Меню

Стабилизатор напряжения 220в ресанта асн 1500

Обзор стабилизатора напряжения Ресанта АСН-1500/1-ЭМ

Так или иначе, но каждый из нас сталкивался с низким качеством напряжения в бытовой электросети. И если в городе это проявляется реже, то в деревне или в дачных поселках проблема качественного электропитания бытовой техники и электроники может проявляться довольно остро. Как известно, в бытовой электросети значение номинального напряжения должно составлять 220 вольт. При этом есть такое понятие, как предельно допустимое отклонение, которое составляет +/-10%, то-есть от 198 вольт до 242 вольт. Таким образом, если напряжение находится в указанных пределах, то это считается нормальным. Как же быть, если напряжение выходит за допустимые пределы? Вот для таких случаев и созданы стабилизаторы напряжения.

В первую очередь задача стабилизатора заключается в том, что бы поддерживать напряжение на выходе (на нагрузке) с наименьшим отклонением от номинального значения. В данном случае это 220 вольт. На рынке представлено большое разнообразие стабилизаторов. В этом обзоре рассмотрим электромеханический стабилизатор напряжения Ресанта АСН-1500/1-ЭМ.

Упаковка товара

Стабилизатор помещен в полиэтиленовый пакет и упакован в фирменную коробку размерами 240х240х180 мм (ШхДхВ). Вес в упаковке составляет 5,8 кг. В коробке изделие зафиксировано с помощью пенопластовых вставок. В комплект входит инструкция и кабель питания, который распаян непосредственно внутри корпуса и не отсоединяется.

Внешний вид и органы управления

Внешне стабилизатор выглядит довольно эстетично. Корпус выполнен из стали, за исключением передней накладной панели, которая выполнена из пластика. Корпус достаточно устойчивый и жесткий, состоит из П-образного верхнего кожуха, П-образной нижней части, которая выполняет роль основания. Сверху на корпусе предусмотрена удобная выдвигающаяся ручка для переноски, тут же можно увидеть пару винтов крепления кожуха. На передней панели присутствует клавишный выключатель питания и светодиодный информационный дисплей. На самом дисплее в правом нижнем углу расположена кнопка (без фиксации) выбора режима отображения информации на дисплее. Если кнопка не нажата, то на дисплее отображается выходное напряжение стабилизатора, при нажатии и удержании кнопки отображается входное напряжение стабилизатора, другими словами напряжение в розетке, к которой подключен стабилизатор.

На дисплее присутствует три светодиода. Левый и правый светодиоды красного цвета свечения, светодиод по центру желтого цвета. Свечение светодиода слева обозначает подачу входного напряжения. Светодиод справа сигнализирует о том, что на выход стабилизатора подано стабилизированное напряжение. Желтый светодиод начинает моргать при нажатии и удержании кнопки на дисплее. Это означает, что дисплей отображает величину входного напряжения.

На боковых стенках устройства расположены вентиляционные отверстия и винты крепления кожуха.

Сзади расположен автоматический предохранитель (автоматический выключатель) с током срабатывания 10 ампер, две розетки без заземляющего контакта и отдельно клемма заземления. При срабатывании предохранителя необходимо устранить причину срабатывания и перевести предохранитель во включенное состояние путем нажатия на кнопку.

Если посмотреть на устройство снизу, то можно увидеть четыре пластиковые ножки высотой 11 мм и винты крепления внутренних компонентов.

Технические и функциональные характеристики, принцип работы

Данный стабилизатор относится к типу электромеханических. Принцип его действия заключается в использовании автотрансформатора, коэффициент трансформации которого можно менять в процессе работы, что приводит к изменению выходного напряжения. При этом коэффициент трансформации меняется плавно, при помощи сервопривода (электродвигателя), который перемещает подвижный электрический контакт по виткам обмотки автотрансформатора. При уменьшении или увеличении входного напряжения сервопривод автоматически меняет коэффициент трансформации таким образом, что напряжение на выходе стремится к номинальному значению в 220 вольт. Высокая точность стабилизации выходного напряжения и отсутствие «грубых» переключений обмоток автотрансформатора является несомненным преимуществом электромеханических стабилизаторов.

