220V мрежови стабилизатори на напрежение - сравнение на различни видове, предимства и недостатъци

Всяка къща има маса домакински уреди, струващи от единици до десетки и дори стотици хиляди рубли. За да може тя да служи възможно най-дълго, тя трябва да бъде наблюдавана, да се грижи и да извърши всички дейности по поддръжката, ако има такива. Опасност обаче остават само скоковете на тока.

В домакинските електрически мрежи те се срещат често, могат да бъдат причинени от смяна на мощно електрическо оборудване, както и проблеми по линиите, като лош контакт, разрушени опори и така нататък. За да намалите риска от повреда на оборудването поради лошо захранване, можете да използвате стабилизатори на напрежение 220V. В тази статия ще разгледаме какви са те и как се различават.

Авто трансформатор

Преди да започнем преглед на видовете електрически стабилизатори, ще разгледаме какво е автотрансформатор, защото той лежи в основата на повечето съвременни стабилизатори.

Автотрансформатор - различава се от обичайния префикс „auto“ в името, той означава „себе си“. Основната разлика от конвенционалния трансформатор е, че той има една намотка, той също е първичен и вторичен. На фигурата по-долу виждате нейната диаграма.

Ако автотрансформаторът е условно разделен на първична и вторична страна, тогава напрежението се подава не до краищата на намотките, а между единия край и крана. Тогава между крайните краища на намотките напрежението ще бъде по-високо от входа.

Автотрансформаторите могат да се извършват или с няколко крана от намотката, за осъществяване на поетапно превключване на изходното напрежение. Но повечето лабораторни автотрансформатори осигуряват плавно регулиране на "изхода", как се организира това?

За да направите това, изходните клеми са свързани с плъзгащ се контакт - графитна четка, която облекчава напрежението от завоите си. Този възел е показан на снимката по-долу.

Видове и характеристики

Първо, помислете за класификацията по видове и техните характеристики. Стабилизаторите се отличават по метода на стабилизация и регулиране на напрежението:

1. Ферорезонанс.

2. Реле.

3. Електромеханични или серво задвижвани;

4. Електронен или инверторен, с полупроводникови превключватели.

Когато избирате стабилизатор от всякакъв тип, първо трябва да разгледате неговите характеристики. Може би основната е мощността, тя е обозначена във VA - волт-ампери или kVA - киловолтови ампери.

Моля, обърнете внимание:

Волтови ампери са единица за измерване на видимата мощност, която се състои от сумата от активните и реактивните сили. Вие плащате за активна мощност, която се измерва във ватове (W) или киловат (kW), а консумацията на енергия съответно е kW / h.

В допълнение към мощността, трябва да обърнете внимание и на грешката в регулирането на изходното напрежение и входния диапазон, както и на скоростта на реакцията към промените в напрежението.

Това трябва да се има предвид при избора на устройство, защото ако изчислите количеството активна мощност, консумирана от устройствата и закупите стабилизатор „от край до край“, той може да не издържи. За да се определи общата мощност, активният трябва да се умножи по косинус фи - това коефициент на мощносте равно на съотношението активна мощност към пълна, тогава общата мощност е равна на коефициента на активния и коефициента:

Брутна мощност = активна мощност / cosF

Трябва също така да се вземат предвид ефективността и токовете за включване. Във всеки случай вземете стабилизатор с общ резерв на мощност 30-40%, в идеалния случай 50% от планирания капацитет на потребителите.

Например:

Ако общата мощност на защитените устройства е 3 kW, тогава е по-добре да закупите стабилизатор за 4-4,5 kVA.

Разграничавайте еднофазните и трифазните стабилизатори на напрежението, но тъй като еднофазният вход е по-често срещан в домакинските мрежи за захранване, тогава ще се съсредоточим върху такива стабилизатори.

Ферорезонансен стабилизатор

Ферорезонансен стабилизатор ще предпази електрическото оборудване от пренапрежения. Състои се от два дросела и кондензатор, приблизителната му схема е показана на фигурата по-долу.

Те са евтини, но не осигуряват реална стабилизация на изходното напрежение, въпреки че осигуряват известна защита на електрическото оборудване. В момента пазарът не е твърде често срещан. За нормална и безопасна работа на вашето оборудване, те не трябва да се имат предвид. Фигурата по-долу показва външния му вид.

Трябва да се помни, че неговите предимства са издръжливостта, тъй като няма задействащи механизми и скорост.

Реле стабилизатор

Релейният стабилизатор се основава на автотрансформатор и на система за управление реле и микроконтролер, Принципът на работа е да превключвате крановете от завоите на автотрансформатора, за да се постигне стабилно напрежение на изходната мрежа. Приблизителна схема на такъв стабилизатор е показана по-долу:

Диаграмата показва, че релейният стабилизатор осигурява поетапно регулиране на изходното напрежение. Следователно има грешка в регулирането на изходното напрежение от около 8%. Всъщност грешката зависи от броя на стъпките.

Както беше казано, крановете от намотката на трансформатора се превключват с помощта на електромеханични релета и за да се осигури едновременно увеличаване и намаляване на скоростта, автотрансформаторът е направен по такъв начин, че са разрешени 4 крана за понижаване на изходното напрежение и 3 крана за увеличаване.

