что значит однофазный стабилизатор напряжения

Как выбрать однофазный стабилизатор напряжения: типы и характеристики устройств

В сетях энергоснабжения может применяться однофазное или трёхфазное напряжение. Трёхфазное напряжение 380В используется на производстве, а однофазное 220В повсеместно применяется в быту. На это напряжение рассчитана практически вся бытовая техника и электроника.

Приборы, используемые в быту, могут быть критичны к броскам или «плаванию» напряжения сети. Чтобы избежать негативных последствий от такого электроснабжения, бытовая техника подключается через однофазный стабилизатор напряжения.

Особенности однофазного стабилизатора

Стабилизатор напряжения, работающий в однофазной сети, применяется для коррекции напряжения при изменениях его в определённых пределах. В однофазной сети энергоснабжения используется только два провода, один из которых фаза, а второй – ноль, поэтому электрические схемы стабилизаторов достаточно просты.

Схема контроля постоянно фиксирует уровень напряжения сети и в случае отклонения подаёт команду на исполнительный механизм, который увеличивает или уменьшает его величину. В результате работы стабилизирующего устройства на выходе возникает напряжение, подходящее для корректной работы потребителей.

Чтобы на выход прибора не попадали импульсные помехи и высоковольтные короткие выбросы, все типы стабилизаторов имеют в составе схемы индуктивно-ёмкостной фильтр, подавляющий эти компоненты.

Однофазные стабилизаторы широко применяются на следующих объектах:

В условиях больших городов энергоснабжение жилых районов почти всегда отличается хорошим качеством напряжения сети. Другое дело посёлки городского типа или загородные территории. Там напряжение сети часто бывает нестабильным, что заставляет жильцов приобретать домашние стабилизаторы напряжения. Это касается и медицинских учреждений, где для работы специальной аппаратуры требуется очень качественная сеть.

Стабильная и надёжная сеть требуется предприятиям обеспечивающим связь, системы кабельного телевидения и интернет. На небольших частных предприятиях, где используется техника, питающаяся от однофазной сети, используются выравнивающие приборы с мощностью 10-30 кВт.

Виды однофазных стабилизаторов

Промышленность выпускает модели стабилизаторов, в которых используются различные исполнительные механизмы выравнивающие напряжение сети:

Во всех трёх типах стабилизаторов используется принцип изменения напряжения с помощью трансформатора.

Релейный стабилизатор состоит из следующих элементов:

Устройством, регулирующим напряжение, в данном приборе является силовой трансформатор, который ещё называют катушкой вольтодобавки. Напряжение сети приходит на индуктивно-ёмкостной фильтр и далее на первичную обмотку трансформатора.

Вторичная обмотка имеет большее число витков для возможного увеличения напряжения, когда его величина снижается до минимума. Обмотка выполнена в виде отдельных секций.

Электронная плата включает в себя микроконтроллер, который оценивает величину напряжения сети. Пока его величина остаётся в допуске регламентированным государственным стандартом (220В ± 10%), потребитель получает питание непосредственно от сети. Если величина напряжения вышла из допуска происходит следующее. Контроллер определяет величину девиации напряжения и даёт команду на блок реле, которые своими контактами подключает секцию обмотки для повышения или уменьшения напряжения сети. Релейный стабилизатор является самым недорогим устройством.

Он имеет следующие недостатки:

Электромеханический или сервоприводной стабилизатор обеспечивает регулирование напряжения за счёт скользящего контакта, который перемещается по неизолированной обмотке трансформатора. Трансформатор имеет тороидальную форму. В центре конструкции установлен серводвигатель, на роторе которого находится графитовый контакт. При отклонении напряжения сети от номинала, микроконтроллер даёт команду на поворот ротора, что позволяет увеличить или уменьшить поступающее напряжение.

Электромеханический стабилизатор обеспечивает самую высокую точность установки. Она может достигать 2-3%. Прибор допускает большой диапазон напряжения на входе и перегрузки по мощности, которые в непродолжительном режиме могут достигать 120%.

