Какой мощности выбрать стабилизатор?
Мощность является важнейшим параметром любого стабилизатора напряжения. Если она подобрана неверно, то прибор, независимо от топологии, точности и быстродействия, не сможет нормально функционировать и не справится со своими задачами.
В этой статье мы более подробно разберем вопрос правильного подбора стабилизатора напряжения по мощности.
Содержание
Алгоритм расчёта мощности стабилизатора
При подборе необходимой модели стабилизатора напряжения его неправильно рассчитанная мощность может привести к следующим последствиям:
Для определения актуальной мощности стабилизатора и правильного выбора подходящей модели рекомендуем придерживаться алгоритма, состоящего из трёх действий:
Разберём три указанных пункта и проанализируем наиболее распространённые ошибки, сопутствующие каждому из них.
Выясняем мощность подключенной к стабилизатору нагрузки
Мощность нагрузки равняется сумме мощностей всех подключённых к стабилизатору устройств. Перед расчетом суммарного значения мощности необходимо выяснить энергопотребление каждого из потребителей. Это сделать очень просто: мощность электроприборов обычно указывается в технической документации и дублируется на заводской табличке, прикреплённой к изделию.
Несмотря на видимую простоту действия, на данном этапе можно совершить несколько серьёзных ошибок, которые повлекут за собой выбор стабилизатора, не подходящего под ваши задачи.
Особое внимание стоит обратить на оборудование, для которого указывается несколько мощностей: насосы, обогревательная, звуковая, климатическая техника и т.д. Важно различать мощность электрическую и мощность, выдаваемую изделием при выполнении своих прямых задач, например, тепловую – для нагревательных котлов, охлаждения – для кондиционеров, звуковую – для аудиосистем.
У электроприборов, конструкция которых содержит ёмкостные компоненты или электродвигатели, активная и полная мощности могут существенно различаться. Поэтому приобретение рассчитанного на 1000 ВА стабилизатора при нагрузке в 1000 Вт может стать неверным решением – прибор окажется перегружен со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Во избежание данной ошибки, следует перевести Ватты в Вольт-Амперы и проанализировать не только активную, но и полную мощность нагрузки. Перевод из Ватт в Вольт-Амперы осуществляется делением значения в Ваттах на специальный параметр – коэффициент мощности или cos(φ): ВА=Вт/cos(φ).
Сos(φ) отражает зависимость активной мощности устройства от полной. Чем ближе величина cos(φ) к единице, тем меньше энергии рассеивается в виде электромагнитного излучения и тем больше преобразуется в полезную работу.
Численное значение cos(φ) обычно (но не всегда) указанно в технической документации прибора, потребляющего переменный ток (может обозначаться как «cos(φ)», «Power Factor» или «PF»). Если производитель не предоставил информацию о коэффициенте мощности своего изделия, то для бытовой техники допустимо принять cos(φ) в пределах 0,7-0,8, кроме устройств, преобразующих электроэнергию в свет и тепло (лампы накаливания, электрочайники, утюги и т.д.), для них интервал значений коэффициента мощности – 0,9-1.
Современная техника, в первую очередь компьютеры, часто оснащается блоком питания с коррекцией коэффициента мощности, которая приближает данный параметр к единице – 0,95-0,99. Если уверенности в наличии такой функции (обозначается «PFC» или «ККМ») нет, то для cos(φ) рекомендуется применить значение из указанного в предыдущем абзаце типового диапазона.
Полную мощность нагрузки следует рассчитывать с использованием только значения коэффициента мощности оборудования, соответствующего этой нагрузке, а не с использованием значения входного коэффициента мощности стабилизатора!
Производители указанной техники иногда приводят максимальное энергопотребление непосредственно в характеристиках каждой модели, а иногда наоборот – дают только номинальное значение мощности, стараясь не привлекать внимание к неминуемым скачкам тока. Рекомендуем внимательно изучить сопутствующую любому оборудованию документацию и поискать информацию о фактической мощности, потребляемой устройством при пуске и в различных режимах работы. Мощность нагрузки определяется с использованием наибольшего из приведённых для каждого устройства значений!
