Что такое понижающий стабилизатор напряжения
Стабилизатор напряжения при низком напряжении
В соответствии с действующими стандартами напряжение в сети должно быть 220 В +- 5%. Предельное кратковременное отклонение допускается до 10%. На деле напряжение в глубинках России около полудня 170 В, вечерами снижается почти вдвое. Для того чтобы решить проблему жильцы устанавливают стабилизатор. Речь идёт об устройстве, используемом для поддержания колебаний и подачи желаемого выходного напряжения на нагрузку.
Качество сети и низкое напряжение
Если в семье маленький ребёнок, постирать бельё, приготовить супчик на электрических конфорках становится довольно проблематично. При таком напряжении микроволновка вообще не включается. Чай закипает 20 минут. Из-за постоянных перепадов выходят из строя холодильник, электропечь, телевизор. Людям надоедает постоянно жить в полевых условиях.
Но даже стабилизатор для пониженного напряжения не всегда справляется с ситуацией:
Без нормализатора в лампочках еле-еле видно нить накала. Словом, получается как в песне: «И снова сумерки настали…»
Почему в сети напряжение ниже нормы?
Часто низкое напряжение наблюдается у половины улицы. А кто-то уже и не помнит, когда впервые эта проблема появилась. Просто продолжают аккуратно платить за свет, качество которого оставляет желать лучшего. За помощью обращаются и в районный совет, и Энергосбыт. На звонки, как правило, отвечают односложно: «Разберёмся». О проблемах знают все, но решить их никто не в состоянии. Объясняют: «Перепады в сети происходят из-за изношенности линий, большой нагрузки, которая ежедневно увеличивается».
Дело в том, что источник питания может находиться на балансе одного предприятия, а сети – на балансе другого. А к нужному совместному решению подачи напряжения, которое регламентируется ГОСТом, эти организации никак не придут. А ведь согласно ПУЭ каждые 5 лет должен проводиться капитальный ремонт энергоустановок. Да и замена старых кабельных линий в такой ситуации не помешает.
Стабилизатор от пониженного напряжения
Электричество, как правило, замечают тогда когда оно или плохое, или его вообще нет. Разберём первый вариант, когда оно есть, но напряжение не совсем то, которое нужно. Потребителю нужно 220 В. Многим домашним приборам чуть поменьше, примерно 195 В, тогда они включаются.
Итак, минимально возможное напряжение электрической сети 195 В, при котором приборы будут работать. Что делать, если низкое напряжение в сети, меньше 195 В? Ответ: покупать повышающий стабилизатор напряжения, который обеспечит стабильную работу техники. Он будет подавать на неё 220 В, даже если в сети — меньше 195 В.
Частые вопросы покупателей
Пользователи, которые заботятся о своем электрооборудовании, часто задают такой вопрос: «Как избавиться от сетевых скачков, вызванных проведением сварочных работ по линии. Ответом на данный вопрос станет электронные cтабилизаторы напряжения 220 В для дома.
Принципом действия этих аппаратов является сочетание двух принципов регулирования: тиристорного управления с фазоимпульсной модуляцией. Это позволяет объединить в одном стабилизаторе преимущества обоих принципов:
В результате потребитель имеет устройство, которое способно не только сгладить скачки напряжения, но также устранить последствия сварочных работ.
Современные модели оснащены встроенной энергонезависимой памятью, которая фиксирует аварийные ситуации в работе стабилизатора и позволяет их при необходимости отследить. То есть можно задним числом отследить, какое было напряжение в сети: повышенное или пониженное.
Также в приборах имеется система автоматического транзита, которая, например, при перегреве стабилизатора автоматически переходит в транзит и не оставляет потребителей без электроэнергии. Данный режим можно активировать и деактивировать.
Довольно частые вопросы покупателей относительно повышающих стабилизаторов: низкое напряжение или как увеличить напряжение в сети? В каждом конкретном случае есть своя загвоздка, поэтому лучше обратиться к специалисту, который правильно оценит ситуацию и даст дельные рекомендации.
