Как да изберем регулатор на напрежението

Стабилизатор на напрежението - устройство, абсолютно необходимо във всеки дом. Той е необходим и на производствената площадка, но тук ще се съсредоточим върху домакинските стабилизатори, предназначени да предпазват домакинските уреди и оборудване от пренапрежения и токове. Обикновено напрежението в багажника е 220 или 380 V при честота 50 Hz. Но поради различни фактори - свързване на консуматори с висока мощност, пикови натоварвания във вечерните или сутрешните часове, аварии на електропроводи, токът може да се отклони от зададените параметри с процентно напрежение с 25 - 40 и в двете посоки.

Прекалено ниското, както и твърде високото мрежово напрежение е също толкова опасно и нежелателно за домакинските уреди. Внезапните скокове са двойно опасни. Хладилниците, телевизорите, домашните помпи и котлите, компютрите могат просто да спрат да работят. Входните вериги, сложната електроника на блоковете с настройки могат да изгорят, могат да възникнат други повреди, които са доста скъпи за поправяне.

Как работи регулаторът на напрежението

За да определите кой стабилизатор на напрежението за дома е най-добре да изберете, трябва да знаете основните принципи на тяхната работа, какви са стабилизаторите и кои са важните параметри и на какво не можете да обърнете внимание.

В основата си стабилизаторът е регулируем трансформатор за обратна връзка. Променливият ток от линията навлиза в първичната намотка и възбужда приблизително същия ток във вторичната намотка, към който са свързани потребителите. Ако броят на завоите на първичната намотка се промени, токът във вторичната, при който броят на работните завои остава същият, ще се промени съответно. На промяната в съотношението на броя на завоите и изградена работа на регулируеми трансформатори.

Индуктивната връзка е много надеждна и не осигурява директен контакт на намотките - само чрез метална сърцевина. Такива трансформатори ви позволяват почти моментално да променяте параметрите на изходния ток, трябва само да конфигурирате управлението на токовия колектор в зависимост от напрежението в захранващата мрежа, така че когато токът падне в мрежата във вторичната намотка, той се увеличава, а когато напрежението се превиши, намалява.

Контролиран трансформатор е в основата на всички битови стабилизатори. Разликите в тях се отнасят само до схемите за контрол.

Видове стабилизатори на напрежението

На пазара доминират два вида стабилизатори - електромеханичен и електронен.

Електромеханични стабилизатори на напрежението

В електромеханичните стабилизатори токът в намотката се регулира от контактен плъзгач, който се движи по повърхността, променяйки броя на работните завои. Всеки, който помни училищен курс по физика, може да си представи реостат от експерименти в класната стая. Електромеханичният регулатор на напрежението работи приблизително по същия начин, само плъзгачът се движи не на ръка, а с помощта на електродвигател.

Електромеханичните стабилизатори са много надеждни и ви позволяват плавно да променяте напрежението във вторичната намотка. Но с простотата си те имат редица недостатъци:

• като повечето механични устройства имат осезаема инерция - забавянето на работата е забележимо с просто око;
• въглеродните контакти се износват във времето и изискват подмяна;
• шумът по време на работа почти не се чува, но все още има.

Преди да изберете регулатор на напрежението от електромеханичен тип, е необходимо да сравните скоростта на реакция, посочена в паспорта на продукта, в единици V / s. Колкото по-добър е този показател, толкова по-добър е стабилизаторът за чувствителни инструменти.

Електронни регулатори на напрежението

Електронните стабилизатори работят малко по-различно. Обратна връзка и превключване чрез тиристорни, седемфазни или релейни веригикоито променят броя на намотките, свързани към мрежата. Такива стабилизатори работят абсолютно безшумно, не се нагряват и се характеризират с много висока скорост на реакция. Но тук имаше някои недостатъци - електронните стабилизатори регулират изходното напрежение поетапно. Въпреки че разликите не са твърде големи, те могат да добавят дисонанс към работата на електрониката или двигателите.

