Стабилизатор с большим диапазоном входного напряжения

Стабилизаторы напряжения для дома и дачи: 8 аппаратов, что «успокоят» вашу сеть

Всем привет. В этот раз решил отойти от привычной тематики станков в электрику, поскольку в силу горьких событий получил значительную экспертизу в стабилизаторах напряжения. Если подробнее – ранее не видел в них толк, пока из-за одного-единственного скачка напряжения кум не потерял всю бытовую технику на даче.

Ущерб оценили в 40 тысяч рублей. Его можно было избежать, имея надежный стабилизатор. Поэтому решил взять себе это чудо инженерной мысли на вооружение. Я погрузился в тему, сделал для себя выводы, как и что выбирать, и хочу передать знания в народ. Эта статья будет полезна:

1. Хозяевам частных домов и дач, находящихся в поселках со старой электрической сетью;
2. Тем, кто выбирает стабилизатор для газового котла.

Зачем нужен?

В первую очередь для защиты нежной орг- и бытовой техники. Чем хуже качество электроэнергии – тем меньше проживет ваш надежный холодильник и верный телевизор.

В России действует ГОСТ 32144-2013 от 01.07.14 на качество электроэнергии, согласно которому:

• напряжение не должно выходить за пределы 220В (380В) +/- 10%;
• частота 50 +/- 0,4 Гц;
• доза фликера не превышает 1,0;
• должны отсутствовать нечетные гармоники, составляющие обратной и нулевой последовательности и другие высокие материи ?

При снижении напряжения уменьшается электрическая мощность – лампочки горят хуже, двигатели могут остановиться и сгореть. При увеличении напряжения возможен электрический пробой изоляции.

А нужен ли?

Как понять, нужен ли вам стабилизатор напряжения? Если возьмете мультиметр и измерьте напряжение в сети, в 99% случаев там будут положенные 210-230 В. На первый взгляд, всё отлично, стабилизатор не нужен – я тоже так думал ?

Напомню, что стабилизатор защищает от резких скачков напряжения, которые случаются в момент включения/выключения мощных потребителей. На производстве качество электроэнергии определяют специальными приборами. Они непрерывно снимают показатели электроэнергии в течение семи суток, чтобы выявить критические скачки напряжения. На основе показаний принимается решение об установке стабилизаторов.

На производстве опасные скачки могут произойти из-за включения крупных промышленных печей, насосов, станков. В городской сети они практически исключены – стиральная машина или перфоратор соседа не просадят напряжение так сильно.

Для защиты квартиры достаточно реле напряжения или нелинейного ограничителя перенапряжения – об этом в отдельной статье. Для квартиры оправдан стабилизатор только для газового котла поквартирного отопления.

В частном секторе стабилизатор обязателен по двум причинам:

1. Владельцы частных домов имеют привычку использовать опасные для сети сварочники, крупные циркулярки и другие мощные станки.
2. В коттеджных поселках чаще всего старые сети: частный сектор быстро растет, поэтому потребление электроэнергии пропорционально увеличвается. Старая ТПшка начинает работать без запаса по мощности – отсюда и появляются скачки просадки напряжения.

Как работает стабилизатор напряжения

Коротко опишу принцип работы каждого типа стабилизаторов, чтобы вы лучше понимали сильные и слабые стороны каждого типа приборов.

Инверторные стабилизаторы

Классический инвертор напряжения состоит из двух фильтров, выпрямителя и корректора коэффициента. Они осуществляют два основных процесса: преобразование входного переменного тока в постоянный и наоборот.

Эти задачи решает выпрямитель и корректор коэффициента мощности. Говоря простыми словами, нестабильный ток входит в стабилизатор, где проходит через фильтр, превращается в постоянный и снова фильтруется.

На выходе ток имеет практически идеальную синусоидальную форму, характеризуется частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Главное преимущество такого типа работы – высокий коэффициент мощности, близкий к единице. Другие преимущества:

1. Тихая работа.
2. Точность нормализации напряжения.
3. Малый вес и габариты.
4. Поддерживает напряжение на входе от 115 до 300 В.