Релетата работят достатъчно бързо, реакционната скорост на стабилизатора. В зависимост от типа на специфичните релета те работят за 2-7 милисекунди. Самото устройство осигурява етапи на превключване и крайната реакция за 2-12 милисекунди.

Самият трансформатор и превключвателните релета са видими на снимката - това са блоковете в черните случаи зад него.

Колкото повече релета са инсталирани, толкова по-голяма е точността на регулирането и обхватът на работните напрежения. Някои модели работят в обхвата на напрежението от 100-290V.

Техните предимства:

• ниска цена;

• надеждност;

• не се намесвайте в мрежата;

• повечето модели имат допълнителни функции, като защита от пренапрежение, захранване с напрежение от вход към изход директно. този режим се нарича байпас (байпас), необходимо е да се намалят загубите на трансформатора при нормална стойност на захранващото напрежение. Защитата срещу късо съединение и прегряване също може да бъде интегрирана;

• експлоатационен живот от 8-15 години;

• отлична поддръжка - ако релетата се провалят, те могат лесно, бързо и евтино да бъдат заменени. критичен е отказът на трансформатора или контролното табло;

• висока ефективност - 97-99%.

Недостатъкът е поетапното регулиране. Някои може да не са доволни от редовни кликвания при превключване на релета. Те обаче не са твърде силни.

Релейните стабилизатори са добре подходящи за захранване на хладилници, перални и други уреди с двигатели и нагреватели.

Електромеханични или серво задвижващи стабилизатори на напрежението

Серво задвижваните стабилизатори на напрежението по принцип приличат на лабораторен автотрансформатор, единствената разлика е, че напрежението се регулира автоматично, т.е. от серво.

С тази конструкция е невъзможно да се осигури рязка реакция на промените в напрежението, скоростта на реакцията е в диапазона 10-15 волта за 1 секунда. Следователно той е подходящ за зони, където постоянно се наблюдава ниско или високо напрежение или дори плава през деня. Това често се случва в селата и частния сектор. Те ще реагират на плавни промени в захранващото напрежение и ще осигурят стабилна мощност при 220 V.

предимства:

• плавно регулиране на напрежението;

• прецизно регулиране.

недостатъци:

• износване на подвижни части и необходимостта от тяхната редовна профилактика или подмяна;

• работата на стабилизатора е доста шумна поради звуци от серво задвижването и движението на токовия колектор по намотката, което означава, че когато входното напрежение се промени, ще чуете бръмчене;

• прахът и влажността са злите врагове на всеки електрически уред, но в случай на стабилно задвижван стабилизатор това е особено критично, тъй като всъщност основният функционален блок вътре е в отворено състояние.

Електронен регулатор на напрежението

Всъщност това е същият реле-стабилизатор, но вместо релето се използват полупроводникови превключватели - тиристори или триаци. Това осигурява тихо превключване и по-бърза реакция.

Тиристорните модели имат подобно устройство:

Ако напрежението в мрежата е в нормални граници, електронната система за управление на стабилизатора ще включи байпасния режим и ще постави ток в байпас на трансформатора. Това е необходимо за повишаване на ефективността.

Това видео сравнява работата на релето и електронния стабилизатор на напрежението:

предимства:

1. Надеждност. Полупроводниковите ключове не се характеризират с механично износване на контактите.

2. Изпълнението е с порядък по-голям.

3. Безшумност.

недостатъци:

1. Цената е по-висока от тази на релейните модели.

2. Възможността за краткотрайно претоварване на полупроводникови превключватели е по-ниска от тази на електромеханичните релета.

3. Симмисторите също могат да се провалят, ако възникне разрушаване на импулс с високо напрежение, но производителите минимизират тези проблеми.

Инверторен стабилизатор

Друго име за този тип инструменти са стабилизатори с двойно преобразуване. Блок-схемата на устройството е показана на фигурата по-долу.

Тоест в тази верига напрежението отива към входния филтър на електромагнитни смущения, след това към коректора на коефициента на мощност (може да не е в евтини модели), след това се изправя и отива към инвертора и към изходната верига към товара. По този начин изходното напрежение не влияе на изхода и скоростта на реакция на стабилизатора с двоен преобразувател е по-висока от тази на другите видове.

Единственото ограничение е обхватът на входното напрежение, което е ограничено от характеристиките на веригата на инвертора. Инверторът с трансформатора участва в двойното преобразуване, следователно се осигурява и галванична изолация на входните и изходните вериги. Това е по-ясно отразено на диаграмата по-долу, въпреки че това е верига за непрекъсваемо захранване, но значението е същото.

По-долу е даден пример за електрическо принципно подобно устройство.

Съответно графиката на условното напрежение на входа и изхода на стабилизатора с двойно преобразуване.

предимства:

• тих;

• Точност и регулиране на скоростта;

• Голям диапазон на входното напрежение

Недостатъкът е цената.

заключение

Всички стабилизатори са добри по свой начин, а инсталирането на който и да е от тях ще подобри условията на работа на електрическите уреди и ще удължи техния експлоатационен живот. Трябва обаче да вземете предвид скоростта и да направите изводи, ако често се появяват импулсни скокове на напрежение във вашата мрежа.

За да обобщя и да направя правилния избор, прочетете таблицата, аз подбрах няколко модела от различни видове с приблизително една и съща мощност. Цените са взети от Yandex.Market и са посочени за юли 2018г.