Феромагнитни регулатори на напрежението

Феромагнитните стабилизатори са устройства, които практически не се произвеждат за битови нужди, въпреки че все още можете да намерите ранни модели, които бяха много популярни преди десетилетия. Тяхната работа се основава на промяна на положението на феромагнитното ядро ​​спрямо намотките. Системата е много надеждна, но обемиста и шумна. Основните недостатъци са работа само при натоварване и възможно изкривяване на синусоидалните характеристики. За съвременната електроника и домакински уреди те са неподходящи, но за мощни електродвигатели, ръчни инструменти и заваръчни машини тяхното използване е напълно приемливо.

Как да изберем регулатор на напрежението по параметри

Има само няколко наистина важни параметъра, които характеризират работата на стабилизатора и удобството при използването му. Това е:

• брой фази;
• мощност;
• набор от корекции;
• скорост на реакция;
• наличие на защита от претоварване;
• метод на свързване.

Какъв стабилизатор на напрежението да изберем за частна къща, може да се реши само чрез правилно очертаване на обхвата от задачи, които ще изпълнява, като се вземат предвид основните характеристики в комплекса.

Стабилизатор на мрежата или багажника

По метода на свързване стабилизаторите се разделят на багажник и мрежа. Първите се инсталират на входа на електрозахранването на къщата и регулират напрежението, доставено на всички потребители без изключение - осветление, отопление, аларма, домакински уреди. По правило модерната къща е енергийно наситена система с високо ниво на потребление на ток. Следователно мощността на основните стабилизатори започва от 3 kW.

Мрежовите регулатори са проектирани да защитават едно, по-рядко две устройства от един и същи тип. Те са свързани към конвенционален изход и представляват междинна връзка между багажника и потребителя. Мощността на мрежовите стабилизатори е сравнително малка, но в къщата може да има няколко.

Това са сравнително евтини устройства, които защитават сложно и скъпо оборудване, ако няма основен стабилизатор или натоварването върху него е много голямо. Мрежовите стабилизатори се инсталират както в жилищни сгради, така и в офиси, болници, пунктове за контакт, където работи много високо прецизно електронно оборудване, което е чувствително към напрежения.

Брой фази на стабилизатора

Един от основните определящи параметри, когато решавате кой регулатор на напрежението е най-добре да изберете за дом. Еднофазната мрежа изисква стабилизатор с препоръчителна връзка 220 V. Има три начина за решаване на проблема с трифазната стабилизация на тока - закупете три еднофазни стабилизатори, настройте всяка фаза, инсталирайте стабилизатора само на една фаза, към която са свързани най-чувствителните потребители, и инсталирайте мощно трифазно устройство контролиране на напрежението в цялата къща.

Трябва да знаете, че повечето домакински стабилизатори с малка и средна мощност са три синхронизирани еднофазни в общ корпус. За голяма мощност обикновено се използват три трансформатора, сглобени на едно ядро. Те са по-надеждни и по-лесни за регулиране.

мощност

За да разберете как да изберете стабилизатор на напрежението за частна къща, трябва да знаете точно колко електроенергия се консумира в къщата теоретично и практично. Първата цифра се определя много просто - аритметично обобщава капацитета на всички потребители, от електрическата крушка до помпата за сваляне и заваръчната машина в гаража. Тази цифра показва колко енергия е необходима с всички устройства, включени едновременно.

Но този показател не е горната граница - много инструменти и устройства на домакински уреди са оборудвани с електродвигатели, които консумират много повече ток при стартиране, отколкото при работа дори при максимално натоварване. Тази така наречена реактивна мощност води до факта, че общото потребление значително се увеличава.

Следващата стъпка е да умножите мощността на всяко устройство с електрически мотор, взето в kVA (посочено в паспорта), на 2 и да добавите към съществуващата цифра. След това увеличете резултата с още 25%, в случай на непредвидени обстоятелства. След толкова трудни изчисления на пръв поглед ще получите реалната мощност на стабилизатора, който трябва да бъде инсталиран в къщата.

Консумирана мощност (Wt.) На популярното промишлено и строително оборудване:

Консумирана мощност (W) на домакински електрически уреди:

Средната мощност на трифазен стабилизатор на едноетажна къща с гараж и пълен набор от домакински уреди едва надвишава 10 кВт. Не е толкова много и не е твърде скъпо. За апартамент с две три стаи е достатъчно 5 кВт, а за двуетажно имение е необходим стабилизатор от 15 - 25 кВт.

