Устройство стабилизации сетевого напряжения

Практически каждый человек знает, что перепады напряжения могут повлиять на работу бытовой техники. Чтобы выровнять ток в домашних условиях вам необходимо использовать стабилизатор напряжения. Если у вас нет желания покупать это устройство, тогда мы расскажем, как сделать стабилизатор напряжения своими руками.

Основные элементы стабилизатора напряжения

Перед тем как изготовить стабилизатор напряжения вам необходимо изучить его составные части. Чтобы собрать простой выравниватель тока вам потребуются стандартные навыки. Самодельный стабилизатор напряжения для дома состоит из:

1. Конденсатора.
2. Нескольких диодов.
3. Резистора.
4. Проводов, которые соединят микросхемы.

Если вы возьмете старый сварочный аппарат, тогда он идеально справиться с этой задачей. Переделать сварочный аппарат в стабилизатор не составляет труда. Не у всех людей есть ненужный сварочный аппарат и поэтому мы решили рассмотреть другой способ изготовления стабилизатора напряжения своими руками. Импульсный стабилизатор сложно изготовить своими руками. Именно поэтому в этой статье мы рассмотрим изготовление линейного стабилизатора самостоятельно. также поможет защитить проводку.

Изготовление самодельного стабилизатора

Основой любого выпрямителя считается трансформатор. Это устройство представляет собою две небольшие катушки, которые в процессе работы образуют индуктивную электромагнитную связь. Эту взаимосвязь можно выразить формулой, которая изображена на фото ниже:

Формула считается не идеальной, так как она позволяет понижать или повышать напряжение. Если изучить статистику, тогда можно понять, что в 90% случаев потребители получают пониженный ток. Именно поэтому вам необходимо сделать повышающий трансформатор. Число его витков должно быть не менее 2000 тысяч. Для расчета витков следует использовать следующую формулу:

Также вам следует изучить вторую часть формулы, которая изображена ниже:

Теперь ваш стабилизатор напряжения, который будет увеличивать ток на заданную величину готов. Иногда потребитель может столкнуться со скачками напряжения. Именно поэтому формула примет следующие значения:

Для изменения сопротивления в сети вы сможете использовать реостат. Вам сложно будет управлять этим устройством вручную. Именно поэтому благодаря микросхеме вы сможете его полностью автоматизировать. Наиболее простым способом считается вывод тока с трансформатора на конденсатор.

Этот способ считается достаточно архаичным. Если у вас нет желания с ним заморачиваться, тогда лучше всего использовать УЗО. В этом случае, если напряжение в квартире или доме возрастет, тогда УЗО просто отключит его подачу. В остальное время трансформатор самостоятельно сможет выравнивать напряжение. При повышенном напряжении вам необходимо использовать понижающий трансформатор. Собирать его можно также как и этот. Только обмотка на второй катушке обязательно должна быть из толстой проволоки. Если вы желаете получить хороший эффект, тогда необходимо собрать оба трансформатора.

Большинство электрических машин изготавливаются и продаются по всему миру и должны работать согласно местным требованиям по параметрам сети. Рассмотрим простой пример. Электрический станок может быть изготовлен в Германии и применяться по всему миру. Во всех странах используется различное напряжение в диапазоне 200–250 В. Таким образом, в самой Германии он будет работать на 230 В, а у нас, в России, хотелось бы верить, на 220 В.

На что влияют эти цифры? На срок полезного использования. Это и есть небольшая проблема, называемая перенапряжение. Есть ещё другие вопросы, которые действительно доставляют беспокойство. Напряжение на вводе в ваш дом может подниматься и падать довольно резко. По времени скачки могут быть секундные, минутные и часовые в зависимости от колебаний спроса и предложения.

Например, если в вашем районе находится большой завод с мощными электрическими машинами – это может привести к переходным процессам: приливам или провалам. Последние также могут быть вызваны ударами молний, использованием электричества в режиме максимума (к примеру, приготовление еды в одно и то же время каждый вечер). На практике, электроснабжение 220 В регулярно колеблется в пределах 10% или больше, реальное напряжение бывает где-то 200–240 В.

Мы привыкли иметь множество гаджетов (ноутбуки, телевизоры и т. д.) со встроенными трансформаторами. Последние превращают входное напряжение в стабильное на 220 В. Большинство из нас даже не подозревают о проблеме.

Теоретически, электроэнергия должна подаваться в форме синусоидальной волны, которая поднимается, опускается и меняет направление плавно 50 раз в секунду (обычная частота питающей сети). На практике переменный ток может также включать нерегулярные, более высокие частоты сигналов, называемых гармониками, которые потенциально могут вредить чувствительной технике (вызывая перегрев) и действительно должны быть отфильтрованы.

Существует оптимальное решение этой проблемы – приобрести стабилизатор напряжения 220 В для дома, способный изменять более высокое входное напряжение на более низкий уровень в соответствии с тем, что действительно нужно для вашей бытовой техники.

Какие бывают стабилизаторы и как выбрать?

Могут работать в различных направлениях. В конструкции некоторых из них включены феррорезонансные трансформаторы (также называемые трансформаторами постоянного напряжения или вариаторами). Устройства ведут себя как обычные трансформеры, но с дополнительным компонентом (индуктором на основе конденсатора и резонирующей катушкой, встроенной в их вторичные обмотки).

Феррорезонансные стабилизаторы обеспечивают более или менее постоянное выходное напряжение (обычно колеблется на 1–3 %).

