх однофазных стабилизаторов обычно меньше, чем одного – трехфазного.

Главным минусом вышерассмотренного варианта является невозможность подключения мощных трехфазных потребителей. Поэтому трехфазный стабилизатор необходим при наличии даже одного работающего от трех фаз устройства.

При подключении однофазных нагрузок к трехфазной сети (через отдельные однофазные стабилизаторы или через единый – трехфазный), все электроприёмники следует равномерно распределять между питающими фазами. Иначе возможно возникновение в сети несимметрии токов и напряжений, негативно влияющей на электрооборудование. Исключить подобное явление помогут стабилизаторы топологии «3 в 1», имеющие трехфазный вход и однофазный выход, что гарантирует идентичную нагрузку на все фазы трехфазной сети при подключении однофазной нагрузки.

Мощность

Мощность стабилизатора зависит от его конструкции и определяет допустимую к подключению нагрузку. Чтобы определить необходимое значение данного параметра, необходимо посчитать суммарное энергопотребление всех устройств, которые планируется одновременно питать от стабилизатора. Для этого достаточно сложить указанные в их технических паспортах показатели потребляемой мощности и добавить к полученному значению запас в 30%.

Следует обратить внимание на приборы, в составе которых присутствует электродвигатель. В быту это, как правило, холодильник, стиральная машина, кондиционер, различный электроинструмент и насосы. Включение такого оборудования сопровождается возникновением высоких пусковых токов, обуславливающих кратковременный скачок потребляемой из сети мощности, показатели которой могут превышать номинальную в несколько раз. Поэтому при вычислении суммарного энергопотребления нагрузки, для каждого устройства с электродвигателем необходимо использовать не номинальное значение мощности, а предельное – пусковое (при отсутствии данных о пусковом значении – величину номинальной мощности, умноженную на три).

Распространённая ошибка связана с обозначением электрической мощности, которая для стабилизаторов обычно указывается в Вольт-Амперах (ВА), а для прочих электроприборов – в Ваттах (Вт). Покупатели часто не обращают внимания на единицы измерения, полагаясь только на численный показатель. При этом стабилизатор, имеющий выходную мощность в 500 ВА, не будет соответствовать нагрузке в 500 Вт.

Для подбора актуальной модели стабилизатора необходимо мощность предполагаемой нагрузки перевести из Ватт в Вольт-Амперы, поделив значение в Вт на коэффициент мощности – cos(φ). Величину cos(φ), соответствующую определённому устройству, можно найти в его технических характеристиках или в интернете. При отсутствии данных допустимо принять значение из типового интервала, составляющего для привычных нам бытовых электроприборов – 0,7 — 0,8 (для осветительной и нагревательной техники – 0,9 — 1).

Диапазон входного напряжения

Этот параметр измеряется в вольтах и определяет верхний и нижний порог сетевого напряжения, в пределах которого стабилизатор функционирует и питает нагрузку электроэнергией заявленного качества.

В многоквартирных домах перепады напряжения в сети редко превышают 20% от номинала – большинство современных стабилизаторов соответствуют данным требованиям и легко справляются с подобными колебаниями.

В случае выбора устройства для дома, расположенного за городской чертой, следует учитывать, что чем удалённее находится строение от крупных населенных пунктов, тем шире амплитуда встречающихся в нём скачков напряжения. Для большинства коттеджей требуются модели с границами входного напряжения не менее 130-270 В, а в ряде случае могут понадобиться стабилизаторы и с более широким диапазоном.

Для приобретения стабилизатора с диапазоном входного напряжения, максимально соответствующим колебаниям в электросети, необходимо измерить фактическое напряжение на месте будущей установки прибора. Замеры следует делать в разное время суток и в разные дни недели (желательно в выходные и в будни) – только так вы получите наиболее полную картину сетевых отклонений. При отсутствии навыков, позволяющих провести необходимые измерения самостоятельно, рекомендуем обратиться за помощью к профессиональному электрику.

Важно помнить, что диапазон входного напряжения у стабилизатора должен быть шире, чем амплитуда реальных колебаний в электросети. Также стоит отметить, что внутри допустимого диапазона входного напряжения присутствуют определённые границы, называемые рабочим диапазоном. Выход сетевых параметров за пределы рабочего диапазона сопровождается снижением выходной мощности стабилизатора, что может вызвать перегрузку устройства даже при номинальной нагрузке.

Точность стабилизации

Точность стабилизации или «погрешность стабилизатора» в процентном отношении указывает на величину возможного отклонения выходного напряжения устройства от номинального значения.

