Выбираем электронный стабилизатор напряжения: принцип работы и характеристики

Почему происходят перепады напряжения, чем они опасны?

Причины

Скачки напряжения в бытовой электрической сети на 220 Вольт могут произойти по целому ряду самых разных причин.

Вот основные из них:

• Отключение от сети мощных приборов. Если один из потребителей электроэнергии отключает от сети мощные приборы, напряжение резко повышается. Такое обычно бывает при прекращении подачи электропитания на производственную или торговую технику.
• Некорректная работа трансформатора. Пожалуй, самая распространенная причина. Электроэнергия, выработанная электростанции, имеет напряжение от 150 до 1 150 Кв. Уменьшают его с помощью трансформаторов, находящихся на специальных распределительных подстанциях. Вследствие некорректной настройки трансформатора, его износа или производственного брака прибор может работать ненадлежащим образом и не стабилизировать напряжение, приводя к периодическим изменениям.
• Перегрузка сети. К повышению вольтажа может привести не только массовое отключение, но и массовое подключение к ней электроприборов. Это особенно актуально для домов советской постройки, в которых проводка не рассчитана на запитывание таких требовательных приборов как, например, сплит-системы. Сеть в таком случае обычно испытывает перегрузку и напряжение меняется в сторону уменьшения или увеличения.

Не менее распространенной причиной скачков является неграмотная работа электриков. При недостаточном заземлении или неправильном монтаже так называемого «нуля» перепады – обычное дело. Также нередко скачки вызывает подключение к сети сварочного аппарата.

Чем опасны?

Интенсивные перепады могут вывести из строя технику моментально.

Незначительные скачки напряжения электросети (повышение или понижение до 25%) существенно сокращают срок службы любой бытовой техники. Особенно опасны подобные явления для кристаллов центральных процессоров компьютера, видеоадаптеров.

Мнение эксперта
Торсунов Павел Максимович

Не стоит думать, что резкое повышение напряжения может сжечь только компьютер. Сегодня процессоры встроены почти во всю бытовую электронику. Они есть и в телевизорах, и в микроволновых печах, и в холодильниках, и в других электроприборах. Это означает, что резкие перепады опасны и для них.

Проверка схемы

Первое включение нужно осуществлять без нагрузки. То есть все автоматы кроме вводного и того, что идет на стабилизатор должны быть отключены.

Запускаете его на холостой ход и контролируете работу. Входные и выходные параметры, нет ли посторонних шумов или писка.

Также не помешает проверить правильность и точность тех.данных, что высвечиваются на электронном табло.

Если у вас дома трехфазная сеть 380В, то для такого подключения рекомендуется использовать 3 однофазных стабилизатор напряжения, с подключением каждого по отдельной фазе.

Более подробно о преимуществах трехфазных и однофазных аппаратов и когда какой нужно выбирать, можно ознакомиться в статье ”Как выбрать стабилизатор напряжения для дома”.

Советы по выбору стабилизатора напряжения

Для того чтобы приобрести эффективный и надёжный прибор, необходимо следовать советам профессионалов, людей, которые знают толк в электричестве. Итак, перечень рекомендаций:

1. В том случае, если помещение не отапливается, стабилизатор в обязательном порядке должен устанавливаться морозостойкий. Если в холодном помещении установить обычный прибор, большая вероятность того, что срок эксплуатации его будет очень коротким, так как выпадет конденсат, что приведёт к короткому замыканию. Нужно понимать, что если выпадет конденсат и прибор придёт в негодность, гарантия на устройство считается недействительной.
2. Стабилизаторы напряжения с широким номинальным диапазоном напряжения на выходе – оптимальный вариант. При перепадах напряжения в зимний и летний период. Рассматриваемый вид прибора является лучшим вариантом из имеющихся.
3. Если говорить о стабилизаторе, то в первую очередь, нужно знать количество фаз в сети. В том случае, если сеть трёхфазная, а потребителей в три фазы мало или же они отсутствуют, тогда лучше приобрести три однофазных устроиств.