Помимо механизмов с электродвигателями, высокие пусковые токи характерны и осветительным приборам. Причем не только с галогенными лампами и лампами накаливания, но и с популярным в последнее время светодиодными. Светодиоды не имеют пусковых токов, но большинство светильников, реализованных на их базе, снабжены конденсаторами, включение которых вызывает резкое увеличение потребляемого тока.
При выборе стабилизатора для защиты крупной светотехнической системы следует учесть, что значение мощности, возникающее при запуске такой системы, может многократно превышать номинальное.
Прибавляем запас по мощности
Правильно выбранный стабилизатор должен иметь выходную мощность, превышающую мощность, необходимую для электропитания нагрузки. Разница между мощностью стабилизатора и фактическим энергопотреблением нагрузки называется запасом мощности.
Рекомендуемый запас составляет 30% от величины энергопотребления нагрузки. Данное значение позволит:
Дадим разъяснение по второму пункту. Дело в том, что мощность стабилизатора при выходе питающего напряжения из определённых пределов (рабочего диапазона) уменьшается. В частности, при 135 В в сети, стабилизатор вместо заявленных 500 ВА выдаст только 400 ВА и, соответственно, не сможет запитать предельную к его номиналу нагрузку.
Для некоторого оборудования рекомендуется заложить запас мощности свыше 30%. Это, например, кондиционеры или IT-техника. В первом случае, данное решение объясняйся ростом потребляемой кондиционером мощности в процессе эксплуатации устройства (вызвано неизбежным загрязнением фильтрующей сетки). Во втором случае – тенденцией к постоянному увеличению мощностей телекоммуникационного оборудования.
Подбираем модель стабилизатора
Для определения подходящей по мощности модели необходимо сверить мощностной ряд предлагаемых производителем стабилизаторов с энергопотреблением нагрузки – ближайшее в большую сторону значение в мощностном ряду и будет необходимой мощностью стабилизатора.
Пример подбора стабилизатора по мощности
Стабилизатор приобретается для одновременной защиты трех однофазных потребителей. Не будем акцентировать внимание на конкретном виде устройств, назовем их просто: потребитель 1, потребитель 2 и потребитель 3.
Согласно заводским паспортам:
Определяем мощность нагрузки. Пусть потребитель 1 относится к категории оборудования, характеризующегося наличием высоких пусковых токов. При расчёте используем не его номинальную мощность, а максимальную – пусковую, равную согласно технической документации 1800 Вт. Используя вышеуказанную формулу, переведём мощность каждого потребителя из Вт в ВА:
Теперь определим суммарную потребляемую мощность планируемой нагрузки в Вт и ВА:
Дальнейший выбор стабилизатора будем проводить, учитывая, что полная мощность нагрузки на устройство составит 3493,9 ВА, а активная – 2630 Вт (обратите внимание на разницу значений в Вт и ВА).
Далее определяем запас мощности. Примем рекомендованную величину запаса мощности в 30% от энергопотребления нагрузки – для получения численного значения необходимого запаса умножим на 0,3 ранее рассчитанные суммарные мощности планируемой нагрузки:
Следовательно мощность нагрузки с учётом запаса составит:
Теперь выберем модели однофазного стабилизатора с необходимой мощностью для электропитания нашей нагрузки (с учетом запаса), используя стандартный мощностной ряд однофазных инверторных стабилизаторов производства ГК «Штиль»:
| Полная мощность, ВА | Активная мощность, Вт |
| 350 | 300 |
| 550 | 400 |
| 800 | 600 |
| 1000 | 800 |
| 1500 | 1125 |
| 2000 | 1500 |
| 2500 | 2000 |
| 3000 | 2500 |
| 3500 | 2750 |
| 5000 | 4500 |
| 7000 | 5500 |
| 8000 | 7200 |
| 10000 | 9000 |
| 12000 | 11000 |
| 15000 | 13500 |
| 20000 | 18000 |
Ближайшая с большей стороны к расчётным значениям мощность – 5000 ВА и 4500 Вт, следовательно, именно такой стабилизатор подходит для подключения потребителя 1, потребителя 2 и потребителя 3.
