Стабилизатор напряжения для генератора как выбрать

Стабилизатор напряжения для генератора как выбрать

Написано 2 января 2018 от generator-prosto . Нет комментариев

В нашей стране наверно не найдется ни одного человека, который так или иначе не сталкивался бы с перебоями в подаче электроэнергии. И если мигание лампочек еще можно как-то пережить, то выход из строя того же телевизора, стиральной машины или компьютера станет существенным ударом по бюджету. Тем более, что почти вся современная бытовая техника импортного производства, а они могут быть и уязвимыми к такому качеству электричества, которое есть в нашей стране, где скачки напряжения в диапазоне до 10% считаюсь вполне нормальными.

У большинства возникает резонный вопрос — каким образом изменить сложившуюся ситуацию и защитить себя от данных рисков? Ответ прост — необходимо приобрести стабилизатор напряжения, на основании мощности тех электрических приборов, которые будут подключаться в сеть в условиях городской квартиры. Однако, тут уже возникает следующий вопрос — как выбрать стабилизатор напряжения, чтобы эта покупка не была пустой средств? Чтобы в этом разобраться, необходимо рассмотреть все типы данных устройств, их основные преимущества и недостатки.

Только после такого детального рассмотрения, можно отправляться в магазин за стабилизатором, не боясь приобрести неподходящий товар.

Основные характеристики, на которые стоит обратить внимание

Тип

Типов стабилизаторов напряжения несколько, но в быту почти всегда используются два — релейные и электромеханические.

Релейные модели очень быстро срабатывают и имеют высокий КПД (о нем позже), благодаря чему и популярны в обычных условиях. Их недостаток — ступенчатая регулировка выходного напряжения, что в быту не слишком важно. Кроме того, релейные стабилизаторы обычно имеют широкий диапазон входного напряжения. Их вариант — электронные стабилизаторы, которые для переключения вольтажа используют более надежные полупроводники, а не реле. Стоят электронные модели заметно дороже.

Электромеханические стабилизаторы регулируют напряжение очень точно и отлично защищены от перегрузок, но срабатывают медленнее из-за своего механического устройства. Кроме того, они требуют бережного обслуживания из-за износа щеток. Такие модели используются для работы с большим количеством электроприборов и мощным оборудованием.

Полная мощность (ВА)

Полная мощность в Вольт∙Амперах складывается из реактивной (для нагрузки с входящими элементами индуктивности и конденсаторами (лампочки, утюги)) и активной (для нагрузки с резистивными элементами (бытовая техника)) мощностей стабилизатора.

Мощность стабилизатора всегда должна превышать мощность нагрузки хотя бы на 20% — чтобы на всякий случай был запас. Перед покупкой конкретной модели посчитайте максимальную активную и реактивную нагрузки в вашей сети и сопоставьте их с характеристиками выбранного стабилизатора.

Эффективная мощность (Вт)

Эффективная мощность определяет максимальную мощность нагрузки, которую стабилизатор может выдержать. Именно этот показатель должен быть выше, чем общий показатель мощности вашей сети. Эффективная мощность всегда ниже полной.

Тип входного напряжения

В большинстве случаев используются стабилизаторы для 220-вольтных однофазных сетей, но иногда требуется покупка специальной модели для 380-вольтной трехфазной сети — например, для использования в гараже. Трехфазные сети нужны для питания мощного оборудования с большой нагрузкой.

Рабочее и предельное напряжение

Чем больше диапазон рабочего напряжения стабилизатора, тем большие перепады он сможет спокойно выдержать. Выбирать конкретную модель нужно с учетом того, насколько стабильна электросеть там, где вы будете его использовать — проконсультируйтесь с местным электриком или представителями компании, которая занимается обеспечением электроэнергией.

Предельное напряжение выше рабочего, но стабилизатор не рассчитан на работу в таких условиях на протяжении долгих периодов времени — если предельное или близкое к нему напряжение держится долго, он быстро выйдет из строя.

Точность стабилизации

Чем точнее стабилизатор, тем ближе этот показатель к нулю. Для использования в квартире или на даче достаточно отклонения 5-8%, которое обеспечивают даже бюджетные модели. Бытовая техника, правда, гораздо лучше переживает отклонения в 2-5%. Высокоточные стабилизаторы (меньше 2%) нужны для работы медицинских приборов, профессиональной видео- и аудиотехники и прочего профессионального оборудования.