Современные стабилизаторы обеспечивают точность в пределах 10% – зависит этот параметр, в первую очередь, от конструкции. Самой высокой точностью обладают инверторные модели, у которых данный показатель составляет 2%, что практически недоступно для полупроводниковых, релейных и электромеханических стабилизаторов. Столь высокая точность необходима для медицинского, измерительного или промышленного оборудования.

У большинства применяемых в быту электроприборов требования к качеству электропитания чуть ниже, они стабильно функционируют при отклонениях входного напряжения и в 7%. Однако отдельным устройствам всё-таки нужен более высокий показатель точности – это техника, работой которой управляет электроника (автоматические стиральные машины, кондиционеры), а также аудио- и видеоаппаратура, где от качества входного электропитания зависит чистота изображения и звука.

ри покупке стабилизатора следует убедиться в том, что его точность соответствует величине допустимых для нагрузки отклонений питающего напряжения. Если потребителей несколько и они обладают различными требованиями к точности входного напряжения, то точность стабилизатора следует выбирать исходя из самого узкого диапазона допустимых колебаний.

Быстродействие

Эта характеристика измеряется в миллисекундах и определяет время, которое понадобится устройству, для того чтобы нейтрализовать скачок напряжения и подать на вход нагрузки электроэнергию с номинальными или наиболее близкими к номинальным параметрами.
Быстродействие – важный показатель уровня предоставляемой стабилизатором защиты. Чем выше быстродействие, тем ниже риск повреждения подключенного к прибору оборудования при перепадах сетевого напряжения.

Евгений Филимонов

Задать вопрос

Максимальным быстродействием обладают инверторные стабилизаторы, мгновенно (за 0 мс) отрабатывающие любые сетевые возмущения, что позволяет использовать данные аппараты для защиты абсолютно любого электрооборудования!

Принцип регулирования напряжения

Принцип регулирования сетевого напряжения определяет у стабилизатора форму выходного сигнала.

Приборы с дискретным (ступенчатым) регулированием не могут генерировать идеальную синусоиду, а именно такая форма переменного напряжения необходима для корректного функционирования чувствительной электроники, например – системы управления газового котла. Кроме того, ступенчатое регулирование обуславливает разрывы в электропитании, неминуемо возникающие при переключении порогов стабилизации.

Электромеханические стабилизаторы отличаются плавным регулированием – форма их выходного напряжения ближе к идеальной синусоиде, чем у электронных устройств. Однако электромеханические модели проигрывают приборам с дискретным регулированием в скорости срабатывания, которой иногда может не хватить для обеспечения качественной защиты современного оборудования.

Наиболее плавное регулирование присуще инверторным стабилизатором, только такие приборы гарантируют выходное напряжение в форме идеальной синусоиды и безразрывное электропитание нагрузки во всем допустимом диапазоне входного напряжения.

Способ установки

Существует три способа установки стабилизатора – настенный (навесной), напольный и стоечный. Первый подразумевает размещение на вертикальной плоскости (стене), второй – на горизонтальной поверхности (стол или пол), третий – в телекоммуникационном шкафу или стойке. Исполнение одних стабилизаторов допускает только какое-то определённое размещение, другие более универсальны – их можно устанавливать различными способами.

Выбирая стабилизатор, следует проанализировать помещение, в котором он будет эксплуатироваться, и подобрать модель, способ установки которой позволит поместить изделие с максимальным удобством как для подключения нагрузки, так и для обслуживания.

Важно помнить, что все стабилизаторы имеют предназначенные для вентиляции отверстия в боковых или нижних стенках. Следовательно, при установке стабилизатора нужно обеспечить зазор между указанными отверстиями и ближайшей поверхностью (не менее 20 см). Кроме того, не рекомендуется устанавливать стабилизатор на улице или в холодных, неотапливаемых помещениях, а также вблизи обогревательных приборов и в местах прямого падения солнечных лучей.

Габаритные размеры и вес

Габаритные размеры стабилизатора выбираются исходя из наличия свободного пространства на месте предполагаемой установки прибора. При размещении на поддерживающей конструкции (навесной полке), необходимо удостоверится, что вес стабилизатора не превышает значение нагрузки, допустимой для этой конструкции.

Следует понимать, что с увеличением мощности стабилизатора возрастают как его габаритные размеры, так и масса.

Средства индикации и мониторинга

Небольшим бытовым стабилизаторам достаточно иметь световую индикацию для сигнализации о различных режимах работы и дисплей для отображения информации об основных характеристиках прибора.
Для более мощных стабилизаторов, которые обычно применяются в промышленности и обслуживаются профессиональными специалистами, кроме вышеназванного необходимо также наличие поддерживающих различные каналы связи средств удаленного мониторинга.

По материалам сайта: zastpoyka.ru, shtyl