Задачей стабилизатора напряжения является стабилизация входного напряжения и очистка напряжения от различных высокочастотных колебаний. Тип стабилизатора — это тип механизма, благодаря которому он это все выполняет.
1. Виды стабилизаторов напряжения
Релейные стабилизаторы напряжения
Релейные стабилизаторы получили наиболее широкое распространение из-за оптимального соотношения необходимых параметров и цены. Они имеют быстродействие от 0,2 до 0,5 с в зависимости от применяемых реле и величины скачка входного напряжения.
Из минусов — при переключении реле происходит скачок напряжения (5-15 Вольт в зависимости от количества ступеней переключения). Для техники это не существенно и безопасно, но свет будет моргать.
Поэтому при переключении стабилизатора может наблюдаться небольшое мигание лампочек накаливания. Схема релейного стабилизатора условно представлена ниже.
Релейный стабилизатор напряжения. Схема функциональная
Как и у всех современных стабилизаторов напряжения его основу составляет силовой трансформатор и электронный блок. Электронный блок релейного стабилизатора напряжения представляет собой микроконтроллер, в котором происходит анализ входного и выходного напряжения и вырабатываются сигналы для управления ключами или силовыми реле стабилизатора.
При формировании управляющего напряжения микроконтроллер учитывает время срабатывания ключей и силовых реле. Это позволяет производить переключения практически без разрывов. В результате форма напряжения на выходе релейного стабилизатора повторяет форму на входе.
То есть, переключение происходит при переходе синусоиды через ноль.
Электромеханические стабилизаторы напряжения
Другое название — стабилизаторы с сервоприводом.
Принцип их действия следующий: плата управления анализирует входное напряжение и в зависимости от ситуации передает сигнал на сервомотор, расположенный внутри тороидальной катушки. А мотор передвигает на необходимое количество витков токосъемную щетку.
Электромеханический стабилизатор напряжения. Упрощенная схема
Такой принцип действия обеспечивают более высокую точность стабилизации (2-3%, по сравнению с релейными 5-8%).
Точность зависит от количества витков трансформатора. Шаг изменения таким образом будет равен количеству вольт на один виток.
Но скорость движения щетки ограничена возможностями мотора, чаще всего скорость добавления 10-15 Вольт/сек. При скачках напряжения на 30-40 Вольт, приборы могут оказаться под опасным напряжением на несколько секунд.
И еще стоит обратить внимание: у некоторых производителей, мотор сам питается от входного напряжения и поэтому, когда происходит сильная просадка напряжения ему просто не хватает питания, и происходит «зависание» стабилизатора. Но для света это оптимальный выбор, свет хоть и будет «проседать» при скачках напряжения, но не так сильно как у релейного и более мягко.
Такой тип стабилизатора рекомендован в сети, где напряжение стабильно занижено или завышено и нет резких скачков.
Тиристорные (симисторные) стабилизаторы напряжения
Принцип их работы основывается на автоматическом переключении секций (обмоток) автотрансформатора (или трансформатора) с помощью силовых ключей — тиристоров. Чем-то этот тип похож на релейные стабилизаторы, но в отличие от них не имеют контактной группы, имеют намного больше ступеней стабилизации и большую точность — от 2% до 5%.
Симисторный стабилизатор напряжения. Упрощенная схема
На схеме видно, что отводы трансформатора переключаются симисторами, и выходное напряжение меняется практически мгновенно — не более 0,1 с.
Комфорт использования такого стабилизатора виден сразу – тишина в доме гарантирована.
Наибольшим минусом данного типа стабилизаторов напряжения — высокая цена.
Дополнительные функции стабилизаторов напряжения
Кроме основной функции стабилизаторов напряжения — стабилизации, есть также такой минимальный набор функций и параметров:
- Анализ выходного напряжения. Стабилизатор должен быть оснащен информационным (цифровым или стрелочным) табло которое показывает выходное напряжение. Если на стабилизаторе есть функция анализа входного напряжения, это будет дополнительной полезной информацией.
