Категорії

Як правильно підібрати Стабілізатор напруги?

Дата

03 січня 2024

Вибір необхідної потужності

Головною характеристикою, на яку, перш за все, слід орієнтуватися при виборі тієї чи іншої моделі стабілізатора напруги є потужність підключеного до нього навантаження. Тому перш за все визначаємо сумарну потужність всіх споживачів у Ватах (Вт), які вимагають одночасного постачання електроенергією. Типові значення потужностей найчастіше використовуваних побутових і виробничих електроприладів, а також електроінструменту наведені нижче в таблиці.

Таблиця 1. Межі значень потужності для стандартних побутових та промислових електроприладів

Тип споживача	Потужність, Вт
Побутові електроприлади
Праска	500-2000
Фен для волосся	450-2000
Тостер	600-1500
Електроплита	110-6000
Обігрівач	1000-2400
Кавоварка	800-1500
Пилосос	400-2000
Гриль	1200-2000
Телевізор	100-400
Радіо	50-250
Духовка	1000-2000
Холодильник	150-600
Комп'ютер	400-750
НВЧ-піч	1500-2000
Електролампи	20-250
Електрочайник	1000-2000
Проточний водонагрівач	5000-6000
Бойлер	1200-1500
Електроінструмент
Перфоратор	600-1400
Дриль	400-800
Дискова пила	750-1600
Електроточило	300-1100
Електролобзик	250-700
Електрорубанок	400-1000
Шліфувальна машина	650-2200
Електроприлади
Водяний насос	500-900
Компресор	750-2800
Кондиціонер	1000-3000
Циркулярна пила	1800-2100
Вентилятори	750-1700
Електромотори	550-3000
Насос високого тиску	2000-2900
Сінокосарка	1800-2100
Пральна машина	1800-3000

Вибираючи стабілізатор не можна забувати, що найчастіше виробники вказують повну потужність даних приладів, що вимірюється у Вольт-амперах (ВА) і пов'язану з активною потужністю, яка вимірюється у Вт за допомогою коефіцієнта потужності – так званого Cos (Fi), тому перед покупкою необхідно провести перерахунок зазначених параметрів. Повна потужність складається з двох показників – активної та реактивної складової, співвідношення між яким безпосередньо залежить від характеру навантаження. Активне навантаження являють собою такі споживачі, як обігрівачі, лампи розжарювання, праски, електроплити та інші прилади, які практично всю електроенергію, що виробляється, перетворюють на тепло. Для даних пристроїв коефіцієнт перерахунку дорівнює 1, тому якщо на таких споживачах зазначена потужність 1 кВт, то показник повної потужності для них становитиме 1 кВА.

Реактивна складова навантаження досить велика у електродвигунів і приладів, що їх містять, а також у більшої частини побутової електронної техніки. Дані вироби характеризуються Cos(Fi) лише на рівні 0,6 – 0,8. Відповідно, якщо в паспорті або на корпусі електродриля вказана потужність 600 Вт і коефіцієнт потужності 0,8, то повну потужність необхідного стабілізуючого пристрою визначимо як відношення значення заданої активної потужності до величини коефіцієнта потужності: 600/0,8=1250 ВА. За відсутності паспортних даних параметра Cos(Fi) для грубого підрахунку його приймають рівним 0,7.

Крім того, дуже важливо пам'ятати, про те, що певні електричні прилади характеризуються високими пусковими струмами і енергоспоживанням в момент пуску, які за величиною можуть у 3-5 разів перевершувати аналогічні номінального (штатного) режиму роботи. До таких агрегатів цього типу відносять асинхронні електродвигуни, компресори, насоси, холодильники, кондиціонери тощо. Тому якщо до складу навантаження входять перераховані вище пристрої, то паспортну потужність майбутнього стабілізатора необхідно збільшувати як мінімум в 3 рази, щоб уникнути його перевантаження в момент включення підключених електроспоживачів.

Також виробники стабілізаційних пристроїв наполегливо радять (і цю рекомендацію слід прийняти за правило, якщо Ви хочете забезпечити щадний режим роботи для придбаного пристрою) робити 20-30%-ний запас потужності понад розраховану величину. Тим самим Ви збільшуєте термін служби стабілізатора та залишаєте невеликий резерв для вимушеного підключення додаткового навантаження або нового обладнання.

Для повної гарантії оптимальної роботи стабілізатора, який вибирається, слід враховувати вплив коливань напруги мережі на його потужність. Так, наприклад, при падінні напруги живлення 130 В замість необхідних 220 В стабілізатор напруги здатний видати значно меншу потужність, тому даний параметр слід відкоригувати на величину показника 1,69. Значення таких коефіцієнтів вказано у таблиці 2.

Таблиця 2. Коефіцієнти перерахунку потужності стабілізатора, які враховують зміну напруги в мережі живлення

Напруга	130	150	170	210	220	230	250	270
Коефіцієнт	1,69	1,47	1,29	1,05	1	1,05	1,29	1,47

Отже, основною умовою вибору стабілізатора напруги є обов'язкове виконання умови:

Потужність стабілізатора > Сумарна потужність усіх споживачів (які можуть працювати одночасно) + 20-30%.

Вибір типу стабілізатора

Тип стабілізатора визначається в залежності від інтенсивності перепадів у мережі та наявності високоточної техніки у споживача. Виділяють стабілізатори напруги 3 основних типів: релейні симісторні та сервопривідні.

Релейні. Спосіб регулювання напруги – ступінчастий. Для перемикання обмоток автотрансформатора використовують силові електромеханічні реле.