Что делать с нестабильными дачными сетями? На этот вопрос ответ будет неоднозначный. Если на даче постоянное пониженное напряжение, оптимально использовать электромеханический тип стабилизатора. Также он применим, если имеется большое количество бытовых приборов с высокими пусковыми токами – это холодильники, различные насосы. То есть в момент запуска оборудования требуется такая защита от непомерно возрастающих токов.
Цифровые и электронные приборы рекомендуется применять, если имеется:
Критериями выбора являются: мощность, количество фаз, тип крепления.
Как выбрать стабилизатор напряжения
Первое что нужно узнать – это энергопотребление прибора в ваттах. После этого подбирается стабилизатор соответственно номиналу. Отдельная линейка нормализаторов используются для котлов, бойлеров, глубинных насосов и остальных мелких бытовых приборов. Устройства для квартирных нужд мощностью 10 кВт обычно изготовляются в настенном варианте, не требующем много места.
Перед тем как покупать устройство, нужно обязательно проконсультироваться со знающим электриком, который поможет рассчитать потребление электроприёмников дома. Потому что бывают случаи, люди покупают прибор, и через какое-то время он выходит из строя. То есть это не проблема стабилизатора, это проблема неправильного подбора по мощности. Такой стабилизатор долго просто не сможет работать.
Кроме этого, всегда нужен запас по мощности 20-30%, потому что хозяева постоянно что-то покупают, и рабочей мощности может не хватить.
Заключение
Тепло на душе и дома – это для нас норма! А ещё когда у всех родных и близких всё хорошо, а в сети всегда 220 В. Причём здесь это? При всём, ведь столько нервов уходит, если вдруг гаснет свет. Дела не сделаны, отдых идёт насмарку, дома скандал. Избежать такого поможет стабилизатор, и теперь мы с вами даже знаем какой.
Как выбрать стабилизатор напряжения? Всё, что нужно знать, о количестве фаз, мощности и видах
Сегодня мы поговорим о стабилизаторах напряжения. Нет, мы не о психологах из ТикТока или Инстаграма, которые за 60 секунд научат поддерживать эмоции между партнёрами. Речь о специальных приборах, благодаря которым техника не будет выходить из строя. Давайте изучим что нужно и поймём, как выбрать стабилизатор напряжения для частного дома или насоса.
Содержание
Что такое стабилизатор напряжения
Количество фаз
Тип подключения
Классификация стабилизаторов
Мощность (производительность)
Диапазон стабилизации
Как правильно выбрать стабилизатор напряжения
Что такое стабилизатор напряжения
Стабилизатор напряжения — специальный прибор, который поддерживает чёткое напряжение, необходимое для работы сети. Например, в 220 В или 380 В. Устраняя колебания напряжения, стабилизатор продлевает срок службы бытовых приборов и другой техники и предотвращает выход электроники из строя. Особенно в стабилизаторах напряжения нуждаются холодильники, кондиционеры, микроволновки, стиральные машины, а также компьютерная техника.
Кроме того, стабилизатор напряжения поможет сэкономить на электроэнергии. Почему? При пониженном напряжении оборудование потребляет больше тока из сети для того, чтобы добиться номинальной мощности. Расход электроэнергии увеличивается, а вот количество ваших кровно заработанных рублей — уменьшается.
Количество фаз
Однофазные стабилизаторы используются в домах однофазной сети для поддержания напряжения 220 В. Подходят для подключения и защиты бытовой и офисной техники.
Трёхфазные стабилизаторы применяются в жилых и производственных помещениях, где сеть с напряжением 380 В.
Тип подключения
Магистральные встраиваются в сеть и регулируют напряжение всех электроприборов, в том числе осветительных. У них очень высокая производительность — от 4000 Вт.
Сетевые стабилизаторы подключаются к розетке. Обладают мощностью до 3000 Вт, имеют на корпусе одну или несколько розеток для подключения бытовых электроприборов.
Классификация стабилизаторов
Стабилизаторы отличаются друг от друга по типу защитного устройства, через которое должен пройти ток, прежде чем он будет подаваться на остальную технику.
