4 вида стабилизаторов напряжения. выбор лучшего. сравнение цен за 1квт

Выбор стабилизатора напряжения для дома

Пример: Рассмотрим дом, два этажа, одна фаза. Вводной автомат – 50А. В доме свет, стиральная машина, холодильник, телевизор, компьютер. Итак, автомат ограничивает нагрузку 50*220=11000 ВА.

Посмотрим, что дает наша нагрузка если ее включить одновременно.Без двигателя: свет (50+50+50+50+50) + телевизор (300) + компьютер (700) = 1250 ВА.

С двигателем: стиральная машина 2000 Вт/0,7 = 2850 ВАИтого суммарно: 1250 + 2850 = 4100 ВА.

Замеряем напряжение вечером, допустим 190 Вольт. При выборе стабилизатора для такого дома оптимальная мощность с запасом будет 5000 ВА. Если планируете добавить нагрузку и иметь запас, то лучше взять 8500 ВА.

Далее рассмотрим случаи, когда применение стабилизатора для всего дома нецелесообразно. Но для отдельных особо чувствительных потребителей стабилизатор всё же нужен. Это поможет решить проблему с напряжением и сэкономить средства.

Назначение и виды стабилизаторов

Изменение нагрузки вызывает скачки сетевого напряжения. При включении мощной электротехники в доме или квартире происходит его падение. Данное явление доступно к визуальному наблюдению, например, кратковременно тускнеют лампы накаливания.

На сеть в целом влияет изменение (уменьшение, увеличение) суммарной нагрузки от потребителей. Пик ее приходится на вечернее время суток. Сказывается также и длина линий электропередач: при возрастании сопротивления проводов растет падение на участке цепи. В результате у жителей дачных поселков, сел, деревень возникают проблемы с электроснабжением.

Шаг №2. Как снизить затраты на учете потребителей электроэнергии: выбор магистральной или сетевой модели

Дело в том, что при снижении напряжения питания часть потребителей может работать на пониженной мощности, а их технические характеристики пострадают незначительно.

Например, лампы накаливания останутся светить, просто у них немного упадет яркость. Резистивные тепловые нагреватели не перестанут греть среду, в которую они помещены. Их рабочая температура незначительно снизится, но не до критической величины.

Страдают в основном при плохом питании бытовые приборы с электродвигателями: холодильники, стиральные машины, другая подобная техника и электронные устройства. Только под них и можно выбирать стабилизатор.

Он станет меньшей мощности, если будет подключен только на ту группу потребителей, которая критична к качеству электроэнергии, а остальные приборы будут питаться без него.

По этому принципу стабилизаторы классифицируют на два типа:

1. Магистральные устройства.
2. Сетевые модели.

Первые изделия устанавливаются прямо на всю магистраль ввода в дом. Они работают полностью на всю проводку. У них мощность выше, а стоимость — дороже.

Сетевые же модели подключают только на группу отдельных потребителей, например, стиральную машину с холодильником или вообще на единичное устройство — компьютер.

Если использовать стабилизатор по принципу сетевой модели на часть потребителей, то достаточно купить менее мощную модель и сэкономить на этом часть денег.

Когда необходим стабилизатор?

Стиральная машинка относится к электрооборудованию, которому требуется стабильное и качественное электропитание. Для любого электрического оборудования требуется постоянное электропитание. Однако в сеть подается не постоянное напряжение, что может повлиять на работоспособность прибора. Повышение или снижение показателей напряжения негативно воздействует на внутренние комплектующие детали. Особенно это касается электрического двигателя, который приводит в движение барабан машинки. Частые изменения подачи напряжения в сети или его регулярный низкий уровень могут привести к сбою в работе стиральной машины. В связи с этим для стабильной работы бытовой техники нужна установка стабилизатора.

