Выбираем стабилизатор напряжения для дачи: виды, особенности и характеристики

Виды стабилизаторов напряжения

Релейный стабилизатор

За счет невысокой стоимости и достаточно высокой точности регулирования такие стабилизаторы приобрели наибольшую популярность. Силовое реле переключает обмотки трансформатора, чтобы на выходе получить нужное напряжение. Оно регулируется с шагом 5-20 В. Чем выше количество реле, тем выше точность регулировки, но при этом возрастает частота срабатываний, отсюда частые и мелкие перепады напряжения, что может сказаться на работе осветительных приборов (мерцание).

Плюсы:

• компактные размеры, небольшой вес;
• возможность работы в широком диапазоне температур (-30…+400С);
• работа при перегрузке (несколько часов при напряжении 110% от номинального и несколько секунд при 200% от номинального);
• высокая скорость срабатывания;
• широкий диапазон регулирования входящего напряжения, низкая чувствительность к его искажению;
• долговечность до 10 лет;
• невысокая шумность.

Минусы:

• ступенчатая стабилизация и, как результат, изменение уровня освещенности;
• большое количество узлов в конструкции снижает надежность.

Оборудование оптимально подходит для сетей с небольшими и нечастыми перепадами напряжения.

Электромеханический стабилизатор

Стабилизатор работает за счет перемещения по обмотке трансформатора контакта, который приводится в движение сервоприводом. Бывают сетевые и магистральные.

Плюсы:

• работа с большими нагрузками;
• способность выдерживать серьезные скачки напряжения (несколько секунд при напряжении, вдвое выше номинального);
• плавность регулировки напряжения;
• бесшумность при отсутствии резких скачков напряжения;
• напряжение на входе может быть практически любым;
• высокая точность стабилизации;
• невысокая стоимость, но есть и дорогие модели с высокой скоростью срабатывания.

Минусы:

• скорость реагирования на скачок напряжения ограничена скоростью щетки (10-15 В/сек);
• чем выше мощность, тем больше вес устройства;
• оборудование не будет работать при температуре менее -50С и более +400С;
• шум в момент стабилизации напряжения;
• щетки и сервопривод нуждаются в регулярной замене (каждый 3-7 лет).

Такой стабилизатор хорошо подходит для сетей со стабильно пониженным или повышенным напряжением. Лампочки мерцать не будут.

Тиристорные и симисторные стабилизаторы

По принципу работы напоминают релейные стабилизаторы, но переключение между обмотками тут осуществляют полупроводниковые ключи, симисторы или тиристоры. За счет этого повышается скорость, снижается шумность, увеличивается эффективность работы. Многие модели оснащаются дисплеем, где отображается входящее и выходящее напряжение.

Плюсы:

• надежность и долговечность;
• работа с низкими и высокими входящими напряжениями;
• многие модели способны выдерживать температуру до -200С;
• детали почти не изнашиваются, так как нет подвижных элементов;
• быстродействие;
• бесшумность.

Минусы:

• высокая цена;
• сложность ремонтных работ;
• невысокая устойчивость к перегрузкам;
• чем выше точность регулировки, тем выше количество ступеней, и тем ниже быстродействие.

Обычно такие стабилизаторы используют для защиты отдельной техники (компьютер, стиральная машина) при частых, но незначительных перепадах напряжения.

Инверторный стабилизатор

Самые новые и совершенные стабилизаторы. Работают по принципу двойного преобразования энергии, за счет чего лишаются многочисленных недостатков другого типа устройств.

Плюсы:

• компактность;
• работа с входным напряжением 115-300 В, при этом на выходе получаем стабильное напряжение 220 В;
• высокая точность;
• минимальная задержка.

Минусы:

• цена;
• работа оборудования требует постоянного охлаждения, за которое отвечают вентиляторы, потому придется мириться с небольшим постоянным шумом.

Оборудование подходит для любого типа техники.

Комбинированный стабилизатор

Совмещает в себе преимущества релейного и электромеханического устройств

Если происходит резкий скачок напряжения, то включается релейный механизм, так как тут важно быстродействие. При напряжениях, близких к нормативным, работает серводвигатель

Для чего нужен стабилизатор напряжения

Пониженное и/или нестабильное напряжение в сети электропитания может необратимо повредить всю бытовую технику в Вашем доме!