Но когато избирате стабилизатор по отношение на мощността, също е необходимо да се обърне внимание на обхвата на текущите настройки на напрежението. Тя трябва да бъде в диапазона от 150 - 250 V. Само в тази част на линията на възможните отклонения мощността на стабилизатора съответства на максимума, посочен в паспорта. Ако производителят е посочил по-широк обхват, например 140 - 280 V - още по-добре, къщата ви ще бъде защитена по-надеждно. Но в същото време цената на устройството се увеличава леко.

Но цената не е основният фактор. Закупуването на стабилизатор с минимален диапазон на регулиране, например 280 - 240 V, не се препоръчва, освен като мрежа, ако къщата има общ багажник. Такива устройства не са твърде скъпи, но те могат да изравнят само напрежението в тесни граници.

За специални случаи, когато отклоненията в захранващата мрежа могат да бъдат повече от 120 V (надолу), се използват сложни и скъпи стабилизатори, които могат да работят в този диапазон. Обикновено те са комбинирани инсталации с електромеханично и електронно регулиране, работещи успоредно. Но такава техника рядко се изисква, така че обикновеният купувач практически не се интересува от нея.

По мощност в гамата на всеки производител има еднофазни стабилизатори до 10 kVA и трифазни 5 - 30 kVA. Всеки, не непременно професионален електротехник, може да ги избере, като се съсредоточи върху горната методика за изчисление. Не си струва да купувате стабилизатори с мощност от 35 - 100 kVA за къща или лятна резиденция. Те са предназначени за монтаж в офис и търговски центрове, работилници и други съоръжения с висока консумация на ток.Освен това те са масови и скъпи, а плащането на излишната мощност, която никога няма да бъде използвана, не е практично.

Точност на изхода

Нито един стабилизатор не дава точно 220 V. Винаги има разлики в производителността. Държавните стандарти позволяват отклонения до 10% в двете посоки. По правило дори много чувствителното оборудване, включително инвертори, компютри и комуникационни устройства, с такова изкривяване на параметрите работи доста надеждно. Вътрешните потребители първоначално са били проектирани за такива отклонения и в експлоатация също не създават проблеми.

Според точността на изходното напрежение електромеханичните стабилизатори наистина излъчват 220 ± 3% V, а електронните - 220 ± 1% V, но тогава времето им за реакция е порядък или дори два, по-нисък. Ако електронният регулатор е в състояние да промени изходното напрежение за стотни от секундата, тогава електромеханичният ще похарчи за него от 0,5 до 1-2 секунди.

Системи за защита на стабилизатора

Подобно на трансформаторите, се изискват системи за защита на всички видове стабилизатори. Схематичната им схема и задачи са приблизително еднакви, те се задействат, когато захранващият ток надвишава допустимите натоварвания и изключва потребителя от мрежата. Когато захранващият ток се върне към нормалното, потокът се възстановява автоматично.

Стабилизаторът има и собствена ефективна система за защита - това е доста сложно устройство с маса електроника, което е чувствително към напрежения и токови претоварвания. При късо съединение в мрежата може да възникне рязко увеличение на тока, което може буквално да изгори вериги.

Системата за автоматична защита ще изключи първичната намотка и системата за регулиране от захранващия ток, докато нормалните й параметри бъдат възстановени. Включването на стабилизатора в работата обикновено се извършва и в автоматичен режим, но има модели с ръчно включване след аварийно спиране.

Допълнителни функции и опции

Имайки предвид въпроса за избора на стабилизатор на напрежение за апартамент или къща, човек не трябва да изпуска от поглед редица допълнителни функции, които опростяват работата, правят я по-безопасна и разширяват функционалността на инсталацията. Често от два стабилизатора от една и съща фаза, мощност и диапазон на настройка си струва да изберете един, който има повече функции, дори ако струва малко повече.

