Стабілізатор напруги — прилад абсолютно необхідний в кожному будинку. На виробництві він також потрібен, але тут мова піде саме про побутові стабілізатори, покликані захистити побутові прилади і обладнання від стрибків напруги і сили струму в мережі. Зазвичай в магістралі напруга дорівнює 220 або 380 В при частоті 50Гц. Але в силу різних факторів — підключення споживачів високої потужності, пікових навантажень у вечірні або ранкові години, аварій на лініях електропередач, струм може відхилятися від заданих параметрів по напрузі відсотків на 25 – 40 в обидві сторони.
Занадто низька, як і занадто висока напруга в мережі однаково небезпечна і небажана для побутових приладів. Різкі скачки — небезпечні подвійно. Холодильники, телевізори, побутові насоси та котли, комп’ютери просто можуть перестати працювати. Можуть перегоріти вхідні контури, складна електроніка блоків налаштувань, виникнути інші пошкодження, усунути які коштує досить дорого.
Зміст статті (Содержание)
Як працює стабілізатор напруги
Щоб визначити, який стабілізатор напруги для дому краще вибрати, необхідно знати основні принципи їх роботи, якими бувають стабілізатори та які параметри важливі, а на що можна не звертати уваги.
За своє суттю — стабілізатор являє собою регульований трансформатор зі зворотним зв’язком. Змінний струм з магістралі надходить на первинну обмотку і породжує приблизно такий же струм у вторинній обмотці, до якої і приєднані споживачі. Якщо кількість витків на первинній котушці змінити, то відповідно зміниться і струм у вторинній, в якій число робочих витків залишилося колишнім. На зміну співвідношення кількості витків і побудована робота регульованих трансформаторів.
Індуктивний зв’язок дуже надійний і не передбачає прямого контакту обмоток — тільки за допомогою металевого сердечника. Такі трансформатори дозволяють практично миттєво змінювати параметри вихідного струму, потрібно тільки налаштувати управління пристроєм в залежності від напруги в прямій мережі, щоб при падінні струму в магістралі у вторинній обмотці він збільшувався, а при перевищенні напруги — зменшувався.
Керований трансформатор — основа всіх побутових стабілізаторів. Відмінності в них стосуються тільки схем управління.
Види стабілізаторів напруги
На ринку переважають два види стабілізаторів — електромеханічні і електронні.
Електромеханічні стабілізатори напруги
В електромеханічних стабілізаторах струм в котушці регулюється контактним повзунком, яка пересувається по поверхні, змінюючи число робочих витків. Хто пам’ятає шкільний курс фізики, той може уявити собі реостат з дослідів на уроках. Приблизно так само працює електромеханічний регулятор напруги, тільки повзунок переміщається не рукою, а за допомогою електродвигуна.
Електромеханічні стабілізатори дуже надійні і дозволяють плавно змінювати напругу у вторинній котушці. Але при своїй простоті вони мають і ряд недоліків:
- як і більшість механічних пристроїв мають відчутну інерцію — затримка при спрацьовуванні помітна неозброєним оком;
- вугільні контакти з часом зношуються і потребують заміни;
- шум при роботі ледь чутний, але все ж є.
Перед тим, як вибрати стабілізатор напруги електромеханічного типу, необхідно порівняти швидкість спрацьовування, зазначену в паспорті виробу в одиницях/с. Ніж цей показник краще, тим стабілізатор краще для чутливих приладів.
Електронні стабілізатори напруги
Електронні стабілізатори працюють дещо по іншому. Зворотний зв’язок і перемикання здійснюється за допомогою тиристорної, семисторної або релійної схем, які змінюють число обмоток, підключених до мережі. Працюють такі стабілізатори абсолютно безшумно, не гріються і відрізняються дуже високою швидкістю спрацьовування. Але і тут не обійшлося без недоліків — електронні стабілізатори регулюють вихідну напруга східчасто. Хоча перепади не надто великі, але можуть внести дисонанс в роботу електроніки або двигунів.
Феромагнітні стабілізатори напруги
Феромагнітні стабілізатори — пристрої, які для побутових цілей практично не виробляються, хоча ще можна зустріти ранні моделі, дуже популярні десятиліття тому. Робота їх базується на зміні положення феромагнітного сердечника щодо котушок. Система дуже надійна, але громіздка і галаслива. Головні недоліки — робота тільки під навантаженням і можливі спотворення синусоїдальних характеристик. Для сучасної електроніки і побутової техніки вони непридатні, але для потужних електродвигунів, ручних інструментів і зварювальних апаратів застосування їх цілком допустимо.