И, при этом, в бесплатном гарантийном сервисе, вероятнее всего, Вам будет отказано, так как, гарантия имеет силу лишь при условии, что устройство эксплуатируется в условиях электропитания удовлетворяющих строгим техническим требованиям к напряжению питания — 220 вольт ±10%.

Бытовая техника, подключенная через стабилизатор, работает в щадящем режиме электропитания со стабилизированным входным напряжением питающей сети, что позволяет значительно продлить ее эксплуатационный ресурс и даже сэкономить на электроэнергии т.к. вся бытовая техника изначально проектируется на конкретное значение в сети.

Стабилизаторы также могут использоваться для защиты электродвигателей. Возможно, Вы замечали как трудно стартовать электродвигателю при пониженном питании в сети.

Если подано питание меньше нормы — двигателю не хватает пусковой мощности, он просто стоит и потребляет огромный пусковой ток, который раз в пять-семь больше рабочего. Двигатель очень быстро перегревается и выходит из строя.

А теперь представьте, что это двигатель Вашей новой стиральной машинки или нового холодильника — нужен стабилизатор.

Стабилизатор для частного дома или дачи — просто необходим для защиты от постоянных перепадов напряжения в сети.

Для корректного повышения/понижения напряжения в сети, для защиты то низкого/высокого значения питания необходим повышающий/понижающий стабилизатор от авторитетного производителя.

Значение вольтодобавки будет автоматически подбираться в зависимости от уровня просаженности во входной электросети, а в случае аварийного изменения входного напряжения вся аппаратура будет автоматически отключена от сети.

1. Зачем нужен стабилизатор:
2. Если у Вас в доме нет ничего более ценного, чем лампочки накаливания, однозначно, — стабилизатор Вам не нужен.
3. Есть смысл задуматься о покупке стабилизатора, если у Вас есть хотя бы холодильник или микроволновая печь и питание в сети периодически падает ниже 190 вольт.
4. Ну и если у Вас «полный фарш» бытовой техники и питание периодически отклоняется вверх выше 250 вольт и/или вниз ниже 190 вольт — Вам крайне необходимо защитить всю электросеть в доме мощным стабилизатором сетевого напряжения.

Вывод очевиден:

Принцип работы стабилизатора напряжения

• Принцип работы стабилизатора заключается в отслеживании изменений входного питания и корректировке в соответствии с ситуацией:
• При изменении входного напряжения, первую фазу (20 миллисекунд) стабилизатор использует для замера.
• После замера происходит реагирование на ситуацию. При изменении напряжения в пределах диапазона, происходит выравнивание до 220 В.
• При падении значения ниже диапазона, стабилизатор переходит в режим «вытягивания» — поднимает питание, на сколько хватает ресурса трансформатора.
• При скачке выше диапазона, происходит аварийное отключение.
• Импульсные скачки и скачки при отключениях и включениях электроэнергии не пропускаются.
• Регулировка напряжения в стабилизаторе организовано методом переключения добавочных обмоток специального трансформатора.

Переключение осуществляется электронными ключами в момент прохождения синусоиды напряжения через нулевую отметку. Электронные ключи управляются процессором по специальной программе.

Процессор собирает данные с датчиков и коммутирует ключи по заданному алгоритму. Также, процессор не допускает включения более одного ключа и следит за исправностью ключей.

Процессор также собирает данные с сопутствующих датчиков, не обозначенных на схеме (силы тока, нагрева трансформатора, питания процессора, и др.).

В алгоритм программы процессора заложены следующие режимы:

Транзит — режим, когда 220 В на входе нормальное и стабилизатор обеспечивает защиту только от внезапных скачков.
Повышение — режим, когда питание на входе ниже нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает его до номинального.
Вытягивание — аварийный режим, когда 220 В на входе ниже нормы и ниже диапазона

Обратите внимание! Стабилизатор не отключается, а поднимает питание, на сколько хватает ресурса трансформатора.
Понижение — режим, когда напряжение на входе выше нормы, но в пределах диапазона регулирования, стабилизатор выравнивает питание до номинального.
Авария — режим, когда 220 В на входе выше диапазона регулирования, стабилизатор отключается, переходя в дежурный режим и «ждет» падения питания.
Задержка включения — режим обеспечивает сглаживание скачка при включении электроэнергии.