Основные виды стабилизаторов
Состоят из автотрансформатора и электромагнитного механизма с ползунком. При пониженном напряжении ползунок перемещается вверх и повышает напряжение. В повышенном — наоборот. Так как в конструкции используются механические предметы (шестерёнка, двигатель, обмотка из меди, угольные щётки) — есть риск износа компонентов по мере их эксплуатации. Данный минус компенсируется бесшумностью работы стабилизаторов такого вида. Благодаря высокой точности напряжения на выходе, они подходят для подключения к чувствительной аппаратуре: медицинским и измерительным приборам, аудиоаппаратуре.
Также состоят из автотрансформатора, но графитовые щётки заменяют реле или полупроводники, которые называются силовыми ключами. Они должны включать необходимую обмотку, добавляющую определённое количество Вольт. Как правило, такие стабилизаторы очень компактные. Из-за отсутствия движущихся частей, как в электромеханических, они не требуют «ухода» за собой, то есть замены графитовых щёток. Также преимуществом такого вида стабилизаторов считается работа в суровых или близких к этому условиях, например, при температуре ниже 20 градусов по Цельсию. Однако цифровые ключи довольно нежны и могут выйти из строя, если стабилизатор слишком часто будет сталкиваться с большими нагрузками или короткими замыканиями в сети.
Мощность (производительность)
Бытовые приборы создают нагрузку на сеть, которую стабилизатор принимает на себя в случае подключения. При покупке самое важное рассчитать мощность приборов, которые будут подключены в сеть. Стабилизатор будет работать нормально, если мощность всех приборов не будет превышать его собственную. В противном случае он отключится.
Мощность стабилизатора может составлять от 0,5 до 100 кВт. Бывают случаи, когда стабилизаторы приобретаются для защиты конкретной техники.
Важно: мощность стабилизаторов указывается в Вольт-Амперах (ВА), а мощность бытовой техники и устройств в Ваттах (Вт). Поэтому для подсчёта потребуется перевод из ВА в Вт умножением на коэффициент 0.8.
Приблизительное энергопотребление техники
Как выбрать стабилизатор напряжения
Содержание
Содержание
Вместо привычного с детства числа 220 в маркировке современных электроприборов все чаще попадается 230. С недавних пор именно 230 В является стандартным напряжением в России и многих других странах. Впрочем, для большинства электроприборов разницы между 230 и 220 В нет никакой. Стандартом допускаются отклонения напряжения сети на ±10%, т.е. от 207 до 253 В. Производители бытовой техники ориентируются именно на эти показатели.
Однако в реальности напряжение в этих рамках удерживается не всегда. В новых микрорайонах, в деревнях и поселках часто к старой подстанции, рассчитанной на определенную нагрузку, подключается много новых потребителей. Это приводит к падению напряжения до 190 В и даже ниже, что бывает хорошо заметно по горящим в полнакала лампочкам. К сожалению, снижением яркости лампочек проблема не исчерпывается. Возрастают токи в обмотках электродвигателей насосов, холодильников, стиральных машин, посудомоек и пр. Это может привести к выходу двигателя из строя.
Бывает в сети и повышенное напряжение, также довольно частое в загородных домах – иногда подстанции намеренно подстраиваются на выдачу повышенного напряжения, чтобы на удаленных потребителях оно поднялось до нормального. При этом на потребителях, близких к подстанции, оно может быть около 250 В. Если при этом еще и нулевой провод окажется не заземлен, то из-за перекоса фаз напряжение может подняться еще выше – до 260 В и даже больше. Ну и не так уж редки случаи, когда электрики случайно подключают в щитке вместо нулевого провода – еще одну фазу, выдавая потребителям 400 В вместо 230. Повышенное напряжение вредно всем потребителям без исключения, поскольку ведет к увеличению выделения тепла, перегреву деталей, выходу их из строя и даже воспламенению.
