Выбор однофазного стабилизатора напряжения: виды, особенности и характеристики

odnofaznyj-stabilizatorЛюбая электрическая сеть состоит из нескольких фаз и нуля. Число фаз может варьироваться от одной до трёх. В жилых домах обычно используется однофазная электрическая сеть. Трёхфазное электропитание используется в основном на промышленных объектах.

В тех случаях, когда в домашних условиях нужно получить качественное по всем параметрам напряжение, можно применить однофазный стабилизатор напряжения. Однофазный стабилизатор предназначен для нормализации напряжения в условиях изменения его в некоторых пределах. Однофазная сеть предполагает большой выбор моделей стабилизаторов различных конструкций.

Содержание:

  1. Особенности однофазного стабилизатора
  2. Типы стабилизаторов
  3. Характеристики стабилизаторов и критерии выбора
  4. Мощный однофазный стабилизатор

Особенности однофазного стабилизатора

Поскольку однофазная сеть предполагает наличие только двух проводных линий (фаза и ноль), устройство, предназначенное для её нормализации, не отличается сложностью конструкции. Схема контроля определяет величину поступающего напряжения и его отклонение от номинального значения. Затем, в зависимости от конструкции прибора, осуществляется изменение этого напряжения в положительную или отрицательную сторону. В результате на выходе устройства появляется величина, обеспечивающая нормальную работу бытовых устройств и электронной аппаратуры.

Однофазные стабилизаторы могут использоваться на следующих объектах:

  • Жилые квартиры;
  • Загородные дома;
  • Офисные и административные помещения;
  • Производственные предприятия.

odnofaznyj-stab-v-kotelnojЭти устройства выпускаются на различные мощности, что  определяет их сферу применения. Стабилизаторы мощностью до 1000Вт используются для питания бытовой техники, которая представляет собой активную нагрузку. Для обеспечения работы электротехнических устройств с большими пусковыми токами применяются однофазные стабилизаторы, имеющие мощность в пределах 1500-10 000 Вт. Более мощные приборы, до 100 кВт, применяются в условиях промышленных предприятий. Однофазный стабилизатор напряжения на 5 кВт способен обеспечить всю электротехнику загородного дома или, включая погружной насос артезианской скважины и систему полива растений. Также они широко используются в качестве стабилизатора напряжения для дачи.

Типы стабилизаторов

В зависимости от принципа действия, стабилизаторы осуществляют нормализацию напряжения разными способами.

В бытовых условиях применяются следующие типы однофазных стабилизаторов:

  • Сервоприводные;
  • Релейные;
  • Тиристорные.

Сервоприводный

servoprivodnyjСтабилизатор напряжения с сервоприводом представляет собой обычный автотрансформатор с механической регулировкой напряжения. По обмотке трансформатора перемещается скользящий контакт, закреплённый на роторе серводвигателя. Величину угла поворота ротора задаёт схема контроля напряжения. При низком напряжении трансформатор работает как повышающий, а при высоком напряжении как понижающий. В результате на выходных клеммах устройства получается напряжение точно соответствующее номинальному – 220В.

Устройство стоит недорого и обеспечивает высокую точность установки. Основным недостатком электромеханического стабилизатора является его низкая скорость отработки скачков напряжения и шум от работы серводвигателя. Из-за того, что щётки загрязняются, срабатываются и обгорают, такой стабилизатор требует регулярного технического обслуживания.

Релейный

Релейный стабилизатор так же имеет в своей конструкции автотрансформатор. Но вместо плавной регулировки напряжения, это устройство может обеспечить только дискретное изменение напряжения на выходе. Это обусловлено особенностью конструкции. Изменение напряжения на выходе, осуществляется переключением обмоток трансформатора с помощью реле. Причём, чем большее количество реле используется в схеме устройства, тем большую точность можно получить. Несмотря на это добиться идеальной точности с помощью такого устройства, практически невозможно. К достоинствам прибора релейного типа можно отнести хорошую скорость реакции на изменения входного напряжения, а недостатком его является малая точность и щелчки реле во время работы.

ustrojstvo-relejnogo-stabilizatora-3

Тиристорный

Принцип работы полупроводниковых стабилизаторов основан на переключении обмоток трансформатора с помощью ключей, которые выполнены не на реле, а на полупроводниковых многослойных приборах – тиристорах или симисторах. Однофазный тиристорный стабилизатор напряжения обладает минимальным временем переключения, способен выдерживать большие токи и сам потребляет мало энергии из-за отсутствия индуктивных нагрузок, таких как обмотки трансформатора или катушки реле. Тиристорные стабилизаторы рекомендуются для стабилизации напряжения при подключении особо чувствительной техники, например, для газовых котлов.

Устройство может работать при отрицательных температурах, поэтому используется в неотапливаемом помещении. Разновидностью электронного стабилизатора является однофазный симисторный стабилизатор напряжения. В отличие от тиристора, этот симметричный полупроводниковый прибор пропускает ток в двух направлениях, поэтому для построения электронного ключа требуется один симистор, заменяющий два тиристора. Достоинства прибора – малые габариты бесшумность и  высокая скорость переключения. Основной недостаток симисторного прибора – это неспособность выдерживать броски напряжения, что ограничивает его применение при работе с реактивной нагрузкой.