Другие стабилизаторы напряжения 220 работают иначе. Самыми популярными из них являются электронные. Принцип работы таких устройств основывается на постоянном измерении входного напряжения и сравнивании с требуемым. Если значение напряжения на входе не соответствующее, оно корректируется путём вычитания или сложения. Таким образом, на выходе получается устойчивый сигнал на 220 В.

На рынке представлено три основных типа стабилизаторов для дома:

• релейные,
• электромеханические,
• электромагнитные.

Все они имеют свои преимущества и недостатки. Но мы, как правило, выбирая, смотрим лишь на привычные критерии: качество и цена.

Зачем мы выбираем стабилизатор для дома?

Стабилизатор напряжения обычно является более дорогим решением, чем простой понижающий трансформатор, но общая экономия энергии с его использованием составит больше на 10-20 %. Хотя некоторые для дома на 5 кВт стоят тысячи долларов, они, как правило, окупаются за 2-3 года.

Преимущества их применения:

• уменьшают энергоемкость, затраты на обслуживание и продление срока службы бытовых приборов;
• за счет сокращения потребления энергии, они помогают внести ваш личный позитивный вклад в решение экологических проблем, таких как изменение климата.

Как выбрать стабилизатор 220 В для дома?

Оборудование для оптимизации напряжения является сложным, и используется для крупного бизнеса или промышленности. В настоящее время стабилизаторы для дома и дачи стали изделиями массового производства и пользуются спросом. В чем выгода от использования таких устройств для обычных собственников жилья?

Производители гарантируют потенциальную экономию в размере 10 % на счетах за электроэнергию. «Оптимизация напряжения» - звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой. В чем подвох? В действительности это нарушает один из основных законов физики: сохранения энергии. Согласно этому закону, нельзя сделать энергию из воздуха или получить из чего-то больше энергии, чем она вложена. Каким образом энергия, идущая на устройство, уменьшается?

В начале статьи было сказано о перенапряжении. При этом двигатель никогда не будет крутиться быстрее: просто дополнительная энергия потратится на тепло. Только уменьшая напряжение и снижая тепловые потери, вы уменьшаете полезную энергию, которую потребляет двигатель. Другими словами, если мотор работает на своём идеальном, низком напряжении, вы делаете его более эффективным.

Сэкономленная энергия выливается в финансовые сбережения (для вас) и экологический эффект (для планеты). Стоит помнить, что если техника работает, потребляя энергию с завышенными параметрами (слишком высокого напряжения или тока), то она изнашивается значительно быстрее. Продление жизни электрических приборов и выливается в финансовую и экологическую выгоды. Может это и есть лучший КПД? Хотя, конечно, технически этот показатель основывается на иных соображениях.

220 В? Есть самый простой способ. Для дома лучше выбрать устройство согласно существующему рейтингу стабилизаторов напряжения для дома.

Прежде всего, стоит отметить, что существует предел тому, насколько вы можете сократить напряжение без уменьшения полезного отпуска. Рассмотрим пример интуитивно понятный: бытовой холодильник, рассчитанный на 220 В, никогда не будет работать от 1,5-вольтовой батареи. Просто потому, что батарея при таком низком напряжении не может обеспечить достаточную энергию для питания электродвигателя.

Производители утверждают, оптимизация напряжения может составлять 10–20 %. То есть настолько можно смело сократить напряжение без ущерба для самих приборов? Это вводит в заблуждение. В реальности довольно трудно определить, как бытовые приборы загружены.

Так как же правильно выбрать? Параметры, по которым выбираются стабильники:

• бесшумность;
• мощность;
• фазность;
• точность стабилизации.

Какой стабилизатор напряжения выбрать для частного дома

1. Рейтинг стабилизаторов напряжения для дома на 5 квт

Как выбрать стабилизатор напряжения? Любое электрическое оборудование выбирается по определённым критериям. В зависимости от суммарной мощности всех электроприёмников, выбирается и мощность стабилизатора.

В квартире самым мощным оборудованием является электроплита (7 кВт), поэтому однофазный стабилизатор в диапазоне мощностей от 5 до 8 кВт – это будет самое верное решение. С такими характеристиками устройство подойдёт и для небольшого дачного домика, в котором отсутствуют мощные энергопотребители.

Энергия Classic 7500 . Прибор пользуется популярностью благодаря отличительным свойствам – точности 5%, высокому КПД, защите от перегрева и КЗ. Конструкция удобна в использовании, она настенного исполнения и весом около 20 кг.

RUCELF SRWII-6000-L . Второе место в рейтинге принадлежит релейному стабилизатору для квартиры и дачи. Погрешность не более 3,5%, хороший КПД, предусмотрены функции защиты от помех, КЗ, перегрева, перенапряжения в сети.

Ресанта АСН-8000Н/1-Ц . Среди однофазных приборов является самым приемлемым по цене. Точность стабилизации у него не такая высокая, как у предыдущих - всего 8%, но со своими функциями справляется на «хорошо».

2. Рейтинг стабилизаторов напряжения для дома 10–15 кВт

Защита коттеджа или дома стабилизатором в диапазоне -15 кВт станет наилучшим выбором. В рейтинге таких устройств на первых местах стоят следующие модели:

RUCELF SRWII-12000-L ., способный выдерживать нагрузку до 10 кВт, релейного типа, с наивысшим КПД и точностью стабилизации 3,5%. Судя по отзывам владельцев прибор является самым лучшим для дома.

РЕСАНТА LUX АСН-10000Н/1-Ц . Основным преимуществом этого аппарата является недорогая цена и отличная защита от сетевых скачков. Только вот есть один недостаток - погрешность 8%.