- На больших номиналах (чаще от 3000 ВА) устанавливается функция Bypass — функция в электронном устройстве (обработки сигнала, стабилизации напряжения и др.), позволяющая выполнить коммутацию входного сигнала непосредственно на выход, минуя все функциональные блоки. То есть возможность включать сеть в обход стабилизатора напряжения. Если напряжение нормализовалось или Вам не нужен сейчас стабилизатор – нажали рычажок вверх и напряжение пошло минуя блоков стабилизации.
Байпас также нужен, если напряжение опустилось ниже предела работы стабилизатора, и он уже не справляется и может перегреться. Тогда напряжение подается напрямую, через байпас.
- Виды крепления стабилизаторов напряжения
Существуют два типа крепления стабилизаторов напряжения — напольное и настенное исполнение.
Напольное исполнение подразумевает, что стабилизатор находится на полу, полке. Такое расположение не всегда удобно, потому как особенно крупные номиналы не полке не разместишь из-за своего веса, а на полу они занимают достаточно большие площади.
При навесном исполнении стабилизаторы делают более плоскими, для удобства клиентов. В принципе, они могут использоваться и в напольном исполнении, только часто информационная часть табло оказывается в таком случае «вверх ногами» к пользователю. - Во многих моделях на рынке стабилизаторов напряжения используется кнопка задержки. Это сделано для того, чтобы если пропадет напряжение в сети или временно выйдет за рамки рабочего диапазона, то оборудование до следующего включения придет за это время задержки в положение покоя. Во многих стабилизаторах кнопка задержки предлагается в нескольких диапазонах — 6, 90, 120 сек. В более современных моделях задержка уже стала автоматическая и когда она включается, то показывает потребителю на табло время включения стабилизатора в в виде обратного отсчета.
Задержка включения нужна прежде всего для компрессорного оборудования — холодильников и т.п.
Подключение стабилизаторов напряжения
Итак, стабилизатор напряжения приобретен. Очень хорошо, если у вас есть знакомый электрик или специалист для подключения стабилизатора. Если таких нет, то при наличии элементарных навыков самому сделать подключение тоже не так и сложно.
Для начала выберите место для установки стабилизатора, оно должно быть сухим, без пыли и легко проветриваемом. Сам стабилизатор необходимо аккуратно распаковать, ознакомиться с его внешним устройством, пользуясь паспортом изделия. Если транспортировка стабилизатора происходила при минусовых температурах, необходимо выдержать его перед подключением при комнатной температуре не менее четырех часов. Это связано с тем, что все стабилизаторы напряжения прежде всего боятся образования конденсата внутри. Поэтому надо дождаться пока он образуется и высохнет.
В момент подключения обратите внимание, чтобы стабилизатор был выключен — кнопка питания в положении «Выкл» и стабилизатор обязательно должен подключатся к розетке с заземляющими контактами (Евророзетке) иначе стабилизатор нужно заземлять отдельно (либо должна быть клемма подключения на клеммной колодке) .
После того, как стабилизатор включен, на табло чаще всего включается обратный отсчет — это включается задержка.
Еще есть один очень важный момент! Некоторые производители не информируют покупателя в паспортах как правильно подключать стабилизатор. Если Вы купили а у Вас нет такой информации, лучше связаться с производителем, но в большинстве случаев подключение происходит именно так:
Подключение стабилизатора через клеммную колодку
Обратите внимание — во всех стабилизаторах фазы по краям клеммной колодки, ближе к центру нули и в середине земля!
Такие клеммы используются для стабилизаторов мощностью более 5 кВт. Для мощностей до 5 кВт как правило, для подключения используется обычная вилка с заземлением, а для подключения потребителей — розетки на корпусе стабилизатора.
На рисунке – схема подключения стабилизаторов напряжения SUNTEK
Схема подключения стабилизатора в однофазную сеть
Индикация на табло стабилизатора напряжения Suntek
Индикация состояния работы или ошибки у многих производителей одинакова.
В процессе работы на дисплее стабилизатора может появиться следующая информация:
Буква «Н»
Появление буквы «Н» (High) на табло означает, что напряжение в сети поднялось выше рабочего диапазона, и сработала защита от перенапряжения, стабилизатор выключил выходное напряжение, чтобы избежать поломки нагрузки. При возврате входного напряжения в рабочий диапазон на дисплее вновь появится цифра выходного напряжения, стабилизатор автоматически перейдет в рабочий режим.