Як вибрати стабілізатор напруги з параметрами
По-справжньому важливих параметрів, що характеризують працездатність стабілізатора і зручність його використання. Це:
- кількість фаз;
- потужність;
- діапазон регулювань;
- швидкість спрацьовування;
- наявність захисту від перевантаження;
- спосіб підключення.
Який стабілізатор напруги обрати для приватного будинку можна вирішити, тільки правильно окресливши коло завдань, які він буде виконувати, розглянувши основні характеристики у комплексі.
Мережний або магістральний стабілізатор
За способом підключення стабілізатори поділяються на магістральні та мережеві. Перші встановлюються на вході електромережі в будинок і регулюють напругу, що подається на всі без винятку споживачі — освітлення, опалення, сигналізацію, побутову техніку. Як правило, сучасний будинок — енергонасичена система з високим рівнем споживання струму. Тому потужність магістральних стабілізаторів починається від 3 кВт.
Мережеві регулятори призначені для захисту одного, рідше двох однотипних пристроїв. Вони включаються в звичайну розетку і є проміжною ланкою між магістраллю і споживачем. Потужність мережевих стабілізаторів відносно невелика, але в будинку їх може бути кілька.
Це порівняно недорогі прилади, що дозволяють захистити складне і дороге обладнання у разі, якщо магістрального стабілізатора немає, або навантаження на нього дуже великі. Мережеві стабілізатори встановлюються як в житлових будинках, так і в офісах, лікарнях, пунктах зв’язку, де працює багато високоточної електронної техніки, чутливої до перепадів напруги.
Кількість фаз стабілізатора
Один з основних визначальних параметрів при вирішенні питання, який стабілізатор напруги краще вибрати для будинку. Для однофазної мережі необхідний стабілізатор з рекомендованим підключенням на 220 В. Існує три можливості вирішення завдання стабілізації трифазного струму — купити три однофазних стабілізатора, для регулювання кожної фази, встановити стабілізатор тільки на одну фазу, до якої підключені найбільш чутливі споживачі, і встановити потужний трифазний прилад, який контролює напругу у всьому будинку.
Слід знати, що більшість побутових стабілізаторів малої і середньої потужності — це три синхронізованих однофазних в загальному корпусі. Для високих потужностей використовуються зазвичай три трансформатора, зібрані на одному сердечнику. Вони більш надійні і простіші у регулюванні.
Потужність
Щоб зрозуміти, як вибрати стабілізатор напруги для приватного будинку, необхідно точно знати, скільки електроенергії споживається в будинку теоретично і практично. Перша цифра визначається дуже просто — арифметично складаються потужності всіх споживачів, від лампочки до свердловинного насоса і зварювального апарата в гаражі. Ця цифра показує, яка потужність знадобитися при всіх включених пристроях одночасно.
Але цей показник не є верхньою межею — багато інструментів і пристроїв побутової техніки оснащені електродвигунами, які при запуску споживають набагато більше струму, ніж при роботі навіть на максимальному навантаженні. Ця, так звана, реактивна потужність, призводить до того, що сумарне споживання відчутно збільшується.
Наступний крок — помножити потужність кожного пристрою з електромотором, взяту в кВА (вказано в паспорті) на 2 і додати до існуючої цифрі. Потім отриманий результат збільшити ще на 25%, на випадок непередбачених обставин. Після таких складних на перший погляд підрахунків, ви отримаєте реальну потужність стабілізатора, який повинен бути встановлений у будинку.
Споживана потужність (Вт.) популярного промислового і будівельного обладнання:
Кондиціонер.
1000 – 3000 Вт.
Циркулярний станок.
1800 – 2100 Вт.
Насос високого тиску.
2000 – 2900 Вт.
Електролобзик.
250 – 700 Вт.
Компресор.
750 – 2800 Вт.
Електродвигун.
550 – 3000 Вт.
Дриль.
400 – 800 Вт.
Електрорубанок.
400 – 1000 Вт.
Дискова пила.
750 – 1600 Вт.
Водяний насос.
500 – 900 Вт.
Перфоратор.
900 – 1400 Вт.
Шліфмашинка.
650 – 2200 Вт.
Споживана потужність (Вт.) побутових електроприладів:
Телевізор.
100 – 400 Вт.
Тостер.
700 – 1500 Вт.
Холодильник.
150 – 600 Вт.
Електрочайник.
1000 – 2000 Вт.
Проточний водонагрівач.
5000 – 6000 Вт.
Пральна машина.
1800 – 3000 Вт.
Кавоварка.