Энергия ACH 20000 . Славится хорошими нагрузочными способностями, сравнительно небольшой погрешностью - 6%, отличным КПД. Устройство напольного исполнения, работает бесшумно. Является хорошим вариантом для дома с однофазным потреблением электричества.

Лучший стабилизатор напряжения 220 В для дома: как все-таки выбрать?

Технические возможности – это хорошо. Однако есть ещё важные аспекты выбора аппаратов. Среди них значатся габариты выбранного устройства. Стабильники большой мощности имеют размеры более одного метра, и поэтому для их размещения потребуется специальный угол в помещении. Если дома места не хватает, то лучше обратить внимание на настенные модели. Чем-то придётся жертвовать: компактные приборы для потребителя стоят несколько дороже.

Условное обозначение IP определяет свойства защиты корпуса. Влаго- или пыле- защищённое будет иметь большую идентификацию, нежели негерметизированный вариант исполнения. С соответствующим IP уже не страшно будет случайное попадание влаги или пыли.

С надежной системой охлаждения длительно использующиеся аппараты не будут перегреваться. Свой выбор стабилизатора для дома при известной нестабильности сети в вашем районе лучше останавливать на моделях с принудительной вентиляцией. Если же для электроснабжения характерны быстро стабилизирующиеся скачки, то выбирайте аппараты с естественным охлаждением через вентиляционные решетки в корпусе.

Бытовые устройства чувствительны к скачкам напряжения, быстрее подлежат износу, и появляются неисправности. В электрической сети напряжение часто изменяется, снижается, либо возрастает. Это взаимосвязано с отдаленностью источника энергии и некачественной линии питания.

Чтобы подключать приборы к устойчивому питанию, в жилых помещениях применяют стабилизаторы напряжения. На его выходе напряжение обладает стабильными свойствами. Стабилизатор можно приобрести в торговой сети, однако такой прибор можно изготовить своими руками.

Имеются допуски на изменение напряжения не более 10% от номинального значения (220 В). Это отклонение должно быть соблюдено как в большую сторону, так и в меньшую. Но идеальной электрической сети не бывает, и величина напряжения в сети часто меняется, усугубляя тем самым работу подключенных к ней устройств.

Электрические приборы отрицательно реагируют на такие капризы сети и могут быстро выйти из строя, потеряв при этом свои заложенные функции. Чтобы избежать таких последствий, люди применяют самодельные приборы под названием стабилизаторы напряжения. Эффективным стабилизатором стал прибор, выполненный на симисторах. Как сделать стабилизатор напряжения своими руками мы и рассмотрим.

Характеристика стабилизатора

Это устройство стабилизации не будет иметь повышенную чувствительность к изменениям напряжения, подающегося по общей линии. Сглаживание напряжения будет производиться в том случае, если на входе напряжение будет находиться в пределах от 130 до 270 вольт.

Включенные в сеть устройства будут питаться напряжением, имеющим величину от 205 до 230 вольт. От такого прибора можно будет питать электрические устройства, суммарная мощность которых до 6 кВт. Стабилизатор будет производить переключение нагрузки потребителя за 10 мс.

Устройство стабилизатора

Схема устройства стабилизации.

Стабилизатор напряжения по указанной схеме имеет в своем составе следующие части:

1. Питающий блок, в который входят емкости С2, С5, компаратор, трансформатор, теплоэлектрический диод.
2. Узел, задерживающий подключение нагрузки потребителя, и состоящий из сопротивлений, транзисторов, емкости.
3. Выпрямительного моста, измеряющего амплитуду напряжения. Выпрямитель состоит из емкости, диода, стабилитрона, нескольких делителей.
4. Компаратора напряжения. Его составными частями являются сопротивления и компараторы.
5. Логического контроллера на микросхемах.
6. Усилителей, на транзисторах VТ4-12, резисторов, ограничивающих ток.
7. Светодиодов в качестве индикаторов.
8. Оптитронных ключей. Каждый из ник снабжается симисторами и резисторами, а также оптосимисторами.
9. Электрического автомата, либо предохранителя.
10. Автотрансформатора.

Принцип действия

Рассмотрим, как функционирует .

После подключения питания емкость С1 находится в состоянии разряда, транзистор VТ1 открытый, а VТ2 закрытый. VТ3 транзистор также остается закрытым. Через него поступает ток на все светодиоды и оптитрон на основе симисторов.

Так как этот транзистор пребывает в закрытом состоянии, то светодиоды не горят, а каждый симистор закрыт, нагрузка выключена. В этот момент ток поступает через сопротивление R1 и приходит на С1. Дальше конденсатор начинает заряжаться.

Диапазон выдержки идет три секунды. За этот период производятся все процессы перехода. После их окончания срабатывает триггер Шмитта на основе транзисторов VТ1 и VТ2. После этого открывается 3-й транзистор и подключается нагрузка.

Напряжение, выходящее с 3-й обмотки Т1, выравнивается диодом VD2 и емкостью С2. Далее ток поступает на делитель на сопротивлениях R13-14. Из сопротивления R14, напряжение, величина которого прямо зависит от величины напряжения, включена в каждый неинвертирующий компараторный вход.

Число компараторов становится равным 8. Они все выполнены на микросхемах DА2 и DА3. В то же время на инвертируемый вход компараторов подходит постоянный ток, подающийся с помощью делителей R15-23. Дальше вступает в действие контроллер, осуществляющий прием входного сигнала каждого компаратора.

