Меню

Стабилизатор напряжения для дома функции

Принцип работы стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения — применение, принцип работы

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от каких-либо изменений или колебаний на входе, то есть входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения заключается в защите электрических или электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и так далее) от возможного повреждения в результате скачков напряжения или колебаний, повышенного или пониженного напряжения.

Рис.1 — Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения).

Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним или офисным оборудованием, которое получает электропитание извне.

Даже места, которые имеют свои собственные внутренние источники питания в виде дизельных генераторов переменного тока, сильно зависят от этих AVR для безопасности своего оборудования.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения и его важность

Все электрические устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью с типичным источником питания, который известен как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от расчетного безопасного предела эксплуатации рабочий диапазон (с оптимальной эффективностью) электрического устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.

Из-за многих проблем источник входного напряжения, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся источнику входного напряжения. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 — Проблемы из-за колебаний напряжения

Как работает стабилизатор напряжения

Основная работа стабилизатора напряжения заключается в выполнении двух необходимых функций: функции понижения и повышения напряжения.

Функция понижения и повышения — это не что иное, как регулирование постоянного напряжения от перенапряжения.

Эта функция может выполняться вручную с помощью селекторных переключателей или автоматически с помощью дополнительных электронных схем.

В условиях перенапряжения функция «понижения напряжения» обеспечивает необходимое снижение интенсивности напряжения. Аналогично, в условиях пониженного напряжения функция «повышения напряжения» увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом заключается в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Рис. 4 — Принципиальная схема функции понижения в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в функции «Понижения». В функции понижения полярность вторичной катушки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом вычитания напряжения первичной и вторичной катушек.

В стабилизаторе напряжения есть схема переключения. Всякий раз, когда обнаруживается превышение напряжения в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную или автоматически переключается в конфигурацию режима «Понижения» с помощью переключателей (реле).

Рис. 6 — Принципиальная схема функции повышения напряжения в стабилизаторе напряжения

На рисунке выше показано подключение трансформатора в функции «Повышения». В функции повышения полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом сложения напряжения первичной и вторичной обмоток.

Видео совет при выборе стабилизатор напряжения

Особенности сетевых стабилизаторов

Принципиальная схема стабилизатора напряжения данного типа представляет собой набор транзисторов, а также диодов. В свою очередь механизм замыкания в ней отсутствует. Регуляторы при этом имеются обычного типа. В некоторых моделях дополнительно устанавливается система индикации.

Она способна показать мощность скачков в сети. По чувствительности модели довольно сильно отличаются. Конденсаторы, как правило, в цепи имеются компенсационного типа. Система защиты у них отсутствует.

Устройства моделей с регулятором

Для холодильного оборудования востребованным является регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его подразумевает возможность настройки прибора перед началом использования. В данном случае это помогает в устранении высокочастотных помех. В свою очередь электромагнитное поле проблем для резисторов не представляет.

Конденсаторы также включаются в регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его не обходится без транзисторных мостов, которые соединяются между собой по коллекторной цепочке. Непосредственно регуляторы могут устанавливаться различных модификаций. Многое в данном случае зависит от предельного напряжения. Дополнительно учитывается тип трансформатора, который имеется в стабилизаторе.

Стабилизаторы «Ресанта»

Схема стабилизатора напряжения «Ресанта» представляет собой набор транзисторов, которые взаимодействуют между собой по коллектору. Для охлаждения системы имеется вентилятор. С высокочастотными перегрузками в системе справляется конденсатор компенсационного типа.

Также схема стабилизатора напряжения «Ресанта» включает в себя диодные мосты. Регуляторы во многих моделях устанавливаются обычные. Ограничения по нагрузке у стабилизаторов «Ресанта» есть. В целом помехи ими воспринимаются все. К недостаткам следует отнести высокую шумность трансформаторов.

Читайте также:  Что такое резинки стабилизатора заднего

Схема моделей с напряжением 220 В

Схема стабилизатора напряжения 220 В отличается от прочих устройств тем, что в ней имеется блок управления. Данный элемент соединяется напрямую с регулятором. Сразу за системой фильтрации имеется диодный мост. Для стабилизации колебаний дополнительно предусмотрена цепь из транзисторов. На выходе после обмотки располагается конденсатор.