700 – 1500 Вт.
Духовка.
1000 – 2000 Вт.
Комп’ютер.
400 – 750 Вт.
Накопичувальний водонагрівач.
1200 – 1500 Вт.
Праска.
500 – 2000 Вт.
Пилосос.
400 – 2000 Вт.
Мікрохвильовка.
1000 – 2000 Вт.
Обігрівач.
1000 – 2400 Вт.
Електролампа.
20 – 250 Вт.
Усереднена потужність трифазного стабілізатора одноповерхового будинку з гаражем і повним набором побутової техніки ледь перевищує 10 кВт. Це не так багато і не занадто дорого. Для двох-трикімнатної квартири достатньо 5 кВт, а для двоповерхового особняка необхідний стабілізатор на 15 – 25 кВт.
Але при виборі стабілізатора по потужності необхідно ще й звернути увагу на діапазон регулювань струму по напрузі. Він повинен знаходитися в межах 150 – 250 Ст. Тільки в цій частині лінійки можливих відхилень потужність стабілізатора максимально відповідає заявленим в паспорті. Якщо виробник вказав більш широкий діапазон, наприклад 140 – 280 В — ще краще, ваш будинок буде захищений надійніше. Але при цьому вартість пристрою дещо зростає.
Але ціна — не основний фактор. Купувати стабілізатор з мінімальним діапазоном регулювань, наприклад 280 – 240 В не рекомендується, хіба що в якості мережного, якщо в будинку є загальний магістральний. Такі прилади не надто дорогі, але і вирівняти напругу зможуть тільки у вузьких межах.
Для особливих випадків, коли відхилення в живильній мережі можуть становити понад 120 В (у нижню сторону) застосовуються складні і дорогі стабілізатори, здатні працювати в цьому діапазоні. Зазвичай вони являють собою комбіновані установки з електромеханічним та електронним регулюванням, що працюють паралельно. Але така техніка потрібна рідко, тому звичайний покупець нею практично не цікавиться.
По потужності в лінійці кожного виробника є однофазні стабілізатори до 10 кВА і трифазні 5 – 30 кВА. Вибрати їх, орієнтуючись на наведену методику розрахунку, може будь-яка людина, не обов’язково професійний електрик. Купувати стабілізатори потужністю 35 – 100 кВА для будинку або дачі не варто. Вони призначені для установки в офісних і торгових центрах, майстерень та інших об’єктах з великим споживанням струму. Крім того, вони масивні і дорогі, а платити за надлишкову потужність, яка ніколи не буде використана, недоцільно.
Точність вихідних параметрів
Жоден стабілізатор не видає точно 220 В. Завжди є різниця в показниках. Державні стандарти допускають відхилення до 10% в обидві сторони. Як правило, навіть дуже чутлива техніка, включаючи інвертори, комп’ютери і пристрої зв’язку при таких спотвореннях параметрів працюють цілком надійно. Побутові споживачі спочатку розраховані на такі відхилення і в експлуатації теж не створюють проблем.
По точності вихідної напруги електромеханічні стабілізатори реально видають 220 ± 3%, а електронні — 220± 1%, але зате час реакції їх на порядок, а то і на два нижче. Якщо електронний регулятор здатний змінити вихідну напругу протягом сотих часток секунди, то електромеханічний витратить на це від 0,5 до 1-2 секунд.
Системи захисту стабілізатора
Як і трансформатори, системи захисту на всіх видах стабілізаторів присутні обов’язково. Їх принципова схема і завдання приблизно однакові, вони спрацьовують при виході струму живлення за межі допустимих навантажень і вимикають споживача від мережі. Коли струм живлення приходить в норму, подача відновлюється автоматично.
Є своя ефективна система захисту і в стабілізатора — він являє собою досить складний пристрій з масою електроніки, чутливої до перевантажень по напрузі і струму. При короткому замиканні в мережі може виникнути різкий стрибок сили струму, здатний буквально спалити схеми.
Система автозахисту відключить первинну обмотку і систему регулювання від струму живлення до відновлення його нормальних параметрів. Включення стабілізатора роботу зазвичай теж проводиться в автоматичному режимі, але є і моделі з ручним включенням після аварійної зупинки.
Додаткові функції та опції
Розглядаючи питання вибору стабілізатора напруги для квартири або будинку, не можна випустити з уваги і ряд додаткових функцій, які спрощують експлуатацію, роблять її більш безпечною і розширюють функціональність установки. Часто з двох стабілізаторів однакової фазності, потужності та діапазону регулювань, варто вибрати той, у якого передбачено більше функцій, нехай і коштує він дорожче.
