Стабілізатори напруги

Види стабілізаторів напруги.

Релейні стабілізатори напруги.

Релейні стабілізатори отримали найбільш широке поширення із-за оптимального співвідношення необхідних параметрів і ціни. Вони мають швидкодію від 0,2 до 0,5 с в залежності від застосовуваних реле і величини стрибка вхідної напруги.

З мінусів — при перемиканні реле відбувається стрибок напруги (5-15 Вольт в залежності від кількості ступенів перемикання). Для техніки це не суттєво і безпечно, але світло буде моргати.

Тому при перемиканні стабілізатора може спостерігатися невелике миготіння лампочок розжарювання.

Релейний стабілізатор напруги. Функціональна Схема

Як і всі сучасні стабілізатори напруги його основу становить силовий трансформатор і електронний блок. Електронний блок релейного стабілізатора напруги являє собою мікроконтролер, в якому відбувається аналіз вхідної та вихідної напруги і виробляються сигнали для керування силовими ключами або реле стабілізатора.

При формуванні керуючого напруги мікроконтролер враховує час спрацьовування ключів і силових реле. Це дозволяє проводити перемикання практично без розривів. У результаті форма напруги на виході релейного стабілізатора повторює форму на вході.

Тобто, перемикання відбувається при переході синусоїди через нуль.

Електромеханічні стабілізатори напруги.

Інша назва — стабілізатори з сервоприводом.

Принцип їх дії такий: плата керування аналізує вхідна напруга, в залежності від ситуації передає сигнал на сервомотор, розташований усередині тороїдальної котушки і це мотор пересуває на необхідну кількість витків токос'емноє щітку.

Електромеханічний стабілізатор напруги. Спрощена схема

Такий принцип дії забезпечують більш високу точність стабілізації (2-3%, в порівнянні з релейними 5-8%).

Точність залежить від кількості витків трансформатора. Крок зміни таким чином буде дорівнює кількості вольт на один виток.

Але швидкість руху щітки обмежена можливостями мотора, найчастіше швидкість додавання 10-15 Вольт/сек. При скачках напруги на 30-40 Вольт, прилади можуть виявитися під небезпечною напругою на кілька секунд.

І ще варто звернути увагу, у деяких виробників, мотор сам живиться від вхідної напруги і тому коли відбувається сильна просадка напруги йому просто не вистачає живлення і відбувається «зависання» стабілізатора. Але для світла, це оптимальний вибір, світло хоч і буде «просідати» при скачках напруги але не так сильно як у релейного і більш м'яко.

Такий тип стабілізатора рекомендований в мережі, де напруга стабільно занижена або завищена, і немає різких стрибків.

Тиристорні (сімісторние) стабілізатори напруги

Принцип їх роботи ґрунтується на автоматичному перемиканні секцій (обмоток) автотрансформатора (або трансформатора) з допомогою силових ключів – тиристорів. Чимось цей тип схожий на релейні стабілізатори, але на відміну від них не мають контактної групи, мають набагато більше ступенів стабілізації і більшу точність — від 2% до 5%.

Симісторний стабілізатор напруги. Спрощена схема

На схемі видно, що відводи трансформатора перемикаються симістора, і вихідна напруга змінюється практично миттєво — не більше 0,1 с.

Комфорт використання такого стабілізатора видно відразу – тиша в хаті гарантована.

Найбільшим мінусом даного типу стабілізаторів напруги — висока ціна.

Додаткові функції стабілізаторів напруги

Крім основної функції стабілізаторів напруги – стабілізації, є також такий мінімальний набір функцій і параметрів:

Аналіз вихідної напруги. Стабілізатор повинен бути оснащений інформаційним (цифровим або стрілочним) табло, яке показує вихідну напругу. Якщо на стабілізаторі є функція аналізу вхідної напруги, це буде додатковою корисною інформацією.

Види кріплення стабілізаторів напруги

Існують два типи кріплення стабілізаторів напруги — підлогове і настінне виконання.
Підлогове виконання передбачає, що стабілізатор знаходиться на підлозі, полиці. Таке розташування не завжди зручно, тому як особливо великі номінали не полиці не розмістиш з-за своєї ваги, а на підлозі вони займають досить великі площі.
При навісному виконанні стабілізатори роблять більш плоскими, для зручності клієнтів. В принципі вони можуть використовуватися і в підлоговому виконанні, тільки часто інформаційна частина табло виявляється в такому випадку «догори ногами» до користувача.

У багатьох моделях на ринку стабілізаторів напруги використовується кнопка затримки. Це зроблено для того, щоб якщо пропаде напруга в мережі або тимчасово вийде за межі робочого діапазону, то обладнання до наступного включення прийде за цей час затримки в стан спокою. У багатьох стабілізаторах кнопка затримки пропонується в декількох діапазонах -6, 90, 120 с. У більш сучасних моделях затримка вже стала автоматична і коли вона включається, то показує споживачеві на табло час включення стабілізатора у вигляді зворотного відліку.