Топ-9 стабилизаторов напряжения мощностью 0,5-15кВт

Для ответа, на вопрос, какие есть для дома качественные устройства стабилизации, можно изучить рейтинги, которые составляются по отзывам пользователей.

Рейтинг для дома до 2кВт

Подключаемое к розетке устройство – лучший выбор для защиты отдельных электроприборов. Для газового отопления, компьютера или телевизора достаточно мощности 480Вт, для холодильника, имеющего большой пусковой ток – 1500Вт:

1. ЭНЕРГИЯ АРС 1500. 1,5-киловаттное релейное устройство настенного размещения с погрешностью 4% и КПД 98%. Есть встроенная защита от перегрузки, КЗ, помех и превышения напряжения сети. Одно из самых популярных устройств для газовых котлов, телевизоров и холодильников.
2. POWERCOM TCA-2000. 2-х киловатная модель релейного типа с погрешностью 5% и КПД 95%. Есть встроенная защита от КЗ и перенапряжения. Сзади устройства находятся 4 розетки для подключения электроприборов. Напольная или настольная установка.
3. БАСТИОН Teplocom ST-222/500. Релейная модель мощностью 500Вт, рекомендуемая для защиты газовых котлов.

Рейтинг для дома 8 кВт и 10 кВт

В квартирах многоэтажных домов и дачах разрешённая мощность до 7кВт. Она ограничена вводным автоматом, ток которого не превышает30А. Поэтому оптимальный выбор – однофазный СН мощностью 5-8 кВт:

1. Энергия Classic 9000. 9-киловаттный релейный прибор для настенной установки весом 20 кг. Шаг регулировки 5% и КПД 98%. Есть встроенная защита от помех, КЗ или перегрузки.
2. RUCELF SRWII-9000-L. Релейный стабилизатор мощностью 9кВт, предназначенный для установки в квартирах и дачах. Точность регулировки — 3,5%, КПД 98%, встроенная защита от помех, перегрузки, КЗ или перенапряжения.
3. SVEN AVR PRO LCD 10000. Модель мощностью 10кВт. Точность стабилизации у этого устройства ниже, чем у остальных приборов, но вполне достаточная для нормальной работы электроприборов — 8%. Достоинство этого прибора — низкая цена.

Рейтинг для дома 15 кВт

Для защиты частного дома либо коттеджа подходит устройство мощностью 10-15кВт:

1. RUCELF СтАР-12000. Пиковая мощность устройства до 10кВт, КПД 98%, погрешность регулировки 6%.
2. РЕСАНТА LUX АСН-10000Н/1-Ц. Недорогой аппарат мощностью 10кВт и погрешностью 8%.
3. Энергия ACH 20000. Мощность устройства — 15кВт, погрешность стабилизации — 6%, КПД 98%. Тихое устройство напольного исполнения.

Топ-3 стабилизаторов для трёхфазной сети 380В

Лучшие трёхфазные стабилизаторы:

1. Энергия Hybrid СНВТ-15000/3. 15кВт, КПД 98%, точность 3%. Релейно-электромеханическое устройство гибридного типа. Относится к среднему ценовому диапазону.
2. Lider PS15Best. 15кВт, КПД 95%, погрешность 5%. Оптимальное соотношение цена/качество. Имеются встроенные защиты от перегрузки, КЗ, перенапряжения и перегрева.
3. РЕСАНТА ACH-20000/3-ЭМ. Электромеханическая модель. 20 кВт, точность 2%, встроенные защиты на все случаи жизни. Бюджетная цена.

Подготовка к работе

Выбор и приобретение стабилизатора напряжения для дома – это только начальный этап, с которым придется столкнуться, если вы решили защитить свою бытовую технику от аварийных ситуаций в электросети. Следующим шагом должен стать поиск ответа на вопрос – как подключить и установить стабилизатор напряжения?

подключаем стабилизатор к домашней сети

Итак, прежде, чем приступать к монтажным работам нужно извлечь прибор из упаковки и осмотреть его на предмет возможных механических повреждений. Если стабилизатор долгое время находился при отрицательной температуре (во время транспортировки) следует выдержать не менее 2 часов, прежде чем подключать его к сети. Это позволит избежать появления конденсата при нагреве оборудования в процессе эксплуатации.