Характеристики стабилизаторов и критерии выбора

Основные характеристики стабилизаторов, независимо от их конструкции, полностью совпадают и отличаются только величинами.

Это следующие параметры:

  • Мощность;
  • Скорость выравнивания напряжения;
  • Точность установки;
  • Допустимый разброс напряжения на входе.

kriterii-vybora-stabilizatoraМощность. Требуемая мощность стабилизирующего устройства выбирается в зависимости от  мощности всех потребителей, которые будут подключены к устройству. Самое главное при этом правильно подсчитать эту мощность учитывая активную и реактивную нагрузки. Элементы освещения, электрического отопления, электроплиты, духовки и чайники относятся к активной нагрузке. Если к нормализатору напряжения будут подключены только такие приборы, то для определения нужной мощности стабилизирующего устройства достаточно суммировать мощность всех потребителей и прибавить 20%.

К реактивной нагрузке относится вся техника, работающая с использованием электродвигателей. Это стиральные и посудомоечные машины, холодильники, электроинструмент и насосы систем водоснабжения и отопления. Для определения мощности таких устройств нужно их мощность в ваттах разделить на косинус фи (Cos ϕ). Чтобы не искать этот косинус в технической документации проще всего тепловую мощность разделить на коэффициент 0,7. Кроме того электродвигатели в момент пуска кратковременно потребляют дополнительную мощность, которая может превышать рабочую примерно в три раза.

Например, для определения мощности погружного насоса «Джилекс», который качает воду с глубины 9 метров, даёт 6 м3 воды в час и имеет мощность 400 Вт, потребуется стабилизатор:

(400/0,7*3) = 1714 Вт

Скорость срабатывания. Не менее важным параметром является скорость выравнивания напряжения. Самой низкой скоростью реакции обладает динамический или сервоприводный стабилизатор. От возникновения скачка напряжения до установки номинала может пройти до трёх секунд. Если бросок напряжения слишком большой, то за этот промежуток времени вся электронная техника успеет выйти из строя. Поэтому, несмотря на отличную точность установки, этот прибор нецелесообразно применять в условиях нестабильной сети с частыми и большими скачками напряжения.

Релейный и электронный стабилизаторы реагируют на изменения напряжения, практически одинаково, но релейный стоит дешевле, зато тиристорный абсолютно бесшумен.

Точность. Самая высокая точность установки напряжения на выходе обеспечивается у инверторного и динамического стабилизатора. Электронный и релейный стабилизаторы изменяют величину напряжения ступенями, поэтому точной величины 220 вольт у них получить невозможно. Напряжение на выходе всегда будет чуть больше или чуть меньше номинального,  но эта величина всегда находится в допуске, который регламентируется ГОСТ.

tochnost-regulirovki

Входное напряжение. Стандарт бытовой сети 220 вольт допускает отклонение от номинала не более чем на 10%. Если напряжение укладывается в эти пределы, то никакой стабилизатор не нужен. На практике, напряжение сети в неблагополучных регионах может изменяться от 140 до 270В и даже больше. Поэтому при выборе стабилизатора следует обязательно учитывать минимальные и максимальные величины напряжения, так как разные модели стабилизаторов имеют свой допустимый разброс по входу, который указан в документации на устройство.

Прочие параметры. Среди дополнительных характеристик можно учесть шум, который присутствует при работе сервоприводного и релейного стабилизаторов и полностью отсутствует в электронных системах, а так же форму напряжения на выходе. Если подключаемая нагрузка требует для своей работы гладкой синусоиды, то именно этот параметр будет являться определяющим при выборе устройства.

Хорошо если однофазный стабилизатор напряжения, оборудован системой байпас (bypass) – обход. Это означает, что когда напряжение сети в норме, то потребитель получает его напрямую, минуя стабилизатор, который подключается в цепь при отклонении величины от номинала.

Стабилизаторы могут устанавливаться на полу или крепиться к стене. Варианты исполнения зависят от габаритов устройства. Если стабилизатор будет эксплуатироваться в неотапливаемом помещении, необходимо уточнить его температурные характеристики.

Мощный однофазный стабилизатор

energiya-voltron-rsn-8000Однофазный стабилизатор напряжения «Энергия Voltron РСН-8000» относится к релейной системе управления напряжением. Устройство предназначено для работы с мощными нагрузками, к которым может относиться сварочная аппаратура, поскольку стабилизатор выдерживает  ток до 36А.

Предельные величины напряжения на входе варьируются от 98 до 280 вольт, и это очень хороший показатель. Семиступенчатый релейный блок обеспечивает быстрое время переключения – не более 10 мс. Стабилизатор Энергия оборудован системой «Байпас» и имеет защиту от перегрузки, короткого замыкания и выхода напряжения за предельно допустимые величины на входе.

Понравилась статья? Поделись с друзьями в соц сетях!

С этим читают:

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

©Nabludaykin.ru - Копирование материалов допускается только при проставлении активной, открытой для индексации ссылки на сайт nabludaykin.ru