С перегрузками в системе справляется трансформатор. Преобразование тока осуществляется им же. В целом диапазон мощности у данных устройств довольно высокий. Работать эти стабилизаторы способны и при минусовой температуре. По шумности они не отличаются от моделей других типов. Параметр чувствительности сильно зависит от производителя. Также на нее влияет тип установленного регулятора.

Принцип работы импульсных стабилизаторов

Схема электрическая стабилизатора напряжения данного типа схожа с моделью релейного аналога. Однако отличия в системе все же есть. Главным элементом в цепи принято считать модулятор. Занимается данное устройство тем, что считывает показатели напряжения. Далее сигнал переносится на один из трансформаторов. Там проходит полная обработка информации.

Для изменения силы тока имеется два преобразователя. Однако в некоторых моделях он установлен один. Чтобы справиться с электромагнитным полем, задействуется выпрямительный делитель. При повышении напряжения он снижает предельную частоту. Чтобы ток поступил на обмотку, диоды передают сигнал на транзисторы. На выходе стабилизированное напряжение проходит по вторичной обмотке.

Высокочастотные модели стабилизаторов

По сравнению с релейными моделями, высокочастотный стабилизатор напряжения (схема показана ниже) является более сложным, и диодов в нем задействуется больше двух. Отличительной особенность приборов данного типа принято считать высокую мощность.

Трансформаторы в цепи рассчитаны на большие помехи. В результате данные приборы способны защитить любую бытовую технику в доме. Система фильтрации в них настроена на различные скачки. За счет контроля напряжения величина тока может изменяться. Показатель предельной частоты при этом будет увеличиваться на входе, и уменьшаться на выходе. Преобразование тока в этой цепи осуществляется в два этапа.

Первоначально задействуется транзистор с фильтром на входе. На втором этапе включается диодный мост. Для того чтобы процесс преобразования тока завершился, системе требуется усилитель. Устанавливается он, как правило, между резисторами. Таким образом, температура в устройстве поддерживается на должном уровне. Дополнительно в системе учитывается источник питания. Использование блока защиты зависит от его работы.

Стабилизаторы на 15 В

Для устройств с напряжением 15 В используется сетевой стабилизатор напряжения, схема которого по своей структуре является довольно простой. Порог чувствительности у приборов находится на малом уровне. Модели с системой индикации встретить очень сложно. В фильтрах они не нуждаются, поскольку колебания в цепи незначительные.

Резисторы во многих моделях есть только на выходе. За счет этого процесс преобразования происходит довольно быстро. Входные усилители устанавливаются самые простые. Многое в данном случае зависит от производителя. Используются стабилизатор напряжения (схема показана ниже) этого типа чаще всего в лабораторных исследованиях.

Особенности моделей на 5 В

Для устройств с напряжением 5 В используют специальный сетевой стабилизатор напряжения. Схема их состоит из резисторов, как правило, не более двух. Применяют такие стабилизаторы исключительно для нормального функционирования измерительных приборов. В целом они являются довольно компактными, а работают тихо.

Модели серии SVK

Модели данной серии относятся к стабилизаторам латерного типа. Чаще всего их используют на производстве для уменьшения скачков от сети. Схема подключения стабилизатора напряжения этой модели предусматривает наличие четырех транзисторов, которые расположены попарно. За счет этого ток преодолевает меньшее сопротивление в цепи. На выходе у системы имеется обмотка для обратного эффекта. Фильтров в схеме предусмотрено два.

За счет отсутствия конденсатора процесс преобразования также происходит быстрее. К недостаткам следует отнести большую чувствительность. На электромагнитное поле прибор реагирует очень остро. Схема подключения стабилизатора напряжения серии SVK регулятор предусматривает, как и систему индикации. Напряжение максимум устройством воспринимается до 240 В, а отклонение при этом не может превышать 10 %.

Автоматические стабилизаторы «Лигао 220 В»

Для систем сигнализации является востребованным от компании «Лигао» стабилизатор напряжения 220В. Схема его построена на работе тиристоров. Использоваться данные элементы способны исключительно в полупроводниковых цепях. На сегодняшний день типов тиристоров существует довольно много. По степени защищенности они делятся на статические, а также динамические. Первый вид используется с источниками электричества различной мощности. В свою очередь динамические тиристоры имеют свой предел.