Далее переходим к вопросу как установить стабилизатор напряжения для дома? Монтировать оборудование допускается в закрытом помещении, где он не будет подвергаться воздействию строительной пыли или иных агрессивных сред. Рядом со стабилизатором не должны находиться легковоспламеняющиеся материалы.

Смотрим видео, этапы подключения:

https://youtube.com/watch?v=gsmqpvq0YFM

Корпус прибора следует обязательно заземлить, а подключение к сети выполняется через соответствующую пару клемм, расположенных на задней панели. Включение стабилизатора осуществляется при помощи автоматического выключателя при этом вольтметр должен показывать 220 В. К выходным клеммам подключается нагрузка и только после этого можно перевести выключатель в положение включено.

Как рассчитать мощность стабилизатора

Чтобы правильно подобрать модель необходимо определиться какие электроприборы будут подключены к прибору. Определить потребляемую ими мощность можно одним из способов, приводимых в Интернете или воспользоваться самым простым из них. Он заключается в следующем. На электрощите имеется автоматический выключатель, номинал которого подбирается таким образом, чтобы защищать проводку от повреждения в результате перегрузки.

Смотрим видео, правильный расчет мощности прибора:

Но как рассчитать мощность стабилизатора напряжения для дома? Из курса физики известно, что этот параметр равен произведению силы тока на напряжение. Значения этих величин определить несложно. Напряжение в однофазной сети составляет 220В, а номинальный ток обычно указывается на автоматическом выключателе. Допустим он составляет 16А, тогда мощность будет равна 16*220=3520 Вт. Но выбирать стабилизатор нужно с запасом не менее 30%. Это связано с тем, что при повышении им напряжения выходная мощность падает.

Неисправности прибора и их решения

Возможные варианты отказа оборудования обычно приводятся в документации, поставляемой с ним в комплекте. Среди них чаще всего возникают такие неисправности:

• Самопроизвольное отключение прибора, обычно происходит из-за превышения допустимой нагрузки;
• Не загорается лампочка индикации сети, если устройство не подключено, неисправен предохранитель или перепутаны подключения;
• Не удается добиться выходного напряжения в 220 В, при недопустимой величине нагрузки;
• Нет стабилизации – это может быть связано с неполадками кнопки вход-выход или выключением режима Байпас.

Советы специалиста

Многих потребителей интересует ответ на этот вопрос. Те, кто считают, что за счет этого можно увеличить мощность стабилизатора ошибаются. Наоборот выходные параметры будут соответствовать значению, выдаваемому самым слабым прибором в сети. Например, если были параллельно подключены три прибора на 5;10;15 кВт, то на выходе мощность составит только 5 кВт, так как этот показатель является самым низким.

Это интересно: Как соединить электрические провода: разъясняем обстоятельно

Выбор производителя и цены

Самое непростое — выбрать производителя. Стазу стоит сказать, что китайские агрегаты лучше не рассматривать. Даже с теми, которые китайские только наполовину (с вынесенным в поднебесную производством и головным офисом в другой стране) надо быть очень аккуратными. Качество не всегда стабильно.

Советы по выбору стабилизатора

Если вам не важна внешняя составляющая, обратите внимание на стабилизаторы российского или белорусского производства. Это Штиль и Лидер

Вполне приличные агрегаты, с не очень хорошим дизайном, но со стабильным качеством.

Если вам нужна идеальная аппаратура, ищите итальянские ORTEA. У них и качество сборки, и внешний вид на высоте. Также неплохие отзывы у РЕСАНТА. Их товар оценивают на 4-4,5 по пятибалльной шкале.

Разброс цен поражает, но типы оборудования тут собраны самые разные — от бюджетных релейных и электромеханических до супер-надежных электронных.

Электромеханические (сервоприводные) устройства

Регулировка напряжения электросети производится посредством ползунка, который передвигается по обмотке. Одновременно с этим задействуется разное количество витков. Все мы учились в школе, а некоторые может быть имели дело с реостатом на уроках физики.

По такому аналогичному принципу работает электромеханический стабилизатор напряжения. Только перемещение ползунка осуществляется не вручную, а при помощи электродвигателя, называемого сервоприводом. Знать устройство этих приборов просто необходимо, если есть желание изготовить стабилизатор напряжения 220В своими руками по схеме.