Вместе с тем стабилизатор с электродвигателем обладает серьёзными недостатками:

Несмотря на недостатки, однофазные динамические стабилизаторы находят широкое применение в самых разных областях.

Стоимость полупроводниковых стабилизаторов превышает цену предыдущих моделей. Их устройство практически не отличается от конструкции релейных стабилизаторов, и в них используются те же элементы, только вместо электромагнитных реле в данных приборах применяются силовые полупроводниковые вентили. Это многослойные элементы – тиристоры и симисторы. Каждый из них имеет три электрода – анод, катод и управляющий электрод.

Поскольку они по аналогии с диодами пропускают ток только в одном направлении, в качестве ключа в цепи переменного тока может использоваться один симистор (симметричный тиристор) или два тиристора во встречно параллельном включении, когда анод одного прибора соединён с катодом другого, а управляющие электроды объединены.

Но вместе с тем прибор имеет ряд недостатков, которые ограничивают его применение:

Как и у релейного стабилизатора, величина напряжения на выходе изменяется ступенями, поэтому точность установки достаточно низкая и может достигать 6-8 %. Тиристорные ключи вносят сильные изменения в форму тока на выходе. Это может быть ступенчатая синусоида или меандр.

Стабилизаторы с силовыми полупроводниковыми вентилями плохо выдерживают перегрузку. В этом отношении однофазный симисторный стабилизатор напряжения гораздо хуже тиристорного устройства, поэтому приборы для коррекции напряжения на симметричных тиристорах применяются крайне редко.

Критерии выбора стабилизатора для однофазной сети

Существует ряд параметров, по которым осуществляется выбор стабилизатора напряжения:

Мощность стабилизатора можно считать самым важным параметром. Она определяет, какое количество бытовой техники может быть подключено. Ориентироваться можно на приблизительную таблицу мощности бытовой техники:

Сюда можно добавить электрическую плиту, если она имеется, видеонаблюдение, охранную сигнализацию и приборы разового подключения, такие как утюг, фен, миксер, тостер и так далее. Таким образом, мощность однофазного стабилизатора для качественной работы всей бытовой техники в частном доме должна составлять не менее 5 кВт.

С другой стороны стандарт отечественной сети допускает ± 10% отклонения от величины 220В, поэтому точность в 1-3% не очень и востребована. Современные стабилизаторы различных типов обеспечивают достаточно широкий диапазон напряжения на входе, поэтому отличия у отдельных моделей не слишком значительны.

Практически все модели оснащены функцией «Байпас» или обход. При напряжении сети не выходящем за пределы допуска, потребитель получает электропитание от сети напрямую, минуя стабилизатор. Большее отклонение сети определяется платой контроля, и нагрузка автоматически переключается на выход стабилизирующего устройства.

Стабилизатор от компании «Энергия

Однофазный стабилизатор напряжения «Энергия» Voltron РСН 8 000 представляет собой прибор, рассчитанный для работы с потребителями большой мощности.

Стабилизатор выполнен по релейной схеме с семью ступенями регулировки и обеспечивает на выходе 220 В ± 10 %. Диапазон нагрузок от 5 600 до 8 000 Вт.

Устройство выдаёт ровную синусоиду, что позволяет использовать его при работе с реактивной нагрузкой, к которой относятся асинхронные электродвигатели насосов отопления.

Скорость переключения не превышает 10 мс. Стабилизатор допускает кратковременную перегрузку до 150 %. Рабочее напряжение 105-265 В. При напряжениях 95 и 280 В, срабатывает система защиты. Данный стабилизатор однофазного типа оборудован функцией «Байпас» и сегментным светодиодным индикатором параметров. Максимальный ток нагрузки устройства составляет 36 А.

Источник

Однофазный стабилизатор напряжения – актуальная вещь в хозяйстве: рейтинг лучших моделей

Если требуется поддерживать заявленное поставщиком электроэнергии напряжение, на помощь приходит однофазный стабилизатор. Он нормализует показатели переменного электрического тока в сети при их колебаниях.