КПД

Коэффициент полезного действия определяет количество энергии, которое теряется при стабилизации. Чем он выше, тем меньше дополнительный расход энергии, и тем больше вы на ней сэкономите. КПД в 95% и выше — это вполне приемлемо.

Размещение

Стабилизаторы напряжения могут устанавливаться на пол или на стену. Первые чаще всего используются в быту, а вторые (с небольшим весом и компактными размерами) — например, для обеспечения безопасного питания котла в подвале, где ограничена площадь.

Существуют и универсальные модели, которые могут как работать, стоя на полу, так и работать, вися на стене. Крепления, как правило, поставляются в комплекте.

Охлаждение

Чаще всего стабилизаторы охлаждаются естественно (пассивно) — с помощью радиаторов внутри корпуса и вентиляционных отверстий на нем. Такая система охлаждения обеспечит более тихую работу, но может не справиться со своей задачей при высокой температуре окружающей среды.

Принудительное (активное) охлаждение обеспечивается вентиляторами. Такой тип охлаждения гораздо эффективнее, но дороже и приводит к более высокому уровню шума в работе стабилизатора.

Задержка запуска

Стабилизаторы с этой функцией нужны для работы с приборами, которые используют двигатели асинхронного типа. После внезапного отключения тока такие приборы должны полностью остановить свою работу, для чего на выходе стабилизатора полностью отключается подача напряжения.

Bypass

Режим bypass позволяет обойти стабилизацию и подключить электросеть напрямую. Это может помочь тогда, когда стабилизатор не требуется, когда он сломан или не может выполнять свою работу (например, в сильную жару).

Контроль и защита

Защитой от короткого замыкания, перегрева и повышенного напряжения оснащены практически все модели. Очень полезна и более редко встречающаяся защита от помех, но ее необходимость обусловлена параметрами конкретной электросети — опять-таки, по этому поводу лучше поговорить с местным электриком, который обязательно даст нужные советы.

Также обратите внимание на диапазоны влажности и температуры воздуха, в котором может штатно работать стабилизатор. В Беларуси это особенно важно — зимы у нас бывают весьма холодные, а летом температура и влажность на протяжении нескольких дней тоже могут держаться на высоком уровне.

Стабилизатор для компьютера

В этом случае следует обращать внимание на выбор стабилизирующего устройства с расширенным диапазоном входного напряжения. Нелишне подобрать прибор, который не конфликтует с ИБП, постоянно переводя последний на работу от аккумуляторов. При этом создавать соответствующую защиту от возможного перенапряжения или аварийности. Отдельное удобство несет и система индикации, позволяющая четко отслеживать текущие значения напряжения на входе.

В данной ситуации наиболее эффективны электромеханические модели, способные превосходно противостоять импульсным помехам, которые несут самый ощутимый вред блокам питания. Мощность этих устройств – 1кВА — 1,5кВА. Наряду с этим важными параметрами считаются высокий КПД и бесшумность работы.

Коротко о видах

Защитное устройство включают в сеть так, что ток сначала проходит через него, а затем подается на остальную технику. Но у разных стабилизаторов, этот процесс происходит по-своему:

• Ферромагнитные – ток регулируется при помощи магнитного сердечника, обычно такие устройства применяются в частных домах и на дачах.
• Электромеханические – в них используются токосъемник и трансформатор, напряжение регулируется плавно. Точность поддержания составляет не более 3%, поэтому эти стабилизаторы подходят для измерительных приборов, музыкальной аппаратуры и т.д.
• Электронные – в них действуют электронные ключи. Как правило, обладают компактными габаритами и оснащаются цифровыми дисплеями, на которых отображаются показатели тока.

Принадлежность к определенному виду влияет на технические характеристики и на цену. В настоящее время наибольшее распространение получили модели электромеханического и электронного типа, которые применяют в быту и на производстве.

Как правильно выбрать стабилизатор при подключении перед генератором?

В принципе, для подключения устройства перед генератором, то есть для защиты от негативных влияний из внешней сети, подойдёт любой из четырёх наиболее распространённых топологий стабилизатор:

• релейный;
• электромеханический (сервоприводный);
• полупроводниковый (тиристорный/симисторный);
• инверторный.