Технические характеристики стабилизатора:

Выходная мощность, Вт 1500 (при входном напряжении не менее 190 В)
Максимальный ток обмотки, А 7,9
Номинальное выходное напряжение, В 220
Минимальное входное напряжение, В 140
Максимальное входное напряжение, В 260
Стабильность выходного напряжения, % +/-2 (215,6 — 224,4)
Скорость регулировки выходного напряжения, В/сек 30
Рабочая частота переменного тока, Гц 50
КПД, % не менее 97
Виды защит От пониженного или повышенного напряжения, от перегрева, от короткого замыкания на выходе
Предохранитель от перегрузки по току Автоматический на 10 ампер
Охлаждение Естественное, воздушное
Габаритные размеры, мм (ШхВхГ) 200х160х200 (измерено автором)
Вес, кг 5.6 (измерено автором)
Температура эксплуатации +5°С . +40°С
Читайте также:  Стабилизаторы напряжения 0 4кв

Необходимо обратить внимание, что мощность стабилизатора указана при входном напряжении не менее 190 Вольт, при дальнейшем снижении входного напряжения допустимая мощность нагрузки будет линейно снижаться. Например, при входном напряжении 140 Вольт допустимая мощность нагрузки составит 750 Вт. Это связано с особенностями работы автотрансформатора и в данном обзоре не рассматривается. Зависимость допустимой мощности нагрузки от входного напряжения приведена на графике ниже. График построен на основании данных, указанных производителем в инструкции на прибор.

Тестирование стабилизатора

Стабилизатор подключается к сети переменного тока двухполюсной вилкой без заземляющего контакта. Клемма заземления предусмотрена отдельно в виде винта М4. После включения стабилизатора клавишей на индикаторе начинается обратный отсчет времени в течение 8 секунд до момента подключения нагрузки. В течение первых секунд слышно работу сервопривода — стабилизатор устанавливает номинальное напряжение на выходе. На слух воспринимается как жужжание. Подключение нагрузки сопровождается характерным щелчком реле. Индикатор отображает значение номинального выходного напряжения стабилизатора — 220 Вольт. Причем именно отображает, а не измеряет. Даже если стабилизатор выходит за пределы стабилизации, но при этом еще не отключил нагрузку, на индикаторе будет 220. А вот при нажатии и удержании кнопки на индикаторе отображается реально измеренное входное напряжение. Точность измерения вполне приемлема — значение совпадает с показаниями мультиметров.

Стабильность выходного напряжения

Производитель заявляет, что при изменении входного напряжения в пределах от 140 до 260 вольт напряжение на выходе будет поддерживаться на уровне 220 вольт +/- 2%, то-есть в диапазоне 215,6 — 224,4 вольта. Стабилизатор был подключен к регулируемому лабораторному автотрансформатору. Напряжение на входе стабилизатора изменялось от 100 до 290 вольт. В качестве нагрузки использовался ТЭН мощностью 500 Вт. График зависимости выходного напряжения при изменении входного приведен ниже.

Цель данного теста заключалась в том, что бы определить диапазон входных напряжений при котором стабилизатор способен поддерживать номинальное выходное напряжение. Поэтому график идеализирован, то-есть в данном случае если напряжение на выходе стабилизатора находилось в пределах допуска, указанного производителем, я условно считал что на выходе 220 вольт.

По результатам теста было определено, что нижний предел напряжения, при котором прибор выходит из режима стабилизации, соответствует 140-145 вольт. При дальнейшем снижении входного напряжения выходное тоже начинает пропорционально снижаться. При уменьшении входного напряжения примерно до 110 вольт, а выходного до 170 стабилизатор отключает нагрузку, то-есть срабатывает защита от пониженного напряжения. На индикаторе отображается Er2. Процесс срабатывания защиты показан на графике красной стрелкой слева. Для того, что бы стабилизатор подключил нагрузку напряжение должно возрасти до 120 вольт, на индикаторе появится обратный отсчет времени и через 7-8 секунд стабилизатор подаст напряжение на нагрузку. Процесс включения показан на графике зеленой стрелкой.