Стабилизатор напряжения 220в для дома как правильно подобрать видео

Выбор прибора является достаточно сложным процессом, потому как зависит от многих факторов. Рассмотренные типы стабилизаторов, их преимущества, недостатки и область применения помогут вам определиться с подходящим вариантом.

Недостатки стабилизаторов

Несмотря на выраженные преимущества стабилизаторов, они имеют серьезные недостатки, ограничивающие их использование:

1. Значительные размеры. Этот параметр прямо зависит от мощности прибора. Даже при минимальном количестве бытовой техники на входе нужно ставить стабилизатор, который не поместится в стандартный электрический щиток. Для него необходимо выделить отдельное место.
2. Необходимость эффективного охлаждения аппарата, т.к. при работе его основные элементы и корпус нагреваются.
3. Высокая цена, возрастающая с увеличением мощности.
4. Необходимость надежной защиты от пыли и влаги. Электромагнитное поле внутреннего трансформатора активно притягивает пыль, а потому необходимо максимально оградить стабилизатор от запыления.
5. Повышенный уровень шума, что требует дополнительной звукоизоляции или вынесение стабилизатора за пределы жилого помещения.
6. Чувствительность электроники стабилизатора к помехам в электрической сети.

Наиболее значительными недостатками стабилизаторов является громоздкость, большой вес и высокая цена. Особенно они чувствительны для устройств мощностью 3 и более кВт, которые необходимы для установки на входе квартиры. При мощности менее 1 кВт эти характеристики находятся в разумных пределах, а потому стабилизаторы чаще применяются в качестве индивидуальной защиты отдельных бытовых приборов. Некоторые современные бытовые электроприборы имеют встроенные стабилизаторы.

Для чего нужен стабилизатор напряжения

Пониженное и/или нестабильное напряжение в сети электропитания может необратимо повредить всю бытовую технику в Вашем доме!

И, при этом, в бесплатном гарантийном сервисе, вероятнее всего, Вам будет отказано, так как, гарантия имеет силу лишь при условии, что устройство эксплуатируется в условиях электропитания удовлетворяющих строгим техническим требованиям к напряжению питания — 220 вольт ±10%.

Бытовая техника, подключенная через стабилизатор, работает в щадящем режиме электропитания со стабилизированным входным напряжением питающей сети, что позволяет значительно продлить ее эксплуатационный ресурс и даже сэкономить на электроэнергии т.к. вся бытовая техника изначально проектируется на конкретное значение в сети.

Стабилизаторы также могут использоваться для защиты электродвигателей. Возможно, Вы замечали как трудно стартовать электродвигателю при пониженном питании в сети.

Если подано питание меньше нормы — двигателю не хватает пусковой мощности, он просто стоит и потребляет огромный пусковой ток, который раз в пять-семь больше рабочего. Двигатель очень быстро перегревается и выходит из строя.

А теперь представьте, что это двигатель Вашей новой стиральной машинки или нового холодильника — нужен стабилизатор.

Стабилизатор для частного дома или дачи — просто необходим для защиты от постоянных перепадов напряжения в сети.

Для корректного повышения/понижения напряжения в сети, для защиты то низкого/высокого значения питания необходим повышающий/понижающий стабилизатор от авторитетного производителя.

Значение вольтодобавки будет автоматически подбираться в зависимости от уровня просаженности во входной электросети, а в случае аварийного изменения входного напряжения вся аппаратура будет автоматически отключена от сети.

1. Зачем нужен стабилизатор:
2. Если у Вас в доме нет ничего более ценного, чем лампочки накаливания, однозначно, — стабилизатор Вам не нужен.
3. Есть смысл задуматься о покупке стабилизатора, если у Вас есть хотя бы холодильник или микроволновая печь и питание в сети периодически падает ниже 190 вольт.
4. Ну и если у Вас «полный фарш» бытовой техники и питание периодически отклоняется вверх выше 250 вольт и/или вниз ниже 190 вольт — Вам крайне необходимо защитить всю электросеть в доме мощным стабилизатором сетевого напряжения.