Стабилизатор напряжения и его особенности

Когда напряжение входа становится меньше 130 вольт, то на выходах компараторов появляется логический уровень малого размера. В этот момент транзистор VТ4 находится в открытом виде, первый светодиод мигает. Эта индикация сообщает о наличии низкого напряжения, что означает невозможность выполнения регулируемым стабилизатором своих функций.

Все симисторы закрытии и нагрузка отключена. Когда напряжение находится в пределах 130-150 вольт, то сигналы 1 и А имеют свойства высокого значения логического уровня. Такой уровень имеет низкое значение. В таком случае транзистор VТ5 открывается, и начинает сигнализировать второй светодиод.

Оптосимистор U1.2 открывается, так же, как и симистор VS2. Через симистор будет протекать нагрузочный ток. Затем нагрузка зайдет в верхний вывод катушки автотрансформатора Т2.

Если напряжение входа 150 – 170 В, то сигналы 2, 1 и В имеют повышенное значение логического уровня. Другие сигналы имеют низкий уровень. При таком напряжении входа транзистор VТ6 открывается, 3-й светодиод включается. В этот момент 2-й симистор открывается и ток поступает на второй вывод катушки Т2, являющийся 2-м сверху.

Собранный самостоятельно стабилизатор напряжения на 220 вольт будет соединять обмотки 2-го трансформатора, если уровень напряжения входа достигнет соответственно: 190, 210, 230, 250 вольт. Чтобы сделать такой стабилизатор, необходима печатная плата 115 х 90 мм, изготовленная из фольгированного стеклотекстолита.

Изображение платы можно отпечатать на принтере. Затем с помощью утюга переносят это изображение на плату.

Изготовление трансформаторов

Изготовить трансформаторы Т1 и Т2 можно самостоятельно. Для Т1, мощность которого 3 кВт, необходимо применить магнитопровод с поперечным сечением 1,87 см 2 , и 3 провода ПЭВ – 2. 1-й провод диаметром 0,064 мм. Им наматывают первую катушку, с количеством витков 8669. Другие 2 провода применяются для образования остальных обмоток. Провода на них должны быть одного диаметра 0,185 мм, с числом витков 522.

Чтобы не изготавливать самому такие трансформаторы, можно применить готовые варианты ТПК – 2 – 2 х 12 В, соединенные последовательно.

Чтобы изготовить трансформатор Т2 на 6 кВт, применяют магнитопровод тороидальной формы. Обмотку наматывают проводом ПЭВ – 2 с числом витков 455. На трансформаторе необходимо вывести 7 отводов. Первые 3 из них наматываются проводом 3 мм. Остальные 4 отвода наматываются шинами сечением 18 мм 2 . С таким сечением провода трансформатор не нагреется.

Отводы выполняют на таких витках: 203, 232, 266, 305, 348 и 398. Витки считают с нижнего отвода. В этом случае электрический ток сети должен поступать по отводу 266 витка.

Детали и материалы

Остальные элементы и детали стабилизатора для самостоятельной сборки приобретаются в торговой сети. Перечислим их перечень:

1. Симисторы (отптроны) МОС 3041 – 7 шт.
2. Симисторы ВТА 41 – 800 В – 7 шт.
3. КР 1158 ЕН 6А (DА1) стабилизатор.
4. Компаратор LМ 339 N (для DА2 и DА3) – 2 шт.
5. Диоды DF 005 М (для VD2 и VD1) – 2 шт.
6. Резисторы проволочные СП 5 или СП 3 (для R13, R14 и R25) – 3 шт.
7. Резисторы С2 – 23, с допуском 1% — 7 шт.
8. Резисторы любого номинала с допуском 5% — 30 шт.
9. Резисторы токоограничивающие – 7 шт, для пропускания ими тока 16 миллиампер (для R 41 – 47) – 7 шт.
10. Конденсаторы электролитические – 4 шт (для С5 – 1).
11. Конденсаторы пленочные (С4 – 8).
12. Выключатель, оснащенный предохранителем.

Оптроны МОС 3041 заменяются на МОС 3061. КР 1158 ЕН 6А стабилизатор можно менять на КП 1158 ЕН 6Б. Компаратор К 1401 СА 1 можно установить в качестве аналога LM 339 N. Вместо диодов можно использовать КЦ 407 А.

Микросхему КР 1158 ЕН 6А надо устанавливать на теплоотвод. Для его изготовления применяют алюминиевую пластинку 15 см 2 . Также на него необходимо установить симисторы. Для симисторов допускается применять общий теплоотвод. Площадь поверхности должна превышать 1600 см 2 . Стабилизатор необходимо снабдить микросхемой КР 1554 ЛП 5, выступающей в качестве микроконтроллера. Девять светодиодов располагаются так, что попадают в отверстия на панели прибора спереди.

Если устройство корпуса не дает установить их таким образом, как на схеме, то их размещают на другой стороне, где расположены печатные дорожки. Светодиоды необходимо устанавливать мигающего типа, но можно монтировать и немигающие диоды, при условии, что они будут светиться ярким красным светом. Для таких целей применяют АЛ 307 КМ или L 1543 SRC — Е.

Можно выполнить сборку более простых исполнений приборов, но они будут иметь определенными особенностями.

Достоинства и недостатки, отличия от заводских моделей

Если перечислять достоинства стабилизаторов, изготовленных самостоятельно, то основным достоинством является низкая стоимость. Производители приборов часто завышают цены, а своя сборка в любом случае обойдется меньшей стоимостью.