Но практика показывает, что лучше всего с решением данной задачи справляются полупроводниковые и инверторные стабилизаторы, так как эти устройства:

• отличаются высокой скоростью срабатывания;
• работают в широком диапазоне входного напряжения, что позволяет минимизировать количество запусков генератора;
• обладают лучшей точностью стабилизации (низкой погрешностью), что важно для корректного функционирования электроники автоматической системы запуска;
• долговечны и не требуют технического обслуживания.

Стоимость полупроводниковых стабилизаторов обычно чуть ниже инверторных, но инверторные устройства отличаются большей точностью и быстродействием, и, кроме того, избавлены от главной проблемы, присущей в большей или меньшей мере всем остальным типам стабилизаторов, – трансляции возмущающего воздействия из внешней сети на выход устройства. Благодаря этому практически при любом качестве внешней электросети инверторные стабилизаторы обеспечат питание генератора напряжением с идеальной синусоидальной формой и значением максимально близким к номинальному (±2%).

Определившись с типом прибора, технические характеристики которого способны обеспечить нормальную работу генератора и нагрузки в штатном и автономном режиме, необходимо правильно подобрать его мощность.

В случае установки стабилизатора перед генератором мощность устройства должна быть не меньше номинальной мощности генератора, желательно наличие запаса в 20-30%, учитывающего возможные перегрузки. Выбор большего, чем рекомендуемый, «запаса» по мощности может быть обоснован только в случаях возможного увеличения потребляемой мощности нагрузки и, не влияя на работу, будет причиной неоправданных финансовых расходов.

Мощность стабилизатора надо выбирать с запасом в 20-30%. С сетевыми устройствами все ясно, а вот с магистральными придется применить нехитрый расчет:

• надо посчитать суммарную мощность всех приборов и предметов освещения, учитывая активную и реактивную нагрузку;
• активная нагрузка характерна для приборов, которые преобразуют электроэнергию в тепло или свет (лампочка, обогреватель, утюг и т.д.). Единица измерения – кВт;
• реактивная нагрузка характерна для приборов с электродвигателями и конденсаторными батареями. Полная мощность их состоит из активной и реактивной частей, измеряется в кВА. Чтобы рассчитать потребляемую мощность, необходимо активную мощность разделить на cos(φ), оба параметра должны быть указаны на приборе. Если он не указан, то берут среднее значение – 0,7;
• суммарная мощность высчитывается по формуле, приведенной ниже, где Р – активная мощность, а Q – реактивная;
• учитывайте, что есть приборы, пусковой ток которых значительно превышает номинальный.

Критерии выбора

Точность

Самыми точными считаются цифровые и оптические конструкции. В этом случае выходное значение будет иметь минимальные отклонения. Это отображается в процентах за счет стабилизатора. Чем ниже показатель, тем лучше. Погрешность в 8% и более считается неприемлемой. Допустимый диапазон составляет 5-8%, что считается достаточным для нормальной работы. Присутствует ряд приборов, которые отличаются повышенной требовательностью. Среди таких:

1. Электрочайники.
2. Кухонные плиты.
3. Холодильники и морозильные камеры.
4. Насосное оборудование.

В этом случае допустимая погрешность не должна превышать отметку в 5%.

Мощность

Вне зависимости от того, китайское или отечественное приспособление было куплено, показатель мощности должен превышать суммарный показатель всех используемых в доме приборов. Для этого необходимо просуммировать показатели имеющихся приборов и прибавить к полученной цифре 20%. Мощности в 1000 В достаточно для нескольких компьютеров, телевизора и лампочек.

В процессе расчетов необходимо учесть то, что техника с реактивными нагрузками (пылесосы) в момент включения имеет мощность, в несколько раз превышающую номинальный показатель.

Показатели

При выборе стабилизатора следует ориентироваться на тип сети. Для этого проводится соответствующее тестирование. Речь идет о мультиметре, который используется для замеров. В том случае, если наблюдается стабильное понижение показателей, то устройство должно быть рассчитано на работу в нижних пределах (от 90 В). При условии, что наблюдаются частые перегрузки, конструкция должна быть налажена на работу с завышенным входным значением (270 В). Речь идет об однофазных конструкциях, которые работают с показателем в 220 В включительно.

Коэффициент полезного действия

КПД свидетельствует об эффективности работы выбранного приспособления. Чем выше показатель, тем лучше. Оптимальным считается значение 90% и выше. Такие приспособления даже при высоких нагрузках будут потреблять относительно немного энергии.