Буква «L»
Появление буквы «L» (Low) на табло означает, что напряжение в сети опустилось ниже рабочего диапазона и сработала защита от пониженного напряжения, стабилизатор выключил выходное напряжение, чтобы избежать поломки нагрузки. При возврате входного напряжения в рабочий диапазон на дисплее вновь появится выходное напряжение, и стабилизатор автоматически перейдет в рабочий режим.
Буквы «C-H»
Появление букв «C-Н» (Current-Heat или Current-High) на табло означает, что суммарная мощность подключенных к стабилизатору приборов превысила номинальную мощность стабилизатора, и сработала тепловая защита. Необходимо снизить нагрузку. Далее стабилизатор сам автоматически перейдет в рабочий режим.
В случае, если напряжение часто выходит за допустимые пределы или возможен обрыв нуля, следует применить реле контроля напряжения типа «Барьер» или РН.
Как правильно выбрать стабилизатор напряжения по мощности
Выбор мощности стабилизатора напряжения при покупке, одна из важнейших задач, выполнив правильно которую вы обеспечите себе и технике спокойную долгую жизнь.
- Посмотрите какой вводной автомат у вас на фазе. Это определяет уровень нагрузки разрешенной для вашего объекта (дома). Нет смысла брать существенно выше номинал по мощности. Например, у вас 25 А автомат. То есть ограничение по мощность 25А*220В=5500 ВА; значит можно взять 5000 ВА или 8500 ВА стабилизатор, нет смысла брать больше, кроме того, появляется вероятность выключение вашего вводного автомата при включении мощного стабилизатора (высокие пусковые токи «выбивают» автомат)
- Посчитайте суммарную нагрузку всех приборов. Разделите ее на две части — с двигателями и без. Это необходимо сделать для того, чтобы учесть правильно пусковые и реактивные токи (приблизительные мощности приведены в Таблице 1.
Таблица 1. Номинальная потребляемая мощность бытовых приборов
| Бытовые приборы | Электроинструмент | ||
|---|---|---|---|
| потребитель | мощность, ВА | потребитель | мощность, ВА |
| фен для волос | 450-2000 | дрель | 400-800 |
| утюг | 500-2000 | перфоратор | 600-1400 |
| электроплита | 1100-6000 | электроточило | 300-1100 |
| тостер | 600-1500 | дисковая пила | 750-1600 |
| кофеварка | 800-1500 | электрорубанок | 400-1000 |
| обогреватель | 1000-2400 | электролобзик | 250-700 |
| гриль | 1200-2000 | шлифовальная машина | 650-2200 |
| пылесос | 400-2000 | ||
| радио | 50-250 | Электроприборы | |
| телевизор | 100-400 | компрессор | 750-2800 |
| холодильник | 150-600 | водяной насос | 500-900 |
| духовка | 1000-2000 | циркулярная пила | 1800-2100 |
| СВЧ — печь | 1500-2000 | кондиционер | 1000-3000 |
| компьютер | 400-750 | электромоторы | 550-3000 |
| электрочайник | 1000-2000 | вентиляторы | 750-1700 |
| электролампы | 20-250 | сенокосилка | 750-2500 |
| бойлер | 1200-1500 | насос выс. давления | 2000-2900 |
Для всех приборов без двигателя мощности просто суммируются, а мощность указанную на приборах с двигателями нужно РАЗДЕЛИТЬ на 0,7 или умножить на 1,5 (это поправочный коэффициент, учитывающий реактивную составляющую, которая возникает из-за вращающихся элементов).
- Если есть возможность, замерьте напряжение в сети и изучите как сильно оно моргает, как сильно мигают лампочки. Это дает представление о просадках (обычно лампочка затухающая в два раза получает не 220 Вольт, а 170-180 В.)
При выборе мощности также нужно учитывать то, что при пониженном входном напряжении выходная мощность стабилизатора уменьшается. При понижении входного напряжения до 170В мощность падает на 30-50% в зависимости от вида и КПД стабилизатора.
Есть еще понятие пусковых токов, то есть это когда в момент включения устройство требует такого количества энергии, которое в несколько раз превышает количество, используемое для работы прибора в штатном режиме. В Таблице 2 приведены средние пусковые токи на электроприборы.
