+7(495) 773-44-97

Задать вопрос

  1. Пожалуйста, введите Ваш E-mail
  2. Пожалуйста, введите тему сообщения
  3. Пожалуйста, введите текс Вашего сообщения
  4. Прикрепить файл
    Неверный Ввод

032Стабилизатор напряжения - это электрическое устройство предназначенное, как видно из названия, для стабилизации электрического напряжения, то есть для удержания его значений в заданном диапазоне. На данный момент существует несколько типов стабилизаторов напряжения, но в основе каждого из них вплоть до самых современных лежит автотрансформатор, принцип действия которого, как и принцип действия других видов электрических трансформаторов, основан на явлении электромагнитной индукции открытым английским физиком Майклом Фарадеем аж в 1831 году. Перед тем как рассказать о том какие бывают стабилизаторы напряжения и в чем их отличия, скажем пару слов о том для чего предназначены эти устройства, а для чего их использовать не следует.

Стабилизатор напряжения:
• Не может являться источником дополнительной электрической мощности,
  а наоборот является ее потребителем.012
• Не служит фильтром от высокочастотных и низкочастотных помех,
а иногда (как в случае с электромеханическим стабилизатором) может являться их источником.
• Не может влиять на форму синусоиды и частоту входных электрических параметров и передает их без изменений во внутреннюю сеть.

Стабилизатор напряжения предназначен:
• Для защиты от резких скачков (только симисторный и релейный стабилизаторы) и плавных013
перепадов напряжения во внешней сети в пределах диапазона, указанного в паспортных
данных стабилизатора.
• Для защиты от постоянно пониженного напряжения.
• Для защиты от постоянно повышенного напряжения.


011Выбор мощности стабилизатора напряжения. Основным параметром при выборе стабилизатора напряжения, вне зависимости от его типа, является электрическая мощность, которую можно подключить на его выход. Здесь есть подвох, для понимания которого требуется небольшой экскурс в основы электротехники. Дело в том, что в характеристиках стабилизаторов производитель, как правило, указывает только полную мощность нагрузки, которую можно к нему подключить. А в соответствии с законами физики, полная электрическая мощность – это сумма активной и реактивной мощностей. Единица измерения полной мощности: вольт-ампер (ВА – это 1 вольт-ампер, кВА – 1000 вольт-ампер). Потребителями активной мощности являются нагрузки, использующие всю поданную на них электрическую энергию для выполнения полезной работы, например лампа накаливания вырабатывает свет и тепло, чайник – вырабатывает тепло для нагрева воды. Единица измерения активной мощности: Ватт (Вт – 1 ватт, кВт – 1000 ватт) Потребителями реактивной мощности, в основном, являются нагрузки имеющие индуктивность – то есть обмотку, в большинстве случаев это электродвигатели и трансформаторы. В этих устройствах, кроме полезной работы (например, вращения вала электродвигателя) электрический ток совершает и «бесполезную» работу по созданию магнитного поля вокруг обмоток, на что и расходуется реактивная часть мощности. Единица измерения реактивной мощности: вольт-ампер реактивный (ВАр – это 1 вольт-ампер реактивный, кВАр – 1000 вольт-ампер реактивных).

Таким образом, при расчете полной мощности подключаемой к стабилизатору, необходимо учитывать не только "полезную" активную мощность но и "вредную" реактивную мощность, потребляемую некоторыми нагрузками. Делается это следующим образом: мощности активных нагрузок просто суммируются, а мощности нагрузок с реактивной составляющей сначала умножаются на коэффициент 1,3 и только потом суммируются. 1,3 – это приблизительный коэффициент для вычисления полной мощности нагрузок с реактивной составляющей (электродвигателей и трансформаторов), он взят с запасом и служит для того чтобы не отягощать будущих обладателей стабилизаторов сложными и в данном случае не обязательными точными расчетами.


Пример расчета мощности стабилизатора напряжения.

Активные нагрузки:

1. Электрический чайник 1,5 кВт. = 1,5кВА
2. Радиатор отопления 2,0 кВт. = 2,0 кВА
3. Микроволновая печь 1,5 кВт. =1,5 кВА
4. Бытовая техника 1,0 кВт. = 1,0 кВА
5. Электроосвещение 1,5 кВт. = 1,5 кВА

Нагрузки с реактивной составляющей:

1. Скважинный насос 1,0 кВт *1,3 = 1,3 кВА
2. Холодильник (электродвигатель компрессора) 0,3 кВт * 1,3 = 0,39 кВА
3. Стиральная машина (электродвигатель) 2,0 кВт*1,3 = 2,6 кВА

Суммируем мощности:

0141,5+2,0+1,5+1,0+1,5+1,3+0,39+2,6 = 11,79 кВА. – это полная мощность наших потребителей. Таким образом, в соответствии с данным примером, нам необходим стабилизатор напряжения мощностью не менее 12 кВА. При этом, важно иметь ввиду следующий нюанс: если стабилизатор будет использоваться для повышения постоянно пониженного напряжения, следует учитывать, что чем меньше входное напряжение, тем меньшую мощность можно подключить к выходу стабилизатора. Например, если входное напряжение в течение длительного времени будет равно 170 В, стабилизатор сможет отдавать нагрузке на 25-30% меньше мощности, чем заявлено производителем.

