Как выбрать однофазный стабилизатор напряжения?

Основные технические характеристики однофазных стабилизаторов напряжения

Однофазный стабилизатор напряжения представляет собой устройство, которое используется в электросетях с номинальным напряжением 220/230 В с целью защиты от сетевых перепадов подключенных однофазных потребителей и гарантированного обеспечения качественным электропитанием их работы. Каждая представленная на электротехническом рынке модель однофазного стабилизатора обладает следующими техническими характеристиками, которые обязательно учитываются при выборе устройства:

Характеристика	Описание
Выходная мощность	Полезная мощность, которую стабилизатор отдает подключенной нагрузке. Как правило, в магазинах указывается его полная мощность в вольта-амперах (ВА) и активная мощность в ваттах (Вт).
Скорость стабилизации	Время, за которое устройство способно скорректировать сетевое напряжение и подать на нагрузку качественный сигнал. Данная характеристика имеет важное значение при работе с электротехникой, особо чувствительной к электропитанию, например, электроникой газового котла.
Диапазон рабочего напряжения	Данный параметр показывает, при каком минимальном и максимальном значении входного напряжения может работать стабилизатор и обеспечивать нагрузку качественным электропитанием.
Точность стабилизации	Способность устройства поддерживать выходное напряжение в значении, максимально приближенном к номинальному – 220/230 В.
Форма выходного напряжения	В зависимости от модели стабилизатор может ретранслировать, вносить искажения или наоборот улучшать форму напряжения, которое подается на нагрузку. Обратите внимание! Для большинства электроприборов требуется напряжение именно синусоидальной формы.
Точность стабилизации	Способность устройства поддерживать выходное напряжение в значении, максимально приближенном к номинальному – 220/230 В.
Исполнение или способ установки	В настоящее время в электротехнических магазинах можно встретить настенные (навесные), напольные, стоечные, шкафные и универсальные (напольные/стоечные) модели стабилизаторов.
Способ подключения к сети	Для подключения к электросети, как правило, у стабилизаторов могут использоваться: провод с евровилкой (как правило, в моделях до 2 кВА); клеммные выводы (у более мощных моделей).
Электронная защита	Система электронной защиты стабилизатора способна оберегать устройство и подключенную нагрузку от различных проблем, возникающих в электросети, например, чрезмерно повышенного или пониженного напряжения, короткого замыкания, перегрузки и др.
Индикация и мониторинг	Для отслеживания работы системы электропитания и состояния сети в стабилизаторах, в зависимости от модели, используется светодиодная индикация или ЖК-дисплей, на котором отображается значение напряжения на входе и выходе, уровень загрузки, потребляемая мощность нагрузки и многое другое. Кроме того, у некоторых устройствах есть возможность организации дистанционного мониторинга работы.

Как выбрать однофазный стабилизатор по характеристикам?

Подбор модели однофазного стабилизатора напряжения определяется не только его типом, но и другими важными характеристиками, о которых мы подробно расскажем в таблице ниже.

Обратите внимание!
Выбор стабилизатора с меньшей выходной мощностью, чем суммарная потребляемая мощность электроприборов, приведет к перегрузкам во время его работы и отключению.

