Одной их характерных особенностей современных энергосистем являются колебания напряжения, которые могут быть не только плавными, но и протекать в виде резких скачков. Подобные ситуации возникают под действием ряда факторов, связанных с ростом количества потребителей, значительным износом кабельных линий и т.д. Напряжение может существенно снизиться, особенно в периоды пиковых нагрузок. Таких негативных явлений вполне возможно избежать установив стабилизатор напряжения.
Как работает стабилизатор
Основным принципом функционирования стабилизирующих устройств является использование в их схемах трансформаторов, обладающих параметрами, поддающимися изменению и корректированию. Они относятся к электромагнитным приборам, основное назначение которых заключается в изменении характеристик переменного тока и напряжения в заданных пределах.
Самая простая конструкция трансформатора с намотанными на него двумя катушками или обмотками, независимыми друг от друга. К первичной катушке подводится переменный ток, а ко вторичной подключается нагрузка. В этом месте также происходит возникновение электрического тока, но уже с другими параметрами. Подобное состояние вызывается электромагнитной индукцией. В стабилизаторах напряжения используются более сложные конструкции трансформаторов, где катушки соединяются гальваническими развязками.
Стабилизатор напряжения состоит из нескольких основных частей:
- Контролирующее устройство, следящее за входным напряжением и его параметрами. Отсюда вся информация поступает в систему управления.
- Элемент управления с движущейся деталью и сервоприводом. После подачи напряжения он начинает двигаться, переключая соединения между отводами трансформаторов. В результате, параметры тока также изменяются. В электронных системах установлены управляющие элементы, обеспечивающие прямое переключение обмоток.
- Деталь, с помощью которой осуществляется непрерывная подача питания и средства защиты от чрезмерных нагрузок и коротких замыканий. Как правило, это тепловые и магнитные расцепители. Существует и дополнительная защита, устанавливаемая против кратковременного воздействия высоковольтных импульсов.
Необходимость стабилизатора в домашних условиях
Для чего нужен стабилизатор напряжения? Стабилизирующие устройства подключаются вместе со всеми приборами в общую электрическую сеть. Их основной задачей является поддержание выходного напряжения в заданных пределах, несмотря на значительные колебания его параметров на входе. Стабилизаторы могут устанавливаться на вводе, выравнивая подаваемое питание. В случае каких-либо отклонений от нормы, они полностью отключают подачу напряжения или блокируют питание отдельных устройств.
Поэтому, перед тем как окончательно решить, нужен ли стабилизатор напряжения в квартире, рекомендуется выполнить замеры напряжения домашней сети в разное время суток. Эту процедуру следует производить как можно дольше, для получения максимально полной информации. Нормативные документы требуют, чтобы средние показатели находились в пределах 220-240 вольт, а в России допускается разбежка от 198 до 253 вольт.
Как показывает практика, в большинство многоквартирных домов поступает качественное электропитание, соответствующее общепринятым стандартам. Однако, если проведенные замеры выявили отклонения от норм в течение длительного времени, стоит подумать об использовании стабилизатора. Это в первую очередь позволит защитить бытовую технику, обладающую повышенной чувствительностью к некачественной электроэнергии.
Стабилизация напряжения требуется кондиционерам и пылесосам, оборудованных асинхронными двигателями повышенной мощности. При пониженном напряжении возможен их сильный нагрев и последующий выход из строя. То же самое касается старых телевизоров и холодильников, которые начинают перегреваться и гудеть, когда снижается напряжение. Лампы накаливания перестают нормально работать и не выдают положенной яркости света. Сниженное напряжение отрицательно влияет на функции микроволновых печей. Мощность излучения уменьшается, а в случае резкого падения параметров прибор и вовсе перестает работать.
Перепады напряжения отрицательно влияют на функции стиральных и посудомоечных машин, электроплит и водонагревателей. То есть, вопрос, зачем нужен стабилизатор напряжения разрешается сам собой. Поэтому для эффективного решения проблемы некачественного питания необходимо выбрать наиболее подходящее стабилизирующее устройство.
Основные виды стабилизирующих устройств
Все стабилизаторы различаются между собой по конструкции и типу исполнения, целевому назначению и принципу действия. В соответствии с этим, они условно разделяются на категории.
