Stabilisateurs de tension de réseau 220 V - comparaison de différents types, avantages et inconvénients

Chaque maison a une masse d'appareils électroménagers, coûtant des unités à des dizaines et même des centaines de milliers de roubles. Pour qu'elle puisse servir le plus longtemps possible, elle doit être surveillée, prise en charge et effectuer tous les travaux de maintenance, le cas échéant. Cependant, seules les surtensions restent un danger.

Dans les réseaux électriques domestiques, ils se produisent fréquemment, ils peuvent être causés par la commutation d'équipements électriques puissants, ainsi que par des problèmes sur les lignes, tels qu'un mauvais contact, des supports délabrés, etc. Pour réduire le risque de défaillance de l'équipement en raison d'une mauvaise alimentation, vous pouvez utiliser des stabilisateurs de tension 220V. Dans cet article, nous examinerons ce qu'ils sont et comment ils diffèrent.

Transformateur automatique

Avant de commencer un examen des types de stabilisateurs électriques, nous examinerons ce qu'est un autotransformateur, car il est à la base de la plupart des stabilisateurs modernes.

Autotransformateur - diffère du préfixe habituel «auto» dans le nom, il signifie «lui-même». La différence fondamentale avec un transformateur conventionnel est qu'il a un enroulement, il est également primaire et secondaire. Dans la figure ci-dessous, vous voyez son diagramme.

Si l'autotransformateur est classiquement divisé en côtés primaire et secondaire, alors la tension n'est pas fournie aux extrémités des enroulements, mais entre une extrémité et le robinet. Ensuite, entre les extrémités extrêmes des enroulements, la tension sera supérieure à l'entrée.

Les autotransformateurs peuvent être réalisés soit avec plusieurs prises de l'enroulement, pour la mise en œuvre d'une commutation pas à pas de la tension de sortie. Mais la plupart des autotransformateurs de laboratoire permettent un ajustement en douceur de la "sortie", comment est-ce organisé?

Pour ce faire, les bornes de sortie sont connectées à un contact coulissant - une brosse en graphite, qui soulage la tension de ses spires. Ce nœud est illustré sur la photo ci-dessous.

Types et caractéristiques

Considérons d'abord la classification par type et leurs caractéristiques. Les stabilisateurs se distinguent par la méthode de stabilisation et de régulation de la tension:

1. Ferrorésonant.

2. Relais.

3. Électromécanique ou servocommandé;

4. Électronique ou inverseur, avec interrupteurs à semi-conducteurs.

Lors du choix d'un stabilisateur de tout type, vous devez d'abord examiner ses caractéristiques. Peut-être que le principal est la puissance, il est indiqué en VA - voltampères ou kVA - kilovolt-ampères.

Veuillez noter:

Les voltampères sont une unité de mesure de la puissance apparente, qui se compose de la somme des puissances active et réactive. Vous payez pour la puissance active, qui est mesurée en watts (W) ou kilowatts (kW), et la consommation électrique est respectivement en kW / h.

En plus de la puissance, vous devez également faire attention à l'erreur de régulation de la tension de sortie et de la plage d'entrée, ainsi qu'à la vitesse de réaction aux variations de tension.

Cela doit être pris en compte lors du choix d'un appareil, car si vous calculez la quantité d'énergie active consommée par les appareils et achetez un stabilisateur «de bout en bout», il peut ne pas le supporter. Pour déterminer la puissance totale, l'actif doit être multiplié par le cosinus phi - ce facteur de puissanceest égal au rapport entre la puissance active et la puissance totale, alors la puissance totale est égale au quotient actif et coefficient:

Puissance brute = puissance active / cosF

L'efficacité et les courants d'appel doivent également être pris en compte. Dans tous les cas, prenez un stabilisateur avec une réserve de marche totale de 30 à 40%, idéalement 50% de la capacité prévue des consommateurs.

Par exemple:

Si la puissance totale des appareils protégés est de 3 kW, il est préférable d'acheter un stabilisateur pour 4-4,5 kVA.