Підключення стабілізаторів напруги

Отже, стабілізатор напруги придбаний. Дуже добре, якщо у Вас є знайомий хороший електрик чи є можливість запросити фахівця для підключення стабілізатора. Якщо такої можливості немає, то при наявності елементарних навичок самому зробити підключення теж не так і складно. Нижче наведена загальноприйнята схема підключення однофазного стабілізатора напруги

Для початку виберіть місце для установки стабілізатора, воно повинно бути сухим, без пилу і легко провітрюється. Сам стабілізатор необхідно акуратно розпакувати, ознайомитися з його зовнішнім пристроєм, користуючись паспортом виробу. Якщо транспортування стабілізатора відбувалася при мінусових температурах, необхідно витримати його перед підключенням при кімнатній температурі не менше чотирьох годин. Це пов'язано з тим, що всі стабілізатори напруги перш за все бояться утворення конденсату всередині. Тому треба дочекатися, поки він утворюється і висохне.

Для забезпечення безпеки виконуваних робіт необхідно знеструмити мережу, для цього в розподільчому щитку відключається вхідний автомат. (бажано, що б номінальна потужність автомата була більше або дорівнює потужності стабілізатора.) За допомогою індикаторної викрутки необхідно переконатися, що фаза на виході автомата відсутня. І тільки після цього можна приступати до наступного етапу ─ безпосередньо підключення стабілізатора напруги. Фазний провід, який йде від основного автомата, переривається і підключається на вхід стабілізатора напруги (тут необхідно чітке дотримання полярності). А фазний провід з виходу стабілізатора подається безпосередньо в навантаження будинку. Нульовий провід подається на клеми "нуль" стабілізатора. У деяких випадках необхідно використовувати 2 нульових дроти: на вхід стабілізатора і на вихід з нього. Ще важливо не забути підключити заземлюючий провід до стабілізатора.
Перевірте правильність підключення всіх проводів і приступайте до запуску стабілізатора. Для цього відключіть все навантаження, переключивши всі автомати в положення OFF, якщо ж їх немає, то вимкніть з розеток шнури живлення електроприладів. У розподільному щиті переведіть в положення ON вхідні автомати, ту ж операцію виконайте з автоматом на панелі стабілізатора (включіть його). Вольтметром поміряйте напругу на вході і виході стабілізатора. Якщо вхідна напруга знаходиться наприклад в межах 140-260 Вольт, то на виході має бути 220 В із допустимим відхиленням (залежить від точності стабілізатора).

Після того, як стабілізатор включений, на табло найчастіше включається зворотний відлік — це включається затримка.
Ще є один дуже важливий момент! Деякі виробники не інформують покупця в паспортах як правильно підключати стабілізатор. Якщо Ви купили а у Вас немає такої інформації, краще зв'язатися з виробником, але в більшості випадків підключення відбувається саме так:

Підключення стабілізатора через клемну колодку

Зверніть увагу — у всіх стабілізаторах фази по краях клемної колодки, ближче до центру нулі і в середині земля!

Такі клеми використовуються для стабілізаторів потужністю понад 5 кВт. Для потужностей до 5 кВт як правило, для підключення використовується звичайна виделка з заземленням, а для підключення споживачів — розетки на корпусі стабілізатора.

Індикація на табло стабілізатора

Індикація стану роботи або помилки у багатьох виробників однакова.

В процесі роботи на дисплеї стабілізатора може з'явитися наступна інформація:

Буква«Н»
Поява літери «Н» (High) на табло означає, що напруга в мережі піднялося вище робочого діапазону і спрацював захист від перенапруги, стабілізатор вимкнув вихідна напруга, щоб уникнути поломки навантаження. При поверненні вхідної напруги в робочий діапазон на дисплеї знову з'явиться цифра вихідної напруги і стабілізатор автоматично перейде в робочий режим.

Буква«L»
Поява літери «L» (Low) на табло означає, що напруга в мережі опустилася нижче робочого діапазону і спрацював захист від зниженої напруги, стабілізатор вимкнув вихідна напруга, щоб уникнути поломки навантаження. При поверненні вхідної напруги в робочий діапазон на дисплеї знову з'явиться вихідна напруга і стабілізатор автоматично перейде в робочий режим.

Літери«C-H»
Поява літер «З-Н» (Current-Heat або Current-High) на табло означає, що сумарна потужність підключених до стабілізатору приладів перевищила номінальну потужність стабілізатора і спрацювала тепловий захист. Необхідно знизити навантаження. Далі стабілізатор сам автоматично перейде в робочий режим.

.

Як правильно вибрати стабілізатор напруги по потужності

Вибір потужності стабілізатора напруги при купівлі, одна з найважливіших завдань, виконавши правильно яку ви забезпечите собі та техніці спокійну довге життя.

• подивіться який ввідний автомат у Вас на фазі. Це визначає рівень навантаження дозволеної для Вашого об'єкта (будинку). Немає сенсу брати істотно вище за номінал потужності. Наприклад у Вас 25 автомат. Тобто обмеження щодо потужність 25А*220В=5500 ВА тобто можна взяти 5000 ВА або 8500 ВА стабілізатор, немає сенсу брати більше, крім того, з'являється ймовірність виключення Вашого ввідного автомата при включенні потужного стабілізатора (високі пускові струми «вибивають» автомат)
• Порахуйте сумарну навантаження всіх приладів. Розділіть її на дві частини — з двигунами і без. Це необхідно зробити для того, щоб правильно врахувати і реактивні пускові струми (приблизні потужності наведені в таблиці " table1

Таблиця 1. Номінальна споживана потужність побутових приладів.