Инверторный стабилизатор является одним из лучших, поэтому его главный недостаток – высокая стоимость. Второй недостаток – снижение диапазона входных частот при увеличении нагрузки:

1. 51-69% – 140-300 В.
2. Больше 70% — 160-300 В.

Автотрансформаторные стабилизаторы

Наиболее популярный стабилизатор, заслуживший признательность народа из-за соотношения цены и качества. Принцип работы: электронные ключи коммутируют отводы автотрансформатора. Ключи – это симисторы или тиристоры, работающие под управлением микропроцессора.

Быстродействие на уровне 10-20 мс, точность поддержания выходного напряжения +/- 0,5% — главные преимущества автотрансформаторных стабилизаторов. По точности они не уступают плавно регулируемым собратьям. Форма сетевой синусоиды практически не искажается.

Более понятные вещи: бюджетный ценовой сегмент, компактность, высокий КПД в районе 98%, ресурс работы порядка 15-20 лет. Но модели этого типа не лишены и недостатков.

Главный из них – ступенчатость регулирования выходного напряжения. К примеру, из-за этого мерцают лампы накаливания и галогеновые лампы. Чем больше ступеней, тем меньшую роль играет этот недостаток. При 36 ступенях становится практически незаметным даже у ламп накаливания.

Релейные стабилизаторы

В основе релейного стабилизатора автоматический вольтодобавочный трансформатор. За работу устройства отвечает электронная схема. Работает в четыре этапа:

1. На электронную схему подается и проверяется ток;
2. На основании разницы входного и выходного напряжения подбирается число обмоток и их витков;
3. Реле последовательно переключает витки;
4. Ток с допустимыми параметрами подается на выход.

Отлично работает в российских климатических условиях благодаря диапазону рабочей температуры -40…+40оС. Работает около десяти лет, не шумит и обладает невысокой чувствительностью к искажениям входного тока. Среди недостатков:

Низкая точность стабилизации –

8%;

Ступенчатое выравнивание напряжения;

Периодическое обострение скачков выходного напряжения.

Тиристорные стабилизаторы

Состоит из автоматического трансформатора, тиристорных ключей, светодиодных индикаторов и электронных схем. За нормализацию тока отвечает автоматический трансформатор. Включение или выключение тиристорных ключей может искажать синусоидальную форму тока. Это решается встроенным микропроцессором, поэтому не является проблемой. Бывают одно- и двухкаскадными.

1. Нормализация тока не вызывает шумов;
2. Тиристоры работают более 1 млрд раз;
3. Относительно низкое энергопотребление;
4. Небольшие габариты;
5. Высокая скорость выравнивания напряжения.

Но присутствуют и недостатки: ступенчатая стабилизация тока, электронная схема микроконтроллера может подвисать, а стоят такие стабилизаторы недешево.

Симисторные стабилизаторы

Обязательно присутствуют контроллеры, ключи силового типа и автоматический трансформатор. Напряжение регулируется контроллерами. Работу можно разделить на четыре этапа:

1. Замер напряжения внутри сети;
2. Обработка информации по замерам;
3. Формирование решения о преобразовании сигнала;
4. Снижение или понижение показателей трансформаторной обмоткой.

Такие стабилизаторы подходят для бытовой техники вроде телевизора и холодильника, потому что обладают высокой чувствительностью к помехам и быстрой реакцией. Но недостатки ограничивают его сферу применения:

1. При заниженных входных напряжениях теряется мощность;
2. Высокая цена;
3. Сложный ремонт;
4. Работа с реактивными нагрузками ограничена.

Как подобрать стабилизатор напряжения

При покупке стабилизатора напряжения обратите внимание на следующие характеристики:

Источник

Как выбрать стабилизатор напряжения (2018)

Вместо привычного с детства числа 220 в маркировке современных электроприборов все чаще попадается 230. С недавних пор именно 230 В является стандартным напряжением в России и многих других странах. Впрочем, для большинства электроприборов разницы между 230 и 220 В нет никакой. Стандартом допускаются отклонения напряжения сети на ±10%, т.е. от 207 до 253 В. Производители бытовой техники ориентируются именно на эти показатели.