Другим преимуществом можно определить такой фактор, как возможность простого ремонта своими руками устройства, Ведь кто, если не вы знаете лучше устройство, собранное своими руками.

В случае поломки хозяин прибора сразу найдет неисправный элемент и заменит его на новый. Простая замена деталей создается таким фактором, что все детали приобретались в магазине, поэтому их можно будет легко снова купить в любом магазине.

Недостатком самостоятельно собранного стабилизатора напряжения необходимо выделить его сложную настройку.

Простейший стабилизатор напряжения своими руками

Рассмотрим, каким образом можно изготовить самостоятельно стабилизатор на 220 вольт собственными руками, имея под рукой несколько простых деталей. Если в вашей электрической сети напряжение значительно снижено, то такой прибор подойдет вам как нельзя кстати. Чтобы его изготовить, понадобится готовый трансформатор, и несколько простых деталей. Лучше взять такой пример прибора себе на заметку, так как получается неплохое устройство, обладающее достаточной мощностью, например, для микроволновки.

Для холодильников и различных других бытовых устройств понижение напряжения сети очень вредно, больше чем повышение. Если поднять величину напряжения сети, применяя автотрансформатор, то во время уменьшения напряжения сети на выходе прибора напряжение будет нормальной величины. А если в сети напряжение станет в норме, то на выходе мы получим повышенное значение напряжения. Например, возьмем трансформатор на 24 В. При напряжении на линии 190 В на выходе устройства получится 210 В, при значении сети 220 В на выходе получится 244 В. Это вполне допустимо и нормально для работы бытовых устройств.

Для изготовления нам понадобится основная деталь – это простой трансформатор, но не электронный. Его можно найти готовый, либо изменить данные на уже имеющемся трансформаторе, например, от сломанного телевизора. Трансформатор будем соединять по схеме автотрансформатора. Напряжение на выходе будет получаться примерно на 11% выше напряжения сети.

При этом нужно соблюдать осторожность, так как во время значительного перепада напряжения в сети в большую сторону, на выходе устройства получится напряжение, которое значительно превышает допустимую величину.

Автотрансформатор будет добавлять к напряжению линии сети всего 11%. Это значит, что мощность автотрансформатора берется также на 11% от мощности потребителя. Например, мощность микроволновки равна 700 Вт, значит трансформатор берем 80 Вт. Но лучше брать мощность с запасом.

Регулятор SA1 дает возможность, если нужно, подсоединять нагрузку потребителя без автотрансформатора. Конечно, это не полноценный стабилизатор, но зато для его изготовления не требуется больших вложений и много времени.

Что-такое скачки напряжения в электрической сети известно всем, а вот как с этим явлением цивилизованно бороться знают немногие.

В лучшем случае приобретают стабилизатор или ИБП для компьютерной техники, холодильника и т.д., но о том, что можно обеспечить нормальное и безопасное электропотребление для всего дома и не задумываются. Хотя проблема имеет довольно простое решение – требуется лишь правильно подобрать, в соответствии с нормами потребления , стабилизатор для регулировки напряжения в электросети.

Фазы

Прежде всего, следует решить вопрос о том, какой тип стабилизатора – однофазный или трехфазный , потребуется. А так как в большинстве домов однофазная подача электроэнергии , то вопрос решается сам собой, но если для электроснабжения подведена трехфазная линия, то могут быть варианты.

Однофазные

Главная цель их использования – защита электрооборудования от возможных скачков напряжения, из-за которых приборы могут выйти из строя или даже сгореть. Обеспечивают постоянную регулировку и, соответственно, контроль выходного напряжения, подаваемого на электроприборы.

Результат – электроника работает без перебоев , реже выходит из строя, кроме того, за счет стабильности сети удается даже несколько . Среди характерных неудобств является их «шумность», а у некоторых моделей время срабатывания на входящее напряжение может быть немного замедленным.

Трехфазные

Предназначены для электрических сетей в 380 В и рассчитаны на большие нагрузки. Используются на промышленных объектах, а также в коттеджах, в которых существуют автономные системы отопления, различного оборудования компрессорного типа.

Одной из главных проблем использования трехфазных стабилизаторов является невозможность их эксплуатации в случае выхода одной фазы и строя .

Расчет мощности стабилизатора напряжения

Выбор по суммарной мощности приборов

Мощность должна соответствовать максимально сумме мощностей, эксплуатируемого в доме электрооборудования. Для этого простым сложением определяется мощность всех приборов, а для резерва – прибавляется 15-20 % мощности стабилизатору .
Можно расчет выполнить и по формуле, которая позволяет более точно определить мощность стабилизатора. Сначала также суммируются все показатели используемых приборов, а полученный результат делится на коэффициент 0,7. В результате получается число, обозначающее параметр вольт-ампер (ВА) , в котором и измеряется мощность стабилизатора.

Полученное значение округляется обязательно в большую сторону и полученное число будет обозначать мощность аппарата, который следует приобрести для обеспечения нормальной работы электросети в доме.

Важно учитывать , что номинальная мощность прибора не всегда является фактической, в некоторых случаях некоторые стабилизаторы, во время преобразования, теряют до 50% мощности. поэтому в этих случаях потребуется прибор с номинальной мощностью в два раза превышающей требуемый показатель.