Можно защитить все электроприборы в доме, установив во входном щитке реле напряжения, но это не решит проблему полностью – при выходе напряжения за установленные рамки оно просто обесточит потребителей. Чтобы защититься от длительных просадок или повышений напряжения, следует ставить стабилизатор.
Конечно, можно поставить мощный стабилизатор на входе в дом и защитить всю технику скопом, но это будет стоить весьма недешево. Тем более что особой надобности в этом и нет – различные электроприборы по-разному реагируют на повышенное или пониженное напряжение. Вполне возможно, что не всей вашей технике нужна защита стабилизатором.
Защита электроприборов
Холодильники, морозильники и кондиционеры требуют защиты в первую очередь – пониженное напряжение в сети может стать причиной поломки компрессора и дорогостоящего ремонта.
Но еще одна особенность этой техники в том, что многие модели могут выйти из строя при быстром выключении-включении. Дело в том, что при выключении компрессора давление в системе выравнивается в течение некоторого времени (1-3 минуты). Если запустить компрессор раньше, его двигатель будет работать с повышенной нагрузкой (или вообще не сможет запуститься), что может привести к поломке. Современные холодильники и кондиционеры большей частью имеют встроенное реле задержки, но если у вас есть сомнения, или в руководстве указано, что перед повторным пуском следует выждать некоторое время, то стабилизатор обязательно должен иметь функцию задержки запуска минимум на 1 минуту.
Насосы, как погружные, так и поверхностные также требуют защиты от пониженного/повышенного напряжения и им тоже нужна задержка запуска. При пуске двигатель насоса в течение 1-2 секунд потребляет ток, в несколько раз превышающий номинальный. При этом обмотка двигателя нагревается. При обычном пуске излишки тепла снимаются прокачиваемой водой, но если напряжение в сети пропадает и появляется, то пусковые токи длятся дольше, а двигатель не успевает раскрутиться и прокачать воду. Контактирующая с насосом вода перегревается вплоть до закипания, что приводит к поломке насоса и перегоранию обмоток двигателя. Поэтому стабилизатор, защищающий насосы, должен также иметь задержку запуска в 5-10 секунд.
СВЧ-печь не выйдет из строя при падении напряжения, но эффективность её при этом снизится многократно. Если отвезенная на дачу «микроволновка» перестала греть, не спешите везти её в ремонт – возможно, дело в низком напряжении сети. Стабилизатор легко устранит эту проблему.
Электроника (компьютеры, современные телевизоры, аудиотехника), оснащенная импульсными блоками питания, пониженного напряжения не боится. Обычно это указывается в руководстве или прямо на блоке питания: «INPUT: 100-240 V». Так что, если ваша проблема состоит в пониженном напряжении, стабилизатор такой технике не нужен. Другое дело, если оно повышенное – при длительном воздействии напряжения от 240 В и выше, нагрузка (как тепловая, так и электрическая) на электронику БП сильно возрастает, что довольно быстро приводит к выходу его из строя.
Энергосберегающие лампы (как люминесцентные, так и светодиодные) к пониженному напряжению довольно лояльны, а вот повышенного не любят. Если всплески напряжения в вашей сети не редкость, то их лучше защитить стабилизатором. Тем более что потребляют они немного, и одного недорогого стабилизатора мощностью в 300-500 ВА хватит на освещение частного дома.
Нагревательным приборам, лампам накаливания, электрочайникам, утюгам и прочей подобной технике падения напряжения вообще не опасны – у них просто снизится эффективность. Повышенное напряжение может ускорить их износ, но в целом, напряжение, на 10-20% превышающее номинал, для большинства подобных приборов неопасно. Эти приборы можно включать в «проблемную» сеть без стабилизатора. Правда, это не относится ко многим современным моделям, оснащенным сложными электронными устройствами управления.
Определившись с тем, какие приборы следует защитить, следует определиться с характеристиками стабилизатора.
Характеристики стабилизаторов
Тип стабилизатора напряжения
Релейные стабилизаторы напряжения представляют собой трансформатор с несколькими отводами входной или выходной обмотки, коммутируемыми силовыми реле.