Однако в реальности напряжение в этих рамках удерживается не всегда. В новых микрорайонах, в деревнях и поселках часто к старой подстанции, рассчитанной на определенную нагрузку, подключается много новых потребителей. Это приводит к падению напряжения до 190 В и даже ниже, что бывает хорошо заметно по горящим в полнакала лампочкам. К сожалению, снижением яркости лампочек проблема не исчерпывается. Возрастают токи в обмотках электродвигателей насосов, холодильников, стиральных машин, посудомоек и пр. Это может привести к выходу двигателя из строя.

Бывает в сети и повышенное напряжение, также довольно частое в загородных домах – иногда подстанции намеренно подстраиваются на выдачу повышенного напряжения, чтобы на удаленных потребителях оно поднялось до нормального. При этом на потребителях, близких к подстанции, оно может быть около 250 В. Если при этом еще и нулевой провод окажется не заземлен, то из-за перекоса фаз напряжение может подняться еще выше – до 260 В и даже больше. Ну и не так уж редки случаи, когда электрики случайно подключают в щитке вместо нулевого провода – еще одну фазу, выдавая потребителям 400 В вместо 230. Повышенное напряжение вредно всем потребителям без исключения, поскольку ведет к увеличению выделения тепла, перегреву деталей, выходу их из строя и даже воспламенению.

Можно защитить все электроприборы в доме, установив во входном щитке реле напряжения, но это не решит проблему полностью – при выходе напряжения за установленные рамки оно просто обесточит потребителей. Чтобы защититься от длительных просадок или повышений напряжения, следует ставить стабилизатор.

Конечно, можно поставить мощный стабилизатор на входе в дом и защитить всю технику скопом, но это будет стоить весьма недешево. Тем более что особой надобности в этом и нет – различные электроприборы по-разному реагируют на повышенное или пониженное напряжение. Вполне возможно, что не всей вашей технике нужна защита стабилизатором.

Защита электроприборов

Холодильники, морозильники и кондиционеры требуют защиты в первую очередь – пониженное напряжение в сети может стать причиной поломки компрессора и дорогостоящего ремонта.

Но еще одна особенность этой техники в том, что многие модели могут выйти из строя при быстром выключении-включении. Дело в том, что при выключении компрессора давление в системе выравнивается в течение некоторого времени (1-3 минуты). Если запустить компрессор раньше, его двигатель будет работать с повышенной нагрузкой (или вообще не сможет запуститься), что может привести к поломке. Современные холодильники и кондиционеры большей частью имеют встроенное реле задержки, но если у вас есть сомнения, или в руководстве указано, что перед повторным пуском следует выждать некоторое время, то стабилизатор обязательно должен иметь функцию задержки запуска минимум на 1 минуту.

Насосы, как погружные, так и поверхностные также требуют защиты от пониженного/повышенного напряжения и им тоже нужна задержка запуска. При пуске двигатель насоса в течение 1-2 секунд потребляет ток, в несколько раз превышающий номинальный. При этом обмотка двигателя нагревается. При обычном пуске излишки тепла снимаются прокачиваемой водой, но если напряжение в сети пропадает и появляется, то пусковые токи длятся дольше, а двигатель не успевает раскрутиться и прокачать воду. Контактирующая с насосом вода перегревается вплоть до закипания, что приводит к поломке насоса и перегоранию обмоток двигателя. Поэтому стабилизатор, защищающий насосы, должен также иметь задержку запуска в 5-10 секунд.

СВЧ-печь не выйдет из строя при падении напряжения, но эффективность её при этом снизится многократно. Если отвезенная на дачу «микроволновка» перестала греть, не спешите везти её в ремонт – возможно, дело в низком напряжении сети. Стабилизатор легко устранит эту проблему.

Электроника (компьютеры, современные телевизоры, аудиотехника), оснащенная импульсными блоками питания, пониженного напряжения не боится. Обычно это указывается в руководстве или прямо на блоке питания: «INPUT: 100-240 V». Так что, если ваша проблема состоит в пониженном напряжении, стабилизатор такой технике не нужен. Другое дело, если оно повышенное – при длительном воздействии напряжения от 240 В и выше, нагрузка (как тепловая, так и электрическая) на электронику БП сильно возрастает, что довольно быстро приводит к выходу его из строя.

