Какие бывают типы выходной мощности стабилизатора?
Выходная мощность стабилизатора напряжения – это полезная электрическая мощность, которую устройство фактически передает от электросети на подключенные потребители. Говоря иными словами, это нагрузочная способность стабилизатора, которая определяет, с какой потребляемой мощностью нагрузку можно подключить к выходу устройства без нарушения его работоспособности.
Чем больше выходная мощность стабилизатора, тем больше к нему можно подключить потребителей, а также тем более мощные электроприборы можно от него записать, например, скважинный насос, варочную панель или станок.
Выходная мощность стабилизатора бывает полной и активной. Рассмотрим данные термины подробнее.
| Параметр | Значение |
| Полная выходная мощность |
Вся мощность стабилизатора, которая может передаваться на подключенные электроприборы. Измеряется в вольт-амперах (ВА) и состоит из активной и реактивной составляющей. Как правило, именно на основе данного параметра выстраивается мощностной модельный ряд многих производителей стабилизаторов напряжения. При подборе стабилизатора необходимо, чтобы его полная мощность превышала полную потребляемую мощность нагрузки. Однако полная потребляемая мощность нагрузки редко указывается её производителем. Если данной информации на шильдике или в паспорте нагрузки найти не удается, то ее можно рассчитать. Для этого необходимо активную мощность нагрузки, которая указывается в ваттах (Вт), разделить на её коэффициент мощности (cos φ). Получается следующая формула: Pполная = Pактивная / cos (φ). ⇒ Коэффициент мощности (cos φ) нагрузки, который также называется power factor (PF), обычно указывается в паспорте изделия или на его шильдике. Если значение коэффициента мощности найти не удается, то можно взять усредненные данные для разных видов нагрузок из открытых источников. Иногда в паспорте нагрузки указывается только значение потребляемого тока в амперах (А). Зная эти данные также можно рассчитать полную выходную мощность по формуле: Pполная=U*I, где U – номинальное напряжение электросети 230 В, а I – значение потребляемого тока. Например, потребляемый ток принтера 2 А, в этом случае получится Pполная=230*2. Полная потребляемая мощность принтера составит 460 ВА. |
| Активная выходная мощность |
Это та часть полной мощности, которую стабилизатор может передать нагрузке за вычетом потерь. Измеряется в ваттах (Вт). При подборе стабилизатора также необходимо, чтобы его активная мощность превышала активную потребляемую мощность нагрузки. Данный параметр легко найти в инструкции по эксплуатации или на шильдике изделия. Если у нагрузки известна только полная потребляемая мощность или потребляемый ток, то потребляемую активную мощность можно вычислить по формуле Pактивная=U*I*cos(φ), где U – номинальное напряжение электросети 230 В, I – значение потребляемого тока, а cos φ – коэффициент мощности нагрузки. Например, если потребляемый ток принтера 2 А, а cos(φ) для данной нагрузки составляет 0,8, то в этом случае получится Pактивная=230*2*0,8. Активная потребляемая мощность принтера составит 368 Вт. Зная полную и активную мощность принтера (460 ВА/368 Вт) можно легко подобрать подходящую модель стабилизатора. |
Шильдик принтера, на котором указан потребляемый ток, допустимый диапазон и частота входного напряжения
Потребляемая мощность стабилизатора
Некоторых пользователей при выборе стабилизатора напряжения интересует такой параметр, как его потребляемая мощность.
Потребляемая мощность не имеет никакого отношения к выходной мощности стабилизатора. Данная величина измеряется в ваттах (Вт) и обозначает электрическую энергию, которая необходима для работы самого устройства.
Потребляемая мощность стабилизатора индивидуальна, она зависит не только от нагрузки, но и от других факторов, например, значения напряжения в электросети, внутренней температуры и влажности помещения, в котором установлено устройство.
Так как потребляемая мощность постоянно изменяется данный параметр можно указать весьма условно. Как показывает практика, оптимально брать усредненное значение в 3-7% от выходной активной мощности стабилизатора независимо от степени нагрузки.
Ниже мы подробнее рассмотрим примерный расчёт потребляемой стабилизатором мощности за определенный период без нагрузки (на холостом ходу) и под нагрузкой.
Расчёт потребляемой стабилизатором мощности на холостом ходу
Потребляемая мощность на холостом ходу – это максимальная мощность, которую будет потреблять стабилизатор напряжения во время своей работы от сети при отсутствии нагрузки.
Зная примерную потребляемую мощность стабилизатора на холостом ходу, можно приблизительно рассчитать потребление электроэнергии устройством без нагрузки за определенный срок (в месяц или за целый год).
Предположим, что потребляемая мощность стабилизатора на холостом ходу составляет 25 Вт (данный параметр должен быть указан производителем в технических характеристиках устройства) и он функционирует круглосуточно. Значит его потребление электроэнергии в месяц составит: 0,025 кВт х 24 часа х 31 день = 18,6 кВт*ч.
Расчёт потребляемой стабилизатором мощности под нагрузкой
Для примерного расчета потребления электроэнергии стабилизатором при работе с подключенными электроприборами необходимо фактическую мощность нагрузки разделить на КПД стабилизатора.
⇒ Точный расчет потребления электроэнергии стабилизатором в месяц при разной степени нагрузки для каждого пользователя также индивидуальный и довольно сложно выполняется, так как потребляемая мощность нагрузки и сетевое напряжение может постоянно меняться. Например, при сильной просадке напряжения стабилизатор будет её компенсировать повышенным потреблением, чтобы подать на нагрузку качественное напряжение.