Назначение и принцип действия

Данный аппарат применяется в:

Стабилизаторы до 1 kW годятся для обычной домашней техники. С целью нормальной эксплуатации бытового оборудования со значительными пусковыми нагрузками рекомендуются образцы мощностью 1,5-10 kW; всё, что выше – используется в производственных условиях. Таким образом, 5-киловаттный стабилизатор в состоянии обслуживать всё энергохозяйство частного дома с приусадебным участком, а тем более дачи. Размещается на полу или монтируется на стену.

В настоящее время рынок насыщен изделиями разных типов, функционирующими по следующему принципу. Система входного контроля замеряет параметры электропитания, сравнивая их с номинальными. Затем производится корректировка, в результате которой на выходе потребитель получает значения, обеспечивающие штатную работу оборудования. В итоге оно ведёт себя безопасно и безаварийно.

Классификация продукции

На сегодняшний день электротехнической индустрией выпускается:

Сервоприводный (динамический)

Это сравнительно недорогое электромеханическое изделие с большой точностью регулировки. Представляет собой трансформатор стандартной конструкции с автоматической настройкой. По обмотке движется скользящий контакт, который установлен на роторе сервомотора.

Его поворотный угол определяет система контроля и выравнивания. При падении напряжения трансформатор действует в качестве повышающего, при скачке – в качестве понижающего. В итоге на выходе обеспечивается ровно 220 V.

Релейный

Также представляет собой автотрансформатор, только напряжение на выходе меняется посредством переключения обмоток по команде реле. И чем большее число реле задействовано в схеме, тем качественнее будет обрабатываться вольтаж. Как бы то ни было, добиться его идеальной точности не представляется возможным.

Тиристорный (электронный)

Рекомендован для питания сверхчувствительной аппаратуры, например, газового оборудования. В полупроводниковом аппарате обмотки переводятся посредством ключей, которые выполнены на тиристорах.

Такому стабилизатору присущ минимальный период переключения; он в состоянии выдержать большие токовые значения и обладает высоким КПД. Его вариантом выступает симисторный стабилизатор. В отличие от тиристора симистор проводит ток в обоих направлениях. Это весьма выгодное инженерное решение, ведь 1 симистор, заменяет 2 тиристора.

Инверторный

В отличие от предыдущих стабилизаторов традиционной компоновки, в инверторном стабилизаторе отсутствует автотрансформатор и сочетаемые с ним коммутационные узлы.

Вместо них внедрена принципиально новая система, основные составляющие которой – инвертор с выпрямителем. Кроме того, обязательными деталями устройства являются промежуточные конденсаторы и управляющий микроконтроллер.

Характеристики и критерии выбора

Ключевые технологические свойства стабилизатора таковы:

Мощность

Указанный критерий должен соответствовать суммарной потребляемой мощности, поэтому важно без ошибок вычислить её величину с учётом реактивной и активной нагрузки.

Системы освещения, обогрева, приготовления пищи создают активную нагрузку. Если в быту применяется эта категория потребителей, для расчёта искомой мощности изделия слагаются величины всех потребляемых мощностей, плюс добавляются 20%.

Реактивность обеспечивают электродвигатели холодильников, инструментов, насосов, посудомоечных, швейных, стиральных агрегатов. Чтобы определить реактивную нагрузку подобных устройств, надлежит разделить их номинальную мощность на cos ϕ, либо найти её значение в справочной литературе (инструкции).

Вдобавок двигатели в ходе запуска непродолжительное время нуждаются в добавочной мощности, превышающей номинальную, по крайней мере, втрое. Так, для погружного насоса Jeelex в 0,4 kW необходим стабилизатор мощностью около 1,7 kW.

Скорость срабатывания

От быстроты выравнивания напряжения зависит, как долго будет находиться оборудование в критическом режиме эксплуатации. Наименьшая скорость – у сервоприводного изделия. Между появлением колебаний и выравниванием напряжения может пройти 3 секунды – огромный интервал. Если наблюдался существенный скачок, то за это время всё запитанное электрохозяйство без предохранителей успеет выйти из строя.

Точность

Максимальная точность фиксируется у динамического и инверторного образцов. Выходное напряжение у релейного и электронного стабилизатора почти всегда отличается от номинала, хотя это предусмотрено допуском, регламентируемым принятыми нормами и правилами технической эксплуатации.