При нормальном входном напряжении трансформатор работает как разделительный – не повышая и не понижая напряжение. При выходе входного напряжения за установленные границы, электроника включает соответствующее реле, превращая трансформатор в понижающий или повышающий.
Преимущества релейных стабилизаторов:
– Высокая перегрузочная способность – даже самые простые модели выдерживают 200% перегрузки в течение нескольких секунд. Модели же с мощными силовыми реле, рассчитанные на высокие пусковые токи, выдерживают непродолжительные десятикратные перегрузки.
– Малое время переключения – напряжение полностью стабилизируется через 20-100 мс после выхода его за нормальные границы.
– Ступенчатость регулирования. Трансформатор имеет ограниченное число отводов на обмотке, поэтому изменять напряжение может только ступенчато – по 5, 10, а на недорогих моделях – по 20 вольт на одну ступень регулирования. В целом это для техники неопасно, но на граничных напряжениях частые переключения реле, сопровождающиеся мерцанием ламп накаливания, могут раздражать.
– Шумность. Реле при переключении щелкает довольно громко.
– Износ контактов реле. Основной недостаток этого вида стабилизаторов – опасность прогара или пригара контактов реле. Если в первом случае напряжение на выходе стабилизатора просто пропадет, то второй вариант намного неприятнее. Если пригар случится во время пониженного входного напряжения, то при возврате напряжения в норму, реле останется включенным. Трансформатор продолжит работать, как повышающий и напряжение на выходе станет повышенным! Спокойный за свою электротехнику владелец стабилизатора даже не будет подозревать, что именно в этот момент он сжигает её высоким напряжением. Поэтому не стоит выбирать релейный стабилизатор, если в сети случаются частые перепады напряжения – чем чаще реле срабатывает, тем быстрее снижается его ресурс.
Электромеханические (сервоприводные) стабилизаторы напряжения представляют собой тороидальный трансформатор с передвигающимся над внешней обмоткой токосъемником, контактирующим с обмоткой с помощью угольной щетки. При падении или превышении входного напряжения сервопривод перемещает токосъемник, нормализуя выходное.
Преимущества электромеханических стабилизаторов:
– Высокая перегрузочная способность – 200% перегрузки в течение 4-х секунд.
– Высокая точность регулирования.
– Низкий уровень шума при регулировании.
– Большое время переключения – токосъемник движется по обмоткам довольно медленно. Чем больше перепад напряжения, тем медленнее стабилизатор его отрабатывает. Это может привести к появлению импульсных помех на выходе стабилизатора, вызывающих сбои в работе электротехники.
– Износ токосъемника. Токосъемник желательно периодически смазывать графитовой смазкой. Но даже своевременная смазка не предотвращает полностью износа трущихся деталей.
Инверторный стабилизатор сделан на основе инвертора – ток сначала выпрямляется, потом, с помощью инвертора, вновь преобразуется в переменный.
Это позволяет достичь высокой точности регулирования и позволяет добиться полного отсутствия возмущений на выходе. Благодаря отсутствию движущихся контактов, у них низкий уровень шума, ресурс выше и опасности пригара контактов они лишены.
Недостатки инверторных стабилизаторов:
– Недорогие инверторы дают на выходе не чистую синусоиду, а ступенчатую. Некоторые электронные приборы (измерительные приборы, газовые котлы, аудио- и видеотехника) могут начать сбоить или вообще откажутся работать с такой синусоидой.
– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 25-50% от номинала, в течение 1-4 секунд. Для защиты приборов, имеющих высокий пусковой ток, стабилизатор такого типа потребуется брать с большим запасом по мощности.
Ступенчатые электронные стабилизаторы конструктивно схожи с релейными, однако коммутирование обмоток в них производится не с помощью реле, а с помощью мощных полупроводниковых приборов.
Это позволяет добиться высочайшей скорости регулирования (5-40 мс на переключение) при достаточно низкой цене. Эти стабилизаторы тоже не имеют движущихся контактов, бесшумны и обладают высоким ресурсом.