Электромеханические
Их работа основана на самых простых принципах. Изменяющееся входное напряжение воздействует на графитовые щетки, которые начинают перемещаться по трансформаторной обмотке. Точно так же происходит изменение выходного напряжения. Самые первые модели оборудовались специальным переключателем, с помощью которого щетки могли перемещаться вручную. Одновременно производилось наблюдение за вольтметром, чтобы его стрелка установилась в нужное положение.
В современных устройствах все регулировочные процессы полностью автоматизированы. С этой целью используются небольшие электродвигатели, передвигающие щетки при изменяющемся входном напряжении. То есть, они обладают всеми нужными свойствами.
К несомненным достоинствам можно отнести высокий КПД этих приборов, их простую конструкцию и надежную работу. Основным минусом является низкая скорость реакции на изменяющиеся входные параметры и быстрый износ механических деталей. Поэтому таким стабилизаторам требуется регулярное техническое обслуживание.
Электронные
Отличаются полной автоматизацией всех заложенных процессов. Для переключений между обмотками используются симисторы или тиристоры. Отслеживание состояния входного напряжения осуществляется микропроцессором.
Когда параметры тока изменяются, поступает команда, после которой одна ступень закрывается, а другая – открывается. Это позволяет точно отрегулировать количество трансформаторных витков задействованных в стабилизации выходного напряжения.
Электронные устройства отличаются хорошим быстродействием, низким уровнем шума и небольшими размерами. Основным недостатком считается слабая устойчивость к нагрузкам.
Феррорезонансные
В основе работы этих приборов лежит магнитное воздействие на сердечники трансформатора, изготовленные из ферромагнитов. Они обладают достаточно высоким показателем мощности и оборудуются специальными фильтрами, снижающими электромагнитные помехи.
Отличительными особенностями являются высокое быстродействие, точность регулировок и продолжительный срок службы. В бытовых условиях такие стабилизаторы применяются очень редко, поскольку издают непрерывный гул во время работы.
К минусам можно отнести большие габаритные размеры и высокую стоимость.
Как выбрать
В большинстве случаев хозяева квартир и частных домов выбирают устройства релейного типа. Они обладают высокой скоростью переключения, надежны в работе и успешно конкурируют с электронными приборами.
Выбор стабилизаторов осуществляется по определенным критериям.
Мощность
Выбирается с учетом параметров и технических характеристик бытовых устройств и оборудования, которые запланированы к подключению через стабилизатор.
Вычисление мощности производится следующим образом. Вначале необходимо установить общую сумму номиналов потребителей на основе паспортных данных. После этого определяется прибор, обладающий максимальной пусковой мощностью. Далее устанавливается разница между номиналом и мощностью пуска. Полученное значение прибавляется к сумме номиналов, установленной в самом начале.
Количество фаз
В квартирах и большинстве частных домов применяются однофазные стабилизаторы. Трехфазные приборы устанавливаются совместно с трехфазными потребителями или, если весь объект подключен к соответствующей сети, состоящей из трех фаз.
Такой стабилизатор напряжения для дома стоит довольно дорого, поэтому экономически выгоднее использовать три отдельных однофазных стабилизатора.
Диапазон
Может быть рабочим или предельным. В первом случае устанавливается возможное входное напряжение, в соответствии с которым на выходе будет 220 вольт в однофазных сетях и 380 вольт – в трехфазных. Эти значения являются условными с допустимыми погрешностями.
Во втором случае определяется отклонение напряжения на входе и его разница с нормальными показателями. Когда нормативное значение превышено, происходит отключение приборов, но сам стабилизатор напряжения в доме остается в рабочем состоянии.
Точность
Заключается в максимальной величине допустимого отклонения напряжения от нормы. У какой – то недорогой модели этот показатель составляет 2-7%, а дорогие устройства являются более точными с отклонением не более 1%.
Установка стабилизаторов не представляет особой сложности. Большинство таких устройств могут быть легко установлены самостоятельно и закреплены на кронштейны, входящие в комплект. Единственным техническим условием является расстояние до потолка, которое не должно быть меньше 30 см.