Проще говоря, стабилизатора мощностью 12 кВА из нашего примера, в данном случае становится недостаточно. Увеличим требуемую мощность стабилизатора на 30%: 12*1,3=15,6 кВА, как видно из результата, для длительного поддержания выходного напряжения на уровне 220 В при нагрузке 11,79 кВА и входном напряжении 170 В, требуется стабилизатор напряжения мощностью 15-16 кВА


Типы стабилизаторов напряжения. Существует несколько типов стабилизаторов напряжения, отличающихся друг от друга по конструкции, стоимости и функциональным возможностям, мы рассмотрим только три из них, подходящих для использования в подавляющем большинстве случаев.

1. Релейный стабилизатор напряжения. 036
2. Электромеханический стабилизатор напряжения 037
3. Тиристорный (или симисторный) стабилизатор напряжения. 038

 

 035Релейный стабилизатор напряжения. Как уже говорилось выше, в основе всех стабилизаторов напряжения лежит автотрансформатор. Если не вдаваться в технические подробности, его устройство выглядит так: он имеет один вход и несколько выходов (от 3-х до 20-ти). На вход подается напряжение из внешней электросети, а с каждого из выходов может сниматься пониженное или повышенное (относительно электросети) напряжение, в зависимости от того, к какому именно выводу в данный момент подключена нагрузка. Для переключений с одного вывода на другой используются реле, благодаря которым стабилизатор и получил свое название. Переключением реле, в свою очередь, занимается блок управления, в зависимости от того, повысить надо напряжение на выходе или понизить.
Кроме того, блок управления автоматически отключает нагрузку в случае, если параметры входного напряжения выходят за пределы, установленные производителем, включение нагрузки происходит с задержкой, после возвращения параметров входного напряжения в рабочий диапазон стабилизатора.

001Достоинства релейных стабилизаторов:
• Невысокая стоимость, по сравнению с симисторными стабилизаторами
• Высокая скорость реакции на изменение входного напряжения, по сравнению с электромеханическими стабилизаторами.
• Не требуют обслуживания.

003Недостатки релейных стабилизаторов:
• Ступенчатость регулирования выходного напряжения. Релейные стабилизаторы, как правило, имеют небольшое (от 3 до 7) количество выходов, соответственно, переключения между ними в процессе регулирования будут заметны, например, в виде моргания лампочек. А при резких скачках входного напряжения, блок управления даст команду реле перескочить сразу через несколько ступеней, что еще более отрицательно скажется на стабильности выходного напряжения.


 

 

 034Электромеханический стабилизатор напряжения. В конструкции данных стабилизаторов для снятия выходного напряжения используется графитовая щетка, плавно передвигаемая небольшим электромотором по всей ширине вторичной обмотки автотрансформатора. Блок управления с помощью электромотора перемещает щетку по обмотке трансформатора вверх или вниз, в зависимости от того, повысить нужно напряжение на выходе или понизить. То есть, процесс регулирования напряжения осуществляется с помощью механического перемещения графитовой щетки, отсюда и название стабилизатора.

001Достоинства электромеханических стабилизаторов:
• Невысокая стоимость, по сравнению с симисторными и релейными аналогами.
• Высокая точность поддержания выходного напряжения, обычно 2-3 %.
• Плавность регулирования выходного напряжения. Нет скачков, как в случае с релейным стабилизатором.

003Недостатки электромеханических стабилизаторов:
• Низкая скорость регулирования выходного напряжения. От резких скачков напряжения данный стабилизатор не защитит.
• Необходимость регулярного технического обслуживания – замены щетки.
• Высокая шумность, за счет работы механизма для перемещения щетки.
• Может являться источником электромагнитных помех.



 

012Тиристорный (симисторный) стабилизатор напряжения. Устройство симисторного стабилизатора напряжения аналогично устройству релейного, за исключением того что вместо реле в нем применяются полупроводниковые приборы – симисторы, предназначенные для коммутации нагрузки в цепях переменного тока. Применение симисторов дает преимущество в скорости переключения между выводами автотрансформатора и как следствие, возможность увеличения количества таких выводов, чем достигается широкий диапазон регулирования выходного напряжения и плавность переключений.

001Достоинства симисторных стабилизаторов напряжения:
• Высокая скорость стабилизации выходного напряжения. Переключения между ступенями практически не заметно.
• Высокая точность поддержания выходного напряжения.
• Длительный срок службы, за счет большого количества циклов работы симисторов.

Недостатки тиристорных стабилизаторов:003
• Высокая стоимость.




 

013Вывод. Если в Вашей электросети стабильное но повышенное или пониженное напряжение, резкие перепады случаются редко, то Вам подойдет электромеханический или релейный стабилизатор напряжения. В случае, если резкие скачки напряжения все-таки имеют место (это можно заметить по резкому изменению интенсивности свечения ламп накаливания, а также определить с помощью вольтметра) и при этом в доме используется дорогая бытовая техника, мы настоятельно рекомендуем использовать симисторный стабилизатор напряжения.

Даже если в вашей сети не наблюдается резких скачков, но в доме есть электрические приборы выход из строя которых может Вас крайне огорчить, рекомендуем при наличии возможности приобретать симисторный стабилизатор напряжения.