Distinguer les stabilisateurs de tension monophasés et triphasés, mais comme l'entrée monophasée est plus courante dans les réseaux électriques domestiques, nous nous concentrerons sur ces stabilisateurs.

Stabilisateur ferrorésonant

Un stabilisateur ferrorésonant protégera l'équipement électrique contre les surtensions. Il se compose de deux selfs et d'un condensateur, son circuit approximatif est illustré dans la figure ci-dessous.

Ils sont bon marché, mais n'assurent pas une réelle stabilisation de la tension de sortie, bien qu'ils fournissent une certaine protection pour les équipements électriques. Actuellement, le marché n'est pas trop courant. Pour un fonctionnement normal et sûr de votre équipement, ils ne doivent pas être pris en compte. La figure ci-dessous montre son apparence.

Il convient de rappeler que ses avantages sont la durabilité, car il n'y a pas d'actionneurs et de vitesse.

Stabilisateur de relais

Le stabilisateur de relais est basé sur un autotransformateur et un système de contrôle basé sur relais et microcontrôleur. Le principe de fonctionnement est de commuter les prises des spires de l'autotransformateur pour obtenir une tension stable du réseau de sortie. Un schéma approximatif d'un tel stabilisateur est présenté ci-dessous:

Le diagramme montre que le stabilisateur de relais fournit un ajustement pas à pas de la tension de sortie. Il y a donc une erreur dans la régulation de la tension de sortie d'environ 8%. En fait, l'erreur dépend du nombre d'étapes.

Comme il a été dit, les prises de l'enroulement du transformateur sont commutées à l'aide de relais électromécaniques, et pour assurer un fonctionnement à la fois vers le haut et vers le bas, l'autotransformateur est conçu de telle sorte que 4 prises pour abaisser la tension de sortie et 3 prises pour augmenter sont autorisées.

Les relais fonctionnent assez rapidement, la vitesse de réaction du stabilisateur. Selon le type de relais spécifiques, ils fonctionnent en 2 à 7 millisecondes. L'appareil lui-même fournit des étapes de commutation et la réaction finale en 2 à 12 millisecondes.

Le transformateur lui-même et les relais de commutation sont visibles sur la photo - ce sont les blocs dans les boîtiers noirs derrière lui.

Plus il y a de relais installés, plus la précision de réglage et la plage de tensions de fonctionnement sont grandes. Certains modèles fonctionnent dans la plage de tension de 100 à 290 V.

Leurs avantages:

• bon marché;

• la fiabilité

• n'interfèrent pas avec le réseau;

• la plupart des modèles ont des fonctions supplémentaires, telles que la protection contre les surtensions, l'alimentation en tension de l'entrée à la sortie directement. Ce mode est appelé bypass (bypass), il faut réduire les pertes sur le transformateur à une valeur normale de la tension d'alimentation. La protection contre les courts-circuits et la surchauffe peut également être intégrée;

• durée de vie de 8 à 15 ans;

• excellente maintenabilité - si les relais échouent, ils peuvent être remplacés facilement, rapidement et à moindre coût. critique est la défaillance du transformateur ou de la carte de commande;

• haute efficacité - 97-99%.

L'inconvénient est le réglage pas à pas. Certains peuvent ne pas être satisfaits des clics réguliers lors du changement de relais. Cependant, ils ne sont pas trop bruyants.

Les stabilisateurs de relais sont bien adaptés pour alimenter des réfrigérateurs, des machines à laver et d'autres appareils avec des moteurs et des radiateurs.

Stabilisateurs électromécaniques ou servo-commandés

Les stabilisateurs de tension servo-commandés ressemblent en principe à un autotransformateur de laboratoire, la seule différence est que la tension est régulée automatiquement, par servo.

Avec cette conception, il est impossible de fournir une réaction nette aux changements de tension, la vitesse de réaction est de l'ordre de 10 à 15 volts par 1 seconde. Par conséquent, il est bien adapté aux zones où une basse ou une haute tension est constamment observée, voire flotte pendant la journée. Cela se produit souvent dans les villages et le secteur privé. Ils réagiront aux changements en douceur de la tension d'alimentation et fourniront une sortie stable à 220 V.