Вывод очевиден:

Принцип работы стабилизатора напряжения

• Принцип работы стабилизатора заключается в отслеживании изменений входного питания и корректировке в соответствии с ситуацией:
• При изменении входного напряжения, первую фазу (20 миллисекунд) стабилизатор использует для замера.
• После замера происходит реагирование на ситуацию. При изменении напряжения в пределах диапазона, происходит выравнивание до 220 В.
• При падении значения ниже диапазона, стабилизатор переходит в режим «вытягивания» — поднимает питание, на сколько хватает ресурса трансформатора.
• При скачке выше диапазона, происходит аварийное отключение.
• Импульсные скачки и скачки при отключениях и включениях электроэнергии не пропускаются.
• Регулировка напряжения в стабилизаторе организовано методом переключения добавочных обмоток специального трансформатора.

Переключение осуществляется электронными ключами в момент прохождения синусоиды напряжения через нулевую отметку. Электронные ключи управляются процессором по специальной программе.

Процессор собирает данные с датчиков и коммутирует ключи по заданному алгоритму. Также, процессор не допускает включения более одного ключа и следит за исправностью ключей.

Процессор также собирает данные с сопутствующих датчиков, не обозначенных на схеме (силы тока, нагрева трансформатора, питания процессора, и др.).

В алгоритм программы процессора заложены следующие режимы:
Транзит — режим, когда 220 В на входе нормальное и стабилизатор обеспечивает защиту только от внезапных скачков.
Повышение — режим, когда питание на входе ниже нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает его до номинального.
Вытягивание — аварийный режим, когда 220 В на входе ниже нормы и ниже диапазона

Обратите внимание! Стабилизатор не отключается, а поднимает питание, на сколько хватает ресурса трансформатора.
Понижение — режим, когда напряжение на входе выше нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает питание до номинального.
Авария — режим, когда 220 В на входе выше диапазона регулирования, стабилизатор отключается, переходя в дежурный режим и «ждет» падения питания.
Задержка включения — режим обеспечивает сглаживание скачка при включении электроэнергии.

Нужен ли компьютеру внешний сетевой фильтр?

На первый взгляд, напрашивается самое надежное решение – сначала сетевой фильтр, защищающий от помех, затем стабилизатор, далее бесперебойник, и лишь затем компьютерная техника.

При всей внешней привлекательности этой схемы, некоторые ее элементы могут оказаться излишними.

Начнем с сетевого фильтра. На входе обычно стоит варистор, ограничивающий кратковременные высоковольтные импульсы. Варистор – это полупроводниковый элемент с нелинейной вольтамперной характеристикой, имеющий высокое сопротивление при номинальном или слегка завышенном напряжении питания, но мгновенно «закорачивающийся» при появлении кратковременного скачка в несколько киловольт.

Как видим, работа такого простого элемента, как варистор, способна защитить от повреждения дорогостоящую аппаратуру. Но именно простота и дешевизна схемы защиты с варистором привела к тому, что такую защиту встраивают во все блоки питания компьютеров, тем самым, исключая необходимость дублирования этой части схемы внешним фильтром. Вдобавок, в блоки питания компьютеров и прочей оргтехники встраивается и схема фильтрации высокочастотных помех с дросселем и конденсаторами. Не ставят подобные фильтры лишь самые недобросовестные производители.

Получается, что дополнительный сетевой фильтр хоть и не помешает, но и особой пользы тоже не принесет.

Теперь поговорим о стабилизаторе. Так ли он необходим в этой схеме?

В каком случае необходим стабилизатор?

