Sieciowe stabilizatory napięcia 220 V - porównanie różnych rodzajów, zalet i wad

Każdy dom ma masę urządzeń gospodarstwa domowego, kosztujących od jednostek do dziesiątek, a nawet setek tysięcy rubli. Aby mogła służyć jak najdłużej, musi być monitorowana, dbać o nią i wykonywać wszelkie ewentualne prace konserwacyjne. Jednak tylko gwałtowne wzrosty mocy stanowią zagrożenie.

W domowych sieciach elektrycznych występują one często, mogą być spowodowane przełączaniem potężnego sprzętu elektrycznego, a także problemami na liniach, takimi jak słaby kontakt, zepsute podpory i tak dalej. Aby zmniejszyć ryzyko awarii sprzętu z powodu złego zasilania, można zastosować stabilizatory napięcia 220 V. W tym artykule zastanowimy się, czym one są i jak się różnią.

Auto transformator

Przed rozpoczęciem przeglądu rodzajów stabilizatorów elektrycznych rozważymy, czym jest autotransformator, ponieważ leży on u podstaw większości nowoczesnych stabilizatorów.

Autotransformator - różni się od zwykłego przedrostka „auto” w nazwie, oznacza „sam”. Podstawowa różnica w stosunku do konwencjonalnego transformatora polega na tym, że ma jedno uzwojenie, jest również pierwotne i wtórne. Na poniższym rysunku pokazano jego schemat.

Jeśli autotransformator jest konwencjonalnie podzielony na stronę pierwotną i wtórną, wówczas napięcie jest dostarczane nie do końców uzwojeń, ale między jednym końcem a odczepem. Następnie między skrajnymi końcami uzwojenia napięcie będzie wyższe niż napięcie wejściowe.

Autotransformatory można wykonać za pomocą kilku odczepów uzwojenia, w celu realizacji krokowego przełączania napięcia wyjściowego. Ale większość laboratoryjnych autotransformatorów zapewnia płynną regulację „mocy wyjściowej”, jak to jest zorganizowane?

Aby to zrobić, zaciski wyjściowe są połączone z przesuwnym stykiem - grafitową szczotką, która odciąża napięcie od zwojów. Ten węzeł pokazano na poniższym zdjęciu.

Rodzaje i cechy charakterystyczne

Najpierw rozważ klasyfikację według rodzaju i ich cech. Stabilizatory wyróżnia się metodą stabilizacji i regulacji napięcia:

1. Ferroresonant.

2. Przekaźnik.

3. elektromechaniczne lub z napędem serwo;

4. Elektroniczny lub falownik, z przełącznikami półprzewodnikowymi.

Wybierając stabilizator dowolnego rodzaju, najpierw musisz spojrzeć na jego właściwości. Być może głównym jest moc, jest wskazana w VA - woltamperach lub kVA - kilowoltamperach.

Uwaga:

Woltampery to jednostka miary mocy pozornej, która składa się z sumy mocy czynnej i biernej. Płacisz za moc czynną mierzoną w watach (W) lub kilowatach (kW), a zużycie energii wynosi odpowiednio kW / h.

Oprócz mocy należy również zwrócić uwagę na błąd w regulacji napięcia wyjściowego i zakresu wejściowego, a także szybkość reakcji na zmiany napięcia.

Należy wziąć to pod uwagę przy wyborze urządzenia, ponieważ jeśli obliczysz ilość energii czynnej zużywanej przez urządzenia i kupisz stabilizator „end-to-end”, może nie wytrzymać. Aby określić całkowitą moc, aktywny należy pomnożyć przez cosinus phi - to współczynnik mocyjest równy stosunkowi mocy czynnej do pełnej, następnie całkowita moc jest równa ilorazowi mocy czynnej i współczynnikowi:

Moc brutto = Moc czynna / cosF

Należy również wziąć pod uwagę wydajność i prądy rozruchowe. W każdym razie weź stabilizator z całkowitą rezerwą mocy 30-40%, idealnie 50% planowanej wydajności konsumentów.

Na przykład:

Jeśli łączna moc chronionych urządzeń wynosi 3 kW, lepiej kupić stabilizator na 4-4,5 kVA.