Читайте также:  Для чего менять стойку стабилизатора

Если говорить про компании «Лигао» стабилизатор напряжения (схема показана ниже), то в нем имеется активный элемент. В большей степени он предназначен для нормального функционирования регулятора. Представляет он собой набор контактов, которые способны соединяться. Необходимо это для того чтобы увеличивать или уменьшать предельную частоту в системе. В других моделях тиристоров может иметься несколько. Устанавливаются они между собой при помощи катодов. В результате коэффициент полезного действия устройства можно значительно повысить.

Низкочастотные устройства

Для обслуживания устройств с частотой менее 30 Гц существует такой стабилизатор напряжения 220В. Схема его схожа со схемами релейных моделей за исключением транзисторов. В данном случае они имеются с эмиттером. Иногда дополнительно устанавливается специальный контроллер. Многое зависит от производителя, а также модели. Контроллер в стабилизаторе необходим для передачи сигнала на блок управления.

Для того чтобы связь была качественной, производители используют усилитель. Устанавливается он, как правило, на входе. На выходе в системе имеется обычно обмотка. Если говорить про предел напряжения в 220 В, конденсаторов можно найти два. Коэффициент передачи тока у таких устройств довольно низкий. Причиною этого принято считать малую предельную частоту, которая является следствием работы контроллера. Однако коэффициент насыщения находится на высокой отметке. Во многом это связано именно с транзисторами, которые устанавливаются с эмиттерами.

Источник

Выбор стабилизатора напряжения для дома — как это делается

Выбор стабилизаторов напряжения у многих рядовых пользователей вызывает массу вопросов, которые они в основном решают уже непосредственно при покупке в магазине у самого продавца-консультанта. При этом у менеджера всегда есть свой интерес в реализации именно того товара, который выгоден в первую очередь ему, а не вам.

Ознакомившись с советами в данной статье вы уже на 100% будете знать какой именно стабилизатор вам необходим и почему. Поход в магазин будет заключаться лишь в поиске наличия такого стабилизатора в их ассортименте и его цене.

Первое с чем необходимо определиться, что вы будете подключать от стабилизатора — все электроприборы в доме или какой-то конкретный аппарат (телевизор, холодильник, компьютер).

Во втором случае вам потребуется стабилизатор локального типа. Мощность его не превышает 1-2кВт, напряжение 220в. Подключается он через шнур с вилкой в обычную розетку и на своей панели имеет другие розеточные разъемы, для питания того самого защищаемого аппарата.

Для его установки и подключения не нужно вызывать электрика и обладать какими-либо техническими знаниями.

Другая группа стабилизаторов уже предназначена для электроснабжения всей квартиры или дома. Мощность их начинается от 5квт и выше.

Эти стабилизаторы относятся к устройствам клеммного подключения. Устанавливаются они возле электрощитка сразу после счетчика. Подключение (вход и выход) выполняется медным кабелем через специальные клеммы. Если у вас нет необходимых навыков и знаний, то для их установки уже нужно привлекать профессиональных электриков.

При выборе всегда обращайте внимание в каких величинах производитель указывает мощность — в вольт-амперах (Ва) или в ваттах (Вт). При переводе Ва в Вт мощность разрешенная для подключения может оказаться меньше в зависимости от коэффициента cos f.

Это коэффициент мощности, который учитывается для таких приборов как двигатели, лампы ДРЛ, компрессоры и т.д. В большинстве своем его величина колеблется от 0,7 до 0,8.

Поэтому не всегда нагрузку в районе 5квт, можно смело подключать к стабилизатору с биркой в 5ква. Только из-за cos f она уже изменяется на 20-30%

Еще один немаловажный момент выбора — это тип стабилизатора, в зависимости от принципа выравнивания напряжения. Очень подробно какие типы стабилизаторов бывают, все плюсы и недостатки, видео сравнения их работы, можно ознакомиться в статье Виды стабилизаторов напряжения.

Самыми распространенными моделями на данный момент являются релейные и тиристорные (или симисторные). Релейные — из-за своей дешевизны, тиристорные — из-за качества выравнивания напряжения и малошумности в работе.

Менее распространены сервоприводные, в основном это китайские модели. Срок их службы оставляет желать лучшего — до 5 лет.

Ну а инверторные по причине дороговизны редко встречаются в широком ассортименте, хотя и обладают лучшими качествами среди всех остальных моделей. Еще их один минус — они предназначены в основном для малых нагрузок.