Для всіх приладів без двигуна потужності просто підсумовуються, а потужність зазначену на приладах з двигунами потрібно РОЗДІЛИТИ на 0,7 або помножити на 1,5 (це поправочний коефіцієнт враховує реактивну складову, яка виникає з-за обертових елементів).

• Якщо є можливість, заміряйте напруга в мережі, поизучайте як сильно вона моргає, як сильно блимають лампочки. Це дає уявлення про осідання (зазвичай лампочка загасаюча в два рази отримує не 220 Вольт, а 170-180 Ст.)

При виборі потужності також потрібно враховувати те, що при зниженому вхідній напрузі вихідна потужність стабілізатора зменшується. При зниженні вхідної напруги до 170В потужність падає на 30-50% в залежності від виду і ККД стабілізатора.

Є ще поняття пускових струмів, тобто це коли в момент включення пристрій потребує такої кількості енергії, яка в кілька разів перевищує кількість, що використовується для роботи приладу в штатному режимі. У Таблиці 2 наведено середні пускові струми на електроприлади.

Таблиця 2. Пускові струми споживачів електроенергії.

Приклади вибору стабілізатора напруги

Стабілізатор напруги для будинку (дачі)

В даному випадку потрібно знати:

1. Яка сумарна максимальна потужність приладів (для приладів з двигунами, потрібно розділити потужність приладу на 0,7)
2. Яка мінімальна напруга буває вдома
3. Знати потужність ввідного автомата (бажано щоб номінал ввідного автомата була БІЛЬШЕ або ДОРІВНЮЄ номіналу автомата стабілізатора.
За цими параметрами можна підібрати правильно стабілізатор напруги

Стабілізатор напруги для котлів.

Надійна і безаварійна робота таких установок можлива тільки при дотриманні певних умов, а саме при наявності якісного електроживлення. На жаль саме з цим неодмінною умовою найчастіше виникають проблеми. Для вирішення цієї проблеми необхідно встановити стабілізатор напруги для котла. Насамперед, розглянемо причини, по яким ми хочемо встановити стабілізатор напруги для котла, а потім зупинимося на такому питанні, який саме стабілізатор напруги для котла нам необхідний.

У чому ж полягає небезпека коливань напруги для опалювальної техніки?

1) Незважаючи на те, що контролер (або, простіше кажучи, комп'ютер, керуючий котлом) має свій власний стабілізатор напруги, його нормальне функціонування гарантовано при напрузі живильної мережі 220 плюс мінус 10%В. Збій в його роботі може створити аварійну ситуацію.
2) Арматура котла включає в себе електромагнітні клапани та засувки. Знижена напруга призводить до їх неповного закриття або відкриття, а підвищений до виходу з ладу. Ці обставини так само вимагають встановити стабілізатор напруги для котла.
3) Зміна режиму роботи вентиляторів призводить до зміни складу паливної суміші і нестійкого горіння.
4) При значних відхиленнях напруги живильної мережі вентилятори і насоси мають високий ступінь ймовірності виходу з ладу.
Практично всі виробники опалювальної техніки рекомендують встановити стабілізатор напруги котла і у багатьох це є однією з умов надання гарантії.

Стабілізатор напруги для телевізора.

В даному випадку завдання стабілізатора напруги полягає не тільки в подачі стабільного напруги на телевізор, але і захист його від різких стрибків, т. к. це особливо небезпечно для плазми і ЖК-телевізорів. Для цього ми встановили систему захистів в стабілізаторі, яка забезпечить спокійну роботу телевізора навіть при скачках в 50 Вольт.
 

Стабілізатор напруги для комп'ютера.

Комп'ютер складається з блоку і монітора. Тому потужність треба підсумовувати. Також якщо стабілізатор включені ще й додаткові прилади (сканер, принтер і т. д.) то всю потужність треба підсумувати і отриманий результат порівняти з лінійкою номіналів розглянутих стабілізаторів напруги.

Стабілізатор напруги для холодильника.

В даному випадку ми маємо відношення приладом, який має і пускові струми і реактивну складову. Тому вибір відбувається наступним чином:
Дивимося яка потужність холодильника вказана на шильдику (паспорті). Далі ділимо її на 0,7 і множимо на 2. таким чином ми підберемо правильно номінал. Припустимо холодильник 500 ВА, тоді виходить що для нього оптимально підійде (500/0,7*2) стабілізатор напруги 1,5 кВт.

Стабілізатор напруги для пральної машини.

В даному випадку схема схожа на схему зі стабілізатором напруги для холодильника, тільки не треба множити на 2, т. к. пускові струми тут істотно менше ніж струми у компресора холодильника.
Припустимо пральна машина 2000 ВА. Тоді ми ділимо на 0,7, отримуємо 2857 ВА, тобто найближчий номінал — 3 кВт.