Стабилизатор напряжения для дачи на 220В: критерии выбора и виды
Ни один регион страны не может похвастаться идеальным напряжением сети. Особенно это заметно на отдаленной от больших городов территории, там, где большинство горожан имеют дачи. Если напряжение будет ниже нормы, техника просто не будет работать, а превышение напряжения может вывести технику из строя.
Стабилизатор напряжения 220 вольт для дачи позволяет сгладить перепады сети до допустимого уровня. При слишком низком напряжении вольтаж будет увеличен, а напряжение, превышающее допустимый уровень, будет понижено до нормы. Поэтому надёжный стабилизатор напряжения на даче или в загородном доме должен быть установлен обязательно.
Содержание:
- Виды стабилизаторов
- Критерии выбора стабилизатора
- Выбор стабилизатора по мощности
- Стабилизатор «Энергия Voltron РСН 10 000»
Виды стабилизаторов
Устройства, выравнивающие сетевое напряжение могут работать на различных технических принципах.
В настоящее время для бытовых целей применяются следующие виды стабилизаторов:
- Релейные;
- Электромеханические;
- Электронные.
Каждый тип стабилизатора имеет свои преимущества и недостатки, а отдельные технические параметры могут заметно отличаться.
Смотрите небольшой видеоролик о видах и критериях выбора стабилизирующих устройств:
Релейный стабилизатор
Релейный стабилизатор представляет собой автоматический трансформатор, где изменение выходного напряжения осуществляется с помощью нескольких реле, которые коммутируют секции обмотки.
Основные достоинства релейного стабилизатора:
- Высокая скорость срабатывания;
- Низкая стоимость;
- Приемлемая точность выходного напряжения;
Недостатки:
- Ступенчатое переключение напряжения;
- Недолговечность;
- Шум от переключения обмоток реле.
Современные электромагнитные реле обеспечивают скорость переключения порядка 0,1-0,15 сек, что достаточно для большинства бытовой техники, но некоторые устройства могут на это реагировать.
Точность напряжения на выходе всегда будет отличаться от 220В, поскольку переключением обмоток нельзя добиться идеального совпадения выходного напряжения с номиналом. В релейных стабилизаторах точность выходного напряжения обычно составляет 5-8% (203-237В на выходе), что вполне достаточно для основной бытовой техники.
Недолговечность релейного стабилизатора понятие относительное, поскольку она зависит от количества срабатываний реле, а это определяется подгоранием контактов.
Если перепады напряжения небольшие, то для частного дома такой прибор прекрасно подойдёт. В жилом помещении релейный стабилизатор лучше не размещать, так как реле при работе издают заметные щелчки.
Электромеханический стабилизатор
В электромеханическом стабилизаторе регулировка напряжения на выходе осуществляется контактом, скользящим по обмотке трансформатора. За перемещение контакта отвечает серводвигатель, управляемый сигналами с платы электроники.
Устройство имеет следующие преимущества и недостатки:
- Очень точная и плавная регулировка;
- Низкая скорость срабатывания;
- Требуется техническое обслуживание;
- Шум в процессе работы.
Малая скорость обусловлена инерционностью электродвигателя, поскольку для перемещения контакта по обмотке требуется время. Скорость срабатывания таких устройств составляет примерно 10 вольт в секунду, что в 25 раз ниже скорости электронного стабилизатора. Электромеханический стабилизатор может обеспечить высокую точность установки напряжения порядка 2%, и это очень хороший показатель, хотя для большинства бытовых приборов такой точности не требуется.
Существенным недостатком электромеханического стабилизатора является необходимость регулярного технического обслуживания. Пыль, попадающая на щётки, вызывает искрение и обгорание контакта, поэтому для его чистки или замены потребуется вызывать мастера. Желательно делать это 1 раз в пол года.
Электронные стабилизирующие устройства
Электронные стабилизаторы не имеют механических контактов и движущихся частей, поэтому считаются самыми надёжными. Они бывают тиристорными (симисторными) или инверторными.
Основой тиристорного стабилизатора напряжения является катушка вольтодобавки, витки которой переключаются не электромагнитными реле, а полупроводниковыми электронными ключами.
Такое устройство имеет следующие характеристики:
- Высокая скорость срабатывания;
- Дискретное переключение напряжения;
- Отсутствие шума;
- Длительный срок работы;
- Высокая стоимость.
Управление переключением секций трансформатора осуществляется с помощью тиристорных или симисторных ключей, которые обеспечивают очень высокую скорость срабатывания. Она может достигать 20 мс.
Выходное напряжение, по аналогии с релейным стабилизатором, переключается ступенями. Чем больше электронных ключей задействовано в схеме, тем выше точность стабилизатора. Тиристорное устройство работает совершенно бесшумно, обладает высоким КПД, имеет большой срок службы, но отличается высокой ценой.
Инверторные устройства
Инверторные стабилизаторы считаются самыми инновационными и перспективными. В этих устройствах осуществляется двойное преобразование (инвертирование) входного напряжения сначала в постоянное, а затем снова в переменное, но с идеальными характеристиками. Этим процессом управляет специальный контроллер, а высокие параметры обеспечиваются кварцевой стабилизацией.
Инверторные стабилизаторы обладают очень хорошими характеристиками:
- Мгновенная скорость срабатывания;
- Высокая точность установки напряжения;
- Надёжность;
- Электронные схемы защиты;
- Идеальная синусоида на выходе.
Если стоимость устройства не является определяющей, то лучший стабилизатор напряжения для дачи это, конечно же, электронный прибор, без электромеханических элементов и движущихся частей.