Характеристики	Описание
Нагрузка	Продавец при обращении покупателя для покупки стабилизатора сначала спросит о том, какую нагрузку требуется защитить: всю электротехнику в доме, отдельную её группу или конкретный электроприбор, например, газовый котел. Если требуется защитить все электроприборы в доме, количество которых будет постоянно меняться, то стабилизатор напряжения подбирается исходя из номинала вводного автоматического выключателя. При этом, если в сети наблюдаются значительные просадки напряжения, то стабилизатор должен иметь запас выходной мощности, превышающий номинал вводного автомата на 20-30%. Стабилизаторы на весь дом или на большую группу оборудования, как правило, имеют клеммное подключение к сети/к нагрузке и устанавливаются сразу после вводного автомата или автомата группы.
Потребляемая мощность	Если покупатель хочет защитить группу оборудования или только одного потребителя, то рассчитывается суммарная потребляемая мощность подключаемой нагрузки. Выходная мощность стабилизатора должна превышать потребляемую мощность нагрузки на 20-30%. При расчете данного показателя важно учесть пусковые токи подключаемых электроприборов, из-за которых их потребляемой мощность может увеличиваться в несколько раз, например, во время включения компрессора не инверторного холодильника его номинальная мощность может возрасти в 7 раз. Обратите внимание! Выбор стабилизатора с меньшей выходной мощностью, чем суммарная потребляемая мощность электроприборов, приведет к перегрузкам во время его работы и отключению.
Скорость стабилизации напряжения	Чем быстрее устройство способно среагировать на сетевые перепады, тем более снижается риск того, что на нагрузку пройдут сетевые колебания. На сегодняшний день только у инверторных моделей реакция на сетевые перепады является мгновенной.
Диапазон рабочего напряжения	Подбор устройства по данному параметру зависит от величины возможных отклонений напряжения в сети. Например, если после измерения напряжения в сети вы выяснили, что оно опускается до 150 В и поднимается до 260 В, то необходимо подобрать стабилизатор, у которого рабочий диапазон будет шире, чем данная амплитуда колебаний напряжения. Иначе устройство будет бесполезно.
Точность стабилизации	Подбор стабилизатора по данному параметру зависит от того, какая нагрузка будет подключаться. Важно убедиться в том, что точность стабилизации будет соответствовать требованиям по качеству её электропитания. Допустимые отклонения входного напряжения обычно указываются на шильдике электроприборов или в их паспорте. Если информацию нельзя выяснить, то можно воспользоваться следующей рекомендацией по допустимым отклонениям: для систем освещения – ±3%; для высокоточных измерительных приборов и медицинского оборудования – ±1-3%; для бытовых приборов – ±10%.
Способ установки	Способ установки стабилизатора зависит от особенностей помещения, характера нагрузки и ее размещения. Например, для систем отопления, холодильного оборудования или обеспечения защиты всего дома в основном приобретаются настенные устройства, для компьютерного и телекоммуникационного оборудования или систем видеонаблюдения часто используются напольные приборы или модели для размещения в 19-дюймовую стойку или телекоммуникационный шкаф.
Набор защит	Наличие электронных защит у стабилизаторов напряжения позволяет им оберегать подключенную нагрузку от различных проблем, которые могут возникнуть в системе электропитания. В зависимости от модели и типа устройства, они могут иметь защиту от импульсных перенапряжений, сетевых аварий, короткого замыкания, перегрева, перегрузки и сбоев в работе.
Индикация и мониторинг	Большинство однофазных стабилизаторов имеют светодиодную индикацию основных режимов работы или ЖК-дисплей, на котором отображается состояние электросети в цифрах. В условиях бытового использования этого вполне достаточно. Если требуется отслеживать работу стабилизатора удаленно, например, через интернет, или интегрировать его в офисную инфраструктуру с возможностью централизованного мониторинга его работы по локальной сети, то лучше выбрать устройство с возможностью поддержки таких интерфейсов, как RS-232, USB, Ethernet и др.

Типы однофазных стабилизаторов

Сегодня в российских магазинах электротехники можно встретить два основных типа стабилизаторов напряжения: автотрансформаторные, к которым относятся релейные, электромеханические и электронные (симисторные/тиристорные) приборы, и модели нового поколения инверторного типа.

Рассмотрим основные технические характеристики и отличия в работе данных устройств.

Типы стабилизаторов	Описание
Автотрансформаторные	Принцип их действия основан на работе автотрансформатора и коммутационного блока, которым, в зависимости от модели стабилизатора, может быть реле, сервопривод или полупроводниковые ключи. Когда напряжение на входе изменяется, устройства коммутируют ту часть витков обмотки трансформатора, с которой снимается напряжение со значением, наиболее близким к номинальному. За счет использования такой схемы работы у данных приборов появляются следующие особенности: ступенчатость стабилизации напряжения и невысокая точность выходного сигнала (у релейных и электронных моделей); медленная скорость реакции на сетевые колебания (у электромеханических моделей она может составлять более 100 мс); сравнительно небольшой диапазон входного напряжения (в среднем 130-270 В); отсутствие коррекции формы входного напряжения; наличие в конструкции механических коммутационных элементов, требующих периодического обслуживания (у релейных и электромеханических моделей); шум при работе автотрансформатора, при переключении реле (у релейных моделей) или при работе токосъемного контакта (у электромеханических моделей); громоздкий и тяжелый корпус (у релейных и электромеханических моделей).
Инверторные	Принцип работы инверторных стабилизаторов базируется на бестрансформаторной технологии двойного преобразования энергии. В их конструкции нет трансформатора и коммутационных механических элементов, а вместо этого установлен выпрямитель и инвертор, благодаря которым входное напряжение преобразуется дважды: сначала оно преобразуется в постоянное, а затем обратно в переменное, но с необходимыми техническими характеристиками, которые полностью не зависят от параметров на входе. За счет такого способа работы приборы имеют следующие особенности: мгновенную реакцию на сетевые перепады (0 мс); бесступенчатую стабилизацию входного напряжения с высокой точностью (отклонение от номинального значения составляет не более 2% от номинала); расширенный диапазон входного напряжения (90-310 В); коррекцию искажений сети; малошумную или полностью бесшумную работу; компактный и легкий корпус. Обратите внимание! Благодаря технологии двойного преобразования, инверторные устройства также способны обеспечивать подключенное оборудование бесперебойным питанием при кратковременных обрывах сети (до 0,2 с). Это объясняется тем, что в схеме их работы присутствует конденсатор, который накапливает электроэнергию.