В самом начале работы нужно проводить замеры напряжения сети вольтметром в часы пик в целях сравнения с нормальным напряжением в 220 вольт и определения необходимости установки стабилизатора на машину. Если снятые показатели не более 235 В, установка регулятора не требуется, он нужен только для подстраховки. Бесперебойник в сети нужно устанавливать для всей техники в том случае, когда отклонения от 220 В составляют 7-10%. При изменениях напряжения в 10-15% включать любую бытовую технику в квартире без стабилизатора не следует, это очень опасно.

Стабилизатор напряжения для стиральной машины используют в качестве защиты бытовых электрических приборов при перепадах напряжения и других возможных сбоях в электроснабжении. Часто поставщики не обеспечивают нужное качество электроэнергии, а именно, частоту 50 Гц и напряжение 220 В ±10%. При подаче очень низкого напряжения на стиральную машину двигателю не достает пусковой мощности, чтобы выйти на номинальные обороты. В этом случае он функционирует в режиме пусковых токов.

В этот момент по обмоткам приводного агрегата протекает электрический ток, величина которого во много раз больше рабочих параметров. В результате двигатель расходует электроэнергию в 5–6 раз больше обычного, начинает перегреваться, что приводит к изнашиванию его изоляции. Главной опасностью является в этом случае то, что охлаждение привода стиральной машины происходит в момент вращения. Если двигатель не успеет раскрутиться, преодолевая пусковой момент в течение определенного времени, то он выйдет из строя.

С плавной регулировкой напряжения

К ним относятся электромеханические стабилизаторы, а также приборы новых поколений – онлайн-преобразователи, модели с широтно-импульсной модуляцией. Это системы двойного преобразования, которые преобразуют переменный ток в постоянный, с последующим моделированием его показателей: напряжения на выходе, амплитуды, частоты либо же аппараты, работающие по примеру реостата. Они имеют высокую точность стабилизации, если выбрать такое оборудование, исчезнет проблема мигающих лампочек на даче.

• Антисептик для рук
• Кедровые орехи — польза и вред. Лечебные свойства ядра, скорлупы, масла и настойки кедрового ореха
• Сколько когтей у кошки на задних и передних лапах. Сколько стоит удалить когти кошке

Критерии выбора стабилизатора на 3 фазы

Для защиты от аномалий входных параметров тока электрооборудования бытового и промышленного назначения стабилизатор напряжения рекомендуется выбирать в соответствии со следующими критериями:

Количество фаз питания. Трёхфазные стабилизаторы напряжения для дома, офиса или производственных предприятий выбираются в том случае, если от электросети объекта питается хотя бы один потребитель с 3-фазной схемой питания. В ситуациях, когда суммарная потребляемая мощность подключаемой однофазной техники превышает 7 кВт, сеть целесообразно переоборудовать на 3-фазы с подключением к каждой из них отдельного однофазного стабилизатора с соответствующим фазовой нагрузке значением мощности.Мощность.Требуемая мощность стабилизатора напряжения измеряется в вольт-амперах (ВА) и рассчитывается суммированием потребляемой всем оборудованием, которое питается от сети. Для компенсации перегрузок при наличии в сети оборудования с электродвигателями или трансформаторами (холодильников, стиральных машин и т.д.) стабилизатор должен иметь как минимум троекратный запас мощности.Точность и инерционность стабилизации. Приводятся в инструкции по эксплуатации или паспорте электроприбора. К примеру, бытовое оборудование и оргтехника нуждаются в стабилизации сетевого напряжения с погрешностью до 5%, тогда как лабораторная, вычислительная, телевизионная и т.д. техника не терпит погрешностей стабилизации выше 1%. Инерционность стабилизатора – время реакции на изменения входных параметров сетевого тока – выбирается в соответствии с характеристиками потребителей.

Диапазон напряжения на входе. Заявленная производителем точность стабилизации касается рабочего диапазона входного напряжения. При выходе последнего за установленные (предельные) рамки стабилизатор отключает потребителей от питания, либо отключается сам.