Волтметър и амперметър

Домашните стабилизатори са оборудвани с измервателни уреди - необходими са волтметри, амперметри - като опция. Устройствата показват изходното напрежение след стабилизиране и силата на тока във всяка фаза. Ако трябва да разберете напрежението в захранващата мрежа, тогава някои стабилизатори предоставят такава възможност - просто натиснете специален бутон и превключвателите на волтметър, за да измервате входните параметри на мрежата. Повечето домакински стабилизатори са оборудвани с аналогови (показалец) волтметри и амперметри с достатъчно висока точност.

Но наскоро много производители на стабилизатори преминаха към цифрови устройства - това значително подобрява дизайна и, разбира се, ви позволява да увеличите разходите за инсталиране. Въпреки че няма голямо влияние върху точността на измерването, при контрола на работата на домакински стабилизатор десетите и стотни единици не играят особена роля.

Много стабилизатори са оборудвани с LED аларма, която може да информира за нормалната работа на устройството, за излизане от режим, критични претоварвания и други условия както на мрежата, така и на самото устройство. Всеки от производителите използва броя на светодиодите и техния цвят, което му се струва най-удобно. Преди да започнете работа на стабилизатора, е необходимо да се запознаете със стойността на всяка крушка и с режима на нейната работа - светене, мигане и честота на светкавиците.

Стабилизаторите работят в автоматичен режим и не е предвидена възможност за ръчно регулиране. Но управляващите устройства изпълняват доста важна функция - винаги можете да определите обхвата на отклонение на напрежението и тока за всяка фаза и да изключите потребителя, който не може да работи в тези условия.Можете също така да контролирате визуално общата текуща мощност в домашната мрежа, като използвате данните на управляващите устройства и формулата P =UI.

Възможността за превключване на забавянето на появата на напрежение на изхода

Друг удобен вариант е бутона за забавяне на изходното напрежение. Това е необходимо, за да може след стабилизиране на всички стабилизаторни вериги да започне да работи и да доставя тока с необходимите характеристики на мрежата. Обикновено за това нивото на домакинството на стабилизатора отнема 5 - 7 секунди. Но при високо ниво на консумация на енергия в домашната мрежа, този път може да не е достатъчно, бутонът ви позволява да го удължите до няколко минути и да премахнете възможните фалшиви стартирания.

Режим байпас

Много удобно е, ако в него е предвидена функцията „байпас“, тоест условия за постоянен ток, заобикаляйки всички вериги за регулиране и трансформаторно оборудване. Това е много удобно, когато захранващото напрежение е много по-ниско от допустимия обхват на работа или трябва да свържете устройство, което надвишава критичното ниво на стабилизатора по мощност. В този случай превключвателят позволява електрическият ток да преминава директно към потребителя, а стабилизаторът е в режим на готовност.

Принудително охлаждане на вентилатора

До около 10 kVA, стабилизаторите се охлаждат чрез конвекционни потоци, циркулиращи свободно през вентилационните отвори на корпуса. По-високите централи са оборудвани с принудителни вентилатори.

Характеристики на инсталиране и свързване

По правило свързването на стабилизатори не е трудно, особено мрежови и еднофазни мрежи. Мрежовите контролери се включват в обикновен домашен контакт. На кутията им се показват същите гнезда (един, два или повече, в зависимост от мощността), към които може да се свърже всяко устройство от ниво домакинство.

Стабилизаторите на багажника са свързани чрез терминален блок с 5 пина. Два - за проводниците на електрическата мрежа, два - за влизане в домашната мрежа и един за заземяване (задължително). Когато инсталирате стабилизатора близо до входната точка на кабелната линия в къщата, можете да го свържете сами. Но трябва да изключите главния прекъсвач (превключвател). Под напрежение е изключително опасно и неприемливо да се свързва според всички правила за безопасност.

След измервателния уред поставете стабилизатор с всякаква мощност. Трифазният стабилизатор е оборудван с девет-клемен блок. Той трябва да бъде свързан от професионален електротехник, използвайки специални инструменти. Инсталирани стабилизатори на стената или на пода, в зависимост от мощността и версията.

По правило работата им е разрешена само при положителни температури и нормална влажност. При T ≥ +40 ⁰С термичната защита на устройството може да работи, следователно стабилизаторът трябва да се монтира далеч от отоплителните уреди на места, които са затворени от пряка слънчева светлина.