Таблица 2. Пусковые токи потребителей электроэнергии
| Потребитель | Кратность пускового тока | Длительность импульса пускового тока, с |
|---|---|---|
| Лампы накаливания | 5..13 | 0,05..0,3 |
| Электронагревательные приборы из сплавов: нихром, фехраль, хромаль | 1,05..1,1 | 0,5..30 |
| Люминесцентные лампы с пусковыми устройствами | 1,05..1,1 | 0,1..0,5 |
| Компьютеры, мониторы, телевизоры и другие приборы с выпрямителем на входе блока питания | 5..10 | 0,25..0,5 |
| Бытовая электроника, офисная техника и другие приборы с трансформатором на входе блока питания | до 3 | 0,25..0,5 |
| Устройства с электродвигателями, в том числе холодильники, насосы, кондиционеры | 3..7 | 1..3 |
Про пусковые токи ламп накаливания можно почитать в статье про сопротивление нити лампы накаливания.
Важно! Стабилизаторы SUNTEK специально адаптированы под пусковые токи и выдерживают их до 1 сек! То есть, при покупке стабилизатора нужно учитывать пусковые токи только у приборов последней строчки Таблицы 2.
Пример: Рассмотрим дом, два этажа, одна фаза. Вводной автомат — 50А. В доме свет, стиральная машина, холодильник, телевизор, компьютер. Итак, автомат ограничивает нагрузку 11000 ВА.
Посмотрим, что дает наша нагрузка если ее включить одновременно.
Без двигателя: свет (50+50+50+50+50)+телевизор(300)+компьютер (маленький кулер не учитываем) (700)=1250 ВА.
С двигателем: стиральная машина 2000 ВА/0,7=2850 ВА
Итого суммарно: 1250+2850=4100 ВА.
Замеряем напряжение вечером, допустим 190 Вольт. Если выбираем, например, стабилизатор напряжения SUNTEK, то оптимальная мощность стабилизатора напряжения с запасом 5000 ВА. Если планируете существенно добавить нагрузку, то можно взять 8500ВА или 11000 ВА. Если выбираете другой бренд, изучите пожалуйста рабочий диапазон стабилизатора.
Примеры выбора стабилизатора напряжения Suntek
Стабилизатор напряжения для дома (дачи)
В данном случае нужно знать:
- Какая суммарная максимальная мощность приборов (для приборов с двигателями, нужно разделить мощность прибора на 0,7).
- Какое минимальное напряжение бывает дома.
- Знать мощность вводного автомата (желательно чтобы номинал вводного автомата был БОЛЬШЕ или РАВЕН номиналу автомата стабилизатора.
По этим параметрам можно подобрать правильно стабилизатор напряжения. По нашему опыту на дом, дачу, коттедж берут на фазу стабилизаторы SUNTEK 8500 или SUNTEK 11000 ВА (мощность 8,5 — 11 кВт).
Стабилизатор напряжения для котлов
Надежная и безаварийная работа таких установок возможна только при соблюдении определенных условий, а именно при наличии качественного электропитания. К сожалению именно с этим непременным условием чаще всего возникают проблемы. Для решения этой проблемы необходимо установить стабилизатор напряжения для котла. Прежде всего рассмотрим причины, по которым мы хотим установить стабилизатор напряжения для котла, а затем остановимся на таком вопросе, какой именно стабилизатор напряжения для котла нам необходим.
В чем же заключается опасность колебаний напряжения для отопительной техники?
- Несмотря на то, что контроллер (или проще говоря компьютер, управляющий котлом) имеет свой собственный стабилизатор напряжения, его нормальное функционирование гарантировано при напряжении питающей сети 220 плюс минус 10%В. Сбой в его работе может создать аварийную ситуацию.
- Арматура котла включает в себя электромагнитные клапаны и задвижки. Пониженное напряжение приводит к их неполному закрытию или открытию, а повышенное к выходу из строя. Эти обстоятельства также требуют установить стабилизатор напряжения для котла.
- Изменение режима работы вентиляторов приводит к изменению состава топливной смеси и неустойчивому горению.
- При значительных отклонениях напряжения питающей сети вентиляторы и насосы имеют высокую степень вероятности выхода из строя.