Выбор по рабочему диапазону электросетей

Но кроме мощности прибора следует обращать внимание и на его рабочий диапазон. Для электросетей с относительно стабильным напряжением более предпочтительным будет стабилизатор с узким диапазоном рабочих параметров, их условное обозначение буква «У», а аппараты с широким диапазоном, используются для сетей с большими колебаниями напряжений, например, от 160 В , а иногда и ниже, до 230 В , максимально 260-270 В , и обозначают буквой «Ш». Маркировка «Пт» говорит о повышенной точности работы прибора.

Следует учитывать и скорость срабатывания прибора, что является одним из важных параметров, для эксплуатации некоторых видов электрооборудования. Этот параметр показывает быстродействие стабилизатора, его реакцию на резкий скачок в сети и скорость с которой он способен нормализовать подачу нормального напряжения на электроприбор.

Основные виды

Хоть все стабилизаторы используются с одинаковой целью – для нормализации подаваемого напряжения сети на электроприборы , принцип их работы может быть разным. Вид стабилизатора также прямым образом влияет и на его цену , но выбирать аппарат, руководствуясь по этому параметру – неправильно, так как для конкретных условий могут быть ограничения по использованию определенного вида или его работа окажется малоэффективной.



Для стабилизации напряжения в доме можно использовать:

Релейные

• их можно считать одними из самых надежных , а цена их при этом является вполне доступной и оправданной;
• принцип работы сводится к коммутации выводов электронными коммутаторами, что позволяет выполнить ступенчатую регулировку выходного напряжения;
• скорость срабатывания высокая и составляет от 2 до 12 мсек – для прибора и 2-7 мсек – для самого реле ;
• точность аппарата определяется ступенчатостью его работы, чем их больше – тем выше точность и скорость срабатывания;
• способны работать в условиях большого разбега входного напряжения сети, от 100-120В до 270-290 В , со стабильной выдачей и поддержания на выходе требуемого напряжения;
• не оказывают негативного влияния на работу других электроприборов, не создают помех в сети, способны выдерживать кратковременные, но резкие подъемы напряжения в сети;
• надежны и эффективны в плане профилактики и особенно защиты электроприборов в доме от короткого замыкания, помех в работе, особенно импульсной природы, перегрузок;
• могут применяться как в системе комплексной защиты электросетей дома, так и локально, для отдельный приборов или их группы;
• отличаются компактными размерами;
• срок службы составляет около 8-15 лет и зависит, в первую очередь, не от самого прибора, а от состояния электросетей, в результате постоянных скачков напряжения перегрузок и других негативных факторов происходит механический износ реле и/или обгорание его контактной группы;
• процент погрешности выдаваемой мощности в основном низкий, лишь некоторые аппараты имеют высокие показатели погрешности, равные 15% .

Стабилизаторы напряжения — обеспечивают постоянную регулировку и, соответственно, контроль выходного напряжения, подаваемого на электроприборы.
Результат – электроника работает без перебоев, реже выходит из строя, кроме того, за счет стабильности сети удается даже несколько снизить электропотребление дома .

Тиристорные

Так же такие стабилизаторы называют — симисторные

• самые долговечные аппараты , но и цена у них значительно выше, хотя это вполне оправдано, чем у других видов;
• принцип работы сводится к коммутации, при помощи полупроводников-тиристоров (или симисторов) между обмотками;
• скорость срабатывания является самой быстрой и составляет всего 20 м\сек ;
• постоянные или периодические скачки входного напряжения не имеют прямого влияния на их ресурс и, соответственно, не влияют на их срок службы;
• КПД высокий и приближается к 98% ;
• незаменимы в тех случаях, когда важно исключить любые перегрузки в сети во время старта (запуска) электроприборов или оборудования;
• приборы этого вида могут иметь разный класс точности, который также сказывается на цене;
• когда необходимо обеспечить узкий диапазон выходного напряжения, следует приобретать модели с встроенной системой для его корректировки ;
• компактны;
• любые шумы от из работы исключены ;
• слабой стороной можно считать недостаточный теплообмен прибора и этот фактор особо следует учитывать при выборе места для их установки.

Электромеханические

Так же известны как сервомоторные

• имеют автоматическую регулировку напряжения , обеспечиваемую редуктором и электродвигателем;
• принцип их работы сводится к перемещению угольной щетки по трансформаторным обмоткам;
• снабжены плавной регулировкой напряжения ;
• выходное напряжение, указанное в паспорте, почти всегда совпадает с реальным;
• являются одним из самых доступных видов стабилизаторов по цене изделия;
• скорость срабатывания невысокая и определяется конструктивными особенностями аппарата, так как этот процесс обеспечивается электродвигателем, который перемещается вдоль обмотки трансформатора;
• полностью несовместимы с некоторыми электроприборами или оборудованием, например, электросваркой – в лучше случае, это скажется на их сроке службы, а в худшем – просто выведет из строя;
• требуют регулярного обслуживания, а именно – чистки обмотки трансформатора и замены угольных щеток;
• хорошо справляются с защитной функцией при их эксплуатации с большинством домашних электроприборов и компьютерной техникой;
• при правильной эксплуатации – эти приборы долговечны;
• имеют компактные размеры ;
• резкие скачки напряжения в сети приводят к его автоматическому отключению, последующее включение производится в ручном режиме;
• отличаются шумностью, иногда даже повышенной, но если их эксплуатация будет происходит в изолированном помещении – это не является основной проблемой.

Специальные виды стабилизаторов

Такие приборы предназначены для сверхчувствительного оборудования и работы в особых условиях.