Предположим, что потребителя 1, потребителя 2 и потребителя 3 необходимо подключить не к однофазному, а к трехфазному стабилизатору. Стандартный мощностной ряд ГК «Штиль» для подобных устройств следующий:
| Полная мощность, ВА | Активная мощность, Вт |
| 6000 | 5400 |
| 10000 | 8000 |
| 15000 | 13500 |
| 20000 | 16000 |
Нагрузку со значением полной мощности в 4542,07 ВА и активной – в 3419 Вт, возможно подключить к одной фазе трехфазного стабилизатора с выходной мощностью 15000 ВА / 13500 Вт, в котором отдельная фаза выдаст максимально – 5000 ВА / 4500 Вт.
Выбрать менее мощную модель стабилизатора позволит распределение нагрузки, то есть подключение каждого потребителя к отдельной фазе. Наибольшая нагрузка будет на фазе, питающей потребитель 1, энергопотребление которого – 1800 Вт / 2571,4 ВА.
Рассчитаем необходимый потребителю 1 запас мощности (примем рекомендованное значение запаса в 30%):
Значит, максимально возможная нагрузка на одну фазу стабилизатора при условии подключения трех потребителей к различным фазам может составить: 3342,8 ВА / 2340 Вт.
Выберем модель стабилизатора с выходной мощностью 10000 ВА / 8000 Вт, в которой допустимая нагрузка на одну фазу приблизительно равна 3333 ВА / 2666 Вт. В данном случае допустимо выбрать стабилизатор с полной мощностью чуть меньшей, чем расчётная – фактически это снизит запас по мощности для потребителя 1 на 1-2%.
Подробнее с модельным рядом инверторных стабилизаторов «Штиль» можно ознакомиться, перейдя по ссылке:
Cтабилизаторы напряжения «Штиль» инверторного типа.
Подводим итог
Во избежание ошибок при определении мощности стабилизатора и траты денег на прибор, который в итоге окажется бесполезным, необходимо:
Внимательность при расчетах и соблюдение всех вышеприведённых правил поможет подобрать модель стабилизатора, отвечающую требованиям вашей нагрузки. В случае возникновения любых сложностей и вопросов рекомендуем проконсультироваться со специалистами!
Как выбрать стабилизатор напряжения?
Стабилизатор напряжения понижает или повышает показатели тока до 220-230 В и отключает питание, если скачки слишком сильные (в среднем – ниже 150 и выше 255 В). Будет полезен везде, где есть перепады с напряжением: в дачных посёлках, загородных домах и т.д.
Производительность
У всех приборов с электродвигателем есть пиковая и номинальная мощность. Первая показывает, сколько энергии потребляется в момент пуска, вторая – во время работы. У некоторых приборов (например, у холодильников и перфораторов) эти показатели сильно разнятся.
Чтобы стабилизатор справился с нагрузкой, нужно подбирать его под два параметра: суммарную номинальную и пиковую мощность для всех приборов. Лучше, чтобы у стабилизатора был запас мощности – так он не будет работать на пределе и не перегрузится. В среднем, для квартиры и дачи достаточно 8000-10000 Вт. Такой стабилизатор потянет холодильник, стиральную и посудомоечную машину, осветительные приборы и цифровую технику.
Обычно мощность указывается в паспорте прибора. Если его нет, можно ориентироваться на приблизительные значения из таблицы (но результат будет неточным).
Количество фаз
Стабилизаторы бывают однофазными (220 В) и трёхфазными (380 В). Первые подходят для обычных бытовых нагрузок в квартирах, дачах и т.д. Вторые рассчитаны на производственные цеха и крупные мастерские. Защищают электропечи, насосы, сварочную технику и т.д. Состоят из трёх одинаковых однофазных стабилизаторов, объединённых в общую сеть.
Диапазон стабилизации
Каждый стабилизатор имеет рабочий диапазон – максимальное и минимальное входное напряжение, которое аппарат может скорректировать. Если напряжение выходит за рабочие рамки, стабилизатор отключит все приборы.