Необходимость применения стабилизатора для офисной техники и электроники зависит от требований к параметрам питающей сети самой техники. Если вы пользуетесь ноутбуком, прочтите на его зарядном устройстве, на какой диапазон сетевых напряжений он рассчитан. Если этот диапазон достаточно широк, например, 110-260 В, стабилизатор вашему ноутбуку точно не нужен (сложно представить себе такую сеть, где напряжение выходило бы за эти пределы).

У настольного компьютера импульсный блок питания может отказать при падении напряжения в сети ниже 170 В (опять же, проверьте надписи на шильдиках). Если оно не опускается ниже этого значения, стабилизатор напряжения для ПК не нужен. Если же такая вероятность есть, стабилизатор не помешает. Но даже при напряжении в сети 170-180 В блок питания компьютера работает с перегрузкой по току, что сокращает срок его работы; и хотя производитель иногда гарантирует работу блока питания при сетевых напряжениях 100-245 В, целиком полагаться на эти гарантии я бы не стал.

Требования к качеству питания лазерных принтеров обычно строже – указывается диапазон напряжений сети порядка 189-264 В. И даже если блок питания принтера выдержит скачок напряжения, при сбое в печати вы потеряете стоимость расходных материалов на испорченную копию. Не говоря уже о том, что придется выковыривать из принтера зажеванную бумагу. Вообще, это касается не только принтеров, но и некоторых роутеров (про холодильники с кондиционерами уж вообще молчу). Такой чувствительной технике, безусловно, не помешает простенький стабилизатор напряжения для офиса.

Общий вывод таков: из всей компьютерной техники в источнике бесперебойного питания или стабилизаторе не нуждается только ноутбук. Блок питания ноутбука способен работать в широком диапазоне питающих напряжений, а в случае чего ноут все равно продолжит работу от встроенного аккумулятора.

Таким образом, ноутбук защиты не требует. Воткнул в розетку и пользуйся. Совсем другая ситуация с остальной офисной техникой. Если напряжение в розетке сильно падает в часы пик, стабилизатор напряжения для электроники просто жизненно необходим. Для домашнего компьютера отлично подойдет любой стабилизатор из этой статьи. Хотя, я бы все-таки порекомендовал купить простенький «бесперебойник».

Классификация

Конструкция стабилизаторов зависит от физических принципов, на которых они работают. В связи с этим они подразделяются на:

• электромеханические;
• феррорезонансные;
• инверторные;
• полупроводниковые;
• релейные.

По количеству фаз могут быть однофазными и трехфазными. Большой диапазон мощностей позволяет выпускать стабилизаторы как для дома, так и для небольших бытовых приборов:

• для телевизора;
• для газового котла;
• для холодильника.

Так и для для крупных объектов:

• промышленных агрегатов (например, трехфазные промышленные стабилизаторы Сатурн);
• цехов, зданий.

Стабилизаторы достаточно энергоэффективны. Потребление электроэнергии составляет от 2 до 5%. Некоторые стабилизирующие устройства могут иметь дополнительные защиты:

• от перенапряжений;
• от перегрузок;
• от коротких замыканий;
• от перепадов частоты.

Посмотрите на лампочки

Еще один интересный нюанс, который редко затрагивают авторы в других статьях.
Между прочим, нюанс весьма полезный для рассмотрения, так как зачастую потребители в своих отзывах описывают негодование по поводу помаргивающих лампочек
после установки стабилизатора напряжения.
А ведь они хотели избавиться от этой проблемы, установив стабилизатор.
На самом деле не все так просто.
Большинство современных стабилизаторов имеют ступенчатый принцип работы.
Это и релейные и тиристорные и симисторные стабилизаторы.
То есть абсолютное большинство.
Так вот при их работе можно наблюдать эффект мерцания ламп накаливания или галогенных ламп.
Данный эффект может наблюдаться даже у стабилизаторов с плавной регулировкой то есть электромеханических.
Это возможно, когда на линии работают сварочные аппараты.

Какой тип стабилизатора выбрать?