Rozróżnij jednofazowe i trójfazowe stabilizatory napięcia, ale ponieważ wejście jednofazowe jest bardziej powszechne w domowych sieciach energetycznych, wówczas skupimy się na takich stabilizatorach.

Stabilizator ferrorezonansowy

Stabilizator ferrorezonansowy ochroni sprzęt elektryczny przed skokami napięcia. Składa się z dwóch dławików i kondensatora, jego przybliżony obwód pokazano na poniższym rysunku.

Są tanie, ale nie zapewniają rzeczywistej stabilizacji napięcia wyjściowego, chociaż zapewniają pewną ochronę sprzętu elektrycznego. Obecnie rynek nie jest zbyt powszechny. Nie należy brać pod uwagę normalnego i bezpiecznego działania sprzętu. Poniższy rysunek pokazuje jego wygląd.

Należy pamiętać, że jego zaletami jest trwałość, ponieważ nie ma siłowników i prędkości.

Stabilizator przekaźnika

Stabilizator przekaźnika oparty jest na autotransformatorze i systemie sterowania opartym na przekaźnik i mikrokontroler. Zasada działania polega na przełączaniu zaczepów z zwojów autotransformatora w celu osiągnięcia stabilnego napięcia w sieci wyjściowej. Przybliżony schemat takiego stabilizatora pokazano poniżej:

Schemat pokazuje, że stabilizator przekaźnika zapewnia stopniową regulację napięcia wyjściowego. Stąd wystąpił błąd w regulacji napięcia wyjściowego około 8%. W rzeczywistości błąd zależy od liczby kroków.

Jak powiedziano, zaczepy uzwojenia transformatora są przełączane za pomocą przekaźników elektromechanicznych, a aby zapewnić zarówno wzrost, jak i spadek pracy, autotransformator jest wykonany w taki sposób, że dopuszczalne są 4 uderzenia w celu obniżenia napięcia wyjściowego i 3 zaczepy w celu zwiększenia.

Przekaźniki działają wystarczająco szybko, szybkość reakcji stabilizatora. W zależności od rodzaju określonych przekaźników działają one w ciągu 2-7 milisekund. Samo urządzenie zapewnia etapy przełączania i końcową reakcję w ciągu 2-12 milisekund.

Sam transformator i przekaźniki przełączające są widoczne na zdjęciu - są to bloki w czarnych obudowach za nim.

Im więcej zainstalowanych przekaźników, tym większa dokładność regulacji i zakres napięć roboczych. Niektóre modele pracują w zakresie napięć 100–290 V.

Ich zalety:

• taniość;

• niezawodność

• nie ingeruj w sieć;

• większość modeli ma dodatkowe funkcje, takie jak ochrona przeciwprzepięciowa, zasilanie bezpośrednio od wejścia do wyjścia. Ten tryb nazywa się bypass (bypass), konieczne jest zmniejszenie strat na transformatorze przy normalnej wartości napięcia zasilania. Można również zintegrować ochronę przed zwarciem i przegrzaniem;

• żywotność 8-15 lat;

• doskonała konserwacja - w przypadku awarii przekaźników można je łatwo, szybko i tanio wymienić. krytyczna jest awaria transformatora lub tablicy sterowania;

• wysoka wydajność - 97-99%.

Wadą jest stopniowa regulacja. Niektórzy mogą nie być zadowoleni z regularnych kliknięć podczas przełączania przekaźników. Nie są jednak zbyt głośne.

Stabilizatory przekaźników dobrze nadają się do zasilania lodówek, pralek i innych urządzeń silnikami i grzejnikami.

Elektromechaniczne lub serwo stabilizatory napięcia

Serwosterowane stabilizatory napięcia w zasadzie przypominają laboratoryjny autotransformator, jedyną różnicą jest to, że napięcie jest regulowane automatycznie, przez serwo.

Przy takiej konstrukcji nie można zapewnić ostrej reakcji na zmiany napięcia; szybkość reakcji mieści się w zakresie 10-15 woltów na 1 sekundę. Dlatego dobrze nadaje się do obszarów, w których stale obserwuje się niski lub wysoki stres, a nawet unosi się w ciągu dnia. Zdarza się to często w wioskach i sektorze prywatnym. Będą reagować na płynne zmiany napięcia zasilania i zapewnią stabilną moc wyjściową przy 220 V.