Энергосберегающие лампы (как люминесцентные, так и светодиодные) к пониженному напряжению довольно лояльны, а вот повышенного не любят. Если всплески напряжения в вашей сети не редкость, то их лучше защитить стабилизатором. Тем более что потребляют они немного, и одного недорогого стабилизатора мощностью в 300-500 ВА хватит на освещение частного дома.

Нагревательным приборам, лампам накаливания, электрочайникам, утюгам и прочей подобной технике падения напряжения вообще не опасны – у них просто снизится эффективность. Повышенное напряжение может ускорить их износ, но в целом, напряжение, на 10-20% превышающее номинал, для большинства подобных приборов неопасно. Эти приборы можно включать в «проблемную» сеть без стабилизатора. Правда, это не относится ко многим современным моделям, оснащенным сложными электронными устройствами управления.

Определившись с тем, какие приборы следует защитить, следует определиться с характеристиками стабилизатора.

Характеристики стабилизаторов

Тип стабилизатора напряжения

Релейные стабилизаторы напряжения представляют собой трансформатор с несколькими отводами входной или выходной обмотки, коммутируемыми силовыми реле.

При нормальном входном напряжении трансформатор работает как разделительный – не повышая и не понижая напряжение. При выходе входного напряжения за установленные границы, электроника включает соответствующее реле, превращая трансформатор в понижающий или повышающий.

Преимущества релейных стабилизаторов:

– Высокая перегрузочная способность – даже самые простые модели выдерживают 200% перегрузки в течение нескольких секунд. Модели же с мощными силовыми реле, рассчитанные на высокие пусковые токи, выдерживают непродолжительные десятикратные перегрузки.

– Малое время переключения – напряжение полностью стабилизируется через 20-100 мс после выхода его за нормальные границы.

– Ступенчатость регулирования. Трансформатор имеет ограниченное число отводов на обмотке, поэтому изменять напряжение может только ступенчато – по 5, 10, а на недорогих моделях – по 20 вольт на одну ступень регулирования. В целом это для техники неопасно, но на граничных напряжениях частые переключения реле, сопровождающиеся мерцанием ламп накаливания, могут раздражать.

– Шумность. Реле при переключении щелкает довольно громко.

– Износ контактов реле. Основной недостаток этого вида стабилизаторов – опасность прогара или пригара контактов реле. Если в первом случае напряжение на выходе стабилизатора просто пропадет, то второй вариант намного неприятнее. Если пригар случится во время пониженного входного напряжения, то при возврате напряжения в норму, реле останется включенным. Трансформатор продолжит работать, как повышающий и напряжение на выходе станет повышенным! Спокойный за свою электротехнику владелец стабилизатора даже не будет подозревать, что именно в этот момент он сжигает её высоким напряжением. Поэтому не стоит выбирать релейный стабилизатор, если в сети случаются частые перепады напряжения – чем чаще реле срабатывает, тем быстрее снижается его ресурс.

Электромеханические (сервоприводные) стабилизаторы напряжения представляют собой тороидальный трансформатор с передвигающимся над внешней обмоткой токосъемником, контактирующим с обмоткой с помощью угольной щетки. При падении или превышении входного напряжения сервопривод перемещает токосъемник, нормализуя выходное.

Преимущества электромеханических стабилизаторов:

– Высокая перегрузочная способность – 200% перегрузки в течение 4-х секунд.

– Высокая точность регулирования.

– Низкий уровень шума при регулировании.

– Большое время переключения – токосъемник движется по обмоткам довольно медленно. Чем больше перепад напряжения, тем медленнее стабилизатор его отрабатывает. Это может привести к появлению импульсных помех на выходе стабилизатора, вызывающих сбои в работе электротехники.

– Износ токосъемника. Токосъемник желательно периодически смазывать графитовой смазкой. Но даже своевременная смазка не предотвращает полностью износа трущихся деталей.

Инверторный стабилизатор сделан на основе инвертора – ток сначала выпрямляется, потом, с помощью инвертора, вновь преобразуется в переменный.

Это позволяет достичь высокой точности регулирования и позволяет добиться полного отсутствия возмущений на выходе. Благодаря отсутствию движущихся контактов, у них низкий уровень шума, ресурс выше и опасности пригара контактов они лишены.