Чтобы правильно подобрать стабилизатор, нужно проводить замеры напряжения мультиметром в течение нескольких дней. Лучше всего утром и вечером, когда нагрузка на сеть особенно велика.
Классификация стабилизаторов
Стабилизаторы можно подразделить на несколько основных видов. Они различаются по устройству, принципу подключения и типу установки.
Как выбрать стабилизатор напряжения?
Стабилизаторы напряжения обеспечивают безопасную работу различной электронной аппаратуры при провалах и всплесках сетевого напряжения. Эти приборы поддерживают выходной сигнал в необходимых значениях и предотвращают повреждение оборудования повышенным или пониженным сетевым напряжением.
Какой стабилизатор напряжения лучше выбрать? В данной статье мы дадим ответ на этот вопрос, а также остановимся подробнее на описании его основных параметров.
Содержание
По каким параметрам обычно выбирают стабилизатор напряжения?
Выбирая стабилизатор напряжения, обязательно уточните основные параметры его работы.
| Название параметра | Комментарий |
| Фазность | Определите, на какую электросеть рассчитан прибор – на однофазную или трехфазную. |
|---|---|
| Мощность | Посчитайте мощность ваших электроприборов, которые будете защищать. Затем узнайте, какая выходная мощность у стабилизатора. |
| Диапазон стабилизации | Определите параметры сетевого напряжения в вашей электросети и границы сетевого напряжения, при которых работает устройство. |
| Точность стабилизации | Узнайте, какое у прибора максимально возможное отклонение значения выходного напряжения от номинального. |
| Тип устройства | Узнайте, какой принцип стабилизации имеет устройство. |
| Система индикации | Уточните, какой у прибора интерфейс для настройки и отслеживания его работы. |
| Окружающая среда | Выясните, в каких климатических условиях работает устройство. |
Разберем каждый из этих параметров более подробно.
Однофазный или трехфазный?
Однофазные приборы работают с характерными для бытового и офисного сектора потребителями однофазного тока (220 В): домашняя электроника, оргтехника, системы обогрева, вентиляции и сигнализации.
Трехфазные устройства используются преимущественно в промышленности с потребителями трехфазного тока (380 В): печи, насосы, электродвигатели и прочая технологическая инфраструктура крупных производственных объектов, центров связи, железных дорог. Использование трехфазного стабилизатора допускается и для комплексной защиты домашней электросети, если к месту инсталляции, например, загородному коттеджу, подведены три фазы с напряжением 380 В. Однако данное решение не всегда оправданно:
Выходная мощность
Вопрос выбора мощности стабилизатора заслуживает особенного внимания. Используя устройство меньшей мощности, чем это необходимо, вы рискуете получить частые отключения из-за перегрузки.
Актуальная мощность прибора определяется суммированием номинальных мощностей всех защищаемых электроприборов.
На большинстве электроприборов указывается активная мощность в Ваттах (Вт), для более точного расчета ее необходимо перевести в полную потребляемую мощность, в Вольт-Амперах (ВА). Особенно это важно для электродвигателей и устройств, имеющих в своём составе ёмкостные элементы!
Подобная ситуация возникает и при повышенных значениях сетевого напряжения. Кроме того, наличие запаса мощности позволит в процессе эксплуатации подключить к стабилизатору другие электроприборы.
Необходимо подобрать однофазный стабилизатор для защиты бытовой техники: персонального компьютера с мощностью 500 Вт, cos(φ) = 0,95, обогревателя – 1000 Вт, cos(φ) = 0,9 и телевизора – 400 Вт, cos(φ) = 1.
Рассчитаем полную потребляемую мощность для каждого случая:
Складываем полученные значения:
Учитывая необходимый запас, выбираем стабилизатор на 2500 ВА
Выбирая устройство для централизованной защиты определённого объекта (загородного дома или офиса), необязательно суммировать мощности всех находящихся в помещении электроприборов. Обратите внимание на номинал вводного автомата:
Мощность стабилизатора определяется по полученному значению с округлением в большую сторону и учётом необходимого запаса (для данного метода расчета рекомендованный запас не менее 30%).