Раньше популярными были электромеханические стабилизаторы.
Они работали плавно и с высокой точностью (до 3% погрешность).
Однако среди недостатков была медленная скорость и узкий диапазон входных напряжений.
Сегодня модели с сервоприводом выбирают все реже.
Основными типами стабилизаторов являются релейный и электронный.

К электронным моделям обычно относят тиристорные и симисторные.
Они работают быстро не содержит внутри подвижных частей, требующих обслуживания.
Имеют широкий диапазон входных напряжений и высокую точность.
Два последних параметра зависят от количества установленных силовых ключей.

Определение типа защиты

На сегодняшний день стабилизаторы делятся на 2 основных типа:

• стационарные приборы для стабилизации напряжения, их монтаж делают на весь дом;
• переносные модели, они могут стабилизировать работу всего нескольких электрических устройств.

Также, стабилизаторы стационарного назначения подразделяются на однофазные и трехфазные, все зависит от условий, в которых их планируют эксплуатировать. В своем доме или квартире более уместным будет установить и подключить стабилизатор вблизи распределительного щита электроэнергии, с помощью такого шага вы сможете предотвратить сбои и перегрузки всей сети.

Выбор однофазных стабилизаторов напряжения для дачи по основным параметрам

Прежде чем приступить к анализу различных моделей стабилизаторов, необходимо спланировать, как будет работать выпрямитель: будет ли он применяться для всей системы или подключаться к некоторому электрооборудованию.

Схема подключения однофазного стабилизатора напряжения к электросети

Выбор мощности стабилизатора

Чтобы определить мощность планируемого стабилизатора, необходимо узнать требуемую номинальную мощность автоматического выключателя на щитке. Если автомат рассчитан на 40А, то этот показатель следует умножить на существующее напряжение 220В. В результате получаем 8,8 кВт. Этой цифрой и стоит руководствоваться при выборе мощности выпрямителя. Кроме того, рекомендуется выбирать стабилизатор с некоторым запасом мощности (приблизительно 20%). Значит, в нашем случае следует остановить свой выбор на стабилизаторе напряжения для дачи 10 кВт.

Для выбора мощности приобретаемого стабилизатора, необходимо определить номинальную мощность автоматического выключателя на щитке

Разумеется, достаточно мощные модели выпрямителей отличаются высокой стоимостью. С целью более точного расчета, можно суммировать мощности всего находящегося на даче электрооборудования и техники. Однако не стоит забывать, что пусковая мощность техники, имеющей в своем устройстве электрооборудование, будет увеличиваться в 3-5 раз. Эти показатели необходимо учитывать при определении мощности оборудования.

Также можно подключить через стабилизатор только определенную технику на ваше усмотрение, например, только холодильник и кондиционер. Тогда вполне достаточно будет приобрести выравниватель напряжения с мощностью 3 кВт. У такого стабилизатора напряжения 220В для дачи цена будет гораздо ниже.

Для подключения одного или двух бытовых приборов можно использовать выпрямитель с мощностью 3 кВт

Выбор стабилизатора по основным характеристикам

Критерии выбора выравнивателей напряжения для дачных домов основываются на том, что чаще всего дачный дом используется от случая к случаю. Как следствие, дачный дом в зимний период не отапливается, а электроснабжение на таких участках заведомо некачественное. В таком случае важными будут такие характеристики приборов, как работоспособность при отрицательных температурах и возможность стабилизации напряжения в широком интервале.

Стабилизаторы для дачи должны иметь достаточный диапазон входного напряжения, особенно это касается нижнего предела. Это необходимо для того, чтобы при пониженном напряжении или включении мощного оборудования, другая техника в доме не отключалась. Кроме того, при эксплуатации бытовой техники в дачных условиях, необходим выпрямитель, способный работать в режиме перегрузок и низких температур, плавно регулирующийся и работающий бесшумно. Ведь зачастую дачные дома оснащены разными типами оборудования, в том числе высокоточного с электронным управлением, требующего качественной защиты.

