​Выбор стабилизатора напряжения

Выбор стабилизатора напряжения

Энергетики обязуются поставлять нам электричество надлежащего качества, а именно – частотой 50 Гц и напряжением 220 В +10%. Но, к сожалению, в действительности это часто бывает не так. Если с частотой, как правило, всё в порядке, то напряжение в наших сетях может отклоняться в довольно широком диапазоне. В результате электрооборудование и бытовая техника работают не так как положено, находясь в критических условиях, и рано или поздно выходят из строя.

Собственно стабилизатор предназначен для автоматического регулирования напряжения, защиты оборудования от бросков напряжения, сглаживания импульсных помех. Производят стабилизаторы различные отечественные и зарубежные предприятия. Наша компания отобрала для своего ассортимента наиболее популярные и качественные модели, отвечающие разнообразным техническим и ценовым требованиям. Вся продукция сертифицирована, прошла предпродажную подготовку и обеспечена гарантийным обслуживанием.

Общие рекомендации подбора стабилизатора

1. Необходимо сделать измерения напряжения в сети, как фазных так и линейных, несколько раз в течении суток на протяжении нескольких дней.

Если за время измерений напряжение в фазах не выходило за пределы 205…235 вольт и не заметно раздражающего мигания света, то установка стабилизаторов напряжения оправдана только для питания особо ответственных потребителей и дорогостоящих электроприборов. В этом случае используются высокоточные стабилизаторы (точность выходного напряжения +/-0,5%-2%) с возможностью регулировки выходного напряжения.

Если напряжение выходит за пределы 205…235 вольт, происходят его резкие значительные изменения, заметны мигания источников света, но его значения в фазах остается в диапазоне 195…245 вольт, то в такой ситуации установка стабилизаторов крайне желательна для всех электроприемников, а для источников света обязательна.

Напряжение в сети может быть сколь угодно долго ниже 195 вольт или выше 245 вольт, при этом в течении суток уровень напряжения может меняться неоднократно от номинального значения до максимального. В такой сети без стабилизаторов напряжения пользоваться электроприборами нельзя, выход их из строя - вопрос времени и везения

2. Выбор мощности стабилизатора

При выборе стабилизатора следует учитывать, что мощность для стабилизатора указывается полная, в вольт-амперах, а мощность бытовых (и не только) приборов указывается активная, в ваттах. Коэффициент пересчёта зависит от характера нагрузки: для чисто активной нагрузки коэффициент близок к единице, для индуктивной (например, электродвигатель) он может быть 0.6 - 0.8.

Главное условие для выбора по мощности - суммарная мощность подключаемой нагрузки не должна превышать мощности стабилизатора. Естественно, что более точный подбор получается при использовании паспортных данных подключаемых приборов. При этом необходимо учитывать, что ряд электрических устройств в момент пуска потребляет мощность, значительно превышающую номинальную, которая часто в паспортных данных не указывается. Большие пусковые токи и, следовательно, большие потребляемые мощности режима включения характерны для асинхронных двигателей. Например, средняя номинальная мощность двигателя компрессора бытового холодильника составляет 0,2 кВт, а в момент пуска ему требуется около 1 кВт. Кроме холодильника, асинхронные двигатели устанавливаются в кондиционере, для привода различных насосов, ворот и др. оборудования. И еще необходимо учитывать, что при нижнем значении входного напряжения, например 130 В, стабилизатор выдает значительно меньшую мощность (P U min), чем при 220 В. Эта информация должна предоставляться в технической документации на стабилизатор.