Потребляемая мощность нагрузки часто является динамическим параметром, так как подключенные к стабилизатору потребители могут постоянно включаться и выключаться как самостоятельно (холодильник, электрический котел), так и в зависимости от потребностей пользователя (чайник, микроволновая печь, духовой шкаф и т.д.).
Предположим, что нагрузка на стабилизатор составляет 240 Вт – это 80% от выходной активной мощности устройства, которая составляет 300 Вт. КПД составляет 97% (данные необходимо запросить у производителя).
Получается: 240 Вт / 0,97 = 247,4 Вт. То есть стабилизатор потребит из сети 247,4 Вт, но на выходе передаст нагрузке 240 Вт, разницу в мощности (7,4 Вт ) стабилизатор употребит на собственные нужды. Соответственно, потребление стабилизатором за месяц при круглосуточном электропитании данной нагрузки составит: 0,0074 кВт х 24 часа х 31 день = 5,5 кВт*ч.
Выбор стабилизатора напряжения по выходной мощности
Как правильно подобрать стабилизатор по мощности?
Чтобы правильно подобрать стабилизатор по выходной мощности, необходимо учитывать максимальную потребляемую мощность нагрузки, которая будет подключаться к устройству, с учетом её пускового тока.
Пусковой ток – это импульсный ток включения, который появляется на несколько секунд при запуске электроприборов. Его наличие характерно для потребителей, в составе которых присутствуют электродвигатели. Во время включения потребляемая мощность такого оборудования может увеличиваться в несколько раз.
Если к стабилизатору подключается группа оборудования, то необходимо суммировать максимальную потребляемую мощность каждого устройства также с учетом его пускового тока, если он есть.
При подборе модели важно принимать во внимание как полную, так и активную потребляемую мощность подключаемых электроприборов. Данные величины, как было отмечено выше, не должны превышать полную и активную выходную мощность стабилизатора, иначе устройство будет находиться в перегрузке и не сможет работать в режиме «Стабилизация».
⇒ Ориентироваться только на активную выходную мощность стабилизатора напряжения при подборе можно только в том случае, если у подключаемой нагрузки активная и полная мощность практически равны. К таким изделиям относится большинство устройств, преобразующих электрическую энергию в свет и тепло (например, электрообогреватели, утюги, лампы накаливания и электрочайники), а также нагрузки, имеющие блоки питания с корректором коэффициента мощности близким к единице.
Разберем пример подбора стабилизатора для системы освещения.
| Вид нагрузки | Характеристики |
| Система освещения |
Активная мощность – 700 Вт |
|
Полная мощность неизвестна. Поэтому возьмем для расчета усредненный показатель коэффициента мощности для нагрузки данного типа – 0,85. Pполная = 700 Вт/ 0,85 = 823 ВА. Соответственно стабилизатор необходимо подбирать такой, чтобы его полная мощность была больше 823 ВА, а активная мощность – больше 700 Вт. |
Если стабилизатор напряжения подбирается для группы электроприборов, у которых полная потребляемая мощность неизвестна, или имеются данные только по определенным потребителям, то для расчета данной величины можно взять коэффициент мощности с усредненным значение 0,8.
Какой запас мощности должен быть у стабилизатора?
Стабилизатор напряжения необходимо подбирать с запасом мощности, если в электросети случаются значительные просадки напряжения. Для компенсации напряжения низкого качества стабилизаторы жертвуют своей выходной мощностью. В электросетях, в которых значительные снижения напряжения не встречаются, такой запас не требуется.
Например, у инверторных стабилизаторов напряжения «Штиль» при просадках сетевого напряжения в диапазоне 135-165 В выходная мощность снижается на 20%, при просадках напряжения в диапазоне 90-135 В – еще на 20%.
Как показывает практика, при подборе стабилизатора напряжения достаточно предусмотреть запас мощности в 20-30% от полной и активной потребляемой мощности подключаемой техники. Это позволит исключить перегрузку устройства и обеспечит непрерывную работу системы электропитания на долгие годы.
Некоторые пользователи устанавливают стабилизатор напряжения, выходная мощность которого значительно превышает потребляемую мощность нагрузки – более чем на 30%. Такое решение может быть рациональным только в том случае, если в будущем к стабилизатору планируется подключить дополнительное оборудование. В остальных случаях подключение мощного стабилизатора будет неэффективно.
Выходная мощность стабилизатора должна превышать потребляемую мощность нагрузки на 20-30%
Группы инверторных стабилизаторов «Штиль» по мощности
Российский производитель систем электропитания «Штиль» предлагает широкий модельный ряд инверторных стабилизаторов серии «ИнСтаб» настенного и универсального (напольного/стоечного) исполнения с выходной мощностью от 0,3 до 18 кВт, которые применяются для разных видов нагрузки.
Рассмотрим подробнее разные мощностные группы инверторных стабилизаторов «Штиль».
| Мощность, кВт | Модели | Область применения | Популярная защищаемая нагрузка |
| 0,3-0,4 | однофазные модели IS350-IS550 | для защиты отдельных бытовых приборов | автоматика котла отопления, циркуляционный насос, телевизор |
| 0,6-2,75 | однофазные модели IS800-IS3500, IS1000RT-IS3500RT | для защиты отдельных мощных бытовых приборов или группы электроприборов | система отопления, стиральная машина, кондиционер, сервер, офисная техника, система безопасности, электроинструмент, глубинный насос, аудио- и видеосистема, компрессор септика |
| 4,5-18 |
однофазные модели IS5000-IS20000, IS5000RT-IS20000RT трехфазные модели IS3306RT-IS3320RT модели конфигурации 3 в 1 IS3106RT-IS3120RT |
для централизованной защиты дома, квартиры или офиса, для защиты профессионального мощного оборудования | вся нагрузка, подключенная к электросети |