Перегрузочная способность. Характеризуется временем, на протяжении которого стабилизатор способен выдавать мощность, превышающую номинальную на 5% и выше. По истечению заданного периода перегрузки или при коротком замыкании система защиты отключает устройство с целью предотвращения его выхода из строя. Трёхфазный промышленный стабилизатор напряжения должен иметь высокую устойчивость к перегрузкам, поскольку к электросетям производственного назначения часто подключаются потребители со значительными скачками параметров тока при запуске (электродвигатели, насосы и т.п.).

Наличие интеллектуальных опций контроля и управления, в том числе удалённого, работой системы. Нормализаторы напряжения могут оснащаться дополнительными опциями, повышающими удобство контроля и управления параметрами сетевого тока, к примеру, фильтрами импульсных помех, ручной регулировкой выходного напряжения, байпасом, дистанционным управлением и т.д.

Схема и особенности подключения

В зависимости от особенностей потребителей электроэнергии, нуждающихся в защите от аномалий входного тока, трёхфазный стабилизатор напряжения может подключаться по одной из следующих схем:

1. Сразу после электросчётчика или распределительного щитка;
2. Непосредственно перед потребителем, нуждающимся в стабилизации напряжения.

Стабилизатор с 3-фазным питанием имеет 4 входных и 4 выходных клеммы. Одна из них предназначена для подключения нуля или нейтрали, остальные – для подключения фазных линий. Эта схема соблюдается независимо от того, где подключен нормализатор – после счётчика или сразу перед защищаемым оборудованием.

Чтобы выбрать трёхфазный стабилизатор напряжения, следует внимательно изучить свойства сети электропитания, а также характеристик подключаемого к ней оборудования. Грамотный подбор устройства стабилизации позволяет обеспечить стабильную и непрерывную работу потребителей и способствует увеличению срока их службы.

Релейный стабилизатор напряжения

Сегодня невозможно представить квартиру, в которой не было бы бытовой техники. Каждое устройство требует защиты от перепадов напряжения в бытовой сети. Одним из таких приборов защиты является релейный стабилизатор напряжения.

Благодаря такому прибору можно создать комфортные условия работы электрических устройств. Уровень напряжения в номинальном режиме должен составлять 220 В. Релейный вид стабилизатора встречается во многих областях. Это популярный вид защитного прибора, так как имеет простое устройство.

Конструктивные особенности

Перед применением прибора требуется изучить, как он устроен и работает. Релейный стабилизатор включает в себя автотрансформатор и схему электронных элементов, управляющих его действием. В корпусе кроме этого имеется реле. Стабилизатор релейного типа считается повышающим, так как при пониженном напряжении прибор осуществляет повышение напряжения.

Возрастание напряжения будет осуществляться путем подключения дополнительной обмотки. Чаще всего в трансформаторе есть 4 обмотки. При превышении напряжения в сети стабилизатор снижает излишнее напряжение. Схема стабилизатора релейного типа состоит из:

1. Повышающий трансформатор.
2. Управляющий микроконтроллер.
3. Реле.

Это основные элементы релейного стабилизатора. Также устройство может содержать вспомогательные элементы, например, дисплей.

Принцип действия

Разберемся в процессе функционирования стабилизатора релейного типа. Электронная система измеряет параметры входящей электроэнергии. После считывания данных прибор сравнивает эти параметры с величинами номинального режима.

Прибор автоматически производит подключение необходимой обмотки трансформатора для достижения нужных параметров сети. Работа релейного стабилизатора довольно простая. Прибор регулирует параметры сети по ступеням, в результате чего при очередной ступени напряжение изменяется на конкретную величину. Бывают ситуации, когда уровень напряжения не соответствует норме даже после корректировки. Такие ступенчатые регулировки могут также вызвать перепады напряжения.