Вольтметр і амперметр
Побутові стабілізатори оснащуються вимірювальними приладами — вольтметрами обов’язково, амперметрами — у вигляді опції. Прилади показують вихідну напругу після стабілізації і силу струму по кожній фазі. Якщо знадобиться дізнатися напруга в електромережі, то в деяких стабілізаторах передбачена і така можливість — досить натиснути спеціальну кнопку і вольтметр переключається на вимірювання параметрів вхідної мережі. Більшість побутових стабілізаторів комплектуються аналоговими (стрілочними) вольтметрами і амперметрами досить високої точності.
Але останнім часом багато виробників стабілізаторів перейшли на цифрові прилади — це значно покращує дизайн і, природно, дозволяє збільшити вартість установки. Хоча на точність не впливає — при контролі за роботою побутового стабілізатора десяті і соті частки одиниць вимірювання особливої ролі не грають.
Багато стабілізаторів оснащені світлодіодною сигналізацією, яка може сповіщати про нормальну роботу пристрою, вихід з режиму, критичних перевантаженнях та інших станах як мережі, так і самого приладу. Кожен з виробників використовує ту кількість світлодіодів і їх кольорів, яка здається йому найбільш зручним. Перед початком експлуатації стабілізатора необхідно ознайомитися зі значенням кожної лампочки і режимом її роботи — світіння, миготіння, періодичність спалахів.
Працюють стабілізатори в автоматичному режимі і можливість ручного регулювання не передбачено. Але контрольні прилади виконують досить важливу функцію — завжди можна визначити діапазон відхилення напруги і сили струму в кожній з фаз і відключити споживача, який не може працювати в даних умовах. Також можна візуально контролювати загальну потужність струму в домашній мережі, скориставшись даними контрольних приладів і формулою P=UI.
Можливість перемикання затримки появи напруги на виході
Ще однією зручною опцією є кнопка затримки вихідної напруги. Це необхідно, щоб всі схеми стабілізатора після запуску вийшли на робочий режим і подавали в мережу струм необхідних характеристик. Зазвичай для цього стабілізатора побутового рівня потрібно 5 – 7 секунд. Але при високому рівні споживання потужності в домашній мережі, цього може бути недостатньо, кнопка дозволяє продовжити його до кількох хвилин і виключити можливі помилкові запуски.
Режим «Байпас»
Дуже зручно, якщо в ньому передбачена функція «байпас», тобто умови для прямого проходження струму, минаючи всі схеми регулювання і трансформаторне устаткування. Це дуже зручно, коли напруга живлячого струму набагато нижча, ніж допустимий діапазон роботи чи потрібно підключити пристрій, що перевищує по потужності критичний рівень стабілізатора. В такому випадку перемикач дозволяє електроструму йти прямо до споживача, а стабілізатор знаходиться в режимі очікування.
Вентилятор примусового охолодження
Приблизно до потужності 10 кВА стабілізатори охолоджуються конвекційними потоками, що циркулюють вільно крізь вентиляційні отвори корпусу. Установки більшої потужності комплектуються вентиляторами примусової дії.
Особливості установки і підключення
Як правило, підключення стабілізаторів складне, особливо мережевих і магістральних однофазних. Мережеві регулятори підключаються до звичайної розетки домашньої мережі. На їх корпус виведені такі ж розетки (одна, дві або більше, залежно від потужності), до яких можна підключити будь-який пристрій побутового рівня.
Магістральні стабілізатори підключаються за допомогою клемної колодки на 5 виходів. Два — для проводів живильної мережі, два — для введення домашньої мережі і один для заземлення (обов’язково). При встановленні стабілізатора поблизу точки введення кабельної лінії в будинок, підключити його можна самостійно. Але при цьому слід відключити основний автоматичний вимикач (вимикач). Під напругою робити підключення вкрай небезпечно і неприпустимо за всіма правилами техніки безпеки.
Ставитися стабілізатор будь-якої потужності після електролічильника. Трифазний стабілізатор обладнаний колодкою з дев’ятьма висновками. Підключати його повинен професійний електрик, за допомогою спеціальних інструментів. Встановлюються стабілізатори на стіні або на підлозі, в залежності від потужності і варіанту виконання.
Як правило, їх експлуатація дозволяється тільки при позитивних температурах і нормальної вологості. При Т ≥ +40 0С може спрацювати тепловий захист пристрою, тому встановлювати стабілізатор слід подалі від опалювальних приладів в місцях, закритих від попадання прямих сонячних променів.
Завантаження...