Критерии выбора стабилизатора
Независимо от конструкции и принципа действия все устройства, предназначенные для стабилизации сетевого напряжения, обладают сходными характеристиками, по которым производится выбор требуемой модели.
К основным параметрам стабилизаторов относятся следующие величины:
- Количество фаз;
- Мощность;
- Погрешность установки;
- Скорость реагирования;
- Диапазон входного напряжения;
- Перегрузочная способность;
- Защита;
- Уровень шума;
- Управление и индикация.
Разберем подробнее каждый из пунктов списка:
- Количество фаз определяется потребностью владельца дачи. Для маленькой мастерской со станочным оборудованием может потребоваться трёхфазный переменный ток, в то время как обычная бытовая техника питается от однофазной сети.
- Мощность стабилизатора – это одна из самых важных характеристик. Она определяется общей мощностью всех устройств, которые будут подключены к выходным клеммам прибора.
- Погрешность установки или точность измеряется в процентах. Так, если стабилизатор имеет погрешность 5%, а сеть 220В, то напряжение на выходе может принимать значения в диапазоне от 209 до 231В, что достаточно для питания любой техники, за исключением особо точного оборудования.
- Скорость реагирования отвечает за то, насколько быстро стабилизирующее устройство выровняет изменение напряжения на входе. Максимальной скоростью обладают все электронные стабилизаторы, несколько медленнее срабатывают релейные устройства, а самым медленным является электромеханический стабилизатор с сервоприводом.
- Чтобы не попасть впросак, выбирая стабилизатор напряжения для дачи, необходимо точно знать, в каких пределах может меняться сетевое напряжение. Для этого с помощью тестера необходимо замерять напряжение в розетке несколько раз в день, в течение нескольких дней, включая выходные, в утреннее и вечернее время. Эту услугу, при необходимости может оказать любой электрик. Обычно диапазон напряжений может варьироваться от 120-160В до 240-260В.
- Стабилизатор должен выдерживать кратковременные перегрузки по мощности и иметь электронную защиту от короткого замыкания. В случае повреждения самого стабилизатора вся нагрузка должна быть мгновенно отключена.
- Если шум устройства имеет какое-то значение, то нужно выбирать электронные устройства. Хорошо если стабилизатор оборудован дисплеем, на котором указывается входное и выходное напряжение, имеется индикация режимов работы и регулировка напряжения на выходе производится в пределах 210-230В.
Еще немного информации в коротком но доходчивом видеоролике:
Выбор стабилизатора по мощности
Все потребители энергии, подключаемые к стабилизатору, представляют собой нагрузку, которая может быть активной или реактивной. В активной нагрузке вся энергия переходит в тепло.
Примеры активной нагрузки:
- Лампы накаливания;
- Кипятильники;
- Электроплиты;
- Паяльник.
Если вся нагрузка на даче только активная, то необходимая мощность стабилизатора будет равна мощности всех потребителей плюс 20% резерв.
В реактивной нагрузке в электрической цепи присутствует индуктивность или ёмкость.
Реактивная нагрузка это:
- Пылесос;
- Стиральная машина;
- Холодильник;
- Насос;
- Электроинструмент с двигателем.
В паспортах на такие устройства, кроме тепловой мощности, указывается ещё Cos ϕ, который используется в формуле вычисления реальной мощности. Для этого нужно указанную мощность разделить на косинус фи, который обычно составляет 0,75.
Если косинус фи не указан, то величину тепловой мощности следует разделить на 0,7.
Для вычисления максимальной потребляемой мощности устройства с электродвигателем необходимо умножить его мощность на 3, поскольку мощность двигателя в момент включения превышает номинальную мощность примерно в три раза.
Чтобы точно знать, какой стабилизатор напряжения 220В для дачи выбрать, необходимо суммировать активную и реактивную мощность всех потребителей. Реактивную мощность каждого потребителя с электродвигателями умножаем на 3, и после этого делим на Cos ϕ.
Например, рассчитаем пылесос мощностью 1200Вт.
Его полная мощность будет:
(1200*3)/0,9=4000Вт
Получаем, что пылесос мощностью 1200Вт при запуске будет потреблять 3600Вт, теперь делим 3600 на Cos ϕ и выводим максимальную мощность потребления пылесоса 4000Вт. Аналогично считаем другие приборы с электродвигателями.
После расчета максимальной нагрузки устройств с электродвигателем суммируем ее с активной нагрузкой, и получаем необходимую мощность стабилизатора. При этом необходимо учесть тот момент, что не все устройства с электронными двигателями будут запускаться одновременно, поэтому суммируем реактивную нагрузку только тех приборов, вероятность одновременного запуска которых наиболее вероятна. И не забываем про 20%-ный резерв.
Смотрим небольшое завершающее видео на тему выбора стабилизатора напряжения:
Стабилизатор «Энергия Voltron РСН 10 000»
Однофазный стабилизатор напряжения релейного типа Voltron РСН 10 000, является мощным устройством, предназначенным для обеспечения качественным напряжением потребителей с мощностью до 10 кВт. При номинальном напряжении на входе от 105 до 265В, прибор обеспечивает на выходе синусоидальное переменное напряжение 220В ± 10%. Этот аппарат компании Энергия имеет 7 ступеней автоматического регулирования и КПД 98%.
Устройство имеет защиту от перегрузки, защиту от пониженного (95В) и повышенного (280В) напряжения. При повышении температуры трансформатора свыше +120°С прибор автоматически выключается. В стабилизаторе предусмотрено подавление импульсных и высокочастотных помех.
Для удобства эксплуатации в приборе имеется информационный дисплей и светодиодная индикация режимов работы. Это устройство прекрасно подойдёт как стабилизатор напряжения 220В для дачи, частного дома или загородного коттеджа.