Если подробно разобраться в принципе действия, то можно понять, что прибор быстро выбирает нужные обмотки. Такие ступенчатые скачки параметров считаются незначительными. Они станут заметнее, если на входе будут наблюдаться подобные скачки напряжения. При подключении к сети высокочувствительных устройств при сильных перепадах напряжения устройства выйдут из строя.

Недобросовестные производители могут запрограммировать стабилизатор таким образом, что на его дисплее всегда будет показывать значение 220 В.

Чаще всего релейный стабилизатор справляется с перепадами сети за 0,15 с. Такой прибор может отключить питание выходным током, когда на входе возникли значения тока наименьшего допустимого значения. После нормализации напряжения прибор снова подключится к работе. Напряжение восстанавливается за 0,6 с.

Достоинства

Основными преимуществами релейной модели стабилизатора можно назвать:

1. Малые габаритные размеры, так как трансформатор имеет только функцию повышения напряжения.
2. Большой интервал значений напряжения.
3. Значительный диапазон рабочих температур. Многие приборы нормально работают при температуре -40 +40 градусов.
4. Низкий уровень шума.
5. Допускается перегрузка до 110%.

Многие изготовители приборов утверждают, что их продукция способна функционировать много лет.

Недостатки

В работе релейных моделей стабилизаторов есть недостатки, которые обусловлены его методом работы, схемой прибора. Слабым звеном его конструкции считается реле. Если изготовитель установил некачественное реле, то оно может стать причиной неисправности прибора. Также при переключении режимов возникают щелчки и шумы.

Другим значимым недостатком является ступенчатое действие устройства выравнивания напряжения. При переключении с одной обмотки на другую напряжение может значительно изменяться, образуя некоторые скачки.

Недорогие модели имеют слабую мощность, которая не больше 30% от мощности бытовых устройств.

Виды стабилизаторов постоянного тока

В практике применяется два вида стабилизаторов, работающих на постоянном токе — линейный и импульсный. Ниже рассмотрим каждый из типов более подробно.

Линейный

Такие устройства представляют собой делители напряжения.  С одной стороны (на вход) аппарата приходит меняющееся U, после чего оно стабилизируется и поступает к выходу с плеча делителя. Поддержание U в требуемом диапазоне происходит путем изменения параметра R (сопротивления) одного из плеч делителя.

Если разница U на входе и выходе существенна, КПД линейного стабилизатора снижается из-за потерь на тепло. Вот почему регулировочный элемент монтируется на специальном радиаторе, имеющем достаточную площадь для эффективного охлаждения.

Линейные устройства бывают двух видов (по типу включения) — с последовательным и параллельным подключением нагрузки. Кроме того, они делятся на два типа — на параметрические и компенсационные.

В первом случае принцип действия построен на использовании участка вольтамперной характеристики, где сопротивление дифференциального типа минимально в большом диапазоне токов нагрузки.

Второй тип приборов (компенсационный) подразумевает наличие обратной связи, когда выходное U сравнивается с эталонным показателем. Далее берется разница, из которой и создается сигнал для подачи на элемент регулировки.

Импульсный

Особенность импульсных устройств заключается в подаче тока на элемент, аккумулирующий энергию (дроссель или емкость) путем создания кратковременных импульсов (формируются с помощью электронного ключа).

Пока упомянутый узел находится в закрытом состоянии, происходит передача напряжения на выход стабилизирующего аппарата. Использование дросселя в роли накопителя позволяет менять U на выходе.

Преимущество импульсной модели заключается в большом КПД, благодаря работе в режиме ключа. Из минусов стоит выделить сложность организации и наличие помех.

В зависимости от схемы и режима ключевого управления выделяется пять видов импульсных стабилизаторов — инвертирующий (изменение полярности на выходе), повышающий, понижающий, с функций понижения и повышения, а также универсальный аппарат (совмещает опции перечисленных выше моделей).

Сравниваем релейные и электромеханические

При сравнении двух типов стабилизаторов сразу бросается в глаза то, что ряд характеристик для них общий.