Но свои недостатки есть и у этого вида стабилизаторов:
– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 20-40% от номинала, и то весьма непродолжительное время.
– Высокая чувствительность к мощным импульсным помехам. Если в сети нередки сильные кратковременные всплески напряжения, прослужит такой стабилизатор недолго.
Необходимая полная выходная мощность стабилизатора рассчитывается исходя из мощностей всех подключенных к нему электроприборов. При подсчете полной мощности следует иметь в виду, что та мощность (в Ваттах), которая приводится в паспорте на электроприбор – это его активная мощность, т.е., выделяющаяся в виде тепла или света.
Нагревательные приборы и лампы накаливания имеют полную мощность, равную активной. Но некоторые потребители, содержащие в себе электродвигатели или трансформаторы, создают вдобавок к активной еще и реактивную нагрузку. Для определения их полной мощности следует активную мощность поделить на коэффициент мощности (cos(φ)), обычно указанный в паспорте на электроприбор. Если найти это значение не удается, можно воспользоваться таблицей:
Но это еще не все – теперь полную мощность каждого потребителя следует помножить на пусковой коэффициент, также взяв его из паспорта или из таблицы. Сумма получившихся чисел (не забываем про 30%) – это пусковая мощность, и перегрузочная способность стабилизатора должна её обеспечивать.
Например, нам следует защитить холодильник мощностью 150 Вт, погружной насос мощностью 500 Вт и линию освещения со светодиодными лампочками суммарной мощностью 500 Вт. Необходимая полная мощность в ВА будет равна:
Суммируем полученные данные и прибавляем 30%. Итого 1857 ВА.
Пусковая мощность будет равна:
Также суммируем, прибавляем 30%, получается 8258 ВА. Таким образом, нам нужен стабилизатор на 3000 ВА, способный выдержать перегрузку в три раза больше (релейный с усиленными реле), либо стабилизатор на 4500 ВА, способный выдержать в два раза больше перегрузки (релейный или электромеханический), либо электронный (ступенчатый или инверторный) на 9000 ВА.
Если такой подбор выглядит слишком сложным, то можно просто сложить активные мощности электроприборов (в Ваттах) и подобрать стабилизатор также по активной выходной мощности. Но такой подбор будет грубее: во-первых, этот метод не учитывает индивидуальных особенностей электроприборов, во-вторых, все производители по-разному рассчитывают зависимость полной и активной мощностей. И здесь также следует быть уверенным, что перегрузочная способность стабилизатора поможет ему выдержать пусковую мощность потребителей.
Разъем для подключения нагрузки может быть в виде клемм, либо в виде розеток. Если стабилизатор планируется использовать для защиты какой-либо линии электропитания (например, осветительной) предпочтительнее разъем в виде клемм.
Если же защищать планируется отдельных потребителей, то удобнее подключать их напрямую в евророзетки (СЕЕ 7), обратите внимание, чтобы количество розеток соответствовало количеству потребителей.
Некоторые стабилизаторы оснащены компьютерными розетками IEC 320 C13 – как правило, эти стабилизаторы предназначены для защиты персональных компьютеров и учитывают низкий коэффициент мощности этого вида техники.
Задержка запуска, как указывалось выше, может потребоваться для защиты некоторых видов техники, не приемлющих частых включений-выключений: холодильников, кондиционеров, насосов и пр.
Варианты выбора стабилизаторов
Для защиты отдельного маломощного потребителя – газового котла или циркуляционного насоса – будет достаточно стабилизатора полной мощностью до 1000 ВА.
Для защиты электроприборов, наиболее сильно подверженных влиянию пониженного или повышенного напряжения, будет достаточно стабилизатора в 3000-6000 ВА.
С защитой всех домашних электроприборов справится мощный стабилизатор.
Для защиты компьютера и периферии удобно использовать специализированный стабилизатор с компьютерными розетками.
Релейные и электромеханические стабилизаторы обладают высокой перегрузочной способностью и хорошо подходят для защиты электроприборов с высокими пусковыми токами.