Недостатки инверторных стабилизаторов:

– Недорогие инверторы дают на выходе не чистую синусоиду, а ступенчатую. Некоторые электронные приборы (измерительные приборы, газовые котлы, аудио- и видеотехника) могут начать сбоить или вообще откажутся работать с такой синусоидой.

– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 25-50% от номинала, в течение 1-4 секунд. Для защиты приборов, имеющих высокий пусковой ток, стабилизатор такого типа потребуется брать с большим запасом по мощности.

– Высокая чувствительность к мощным импульсным помехам. Впрочем, в бытовых сетях такие помехи — явление маловероятное.

Ступенчатые электронные стабилизаторы конструктивно схожи с релейными, однако коммутирование обмоток в них производится не с помощью реле, а с помощью мощных полупроводниковых приборов.

Это позволяет добиться высочайшей скорости регулирования (5-40 мс на переключение) при достаточно низкой цене. Эти стабилизаторы тоже не имеют движущихся контактов, бесшумны и обладают высоким ресурсом.

Но свои недостатки есть и у этого вида стабилизаторов:

– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 20-40% от номинала, и то весьма непродолжительное время.

– Высокая чувствительность к мощным импульсным помехам. Если в сети нередки сильные кратковременные всплески напряжения, прослужит такой стабилизатор недолго.

Необходимая полная выходная мощность стабилизатора рассчитывается исходя из мощностей всех подключенных к нему электроприборов. При подсчете полной мощности следует иметь в виду, что та мощность (в Ваттах), которая приводится в паспорте на электроприбор – это его активная мощность, т.е., выделяющаяся в виде тепла или света.

Нагревательные приборы и лампы накаливания имеют полную мощность, равную активной. Но некоторые потребители, содержащие в себе электродвигатели или трансформаторы, создают вдобавок к активной еще и реактивную нагрузку. Для определения их полной мощности следует активную мощность поделить на коэффициент мощности (cos(φ)), обычно указанный в паспорте на электроприбор. Если найти это значение не удается, можно воспользоваться таблицей:

Полные мощности всех потребителей следует сложить и добавить к получившейся сумме 30% — дело в том, что мощность стабилизатора приводится для напряжения 220В. При выходе напряжения за пределы нормального, мощность стабилизатора падает на 20-30%. Именно это падение и следует компенсировать.

Но это еще не все – теперь полную мощность каждого потребителя следует помножить на пусковой коэффициент, также взяв его из паспорта или из таблицы. Сумма получившихся чисел (не забываем про 30%) – это пусковая мощность, и перегрузочная способность стабилизатора должна её обеспечивать.

Например, нам следует защитить холодильник мощностью 150 Вт, погружной насос мощностью 500 Вт и линию освещения со светодиодными лампочками суммарной мощностью 500 Вт. Необходимая полная мощность в ВА будет равна:

• 150/0,8=187,5
• 500/0,7=714,3
• 500/0,95=526,3

Суммируем полученные данные и прибавляем 30%. Итого 1857 ВА.

Пусковая мощность будет равна:

• 187,5*3=562,5
• 714,3*7=5000
• 526,3*1,5=790

Также суммируем, прибавляем 30%, получается 8258 ВА. Таким образом, нам нужен стабилизатор на 3000 ВА, способный выдержать перегрузку в три раза больше (релейный с усиленными реле), либо стабилизатор на 4500 ВА, способный выдержать в два раза больше перегрузки (релейный или электромеханический), либо электронный (ступенчатый или инверторный) на 9000 ВА.

Если такой подбор выглядит слишком сложным, то можно просто сложить активные мощности электроприборов (в Ваттах) и подобрать стабилизатор также по активной выходной мощности. Но такой подбор будет грубее: во-первых, этот метод не учитывает индивидуальных особенностей электроприборов, во-вторых, все производители по-разному рассчитывают зависимость полной и активной мощностей. И здесь также следует быть уверенным, что перегрузочная способность стабилизатора поможет ему выдержать пусковую мощность потребителей.

Разъем для подключения нагрузки может быть в виде клемм, либо в виде розеток. Если стабилизатор планируется использовать для защиты какой-либо линии электропитания (например, осветительной) предпочтительнее разъем в виде клемм.