Разница в напряжении срабатывания защиты и возвращения в рабочее состояние и пауза перед подключением нагрузки предусмотрены для того, что бы исключить хаотичное включение и отключение нагрузки если напряжение на входе будет нестабильным в диапазоне срабатывания защиты. Это очень хорошая функция стабилизатора.

Читайте также:  Передний стабилизатор поперечной устойчивости для ваз 2110

При повышении напряжения до 260 вольт стабилизатор находится в режиме стабилизации. При дальнейшем повышении входного напряжения выходное начинает пропорционально повышаться. При входном напряжении около 280 вольт и выходном 235 стабилизатор отключит нагрузку, то-есть сработает защита от повышенного напряжения. На графике момент отключения показан красной стрелкой справа. На индикаторе отобразится Er3. Для возвращения стабилизатора в рабочий режим напряжение на входе должно снизится до 275 вольт. Далее следует пауза 8 секунд и подключение нагрузки, точно так же, как и при срабатывании защиты от пониженного напряжения.

В результате данного теста был определен диапазон входных напряжений, при которых стабилизатор сохраняет на выходе стабилизированное значение напряжения. Определены напряжения, при которых срабатывает защита от пониженного и повышенного напряжения и сам факт наличия данных защит. Данные характеристики соответствуют заявленным производителем.

Далее рассмотрим как поведет себя стабилизатор в реальных условиях. Подключим стабилизатор к реальной сети и будем измерять напряжение на входе и выходе стабилизатора в течение длительного времени с периодичностью 1 раз в секунду. Нагрузка 500 Вт. Дискретность измерения 0,1 вольт. Результаты на графиках ниже. На первом графике измерения в течение часа, на втором в течение 2 часов.

По результатам теста можно сделать вывод, что стабилизатор вполне справляется со своей задачей и поддерживает напряжение в заданных пределах.

К счастью для меня и к сожалению для теста в период проведения измерений не было резких провалов или всплесков напряжения. Ну раз не было, значит будут.

Проверка динамических характеристик стабилизатора

Проверим скорость срабатывания защиты от превышения напряжения. Выставим на входе стабилизатора напряжение 220 вольт. Затем резко увеличим входное напряжение на 70-80 вольт. Таким образом будет смоделирован всплеск напряжения в сети примерно до 300 вольт, что, в общем то, вполне реально в наших электросетях. При этом проводилось измерение напряжения на выходе с периодичностью 1 раз в 10 мс, то-есть каждый полупериод. В процессе проведения теста было обнаружено, что время срабатывания защиты от измерения к измерению значительно разнится, поэтому я провел серию экспериментов. Результаты на графике ниже.

Я сдвинул ось времени на графике таким образом, что нулевое время соответствует моменту возникновения перенапряжения на входе стабилизатора, это позволяет более наглядно оценить время до момента срабатывания защиты. В момент резкого повышения напряжения начинается отсчет времени. Напряжение на выходе стабилизатора повышается на такое же значение, что и на входе, то-есть на 70-80 вольт. После этого стабилизатор начинает процесс снижения выходного напряжения, но напряжение на входе слишком высокое, поэтому напряжение на выходе не снижается ниже 250 вольт, стабилизатор находится за пределами зоны стабилизации. После остановки сервопривода стабилизатор еще некоторое время держит нагрузку под напряжением и затем отключает ее. По результатам теста минимальное время срабатывания защиты составляет около 0.8 секунды, а максимальное около 1.5 секунды.

Я провел наклонную прямую (штрих-линия), по которой можно оценить скорость регулировки выходного напряжения. Скорость регулировки составила 80-90 Вольт/сек. Производитель заявляет 30 Вольт/сек. Чем выше данная скорость, тем быстрее стабилизатор будет реагировать на изменения напряжения в сети и, как следствие, на выходе будет более стабильное напряжение.

Был проведен еще один тест, направленный именно на определение скорости регулировки выходного напряжения. Напряжение на входе стабилизатора вначале резко увеличивалось примерно на 60 вольт, затем уменьшалось на ту же величину. Результаты ниже не графике.

По данному графику скорость уменьшения напряжения на выходе стабилизатора составила 83 В/сек (синяя прямая), а скорость увеличения напряжения составила около 45 В/сек (зеленая прямая). Полученные результаты, даже с учетом погрешностей измерений, превышают значения, заявляемые производителем, в лучшую сторону.