Читайте также:  Увеличение мощности бензогенератора с помощью стабилизатора

При выборе симисторных обращайте внимание на количество ступеней регулирования. Чем их больше, тем плавнее происходит выравнивание напряжения.

А еще чем меньше ступеней, тем больше погрешность на выходе. У стабилизаторов имеющих 9 ступеней выравнивания, погрешность доходит до 15 Вольт.

Подороже модели обладают 16 и 32 ступенями. Обычно их в наличии не найти, только под заказ. Но они лучше подходят для защиты дорогой электронной техники.

Вот таблица некоторых популярных марок стабилизаторов часто встречающихся в наших магазинах и их цены:

Просмотреть текущие цены на сегодняшний день и подобрать нужную вам модель можно здесь.

Далее можете ознакомиться с видеообзором на каждую из марок представленных в таблице:

При подборе стабилизатора напряжения учитывайте сколько фаз заведено в ваше помещение. В 90% квартир — напряжение 220В, и соответственно выбирать нужно однофазный стабилизатор. В частных домах и коттеджах нередко встречается 3-х фазка — 380 Вольт. Здесь стоит сделать выбор в сторону трех однофазных, вместо одного трехфазного.

Хотя это по габаритам может занять место в 2 раза больше, зато в дальнейшей эксплуатации окупит себя вдвойне.

Преимущества трех однофазных:

Однако если у вас преобладает именно трехфазная нагрузка (двигатели, насосы, компрессор), то тогда нужно брать один стабилизатор на 380В.

При подборе стабилизатора никак не получится обойтись без фактических замеров и расчетов напряжения и мощности.

Напряжение

Замерьте с помощью мультиметра уровень своего входящего напряжения. Повышено оно или понижено знать не достаточно, необходимо четко представлять в каких пределах оно «гуляет». Большинство стабилизаторов хорошо справляются с уровнем регулировки от 160 до 255 Вольт.

А вот если оно у вас меньше или больше, тут уже нужно смотреть только в сторону инверторных моделей. Именно они обеспечивают стабилизацию в самых широких диапазонах от 90 до 310В. Остальные с этим справляются плохо.

Не дайте себя обмануть продавцу, когда он будет рассказывать про предельный или максимальный диапазон входных напряжений от 110В до 290В! Это напряжение при котором стабилизатор хоть как то, но еще будет работать, а не отключится от действия защит.

В первую очередь смотрите на параметр — рабочий диапазон входного напряжения.

Именно он показывает то напряжение, при котором аппарат будет стабильно выдавать на выходе 220 Вольт.

Расчет мощности

Определяетесь с мощностью. Для этого в первую очередь смотрите на сколько ампер у вас вводной автомат. По нему можно сориентироваться какую максимальную мощность вы сможете взять из общей сети.

То есть нагрузку более 9квт вы просто не сможете подключить из-за ограничения вводного автоматического выключателя.

Кроме автомата не лишним будет проверить сечение питающего кабеля. Потому что при превышении нагрузки, автомат отключится не сразу, а с выдержкой времени, иногда в несколько десятков секунд. А вот тонкий кабель, начинает греться моментально с момента перегрузки. Проверить какую максимальную мощность можно подключить на вашу проводку можно по следующей таблице:

Теперь подсчитываем токоприемники, которые ОДНОВРЕМЕННО могут быть включены в розетки.

Все электроприемники которые имеют в своей конструкции двигатели (холодильник, стиральная машинка и т.п.) обладают такой характеристикой как пусковой ток. Он в несколько раз больше номинального значения. Поэтому их паспортную мощность нужно умножать минимум на 3!

В итоге получаете некую сумму, например в 4квт. Напряжение на входе у вас — 170 Вольт. Эти входные 170В нужно разделить на желаемые 220 Вольт.

Далее умножаете этот коэффициент на мощность стабилизатора который вы присмотрели, чтобы проверить «потянет» ли он вашу нагрузку или нет. Пусть это будет стабилизатор для дома в 9ква.

Не забывайте что вам все нужно перевести в квт. Берем усредненный коэффициент мощности cosf=0,8 (если у вас нет двигательной нагрузки и реактивной мощности, то cosf=1!).

То есть при вашем пониженном напряжении 170В стабилизатор будет вытягивать мощность в 5,5квт. А у вас одновременно включено не более 4квт. Делаем вывод что данная модель вам подойдет.

Суммируя вышесказанное, вот на что вам нужно сделать акцент при выборе стабилизатора для дома:

Источник