Какой однофазный стабилизатор выбрать по типу?

Каждый тип стабилизатора напряжения обладает разными техническими характеристиками, которые будут определять эффективность защиты и надежность работы подключенной нагрузки.

Алгоритм выбора однофазного стабилизатора напряжения

Выбор однофазного стабилизатора. Практические примеры

Пример 1. Защита единичной нагрузки

Однофазная сеть с номиналом 220 В, колебания в пределах 130-260 В. Единичная нагрузка с потребляемой мощностью равной 120 Вт и допустимым входным отклонением – 6%.

Необходимая мощность стабилизатора равна: 120 х 1,3 = 156 Вт – из чего следует, что в данном случае подойдёт прибор с характеристиками: выходная мощность не менее 156 Вт, точность 5% и лучше, диапазон входного напряжения шире, чем 130-260 В.

Пример 2. Защита нескольких нагрузок

Сеть аналогична примеру 1, но нагрузок уже три:

Найдем суммарную потребляемую мощность: 120 + 80 + 780 = 980 Вт. Заложим запас: 980 х 1,3 = 1274 Вт.

При наличии нескольких нагрузок точность стабилизатора следует выбирать исходя из наименьшего из допустимых отклонений. Значит, в нашем случае понадобится прибор с точностью не хуже 4%, выходной мощностью не менее 1274 Вт и диапазоном шире 130-260 В.

Пример 3. Централизованная защита всех потребителей в однофазной сети

Та же сеть, но теперь нужно организовать централизованную защиту всех потребителей. Номинал вводного автомата 32 А.

Возможная мощность нагрузки составит: 32 х 220 = 7040 Вт, от стабилизатора она потребует (с учетом запаса): 7040 х 1,3 = 9152 Вт.

При централизованном подключении в защищаемую стабилизатором сеть может включаться техника с разными требованиями к качеству питающего напряжения, поэтому рекомендуем выбирать изделие с максимальным параметром точности.

По итогу, в данном примере стабилизатору необходимы: выходная мощность не менее 9152 Вт, максимальная точность (1-3%) и аналогичный примерам 1 и 2 диапазон входного напряжения.

Пример 4. Защита потребителей в трехфазной сети

Трехфазная сеть с номиналом 400 В (по фазе 230 В) и колебаниями фазного напряжения 140-260 В. Номинал вводного трехполюсного автомата 16 А. Присутствуют только однофазные потребители, что позволяет организовывать защиту на основе соответствующих стабилизаторов.

Величина допустимой нагрузки по одной фазе: 230 х 16 = 3680 Вт. Следовательно, подходящий стабилизатор должен выдавать не менее 4784 Вт (3680 х 1,3 = 4784), иметь максимальную точность (1-3%) и диапазон шире 140-260 В.

Возможна установка как одного изделия (на приоритетную нагрузку), как и трех (на каждую фазу).

Пример 5. Защита нагрузки, потребляемая мощность которой больше мощности одной фазы трехфазной сети

Всё как в предыдущем примере, но имеется однофазное изделие или неделимая по питанию группа однофазных изделий с мощностью 7000 Вт. Такую нагрузку не получится запитать от отдельной фазы рассматриваемой сети, выходом из ситуации станет применение стабилизатора с конфигурацией «3 в 1», способного разложить потребляемую мощность на все фазы поровну.

Если изделие будет работать только с указанной нагрузкой, то его необходимая мощность составит: 7000 х 1,3 = 9100 Вт.

Если стоит задача защитить всю сеть, то выходной номинал стабилизатора рассчитаем, применив упрощённую формулу определения мощности в трехфазной сети: 400 х √3 х 16 = 11085 Вт. Учтем запас и получим итоговые: 11085 х 1,3 = 14 410 Вт.

Требования по точности и диапазону (в данном случае фазного напряжения) будут аналогичны примеру 4.

Отметим, что указанные модели, как и остальные стабилизаторы «Штиль», обладают всеми преимуществами устройств инверторного типа, а также современной электронной защитой и стильным дизайном.

Где купить однофазный стабилизатор напряжения?