1. Так, стоимость не может служить определяющим фактором при выборе типа, она примерно одинакова, каждый киловатт мощности стабилизатора обойдется в 900-1200 рублей. Стоимость одного киловатта для каждого из типов стабилизаторов вы можете посмотреть в этой таблице.
2. Не может явиться определяющим и срок службы – несмотря на заявляемый некоторыми производителями срок службы стабилизаторов до 10-15 лет, вследствие ненадежности релейного блока устройства (а на релюшках всегда экономят!), они могут прослужить не дольше, чем электромеханические – до 1-5 лет, в зависимости от нестабильности сети.
3. Общими являются также слабая зависимость функционирования обоих типов стабилизаторов от частоты и формы входного напряжения (автотрансформатор лишь незначительно меняет коэффициент трансформации, за счет нелинейности характеристик материала сердечника).
4. В расчет следует принять характер регулирования — ступенчатый с дискретностью порядка 20-25 В у релейного стабилизатора и плавный у электромеханического. С релейным вам придется смириться с тем, что при его работе освещение будет мигать, освещенность будет колебаться в пределах ±26% (такова нестабильность светового потока при изменении напряжения в пределах ±8%), а сложная электронная техника может давать сбои в моменты переключения.

С электромеханическим стабилизатором подобное исключено – напряжение регулируется плавно и устанавливается с более высокой точностью, поскольку выводов от обмотки автотрансформатора в электромеханическом стабилизаторе больше, чем в релейном (по сути, выводом является каждый виток обмотки). Поэтому в электромеханических стабилизаторах ступенчатость изменения выходного напряжения практически неощутима.

• Вдобавок, перемещение щеточного контакта менее шумное, чем одновременное срабатывание (отключение и выключение) двух реле. Но одно НО – устанавливаться оно будет дольше, подобные стабилизаторы инерционнее релейных.
• При рисках очень серьезной просадки входного напряжения оба сравниваемых стабилизатора примерно эквивалентны по возможностям. Так, нижний предел входного напряжения чаще всего составляет 140-150 В, а верхний 250-260 В.
• Оба стабилизатора искрят при работе, что исключает возможность их работы во взрывоопасных (загазованных) помещениях. Их назначение – работа в условиях городской квартиры, частного домовладения, дачи. Работа в одном помещении с газовым оборудованием ЗАПРЕЩЕНА.

По идее, электромеханический стабилизатор требует регулярного обслуживания (чистки, замены щеток), релейный же обслуживания не требует, но может выйти из строя при подгорании контактов одного из реле, при этом выйдет из строя одна ступень регулирования напряжения, что полностью нарушит работу стабилизатора.

Понятное дело, что на практике никто и никогда их не обслуживает. Просто купили, подключили и забыли до тех пор, пока что-нибудь не сломается. Поэтому пунктик с техническим обслуживаем можно вообще не принимать в расчет.

Современные стабилизаторы

Сегодня для дома и дачи все чаще применяются электродинамические изделия двух видов:

• Феррорезонансные.
• С сервоприводом регулирующего элемента на электромеханической базе (здесь применяется автотрансформатор).

Сегодня производятся разные модели для 1-но и 3-фазной сети. Мощность на выходе составляет от десятков до миллионов Ватт.

Модели для трехфазной сети бывают двух видов — с независимым регулированием для каждой из фаз или с корректировкой U по среднему параметру U, поступающего на вход.

Кроме того, выпускаемые модели отличаются по диапазону U на входе. Здесь возможно много вариантов, к примеру, на 15%, 20, 25, 30 или 50 процентов в одну и другую сторону.

От ширины допустимого диапазона зависит вес и цена аппарата

Также при выборе современных изделия уделяется внимание быстродействию, точности и КПД, но об этом поговорим в разделе ниже

Греется электродвигатель: причины неисправности у электромоторов на 220 и трехфазных на 380 вольт

Сервоприводные или электромеханические стабилизаторы

Данный вид можно назвать золотой серединой между электронными и релейными стабилизаторами.