Если же защищать планируется отдельных потребителей, то удобнее подключать их напрямую в евророзетки (СЕЕ 7), обратите внимание, чтобы количество розеток соответствовало количеству потребителей.

Некоторые стабилизаторы оснащены компьютерными розетками IEC 320 C13 – как правило, эти стабилизаторы предназначены для защиты персональных компьютеров и учитывают низкий коэффициент мощности этого вида техники.

Задержка запуска, как указывалось выше, может потребоваться для защиты некоторых видов техники, не приемлющих частых включений-выключений: холодильников, кондиционеров, насосов и пр.

Варианты выбора стабилизаторов

Для защиты отдельного маломощного потребителя – газового котла или циркуляционного насоса – будет достаточно стабилизатора полной мощностью до 1000 ВА.

Для защиты электроприборов, наиболее сильно подверженных влиянию пониженного или повышенного напряжения, будет достаточно стабилизатора в 3000-6000 ВА.

С защитой всех домашних электроприборов справится мощный стабилизатор.

Для защиты компьютера и периферии удобно использовать специализированный стабилизатор с компьютерными розетками.

Релейные и электромеханические стабилизаторы обладают высокой перегрузочной способностью и хорошо подходят для защиты электроприборов с высокими пусковыми токами.

Источник

18 лучших стабилизаторов напряжения

*Обзор лучших по мнению редакции expertology.ru. О критериях отбора. Данный материал носит субъективный характер, не является рекламой и не служит руководством к покупке. Перед покупкой необходима консультация со специалистом.

В каждом доме или квартире можно насчитать десятки электроприборов. И если одни из них неприхотливы к качеству электроэнергии, то другие боятся сильных колебаний напряжения. Чтобы дорогостоящие холодильники, компьютеры или газовые котлы не выходили из строя, домовладельцы приобретают стабилизаторы напряжения. Однако не все имеющиеся в торговой сети модели способны решить проблему нестабильной электроэнергии. Сегодня потребителю предлагаются разные конструкции, отличаются изделия по мощности и цене. При подборе оптимального устройства для дома эксперты рекомендуют обратить внимание на несколько параметров.

1. Тип. Конструктивно стабилизаторы бывают релейного типа, электромеханические, гибридные, электронные. У каждого из них есть свои достоинства и ограничения. О них следует знать, чтобы не разочароваться во время работы.
2. Перед походом в магазин полезно узнать пиковые значения напряжения в вашей однофазной сети. Обычно наблюдается понижение до 90. 140 В, но иногда случаются и всплески до 270 В. Вот в таком диапазоне входных напряжений стабилизатор должен успешно работать.
3. Нагрузка. Обязательно следует подсчитать, какую нагрузку будет испытывать стабилизатор. Для этого следует суммировать мощности холодильника, телевизора, компьютера, газового котла и другого чувствительного к перепадам напряжения электрооборудования. Желательно, чтобы активная мощность стабилизатора превышала полученное значение на 20%. Например, для компьютера и телевизора будет достаточно мощности устройства 500-1000 Вт.
4. КПД. Стабилизатор напряжения потребляет электрическую энергию, поэтому важным показателем будет КПД. Чем он выше, тем эффективнее будет работать устройство и меньше будут потери электричества.
5. Точность. Нередко у пользователей встречается электрическое оборудование, требовательное к стабильности напряжения. В этом случае специалисты советуют обратить внимание на точность стабилизации. Эта величина обозначает погрешность, с которой будет выходить из стабилизатора напряжение. Нормативными документами этот показатель ограничен 8%, но лучше выбирать модели с точностью ниже 5%.
6. Шум. При подключении стабилизатора к холодильнику или газовому котлу подразумевается круглосуточная работа устройства. Нередко на первое место выходит бесшумная работа, особенно когда аппарат будет находиться рядом с детской или спальней.
7. Хоть стабилизатор считается стационарным прибором, но громоздкие и тяжелые изделия нередко доставляют пользователям много хлопот. Если уж не получается спрятать его за штору, то тогда придется подбирать модель с учетом внешнего вида.

В наш рейтинг попали 18 лучших стабилизаторов напряжения. При определении победителей были учтены мнения экспертов и отзывы потребителей.

Источник