3. Выбор типа стабилизатора

Электромеханические - плавное регулирование. Коррекция напряжения осуществляется с помощью трансформатора и электродвигателя. Достоинство - высокая точность поддержания выходного напряжения, низкая стоимость. Недостатки - постоянный шум работающего электродвигателя, отслеживающего колебания напряжения на 2-3 В (которое в наших сетях - постоянное явление), износ механических частей, низкая скорость регулирования из-за инерционности двигателя. Предположим, напряжение в сети низкое 170 В, электромеханический стабилизатор его повышает. Где-то отключили мощную нагрузку и напряжение сети нормализовалось, т.е. скачком повысилось до 220 (регулярно бывает). На выходе такого стабилизатора сразу будет 270 В пока "задумчивый электромеханический стабилизатор" не сообразит - а это минимум 1.5-2 секунды. Что за это время у Вас сгорит?.. Высокая точность регулирования не компенсирует все недостатки электромеханических стабилизаторов, т.к. практически для всех электроприборов допустимы колебания напряжения питания ± 7-10 %.

Электронные - ступенчатое регулирование. Поддержание напряжения на выходе осуществляется за счет ступенчатого переключения обмоток автотрансформатора. Переключение автоматическое (порядка 20-40 мс), осуществляется с помощью реле, тиристоров, симисторов. Необходимо отметить, что использование в качестве силовых ключей тиристоров, симисторов наряду с преимуществами имеет и недостатки - электрическая незащищенность выходных каскадов, необходимость принудительного охлаждения рабочих ключей. Это шум вентилятора, засасывание пыли внутрь изделия и т.д.

Поэтому одним из наиболее приемлемых вариантов являются электронные стабилизаторы со ступенчатым регулированием напряжения автотрансформатора с помощью быстродействующих реле, регулирование выходного напряжения в которых осуществляется за счет коммутации отводов обмоток трансформатора или автотрансформатора.

4. Основные эксплуатационные характеристики стабилизаторов напряжения:

Диапазон входных рабочих напряжений. Это уровни напряжения сети, при которых стабилизатор включается и на его выходе появляется напряжение. Крайне важная характеристика, т.к. если напряжение в Вашей сети не попадает в этот диапазон приобретенного стабилизатора, от него не будет абсолютно никакого толка. Например, если у Вас в сети 130 В, а рабочий диапазон стабилизатора начинается со 145 В, он просто не будет функционировать.

Диапазон гарантированной стабилизации. Это значения напряжения сети, при которых на выходе стабилизатора гарантируется напряжение 220 В ± n % (например, 220 ± 5% или 220 ± 10 %). Сравнив эти параметры с паспортными данными подключаемого электрооборудования и имея данные о колебаниях напряжения в сети, можно сделать вывод, подойдет ли та или иная марка стабилизатора для работы с Вашей электросетью.

Время стабилизации напряжения. Это время реагирования на изменения напряжения сети. Если время стабилизации напряжения достаточно длительное (1.5-2 секунды) относительно времени самого изменения напряжения сети, стабилизатор не успеет справиться со своей задачей и подаст недопустимое напряжение на подключенную нагрузку. В основном этим грешат электромеханические стабилизаторы. Отдельно стоит вопрос борьбы с таким явлением, как мигание света из-за колебаний напряжения. Дело в том, что человеческий глаз замечает изменение освещенности при резком колебании напряжения в сети всего на 1% за время 0.02 сек. Обеспечить такую скорость реакции стабилизатора непросто, поэтому от резких колебаний напряжения сети полностью не защищает даже высокоточный стабилизатор, здесь надо искать виновника мигания света. Возможно, им является плохой контакт, но чаще всего такие проблемы создает сварка.



Итак, перейдём непосредственно к методике выбора

1. Трёхфазный, или однофазный?

Если у Вас однофазная сеть, то выбор очевиден.

Если сеть – трёхфазная: При наличии хотя бы одного трёхфазного потребителя потребуется трёхфазный стабилизатор. При условии, что вся нагрузка однофазная можно использовать три однофазных стабилизатора. Преимущества такого варианта заключаются в меньшей стоимости, и позволяет обойти особенность трёхфазных стабилизаторов, а именно отключение всего устройства при исчезновении напряжения на одной из фаз (по любым причинам).

2. Как рассчитать требуемую мощность?


Стабилизатор можно устанавливать для стабилизации напряжения, как отдельного взятого оборудования, так и всего объекта в целом. Это зависит от конкретных требований и возможностей.