Электромеханические устройства отличаются высокой надежностью, и обеспечивают плавную регулировку напряжения. Характерные преимущества:

• Стабилизаторы работают под любой нагрузкой.
• Ресурс существенно больше, чем у прочих аналогов.
• Доступная стоимость (вполовину ниже, чем у электронных приборов)

К сожалению, при всех достоинствах присутствуют и недостатки:

• В силу механического устройства задержка срабатывания очень заметна.
• В таких приборах применяются угольные контакты, которые подвержены естественному износу с течением времени.
• Присутствие шума при работе, хоть и его практически не слышно.
• Малый рабочий диапазон 140-260 В.

Стоит заметить, что в отличие от инверторного стабилизатора напряжения 220В (своими руками по схеме его можно изготовить вопреки кажущимся сложностям), здесь еще имеется трансформатор. А что касается принципа работы, то анализ напряжения производится электронным блоком управления. Если он заметит значительные отклонения от номинального значения, он посылает команду на перемещение ползунка.

Ток регулируется путем подключения большего количества витков трансформатора. На тот случай, если прибор не успевает своевременно среагировать на чрезмерное превышение напряжения, в устройстве стабилизатора предусмотрено реле.

Работа электромеханического стабилизатора Suntek

Для изменения входного напряжения используется автотрансформатор, которым можно менять напряжение в необходимых пределах. При этом на выходе стабилизатора напряжение не выходит за рабочий диапазон.

В сельской местности для безопасного использования бытовой техники, требуется однофазный стабилизатор напряжения 220В, который при сильной просадки напряжения в сети поддерживает на выходе номинальное выходное напряжение в 220 вольт.

В электрической конструкции имеются три пороговых блока, построенные по принципу делителя напряжения, состоящие из и сопротивлений (R2-VD1-R1, VD5-R3-R6, R5-VD6-R6). Кроме того в схеме задействованы два транзисторных ключа VT1 и VT2 управляющие реле К1 и К2.

Диоды VD2 и VD3 вместе с фильтрующей емкостью С2 составляют источник питания для всего устройства. Конденсаторы С1 и С3 используются для гашения небольших просадок напряжения в сети переменного тока. Емкость С4 и резистор R4 являются искрогасительными компонентами. Для снижения выбросов напряжения самоиндукции, в обмотках реле в схему введены два полупроводниковых диода VD4 и VD7.

Если напряжение в сети снижается ниже уровня в 185 вольт, то контакты реле включены как на схеме. Напряжение на нагрузке будет суммой напряжений сети плюс вольтодобавки, получаемых с II и III обмоток трансформатора Т1.

Если напряжение лежит в интервале 185-205 вольт, то стабилитрон VD5 открыт. Ток течет через реле К1, VD5 и резисторы R3 и R6. Но этого тока не достаточно для срабатывания реле К1. Из-за падения напряжения на резисторе R6 открывается VT2. Этот транзистор запускает реле К2 которое своими контактами переключает обмотку II (вольтодобавка).

Если напряжение в сети в норме 205-225 вольт, то открыт стабилитрон VD3. Это приводит к открытию VT1, поэтому отключается второй пороговый блок и VT2 вместе с реле К2. Зато срабатывает К1 и своими контактами отключает обмотки II и III и поэтому на выходе напряжение соответствует входному.

При повышении уровня сетевого напряжения выше 225 но ниже 245 вольт открывается стабилитрон VD6 открывающий открытию оба . Оба реле срабатывают III обмотка Т1, подсоединена в противофазе с сетевым напряжением (т.е вычитается)). На выходе будет нормальное переменное напряжение лежащее в интервале 205-225 вольт.

Виды однофазных стабилизаторов

Однофазные стабилизаторы могут иметь следующие виды:

1. Электромеханические.
2. Релейные.
3. Цифровые.

Обычно эта продукция имеет невысокую мощность. Продукция предназначается для нормализации напряжения в домашней сети. Если схема стабилизатора увидит скачек напряжения, тогда устройство быстро проведет регулировку напряжения в сети. Однофазные стабилизаторы считаются наиболее распространенными. Также продукция может иметь некоторые недостатки, с которыми вы можете столкнуться.