Переваги: висока надійність (за рахунок простоти конструкції), низька вартість, широкий діапазон значень вхідних напруг, не вносять спотворень у форму вихідної напруги, гарний час реагування (близько 30мс), не потребують технічного обслуговування.

Недоліки: знос контактів реле, швидкість якого напряму залежить від інтенсивності перепадів напруги в мережі, обмежений модельний ряд пристроїв, пов'язаний з габаритними розмірами самого реле і величиною комутуючого струму, а також можливість появи такого явища як «залипання», іскріння і обгорання контактів.

Симісторні. Принцип напруги – ступінчастий. Принцип роботи подібний до релейних моделей, тільки замість реле для комутації обмоток трансформатора використовують симісторні ключі.

Переваги: висока швидкість реакції на вхідні коливання (до 20 мс), безшумна робота, компактні габарити, широкий модельний ряд, висока перевантажувальна здатність, не потребують обслуговування, менший знос внутрішніх деталей.

Недоліки: висока ціна, необхідність використання схеми примусового охолодження силових ключів, використання вентилятора, який створює додатковий шум і засмоктує середину приладу пил, погана захищеність (з електричної точки зору) вихідних каскадів.

Сервопривідні (електромеханічні). Принцип роботи – безперервний. Коригують напругу за допомогою автотрансформатора (ЛАТРа) і серводвигуна (що виконує позиціонування щіток ЛАТРа) з системою його управління.

Переваги: висока точність (до 3%) та плавність регулювання, відносно невисока вартість.

Недоліки: низька швидкодія, знос щіток, який призводить до іскріння та поганого контакту, а також шумна робота.

Електромеханічні моделі не підійдуть для використання в мережах із сильними та різкими перепадами, їх основна сфера застосування – це захист високоточної техніки. Релейні та симісторні прилади краще використовувати там, де часто виникають значні стрибки напруги, а точність стабілізації не є основним фактором.

Вибір необхідної кількості фаз

Тут може бути всього два варіанти – до Вашої оселі, офісу, або будь-якого іншого об'єкта проводиться однофазна мережа (220 В), або трифазна (380 В). У першому випадку вибір очевидний – потрібна однофазна модель. Якщо мережа в приміщенні трифазна, і є хоча б один трифазний електроспоживач, то необхідна установка трифазного приладу. За умови наявності лише однофазного навантаження можна, і навіть буде раціональніше обійтися придбанням трьох однофазних стабілізаторів. У такому разі Ви не тільки заощадите кошти при покупці, але й уникаєте ще однієї неприємної особливості, властивої трифазним моделям – це відключення всього приладу у разі зникнення живлення з різних причин в одній із фаз.

При виборі необхідної точності стабілізації необхідно вивчити вимоги, які пред'являються виробником апаратури до параметрів електроживлення. Цю інформацію можна отримати в технічній документації. Точна та високочутлива апаратура, така як складна медична техніка, а також освітлювальні прилади (прожектори, люстри, софіти тощо) не допускають великих відхилень від номінальних характеристик живлення, а тому потребують стабілізатора з точністю стабілізації не більше 3%. З підвищенням зазначеного параметра знижується розкид значень вихідної напруги, що особливо чітко відбивається на роботі освітлювальної техніки – зменшуються видимі коливання інтенсивності світла, які спостерігаються при різких змінах вхідної напруги. Для стабілізації електроживлення більшості побутової апаратури часто достатньо пристрою з точністю в 5-7%.

Діапазон вхідної напруги

Щоб правильно визначитися з цим параметром слід зробити вимірювання напруги в мережі живлення, як лінійних, так і фазних і, бажано, кілька разів протягом доби, протягом декількох днів. Після того, як Ви визначили максимальний розкид напруги в електричній мережі, в якій необхідна стабілізація, необхідно орієнтуватися на моделі, у яких діапазон вхідних параметрів ширший за отримані значення. Якщо амплітуда перепадів невідома, то потрібно брати із запасом.

Час стабілізації напруги

Ця характеристика відображає час реакції приладу на зміну величини напруги у мережі. У тому випадку, якщо час, який витрачається на стабілізацію вхідних параметрів досить великий (на рівні 1,5-2 секунд), то стабілізатор може просто не встигнути виконати свою основну функцію – відкоригувати напругу до необхідного рівня, внаслідок чого на підключене навантаження буде подано сигнал неприпустимим за величиною вольтажом (чим дуже часто грішать стабілізатори електромеханічного типу). Швидкодіючі стабілізатори особливо потрібні там, де є велика кількість освітлювальних приладів (швидкість реакції не більше 0,02 секунди), чутливої електроніки і часто виконують зварювальні роботи. В інших випадках може підійти і менш швидкодіючий агрегат, хоча фахівці все ж таки радять, по можливості, вибирати моделі з меншим часом стабілізації.

Як бути, якщо заданим критеріям задовольняють моделі різних марок?

У викладеній інструкції наведено основні параметри та характеристики вибору стабілізаторів напруги, при цьому слід пам'ятати, що різні моделі окремих вендорів можуть відрізнятися ще цілим рядом показників, конструктивними особливостями, набором функцій, ступенем захищеності, які також слід брати до уваги з урахуванням особливостей та умов майбутньої експлуатації. Тому перед тим, як зробити остаточний вибір, найкраще за все отримати кваліфіковану консультацію у спеціаліста нашої компанії. Оскільки наші співробітники завжди з розумінням поставляться до Вашої проблеми та нададуть індивідуальні рекомендації.

І пам'ятайте, що напруга в мережі живлення може коливатися від гранично допустимого значення до мінімального і максимального протягом невизначеного періоду часу і безвідмовне функціонування Вашої техніки в такому випадку за відсутності стабілізатора напруги є лише питанням часу та везіння.