Сервопривод – это устройство из реверсивного (работающего в обе стороны) двигателя, расположенного внутри тороидального трансформатора. Двигатель получает команды от электронной платы управления и перемещая контакты, увеличивает или уменьшает количество витков на вторичной обмотке. Таким образом сервопривод, в отличии от двух других устройств рассмотренных выше, является бесступенчатым регулятором.

Это очень популярная модель, так как имеет относительно невысокую стоимость и обладает следующими плюсами:

• плавная регулировка по принципу реостата
• хорошая точность регулирования
• не искажает синусоиду
• способны выдерживать кратковременную перегрузку

Есть и минусы:

• за счет применения эл.привода, который управляет контактами создается низкая скорость регулировки
• так как применяются движущиеся механические детали, соответственно уменьшается надежность (графитовые щетки периодически требуется менять)
• применяются в основном в сетях, где не происходит резких скачков напряжения
• не рекомендуется использовать при низких температурах окружающего воздуха

Для стабильной и надежной работы хотя бы раз в три года производите его обслуживание – чистите щетки и смазывайте движущиеся механизмы.

От резких перепадов при электросварке, сервопривод с контактами будет крутиться как “белка в колесе”. Что существенно снизит ресурс работы стабилизатора. Поэтому думайте при покупке об условиях его эксплуатации.

Отличие между корректирующими и накопительными моделями

Стабилизаторы переменного напряжения выполняют только корректирующую функцию: поддерживают величину выходного напряжения на уровне 220 В. При этом входе и выходе частота напряжения одинаковая.

Корректирующие СН не стоит путать со стабилизированными источниками переменного напряжения (СИПН) или по-другому источниками стабилизированного питания (ИСП). Это оборудование отличается как конструкцией, так и принципом действия, функциональными возможностями.

Источники стабилизированного питания (независимо от разновидности) могут накапливать энергию различными способами (емкостями, аккумуляторами, с помощью маховиков). Затем ИСП трансформируют ее в электрический ток с нужными параметрами. При этом частота напряжения на выходе не зависит от его частоты на входе.

Источники бесперебойного питания

Отдельные виды ИСП, в отличие от корректирующих стабилизаторов, способны поддерживать работоспособность электротехники определенное время при отключении питания от сети. Продолжительность зависит от емкости подсоединенных аккумуляторов.

Основные характеристики релейного стабилизатора

Стабилизаторы релейного типа подбираются по следующим параметрам:

1. Пиковая мощность — суммарная активная (кВт) и реактивная (кВА) мощность потребителей;
2. Активная нагрузка — полезная мощность, потребляемая электрооборудованием, которое преобразовывает нагрузку в энергию другого типа – механическую, тепловую и т.д;
3. Допустимые отклонения входного напряжения и время срабатывания устройства — чем значительнее всплески или проседания входного тока, тем быстрее должен срабатывать стабилизатор;
4. Пороги защиты от всплесков и проседаний входного тока — при преодолении пороговых значений параметров тока на входе система защиты стабилизатора на несколько секунд отключает нагрузку, после чего возобновляет подачу тока при условии нормализации входного напряжения;
5. Наличие «байпаса» — режим «байпас» или «обход» позволяет подачу напряжения напрямую на выход стабилизатора в обход его схемы, что упрощает сервисное обслуживание устройства, которое в этом случае выполняется без отключения потребителей;
6. Наличие тепловой защиты — при нагреве трансформатора до критической температуры система отключает питание стабилизатора на время, необходимое для остывания трансформаторных обмоток;
7. Диапазон и временный интервал защиты от всплесков и проседаний выходного напряжения — если отклонения параметров выходного тока превышают допустимые пределы, срабатывает защитное реле, которое отключает питание нагрузки.