К основному недостатку относится то, что этот вид стабилизатора может справиться только с небольшими скачками напряжения. Для промышленной сети использовать эту продукцию не рекомендуется.

Идея №3 – Мощная импульсная модель

Этот вариант подойдет для тех, кто уже более-менее знаком с радиотехникой и умеет читать соответствующие схемы. Мастер-класс по изготовлению самодельного импульсного паяльника будет предоставлен по примеру данной схемы:

Преимущество данного инструмента в том, что жало нагревается уже через 5 секунд после включения питания, при этом нагретым стержнем можно будет запросто расплавлять олово. В то же время сделать его можно из импульсного блока питания от лампы дневного света, немного усовершенствовав плату в домашних условиях.

Как и в предыдущих примерах, сначала рассмотрим материалы, из которых можно сделать паяльник своими руками в домашних условиях. Перед сборкой Вы должны подготовить следующие подручные средства:

• Ферритовое кольцо от импульсного преобразователя. Первичная обмотка трансформатора должна состоять из 100, максимум 120-и витков медной проволоки, диаметром 0,5 мм. Вторичная обмотка представлена одним витком медной шины, диаметром не более 3,5 мм.

• Медный провод, диаметром от 1,5 до 2 мм в качестве жала.

Все, что Вам необходимо – подключить жало к вторичной обмотке, которая, по сути, и так является его частью. После этого один из выводов балласта необходимо подсоединить к первично обмотке трансформатора и закрепить все элементы схемы в надежном корпусе, который убережет вас от случайного поражения электрическим током, так как в схеме присутствует опасное для жизни напряжение 220 вольт!

Принцип работы этой конструкции заключается в том, что балласт от лампы создает переменное напряжение, которое подается на первичную обмотку трансформатора и понижается до низких значений, при этом ток повышается во много раз. Один виток, который и является, по сути, жалом паяльника выступает в роли резистора, на котором рассеивается тепло. При нажатии на кнопку, ток подается на схему, и происходит быстрый нагрев, после того как кнопка отпущена, жало быстро остывает, что очень удобно, так как не нужно долго ждать нагрева и остывания инструмента.

Самодельный аппарат

Качественный стабилизатор на несколько кВт и выходным током более 10 ампер можно собрать на основе старого трансформатора, установленного в сварочном аппарате. Однако подобную «заготовку» найти непросто. Более того, действующая техника пригодна для последующего применения по целевому назначению. Для воспроизведения в домашних условиях без профессиональных навыков подойдет представленная ниже схема на электронных компонентах. Она обеспечит:

• оперативную коррекцию выходных параметров со скоростью переключения не более 8-12 миллисекунд;
• рабочий диапазон входного напряжения 125-265 V;
• мощность подключенных потребителей до 5,5 кВт.

Электрическая и монтажная схема, печатная плата

Преимущества самодельного устройства

Кроме хороших технических параметров, нужно отметить следующие плюсы:

• разумные затраты;
• возможность самостоятельного выполнения ремонтных операций.

Недостатки

Потребительские параметры изделия во многом зависят от сборки. В данном случае предполагается отсутствие хорошо отработанных на практике навыков, профессионального монтажного (измерительного) оборудования. С другой стороны, внимательное выполнение отдельных рабочих операций поможет контролировать качество тщательнее, по сравнению с действиями сторонних исполнителей.

Отличия от заводских моделей

Современное производство отличается высоким уровнем автоматизации. Это уменьшает вредное влияние «человеческого фактора», снижает издержки. С применением профессиональных технологий проще обеспечить идеальный внешний вид. Однако при создании самоделки можно применять уникальные технические и эстетические решения.

Комплектующие

Основные узлы (функциональные комплектующие детали):

• трансформаторный блок питания с компенсацией температуры на диоде и компаратором;
• выпрямитель с делителем;
• транзисторная схема задержки подключения нагрузки;
• контроллер на цифровых микросхемах;
• светодиодная индикация рабочих режимов и аварийных ситуаций;
• ключи из оптитронных пар.

Особенности домашнего производства

Подойдут типовые трансформаторы ТПК-2-2х12V. При необходимости можно создать аналоги собственноручно, используя для ПЭВ с диаметром проводника 0,064 мм (8669 витков) и 0,185 мм (522 витка) в первичной и вторичной обмотках, соответственно.