Приборы с двойным преобразованием напряжения

• обладают высокой точностью, погрешность выходного напряжения не превышает 1%;
• предназначены для обеспечения нормальной работы сверхточного или чувствительного оборудования, аналогичных приборов, мощность которых находится в диапазоне от 1 до 30 кВт ;
• обеспечивают широкий выходной диапазон напряжений – от 120 до 300В , при этом мощность прямо пропорциональна нагрузкам;
• абсолютно бесшумны в работе, не создают помех в сети, а имеющиеся – подавляют;
• имеют высокую скорость срабатывания ;
• цена их является высокой, но их использования для обслуживания определенных приборов является незаменимым;
• отличаются малыми компактными размерами.

ШИМ (широтно-импульсной модуляции)

• имеют принцип работы основанный на регулировании широтно-импульсной модуляцией выходного напряжения;
• этот эффект достигается применением на входе и выходе стабилизатора аналоговых фильтров , отвечающих за сглаживание и/или нивелирование помех импульсной природы в электросети;
• конструктивно, стабилизаторы данного вида отличаются миниатюрными или небольшими размерами и небольшим весом;
• имеют высокую скорость срабатывания ;
• точность корректировки выходного напряжения составляет не более 1%;
• отличаются надежностью, особенно в ситуациях перманентных скачков напряжения, в том числе и с высокой амплитудой ;
• можно использовать даже в тандеме со сварочным аппаратом;
• недостатком можно считать –ограничение по верхней границе входного напряжения – не выше 245 В;
• высокая цена – еще один фактор, который, относительно, можно считать недостатком;
• обеспечивают полностью бесшумную работу;
• компактны.

Особенности и правила использования

Перед тем как сделать окончательный выбор и остановиться на конкретном виде и модели прибора следует знать некоторые особенности эксплуатации стабилизаторов напряжения. Придется учитывать следующие моменты и факторы:

• принцип работы некоторых электроприборов , например, холодильника или насоса, отличающихся наличием асинхронных двигателей и высоким пусковым током, значительно превышающем номинальный. Для таких приборов стабилизатор должен подбираться с учетом этого фактора и, как правило, его мощность должна быть в два раза выше, чтобы обеспечивать нормальный запуск приборов;
• при дилемме: один или несколько стабилизаторов , следует исходить и того, что при одинаковой мощности, суммарно, несколько приборов обеспечат более высокую надежность работы;
• для трехфазной сети допускается использование однофазного стабилизатора, но только при условии, что все приборы однофазные, но при наличии хотя бы одного трехфазного – следует приобретать аналогичный;
• в тех случаях, когда все приборы в трехфазной сети однофазные, то эффективность работы трех однофазных стабилизаторов будет выше, чем одного трехфазного;
• при монтаже или установке в доме обязательно надо учитывать направление разводки питающего напряжения.

Виды установки и крепления

Все стабилизаторы для дома можно отнести или к напольному типу или настенному, существуют и универсальные по способу монтажа приборы, которые, в зависимости от особенностей помещения , в котором они планируются к размещению, могут или навешиваться на стену или монтироваться на полу.

Наиболее рациональным местом расположения можно считать настенное, так как, кроме очевидно более компактного способа его установки, этот вариант практически исключает возможности для его механического повреждения. Сам процесс установки на стену не представляет никакой сложности – для этого следует вкрутить два дюбеля, а на них и закрепить прибор.

Напольное размещение более характерно для трехфазных моделей, отличающихся массивностью и большим весом. Напольные стабилизаторы, как однофазные, так и трехфазные широко используются для регулировки напряжения во всей сети дома, а настенные могут как служить для этой цели, так и предназначаться для обслуживания конкретных электроприборов или их группы.

Среди наиболее популярных моделей следует отметить такие торговые марки как ЗОРД, ШТИЛЬ, ЭНЕРГИЯ, РУСЕЛФ. На рынке широко представлены модели отечественного производства, стран СНГ, много моделей китайского производства, а также европейской сборки. Часто, цена аналогичных моделей разных производителей может сильно колебаться, но главным определяющим фактором должна служить надежность аппарата , для определения которой репутация производителя играет немалую роль.

Также для домашнего использования популярны портативные, компактные приборы , которые предназначены для подключения единичных, самых уязвимых, приборов. На рынке их ассортимент также очень велик и подобрать модель, отвечающую предъявляемым требованиям и по доступной цене не является проблемой.

Подключение

Если речь идет о портативном приборе , то достаточно, придерживаясь инструкции, выполнить его установку возле того электроприбора, для которого он предназначен, включить его в сеть, а к нему подключить оборудование. Но если планируется устройство защиты для всей сети дома, то без квалифицированного электрика, с соответствующими допусками на проведение соответствующих видов работ, не обойтись. Он, в соответствии с особенностями сети должен составить оптимальную схему подключения .

Также может дать профессиональную консультацию о том, какие приборы лучше включить в общую домовую сеть, а какие следует обезопасить отдельными стабилизаторами. Иногда может оказаться, что экономичнее приобрести несколько стабилизаторов , чем устанавливать один.

Общий стабилизатор напряжения для всего дома устанавливается сразу после счетчика . Но в этом месте должна обеспечиваться естественная вентиляция, не должно быть рядом никаких легковоспламеняющихся материалов, горючих или химических веществ. Также следует избегания сырости и попадания прямых солнечных лучей. Непосредственно подключение прибора производится по схеме, указанной в инструкции .

И хотя монтаж от разных производителей может иметь определенные различия, общим является следующее правило: контакты с двух сторон прибора (вход и выход) должны быть правильно соединены с проводкой. Для соединения с проводами, идущими от счетчика подсоединяется вход, а для распределения по сети дома, соответственно – выход . Для того, чтобы избежать ошибки, контакты «земля» и «фаза» отличаются друг от друга.