Входное напряжение

В сети допускается отклонение от номинальных значений не более 10%. Если текущие показатели напряжения находятся в указанных пределах, как в административно территориальных центрах, стабилизатор не требуется. Зато на периферии они подчас скачут от 140 до 270 V.
Так что в руководстве по эксплуатации стоит обращать внимание на предельные величины входного напряжения, ибо модели имеют индивидуальный разброс.

Прочие параметры

Дополнительные функциональные критерии:

Рейтинг лучших моделей

Энергия Voltron РСН-8000

Мощный релейный аппарат универсального размещения с диапазоном входного напряжения 98-280 V. Подходит для сварочного оснащения, т.к. выдерживает ток до 36 A. 7-ступенчатый релейный блок обеспечивает переключения в течение не более 10 мс. «Энергия» снабжена схемой экономии bypass и обладает защитной системой от перегруза сети, КЗ и перенапряжения на входе.

Штиль IS1110RT

Инверторный стабилизатор с двойным преобразованием на 10 kV·А/8 kW. Входное предельное напряжение 90-310 V. Точность стабилизации 2%. КПД 97%. Входная частота 43-57 Hz.

По отзывам, паспортные характеристики выдерживаются (расхождение в 3 V), чистая синусоида, мгновенное реагирование, удобная индикация, приемлемый уровень сборки. Вместе с тем, неэкономичен на холостом ходу, контакторы и автомат на входе недостаточно качественные. К тому же шумные кулеры, значительное тепловыделение и в целом сложное устройство.

Ресанта АСН-5000/1-Ц

Релейный, с номинальной нагрузкой 5 kW, годится для выравнивания исходного напряжения от 140 до 260 V. Погрешность не превышает ±8%, срабатывает за 5-7 мс. КПД 97%. Входная частота 50-60 Hz.

По отзывам, работает почти бесшумно. Вместе с тем, в отдельных случаях табло отображает показатели некорректно (напряжение показывает нормальное, а фактическое выходное напряжение завышенное). Защита от короткого замыкания на выходе отсутствует, качество сборки посредственное.

RUCELF СтАР-5000

Релейный напольный, на 5 kV·A/3 kW. Входное предельное напряжение 140-265 V. Точность 5-ступенчатой стабилизации 6%. Время отклика 20 мс. КПД 98%. Входная частота 50 Hz. Наличие bypass. Функционирует при 5°C-45°C и предельной влажности 80%. Вес 11,1 кг.

По отзывам, привлекает, прежде всего, своей дешевизной, выносливостью и цифровым вольтметром, отображающим входное и выходное напряжения. Идеально подходит для коттеджа и дачи. Вместе с тем, выходное напряжение нередко «плавает», в продаже попадаются бракованные изделия.

ЭРА СНПТ-2000-Ц

Релейный напольный, на 2 kV·A. Входное рабочее напряжение 140-260 V. Точность стабилизации 8%. Время отклика 20 мс. КПД 95%. Входная частота 50-60 Hz.

По отзывам, компактен и лёгок, комфортная информпанель, удачно сочетаются цена и качество, отличается надёжностью и неприхотливостью; весьма выручает доступность двойного подключения. Вместе с тем, щёлкает реле, хотя заметно тише нежели у Ресанты.

IEK Home СНР1

Релейный напольный, с задержкой запуска и двумя выходными розетками, на 2 kV·A. Входное рабочее напряжение 140-270 V. Точность 7-ступенчатой стабилизации 8%. Время отклика 20 мс. КПД 95%. Входная частота 50 Hz. Имеется защита от КЗ, перегрева, перенапряжения и помех. Функционирует при 0°C-40°C. Ширина 162 мм, высота 204 мм, глубина 287 мм. Вес 5,7 кг.

По отзывам, недостатков у данной модели почти не обнаружено, кроме пониженного КПД. Потребитель ставит здесь твёрдую «четвёрку».