Практически все производители отопительной техники рекомендуют установить стабилизатор напряжения котла, и у многих это является одним из условий предоставления гарантии. Мы рекомендуем на котел стабилизаторы напряжения SUNTEK 550, 1000, 1500 ВА.
Кроме того, для питания котла я рекомендую применение Источника Бесперебойного Питания (UPS), чтобы при кратковременных отключениях электроэнергии котёл продолжал работать. Речь идёт о времени отключения 5-60 минут, в зависимости от емкости батареи ИБП.
Стабилизатор напряжения для телевизора
В данном случае задача стабилизатора напряжения состоит не только в подаче стабильного напряжения на телевизор, но и защита его от резких скачков, т.к. это опасно особенно для плазмы и ЖК-телевизоров. Для этого мы установили систему защит в стабилизаторе, которая обеспечит спокойную работу телевизора даже при скачках в 50 Вольт.
Мы рекомендуем на телевизор SUNTEK-550 ВА или, если большой экран, то SUNTEK-1000 ВА
Стабилизатор напряжения для компьютера
Компьютер состоит из блока и монитора. Поэтому мощность надо суммировать. Также если в стабилизатор включены еще и дополнительные приборы (сканер, принтер и т.д.), то всю мощность надо просуммировать и полученный результат сравнить с линейкой номиналов рассматриваемых стабилизаторов напряжения. Например, стабилизаторы SUNTEK 1000 и 1500 ВА полностью обеспечивают бесперебойной работой один-два компьютера, принтер, сканер и блок МФУ.
Стабилизатор напряжения для холодильника
В данном случае мы имеем отношение с прибором который имеет и пусковые токи и реактивную составляющую. Поэтому выбор происходит следующим образом:
Смотрим какая мощность холодильника указана на шильдике (паспорте). Далее делим ее на 0,7 и умножаем на 2, таким образом мы подберем правильно номинал. Допустим холодильник 500 ВА, тогда получается что для него оптимально подойдет (500/0,7*2) стабилизатор напряжения 1,5 кВт.
Стабилизатор напряжения для стиральной машины
В данном случае схема похожа на схему со стабилизатором напряжения для холодильника, только не нужно умножать на 2, т.к. пусковые токи тут существенно меньше чем токи у компрессора холодильника.
Допустим стиральная машина 2000 ВА. Тогда мы делим на 0,7, получаем 2857 ВА, то есть ближайший номинал — 3 кВт.
Книга «Всё о стабилизаторах напряжения»
Cтатья написана на основе книги «Всё о стабилизаторах напряжения». Автор Александр Румянцев предоставил свою книгу для свободного скачивания. Книгу можно скачать ниже.
Александр Румянцев — технический специалист компании Suntek, более 10 лет работает в сфере электротехники.
Скачать бесплатно авторскую книгу:
- Румянцев А.А. Всё о стабилизаторах напряжения 2-е издание / Теоретические основы однофазного и трехфазного электропитания. Виды стабилизаторов напряжения, подключение и выбор., pdf.
Скачать инструкции к стабилизаторам напряжения:
- 1 Паспорт SUNTEK ЭМ электромеханика / Паспорт на электромеханические стабилизаторы Suntek СНЭТ-550, 1000, 1500, 2000, 3000, 5000, 8500, 11000 автотрансформаторного типа., pdf.
- 2 Паспорт на стабилизаторы напряжения SUNTEK ЭТ электронный тип реле / Руководство по эксплуатации стабилизаторов напряжения электронного типа (на реле) СНЭТ-550, 1000, 1500, 2000, 3000, 5000, 8500, 11000, pdf.
- 3 паспорт SUNTEK TT тиристорный тип / Руководство к стабилизаторам напряжения тиристорного типа SUNTEK TT (управление на тиристорных ключах), pdf.
Видео про испытание стабилизатора Suntek
На видео из-за стробоскопического эффекта моргает табло стабилизатора (особенность видеосъемки)
Работа электромеханического стабилизатора Suntek
Для изменения входного напряжения используется автотрансформатор, которым можно менять напряжение в необходимых пределах. При этом на выходе стабилизатора напряжение не выходит за рабочий диапазон.