К коттеджу подведена трехфазная сеть, присутствуют трехфазные потребители. В электрощите стоит вводной автомат с номиналом 25 А. Необходимо подобрать трехфазный стабилизатор для комплексной защиты:
25*380*√3=16454,5 ВА =16,5 кВА.
В данной ситуации выбираем модель мощностью 20 кВА.
К коттеджу подведена трехфазная сеть, присутствуют только однофазные потребители, стоит вводной автомат с номиналом 20 А. Принято решение о стабилизации по каждой фазе в отдельности, рассчитаем необходимую мощность однофазных устройств:
20*220=4400 ВА =4,4 кВА
Выбираем три однофазных стабилизатора мощностью 5 кВА.
Отдельным категориям оборудования характерны высокие пусковые токи, превышающие штатные в несколько раз. Это касается, в первую очередь, всей техники, содержащей электродвигатели (насосы, привода конвейеров, компрессоры). В таком случае стабилизатор подбирается по максимальному, пусковому значению!
Диапазон стабилизации входного напряжения
Любой стабилизатор имеет два диапазона входного напряжения:
Выход напряжения за предельный диапазон вызывает обесточивание нагрузки, стабилизатор при этом остается подключенным к сети.
Определить отклонения вашей электрической сети помогут контрольные замеры. Подключите вольтметр или мультиметр к розетке. Фиксируйте показатели в течение некоторого промежутка времени. На основании полученной амплитуды сетевых колебаний вы сможете самостоятельно или с помощью специалиста подобрать оптимальный для данного режима энергоснабжения стабилизатор.
Замеры рекомендуется делать во время максимальной загрузки электрической сети (обычно – утро, вечер) и включив все электроприборы, которые планируется защитить. Замеры под нагрузкой и без нее могут иметь значительные отличия.
Точность стабилизации
Точность стабилизации отражает максимально возможный перепад выходного напряжения, который согласно ГОСТу должен составлять не более 10% от номинального значения. Большинство стабилизаторов в зависимости от принципа работы имеют показатели от 3 до 8%.
При выборе устройства убедитесь, что точность его стабилизации соответствует требованиям к качеству электропитания ваших приборов. Допустимые отклонения питающего напряжения указываются в паспорте электрооборудования.
При отсутствии информации воспользуйтесь следующими рекомендациями:
Способы установки стабилизатора
По типу корпуса и способу монтажа стабилизаторы бывают нескольких видов.
Для настенно-навесного размещения
Навесное исполнение позволяет закреплять устройство на вертикальных поверхностях и характерно для моделей небольшой мощности. Удобство таких корпусов в их компактности и возможности фиксировать прибор в непосредственной близости от защищаемого оборудования (например, на стене рядом с газовым котлом).
Для монтажа в стандартные 19-дюймовые шкафы и стойки
Стоечные стабилизаторы – это решение с плоским корпусом и стандартной шириной, позволяющей экономить пространство, размещая прибор вместе с защищаемой техникой в одной металлической конструкции (шкаф/стойка).
Для установки на горизонтальную плоскость
Напольные корпуса – это самый распространенный конструктив, присущий большинству стабилизаторов. Модели малой и средней мощности выполняются в виде моноблоков. Промышленные стабилизаторы высокой мощности представляют собой вертикальные шкафы.
Индикация и средства мониторинга стабилизатора
Современные модели стабилизаторов оснащаются различными средствами индикации, позволяющими отображать и анализировать характеристики прибора.
Как правило, стабилизаторы имеют световую индикацию, реализованную на базе светодиодов. Некоторые модели снабжены ЖК-дисплеем, который отражает действующий статус устройства и значения основных входных и выходных параметров.
Для устройств, используемых в промышленном секторе, важно наличие удаленного мониторинга, который в режиме реального времени позволяет операторам получать данные о состоянии обслуживаемых систем и при необходимости менять настройки оборудования. Такие стабилизаторы должны иметь широкий выбор коммуникационных интерфейсов:
Дополнительные параметры выбора стабилизатора
Помимо вышеперечисленных характеристик, при выборе модели стабилизатора следует также уточнить его дополнительные параметры:
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.