Видео

Это видео поможет вам определиться с выбор прибора для вашего дома

Потребление электроэнергии растёт с появлением большого количества приборов, облегчающих быт человека. Жителям мегаполисов в этом плане повезло: они не страдают от перебоев электричества. В больших городах существуют возможности поддержания электросетей в надлежащем состоянии. А вот всем остальным часто приходится сталкиваться со скачками напряжения. Хорошо, если дело обойдётся мигающими лампочками, но зачастую перебои приводят к выходу из строя дорогостоящих приборов. Какой выбрать стабилизатор напряжения 220в для дома, чтобы раз и навсегда забыть об этой проблеме?

Этот компактный прибор поможет справиться с перебоями электросети

Стабилизатор напряжения 220в: какой выбрать для дома, преимущества и принцип действия

Известно, что организации, поставляющие электричество в дома потребителей, нередко поднимают напряжение в сетях, рассчитанных на 220 – 380 вольт на десять процентов, а то и больше. Результатом становится не только повышенная оплата за энергию, но и выход из строя чувствительных приборов, потеря ценных данных и сбои в жизненно важных для человека системах.

Для чего необходим стабилизатор

Элементарный пример: десять процентов лишнего напряжения в сети заставляет лампу гореть на треть сильнее и при этом снижает продолжительность её службы почти вполовину. А заплатить за работу этой лампы придётся на двадцать процентов больше.

Оптимальный выход в этой ситуации – купить для дома на 10квт или больше, мощность будет зависеть от количества подключённых приборов.

Преимущества от использования стабилизационного прибора:

• экономия расходов на электроэнергию;
• повышение сроков службы и производительности приборов, рассчитанных на нормальное напряжение сети;
• экономия на обслуживании электроприборов за счёт уменьшения количества поломок, связанных со скачками в сети.

Как работает прибор

Самый простой стабилизатор состоит из пары катушек, изолированных одна от другой и намотанных на один сердечник. К первой катушке подключается источник электроэнергии, а ко второй – потребитель. Магнитная индукция преобразует напряжение тока. Простейший прибор можно изготовить своими руками, схема стабилизатора напряжения 220в:

В современных стабилизационных приборах обмотки соединены гальваническим методом.

Кроме автоматического трансформатора в устройство входит:

• измерительный прибор входного напряжения, подающий информацию на блок управления;
• блок управления, регулирующий ток;
• защитное устройство, предотвращающее короткое замыкание и перегрузку;
• дополнительную защиту от попадания высоковольтного разряда;
• механизм непрерывного электропитания.

Виды стабилизаторов

Приборы для стабилизации напряжения в сети подразделяются на три основных вида:

• Электронные стабилизаторы.
• Сервоприводные устройства.
• Релейные приборы.

Электронные стабилизаторы

Самый современный вид стабилизирующих устройств. Имеют максимальную защиту от перегрузок и скачков за счёт электронных ключей, тиристоров или симисторов, с высокой скоростью реакции.

Полезная информация! Возможные отклонения на выходе электронного устройства не превышают трёх вольт.

Если стоит вопрос, какой выбрать стабилизатор напряжения 220в для дома, где есть дорогостоящая высокотехнологичная аппаратура – лучше подобных устройств не найти. Стоят они дороже остальных видов приборов, имеющих механические схемы.

Сервоприводные устройства

В основе работы этого прибора лежит изменение числа активных витков в обмотке вторичного вида. Бегунок по виткам перемещает миниатюрный сервоприводный мотор.

Сервоприводное устройство стоит гораздо меньше электрического, но уступает последнему в скорости реакции на скачки в сети. Кроме того, этот прибор издаёт негромкий, но заметный шум. Подобное устройство не спасёт дорогостоящую технику от резкого изменения напряжения. Его обычно устанавливают на дачах, где нет чувствительной техники.

Сервоприводное устройство можно изготовить своими руками. Повышающий стабилизатор напряжения 220в можно сделать из сварочного аппарата.

Релейные устройства

Трансформаторный метод стабилизации – самый простой из приведённых. Он основан на изменении количества витков в обмотке трансформаторного устройства. Реле реагирует на изменение напряжения и отключает или подключает нужное количество витков. На выходе получается стабильное напряжение с точностью регулировки в восемь процентов. Такие механизмы доступны по цене и отличаются продолжительным сроком службы за счёт устойчивости к перегрузке.

Какой лучше стабилизатор напряжения: релейный или электромеханический? Однозначный ответ дать на этот вопрос довольно сложно. Электронный прибор намного надёжнее защитит домашнюю технику, но его срок службы и стоимость проигрывают простейшему релейному устройству.

Обзор схем подключения стабилизатора напряжения в частном доме

Следует учитывать, что из-за реактивной мощности некоторых домашних электроприборов в момент запуска происходит пиковая нагрузка. Именно на её размер и стоит рассчитывать стабилизатор. Кроме того, важно принять во внимание коэффициенты трансформации, которые при снижении и поднятии напряжения «съедают» мощность аппарата.

Таблица 1. Коэффициенты трансформации

Подбирать общее стабилизирующее устройство на весь дом следует, исходя из суммарной мощности все электроприборов, умноженной на 0.7 и коэффициент трансформации, приведённый в таблице.

Общая схема подключения трансформатора выглядит следующим образом.

Калькулятор расчета вольтамперной характеристики стабилизатора напряжения