Чтобы сделать выбор модели стабилизатора напряжения по критерию необходимой мощности, нужно рассчитать суммарную мощность, потребляемую нагрузкой.

Мощность, потребляемую конкретным устройством, можно узнать из паспорта или инструкции по эксплуатации. Иногда потребляемая мощность вместе с напряжением питания и частотой сети указывается на задней стенке прибора или устройства.

При подсчете мощности, потребляемой устройством, следует учитывать так называемую полную мощность. Полная мощность - это вся мощность, потребляемая электроприбором, она состоит из активной мощности и реактивной мощности, в зависимости от типа нагрузки. Активная мощность всегда указывается в ваттах (Вт), полная - в вольт-амперах (ВА). Устройства - потребители электроэнергии зачастую имеют как активную, так и реактивную составляющие нагрузки.

Активная нагрузка. У этого вида нагрузки вся потребляемая электроэнергия преобразуется в другие виды энергиии (тепловую, световую и т. п.). У некоторых устройств данная составляющая является основной. Примеры - лампы накаливания, обогреватели, электроплиты, утюги и т. п. Если их указанная потребляемая мощность составляет 1 кВт, для их питания достаточно стабилизатора мощностью 1кВА.

Реактивные нагрузки. Все остальные. Они, в свою очередь, подразделяются на индуктивные и емкостные. Пример - устройства, содержащие электродвигатель, электронная, бытовая техника. Полная мощность в вольт-амперах и активная мощность в ваттах связаны между собой коэффициентом COS(Fi). На приборах, имеющих реактивную составляющую нагрузки, часто указывают их активную потребляемую мощность в ваттах и COS(Fi). Чтобы подсчитать полную мощность в ВА, нужно активную мощность в Вт разделить на COS(Fi). Например: если на дрели написано 600 Вт и COS(Fi)=0,6, это означает, что на самом деле потребляемая инструментом полная мощность будет равна 600/0,6=1000 ВА. Если COS(Fi) не указан, для грубого расчета активную мощность можно разделить на 0,7.

Высокие пусковые токи. Любой электродвигатель в момент включения потребляет энергии в несколько раз больше, чем в штатном режиме. В случае, когда в состав нагрузки входит электродвигатель, который является основным потребителем в данном устройстве (например, погружной насос, холодильник), его паспортную потребляемую мощность необходимо умножить на 3, во избежание перегрузки стабилизатора в момент включения устройства.

Рекомендуется выбирать модель стабилизатора с 20% запасом от потребляемой мощности нагрузки. Во-первых, Вы обеспечите щадящий режим работы стабилизатора, тем самым, увеличив его срок службы, во-вторых, создадите себе резерв мощности для подключения нового оборудования.

3. Какова должна быть точность стабилизации?

Для выбора точности стабилизации необходимо определить диапазон напряжений, допустимых для питания защищаемой стабилизатором напряжения аппаратуры. Чтобы узнать параметры электропитания Вашей аппаратуры, обратитесь к инструкции по эксплуатации или в сервисный центр ее производителя. Ниже приведены примерные рекомендации по подбору стабилизатора для типовой аппаратуры.

Для питания сложной медицинской аппаратуры и точных измерительных приборов желателен стабилизатор напряжения с точностью до 3%.

Осветительную аппаратуру (люстры, прожекторы, софиты и т.п.) рекомендуется подключать через стабилизатор с точностью не менее 3%. Чем выше точность стабилизации, тем меньше разброс выходного напряжения, и соответственно, меньше видимое изменение интенсивности света при резких скачках входного напряжения.

Электропитание большинства бытовых приборов и аппаратуры можно осуществлять напряжением 220 +/- 5-7%.

4. Что выбрать, если Вам подходят стабилизаторы различных марок?

В данной статье мы осветили основные принципы выбора стабилизатора. Разные марки и модели отличаются друг от друга помимо основных характеристик множеством других параметров:

· Принципом действия

· Конструктивными особенностями

· Быстродействием

· Степенью защищённости

· Набором функций и т.д.