Zalety:

• płynna regulacja napięcia;

• precyzyjna regulacja.

Wady:

• zużycie części ruchomych oraz potrzeba ich regularnego zapobiegania lub wymiany;

• działanie stabilizatora jest dość głośne z powodu dźwięków serwonapędu i ruchu kolektora prądu wzdłuż uzwojenia, co oznacza, że ​​gdy zmienia się napięcie wejściowe, usłyszysz brzęczenie;

• kurz i wilgoć są złymi wrogami każdego urządzenia elektrycznego, ale w przypadku stabilizatora napędzanego serwomechanizmem jest to szczególnie ważne, ponieważ w rzeczywistości główna jednostka funkcjonalna znajduje się w stanie otwartym.

Elektroniczny regulator napięcia

W rzeczywistości jest to ten sam stabilizator przekaźnika, ale zamiast przekaźnika stosuje się przełączniki półprzewodnikowe - tyrystory lub triaki. Zapewnia to ciche przełączanie i szybszą reakcję.

Modele tyrystorowe mają podobne urządzenie:

Jeśli napięcie w sieci mieści się w normalnych granicach, elektroniczny układ sterowania stabilizatorem włączy tryb obejścia i doprowadzi prąd do obejścia transformatora. Jest to konieczne, aby zwiększyć wydajność.

Ten film porównuje działanie przekaźnika i elektronicznego stabilizatora napięcia:

Zalety:

1. Niezawodność Klucze półprzewodnikowe nie charakteryzują się mechanicznym zużyciem styków.

2. Wydajność jest wyższa o rząd wielkości.

3. Bezszelestność.

Wady:

1. Koszt jest wyższy niż w przypadku modeli przekaźnikowych.

2. Zdolność do krótkotrwałego przeciążenia przełączników półprzewodnikowych jest niższa niż w przypadku przekaźników elektromechanicznych.

3. Symbole mogą również zawieść, jeśli nastąpi awaria impulsu wysokiego napięcia, ale producenci minimalizują te problemy.

Stabilizator falownika

Inną nazwą tego typu instrumentów są stabilizatory z podwójną konwersją. Schemat blokowy urządzenia pokazano na poniższym rysunku.

Oznacza to, że w tym obwodzie napięcie trafia do filtra wejściowego zakłóceń elektromagnetycznych, a następnie do korektora współczynnika mocy (może nie być w tanich modelach), a następnie jest prostowane i przechodzi do falownika i obwodu wyjściowego do obciążenia. Zatem napięcie wyjściowe nie wpływa na moc wyjściową, a szybkość reakcji stabilizatora z podwójnym przetwornikiem jest wyższa niż w przypadku innych typów.

Jedynym ograniczeniem jest zakres napięcia wejściowego, który jest ograniczony charakterystyką obwodu falownika. Falownik z transformatorem bierze udział w podwójnej konwersji, dlatego zapewniona jest również izolacja galwaniczna obwodów wejściowych i wyjściowych. Jest to wyraźniej odzwierciedlone na poniższym schemacie, chociaż jest to nieprzerwany obwód zasilania, ale znaczenie jest takie samo.

Poniżej znajduje się przykład podobnego urządzenia o zasadzie elektrycznej.

Odpowiednio wykres napięcia warunkowego na wejściu i wyjściu stabilizatora z podwójną konwersją.

Zalety:

• Bezgłośność;

• Regulacja dokładności i prędkości;

• Duży zakres napięcia wejściowego.

Wadą jest koszt.

Wniosek

Wszystkie stabilizatory są dobre na swój sposób, a zainstalowanie dowolnego z nich poprawi warunki pracy urządzeń elektrycznych i wydłuży ich żywotność. Należy jednak wziąć pod uwagę prędkość i wyciągnąć wnioski, jeśli w sieci często występują impulsy udarowe.

Aby podsumować i dokonać właściwego wyboru, przeczytaj tabelę, wybrałem kilka modeli różnych typów o w przybliżeniu tej samej mocy. Ceny pochodzą z rynku Yandex i są podawane na lipiec 2018 r.