Powerman AVS 500S

Релейный навесной, на 0,5 kV·A. Входное предельное напряжение 125-270 V. Точность стабилизации 8%. Время отклика 7 мс. КПД 98%. Входная частота 50-60 Hz. Вес 2,42 кг.

По отзывам, рекомендован газовиками, эргономичен, с привлекательным дизайном, без существенных «минусов», за исключением малой мощности.

SVEN AVR SLIM 500 LCD

Релейный настенный с плоским корпусом, индикацией напряжения и рабочего режима, на 0,5 kV·A/0,4 kW. Критические параметры напряжения на входе 140-262 V. Точность стабилизации 10%. Период отклика 10 мс. КПД 97%. Входная частота 50 Hz.

По отзывам, обладает супер-автоматикой и подходит для газового хозяйства. Вместе с тем, имеется единственный выходной разъём, что недостаточно. Потребитель также жалуется, что нет 2 отдельных индикаторов (входного и выходного), потому что 1 индикатор с кнопкой переключения неудобен.

БАСТИОН SKAT STL-20000

Аппарат электронного типа на 20 kV·A. Точность стабилизации с 9 ступенями 7 %. Входное предельное напряжение 80-295 V. Сенсорное управление. Вольтдобавочная стабилизация на симисторах. Дисплей информирует о действительных значениях напряжения, силы тока, мощности. Конвективное безвентиляторное охлаждение, тихое функционирование. 7-летняя гарантия.

По отзывам, недостатки отсутствуют, кроме большой массы и размеров – соответственно 36 кг и 350х434х380 мм.

Заключение

Выбор нормализатора напряжения для бытовых нужд, коим является однофазный стабилизатор – задача ответственная и сложная. В продаже наблюдается достаточное количество интересных предложений всевозможных брендов, с различными техническими возможностями, добротностью и стоимостью. При верном выборе изделие прослужит долго и полностью себя оправдает.

При безграмотном же выборе стабилизатор вскоре может сломаться, но это зачастую происходит не по вине производителя, а в силу того, что условия работы оказались неприемлемыми для приобретённой модели. Вот почему так важно уметь самому разбираться в особенностях продукции, а не надеяться на постороннее и случайное мнение.

Читайте также другие полезные статьи:

Видео-обзор стабилизатора напряжения Sven AVR Slim-2000 LCD

Источник

Однофазный стабилизатор напряжения – классификация и критерии выбора

Каким показателем можно определить качество переменного электрического тока? Ответ прост – напряжением, а, точнее сказать, его показателем. Отечественная однофазная сеть имеет данный показатель, равный 220 вольт. Правда, есть определенные нормы отклонения напряжения в пределах 10%. То есть, минимальная величина может быть 198 вольт, максимальная 242 В. При этом в самой сети не должно быть помех и импульсов. К сожалению, эти показатели далеки от нормы, поэтому повсеместно используется однофазный стабилизатор напряжения, с помощью которого перепады напряжения доводятся до нормальных.

Классификация

Однофазные стабилизаторы напряжения делятся на две группы:

Конструкция первого вида отличается тем, что понижение или повышение напряжения производится по средству перемещения токосъемного контактора по обмотке самого трансформатора. При этом контактор приводится в движении сервоприводом. Во втором случае переключение производится при помощи или реле, или тиристоров, или симисторов. В общем, все будет зависеть от того, какие коммуникационные ключи установлены в конструкции прибора.

Какие плюсы и минусы у двух видов стабилизаторов? Начнем с того, что электромеханический стабилизатор напряжения является обладателем высокой точности в процессе подгона напряжения под номинал. Здесь погрешность составляет 0,5%. Плюс ко всему эти приборы могут выдержать приличную нагрузку, почти вдвое. Да и срок их эксплуатации достаточно большой. Правда, есть одна оговорка. Все эти показатели будут реальными, если стабилизатор периодически обслуживать. Что для этого необходимо делать?