Использование стабилизатора напряжения в системе отопления дачного дома

Чтобы правильно подобрать стабилизатор, необходимо проследить за тем, каким бывает максимальное и минимальное напряжение в сети. От этого зависит, с каким диапазоном преобразования придется устанавливать прибор.

Также следует обратить внимание при покупке на точность выравнивания напряжения. Если вам предлагают приобрести прибор с точностью корректировки 10%, то такой показатель не является одним из лучших и не всегда сможет уберечь высокоточную технику

Следует остановить свой выбор на моделях с точностью от 1% до 5%.

Вольтметр — прибор для измерения напряжения в электросети

Большую роль играет и длительность перепадов напряжений. В таком случае стабилизатор должен иметь способность работать в условиях перегрузки.

Если планируется использование выпрямителя в зимнее время, следует выбирать модели с возможностью функционирования при низких температурах.

Инструкция по подключению в щитке

Первым делом монтируете в электрощитке, сразу после вводного автомата трехпозиционный переключатель.

в первом положении, когда язычок поднят вверх, напряжение будет подаваться в дом напрямую с электросети, без задействования стабилизатора

Вдруг он у вас вышел из строя или нужно провести какие либо ревизионные работы. Не будете же каждый раз откидывать провода и обесточивать всю квартиру.

во втором положении II (язычок автомата смотрит вниз) – эл.снабжение будет идти через стабилизатор

положение «0» – все электроприборы отключены, как от стабилизатора, так и от внешней сети

Выбираете место установки стабилизатора напряжения. Ставить где попало его тоже нельзя. Существуют определенные правила, которых следует придерживаться.

Прокладываете от щитка до этого места два кабеля ВВГнГ-Ls.

Каждый из них желательно промаркировать и сделать соответствующие надписи с обоих концов:

вход на стабилизатор

выход из стабилизатора

Снимаете изоляцию с жил и сначала подключаете кабель в электрощитке. Фазу с того провода, что идет на вход стабилизатора, подсоединяете к выходным зажимам вводного автомата.

Далее разбираетесь с кабелем стабилизатор-выход. Фазную жилу (пусть это будет белый провод), подключаете к контакту №2 на трехпозиционном выключателе.

Ноль и землю с обоих кабелей сажаете на соответствующие шинки.

Теперь нужно подать фазу непосредственно с вводного автомата на трехпозиционный. Зачищаете монтажный провод ПУГВ, оконцовываете жилы наконечниками НШВИ и заводите его с фазного выхода вводного автомата на зажим №4 выключателя.

Все что остается сделать в щитке – запитать все автоматы с клеммы №1 трехпозиционника.

Проделываете эту операцию опять же гибкими монтажными проводами.

Таким образом по схеме вы подали фазу с вводного автомата на 3-х позиционный, а уже далее через его контакты распределили нагрузку, путем подключения через стабилизатор (контакт №2-№1) и напрямую без него (контакт №4-№1).

В вашем конкретном случае данные номера контактов могут не совпадать с указанными здесь цифрами! Обязательно уточняйте все в инструкции или в паспорте на автомат.

Заключение

Эта схема наиболее простая, включает в себя наименьшее количество элементов, создает стабильное напряжение на выходе. Для работы множества электрических устройств этого стабилизатора вполне достаточно. Такой транзистор и стабилитрон рассчитаны на наибольшую силу тока 8 А. Значит, что для подобного тока необходим охлаждающий радиатор, отводящий тепло от полупроводников.

Для разработки таких стабилизаторов чаще всего применяются стабилитроны, транзисторы и стабисторы. Они имеют пониженный КПД, поэтому используются только в маломощных схемах. Чаще всего они применяются в качестве источников основного напряжения в схемах компенсации стабилизаторов напряжения. Такие параметрические стабилизаторы бывают мостовыми, многокаскадными и однокаскадными. Это наиболее простые схемы стабилизаторов, построенных на основе стабилитрона и других полупроводниковых элементов.