Читайте также:  Стабилизатор напряжения однофазный бастион skat stp 10000

Краш-тест

Во входной цепи стабилизатора установлен автоматический выключатель на 10 ампер. Была проведена проверка на срабатывание данного выключателя при превышении входного тока более 10 ампер. К стабилизатору была подключена нагрузка мощностью около 2000 Вт. При снижении напряжения на входе стабилизатора ток потребления возрастает. Таким образом значение входного тока было доведено до 12 ампер путем уменьшения входного напряжения до 170 вольт. Около минуты стабилизатор работал в таком режиме, после чего, в результате перегрева, вышел из строя клавишный выключатель питания, установленный на передней панели.

Выключатель был заменен на аналогичный. Проблем при замене выключателя не возникло. Таким образом было определено, что самым слабым звеном в силовой цепи стабилизатора является клавишный выключатель питания, он выходит из строя раньше, чем сработает автоматический предохранитель. Отсюда вывод — не превышайте мощность стабилизатора выше той, которую указывает производитель с учетом входного напряжения.

В стабилизаторе предусмотрена тепловая защита от перегрева трансформатора. Датчик-термостат приклеен к обмотке трансформатора. К сожалению температура срабатывания датчика не известна, а прочесть параметры датчика не возможно, так как они находятся в месте склейки. Я не смог добиться нагрева трансформатора до температуры срабатывания тепловой защиты. Просто потому, что при работе трансформатора с номинальной мощностью, рекомендуемой производителем, трансформатор не перегревался, а увеличение мощности выше допустимой приводит к выходу из строя выключателя.

Внутреннее устройство

Стабилизатор со снятым верхним кожухом показан на фото ниже.

Далее расположение основных компонентов стабилизатора (вид слева и вид справа).

1 — Автоматический предохранитель на 10 А;

2 — Датчик-термостат перегрева;

3 — Подвижный контакт автотрансформатора;

5 — Концевые выключатели подвижного контакта;

7 — Основная плата управления;

8 — Реле коммутации нагрузки (10 А 250 В).

Вид на плату со стороны SMD компонентов.

Управление стабилизатором осуществляется микроконтроллером. На плате это микросхема под обозначением CIB4D55. Анализ схемотехники силовых цепей стабилизатора показал, что какие-либо фильтры помех в этих цепях отсутствуют. Отсутствуют и элементы защиты от импульсных перенапряжений, например варисторы.

Заключение

Прежде всего необходимо понимать, что перед нами стабилизатор напряжения. Основная задача стабилизатора напряжения это поддерживать напряжение на заданном уровне при значительных изменениях на входе. Простой пример — старые электросети в отдаленной деревушке, которые не рассчитаны на большие современные нагрузки, в результате днем нагрузка низкая и напряжение в сети нормальное или даже завышенное, вечером ток потребления возрастает и напряжение в сети понижается вследствие большого сопротивления линии электропередачи. По результатам теста стабильности выходного напряжения понятно, что с такой ситуацией данный стабилизатор успешно справится, именно для этих целей он и предназначен.

Достоинства:

— широкий диапазон входных напряжений (расширяет сферу применения);

— высокая стабильность выходного напряжения (+-2%);

— отсутствие скачков напряжения при регулировке (в отличии от релейных стабилизаторов);

— достаточно высокая скорость стабилизации;

— защита от пониженного и повышенного напряжения;

— отсутствие защиты от импульсных перенапряжений;

— отсутствие быстродействующей защиты от всплесков напряжения;

— слаботочный выключатель питания (6А 250В);

— «грубый» автоматический предохранитель не обеспечивает своевременную защиту от превышения тока;

Необходимо отметить, что мощность нагрузки не должна превышать 750 Вт если вы используете стабилизатор во всем диапазоне входных напряжений. А с учетом использования производителем выключателя питания на предельный ток в 6 ампер максимальную мощность нагрузки лучше ограничить значением 1100 Вт вместо 1500 Вт. При необходимости для защиты от импульсных перенапряжений и всплесков напряжения необходимо использовать дополнительное оборудование, предназначенное для этих целей, например реле напряжения и варисторы.

Источник