Кстати, эти операции можно отнести к недостаткам электромеханического однофазного стабилизатора напряжения. Сюда же можно добавить:

Однофазный электронный прибор в этом плане превосходит электромеханический стабилизатор напряжения. Во-первых, у него быстрая скорость срабатывания. Он моментально реагирует на изменения напряжения в сети переменного тока. Во-вторых, больший диапазон реагирования. Электронные приборы справляются с отклонениями от 100 до 300 вольт. В-третьих, это полное отсутствие обслуживания. Ничего чистить не надо. Правда, со временем полупроводниковые элементы теряют свои качества и свойства, что приводит к их замене. Сделать это несложно, если хотя бы немного разбираться в радиотехнике. Если не разбираетесь вовсе, то можно отремонтировать стабилизатор в сервисном центре. Стоит такая услуга недорого.

В-четвертых, в электронных приборах есть возможность реализовывать технологию вольтодобавки. Для этого придется установить два трансформатора, что позволит стабилизаторы увеличить нагрузку практически в четыре раза. Да плюс повышение точности стабилизации. Кстати, под стабилизацией необходимо понимать отклонение от номинала, то есть, от показания напряжения в 220 вольт. В этом случае уровень отклонения принимается низким.

Подбираем однофазный стабилизатор

Основная техническая характеристика стабилизатора – это мощность, которая имеет единицу измерения вольт-ампер (ВА). Чтобы определить нагрузку аппарата, необходимо его мощность умножить на поправочный коэффициент – 0,8. Но тут есть один непростой момент.

Если в доме эксплуатируется бытовой прибор, в состав которого входит электродвигатель, то необходимо знать, что при его включении в работу происходит так называемая раскрутка ротора. А это появление пускового тока, который от заявленного отличается в четыре или пять раз в плане повышения. Правда, действует пусковой ток всего лишь 1-2 секунды, но этого бывает достаточно, чтобы стабилизатор вышел из строя, тем более при многократном использовании этой бытовой техники. Поэтому выбирая стабилизатор напряжения однофазный, необходимо учитывать именно максимальную мощность бытового прибора, на который он будет устанавливаться, или будет рассчитываться суммарная мощность подключенной бытовой техники.

Подсчитать мощность каждого прибора будет несложно. Для этого заявленную нагрузку надо умножить на 220 вольт. Нагрузка (обозначается в виде буквы «А» — амперы) обычно указывается в паспорте прибора или на бирке, которая расположена на его корпусе. Вот несколько рекомендуемых показателей мощности для некоторых видов бытовой техники.

Концепция электрозащиты

Есть два варианта, где можно установить стабилизатор напряжения (имеется в виду однофазный).

С первой позицией все понятно, тем более она была полностью освещена выше. Вторая позиция по некоторым критериям лучше, но есть и свои сложности. Одна из них – это высокая мощность самого аппарата, ведь общеквартирные нагрузки часто превышают показатель 5 кВт. А это уже мощные аппараты. Соответственно больше размеры, выше цена.

Обратите внимание, что все стабилизаторы напряжения работают только при плюсовых температурах. Если их устанавливать в подъездах или в неотапливаемых помещениях, то стоит позаботиться об утеплении места монтажа. В принципе, можно на холодное время его просто отключить.

Что касается временного отключения, то здесь появляется необходимость оборудовать домашнюю сеть таким образом, чтобы без стабилизатора питание дома не осталось. Поэтому схема подключения усложняется, в нее добавляют байпас. По сути, это устройство, с помощью которого подачу тока можно переключать через стабилизатор или помимо него. Байпас продается, как отдельный элемент. Но многие производители стабилизаторов сегодня предлагают модели, куда байпас включен в качестве неотъемлемой его части.

Если стабилизатор (5 кВт или другой) будет устанавливаться на улице, то необходимо позаботиться о том, чтобы на него не попадала вода, пыль и грязь. Поэтому оптимальный вариант – смонтировать его в металлический ящик.

Заключение по теме

Итак, однофазный стабилизатор напряжения – это защита всей электрической сети дома, а соответственно и бытовых приборов от проблем с напряжением. Поэтому не стоит обращать внимание на цену изделия, лучше сделайте правильный выбор, выбирая его по техническим характеристикам. Хотя, как говорят специалисты, иногда цена определяет качество. Но в любом случае – не стоит экономить на аппарате, который является одним из главных приборов безопасности.

Источник