Avantages:

• réglage en douceur de la tension;

• réglage de précision.

Inconvénients:

• l'usure des pièces mobiles et la nécessité de les prévenir ou de les remplacer régulièrement;

• le fonctionnement du stabilisateur est assez bruyant en raison des sons du servo variateur et du mouvement du collecteur de courant le long de l'enroulement, ce qui signifie que lorsque la tension d'entrée change, vous entendrez un bourdonnement;

• la poussière et l'humidité sont les ennemis pervers de tout appareil électrique, mais dans le cas d'un stabilisateur à servocommande, cela est particulièrement critique, car en fait l'unité fonctionnelle principale à l'intérieur est à l'état ouvert.

Régulateur de tension électronique

En fait, c'est le même stabilisateur de relais, mais au lieu du relais, des commutateurs à semi-conducteurs sont utilisés - thyristors ou triacs. Cela permet une commutation silencieuse et une réponse plus rapide.

Les modèles à thyristors ont un dispositif similaire:

Si la tension dans le réseau est dans les limites normales, le système de contrôle électronique du stabilisateur activera le mode de dérivation et mettra le courant en dérivation du transformateur. Cela est nécessaire pour augmenter l'efficacité.

Cette vidéo compare le fonctionnement du relais et du stabilisateur de tension électronique:

Avantages:

1. Fiabilité. Les touches semi-conductrices ne sont pas caractérisées par une usure mécanique des contacts.

2. Les performances sont d'un ordre de grandeur plus élevé.

3. Silence.

Inconvénients:

1. Le coût est plus élevé que celui des modèles à relais.

2. La capacité de surcharge à court terme des commutateurs à semi-conducteurs est inférieure à celle des relais électromécaniques.

3. Les symmistors peuvent également échouer en cas de panne d'impulsion haute tension, mais les fabricants minimisent ces problèmes.

Stabilisateur de l'onduleur

Un autre nom pour ce type d'instrument est les stabilisateurs à double conversion. Le schéma de principe de l'appareil est illustré dans la figure ci-dessous.

C'est-à-dire que, dans ce circuit, la tension est fournie au filtre d'entrée des interférences électromagnétiques, puis au correcteur du facteur de puissance (ce peut ne pas être dans les modèles bon marché) puis elle est redressée et envoyée à l'onduleur et au circuit de sortie à la charge. Ainsi, la tension de sortie n'affecte pas la sortie et la vitesse de réaction du stabilisateur avec un double convertisseur est supérieure à celle des autres types.

La seule limitation est la plage de tension d'entrée, qui est limitée par les caractéristiques du circuit onduleur. L'onduleur avec le transformateur est impliqué dans la double conversion, par conséquent, l'isolation galvanique des circuits d'entrée et de sortie est également fournie. Cela se reflète plus clairement dans le diagramme ci-dessous, bien qu'il s'agisse d'un circuit d'alimentation sans coupure, mais la signification est la même.

Vous trouverez ci-dessous un exemple de dispositif similaire au principe électrique.

En conséquence, le graphique de tension conditionnelle à l'entrée et à la sortie du stabilisateur avec double conversion.

Avantages:

• Silence;

• Précision et réglage de la vitesse;

• Large plage de tension d'entrée.

L'inconvénient est le coût.

Conclusion

Tous les stabilisateurs sont bons à leur manière et leur installation améliorera les conditions de travail des appareils électriques et prolongera leur durée de vie. Cependant, vous devez tenir compte de la vitesse et tirer des conclusions si des surtensions pulsées surviennent souvent dans votre réseau.

Afin de résumer et de faire le bon choix, lisez le tableau, j'ai ramassé plusieurs modèles de différents types d'environ la même puissance. Les prix sont tirés de Yandex.Market et sont indiqués pour juillet 2018.