Arten von Spannungsstabilisatoren 220V für zu Hause, wie man die besten auswählt

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Elektrogeräte zu schützen, wenn die Parameter der elektrischen Leitung von den Nennwerten abweichen. Auf der Netzleitung wird ein Sinussignal mit einem Wert von 220 Volt übertragen, Abweichungen von diesem Wert sind innerhalb von 15 Prozent zulässig und werden normalerweise von Haushaltsgeräten wahrgenommen. Um den Spannungswert innerhalb dieser Grenze zu halten, ist es am einfachsten, einen Spannungsstabilisator zu verwenden.

Arten und Funktionsprinzip des Stabilisators

Im Einzelhandel finden Sie verschiedene Art und Wirkprinzip Spannungsstabilisatoren, auf andere Weise werden sie Normalisierer genannt. Aber trotz der Vielfalt sind ihre Aufgaben die gleichen - die Nennspannung im Versorgungsnetz aufrechtzuerhalten. Die Anforderungen an sie sind eine schnelle Reaktion auf Signaländerungen, hohe Werte der Leistungszahl (COP), Übertragung der korrekten Sinuskurve und die Zuverlässigkeit der Steuerung von Eingang und Ausgang Signale.

Bevor Sie sich für einen Spannungsregler entscheiden, müssen Sie deren Unterschiede kennen. Spannungsstabilisatoren werden nach ihrem Funktionsprinzip klassifiziert, sie sind:

• Relais;
• Thyristor;
• elektromechanisch;
• ferroresonant;
• doppelte Konvertierung.

Darüber hinaus zeichnen sie sich durch ihre technischen Eigenschaften aus, einschließlich der Werte der Nennleistung, des Bereichs der stabilisierten Spannung und der Art des verwendeten Netzes.

Gerät vom Relaistyp

Dies ist der beliebteste Gerätetyp mit einem niedrigen Preis. Die Hauptelemente, die in Geräten vom Relaistyp verwendet werden, sind:

• Relais;
• Transformator;
• Steuerblock.

Das Design basiert auf der Fähigkeit des Relais, mit seinen Kontakten Abgriffe von der Sekundärwicklung des Transformators zu verbinden oder zu trennen. Die Relais sind in einem abgedichteten Gehäuse untergebracht, das sie vor Staub schützt. Welche Wicklung anzuschließen ist, wird vom Steuergerät analysiert.

Die Bedienung des Geräts ist wie folgt. Das Steuergerät überwacht die Änderung des Signalpegels am Eingang des Stabilisators und vergleicht diese mit einer Referenzspannung von 220 Volt. Wenn die Spannung mit Hilfe eines Relais abfällt, wird eine zusätzliche Wicklung des Transformators angeschlossen, Spannung hinzufügenerforderlich, um seinen Pegel mit der Referenz zu vergleichen. Beim Erhöhen hingegen wird eine der Wicklungen abgeschaltet. Aufgrund dieser Art der Arbeit wird der verwendete Transformator als Booster-Transformator bezeichnet.

Der Transformator selbst arbeitet nach folgendem Prinzip: Die Netzspannung fällt auf seine Primärwicklung. Wenn ein veränderlicher Strom durch ihn fließt, wird ein magnetischer Wechselfluss gebildet. Dieser Fluss durchdringt den Kern und alle Wicklungen, in denen eine elektromotorische Kraft (EMF) induziert wird. Wenn eine Last an die Sekundärwicklung angeschlossen ist, beginnt unter Einwirkung der EMF ein Wechselstrom durch sie zu fließen. In diesem Fall hat die Sekundärwicklung mehrere Zweige, die an verschiedenen Stellen hergestellt werden. Um die Spannung zu erhöhen, erhöht sich die Anzahl der angeschlossenen Windungen, und um sie zu verringern, nimmt sie ab.

Die Anzahl der zusätzlichen Wicklungen hängt vom Gerätemodell ab und beeinflusst die Genauigkeit des Ausgangssignals. Je mehr davon, desto näher am Wert von 220 Volt liegt der Ausgangswert. Aufgrund der gestuften Form der Steuerung treten beim Schalten der Wicklungen Spannungsstöße auf, während das normale Ausgangssignal einen Wert von 203 bis 237 Volt hat.

Leistungen diese Art der Stabilisierungneben dem preis gibt es eine hohe überlastfestigkeit und einen weiten einsatztemperaturbereich von -40 bis +40 grad Celsius. Solche Normalisierer sind praktisch unempfindlich gegenüber der Frequenzform des Eingangssignals. Zu den Nachteilen zählen: Rauschen beim Auslösen des Relais, geringe Leistung und Zuverlässigkeit. Die Zuverlässigkeit hängt von der Qualität des Relais ab. Die schrittweise Anpassung des Signals führt zu kurzzeitigen Spannungsspitzen, die sich negativ auf die an den Stabilisator angeschlossenen Geräte auswirken.

Thyristor-Spannungsnormalisierer

Die Funktionsweise dieses Stabilisatortyps unterscheidet sich in ihrem Funktionsprinzip nicht vom Relais. Nur anstelle von unzuverlässigen und verrauschten Relais wird ein Halbleiterelement, ein Thyristor, verwendet. Es ist ein Radioelement mit zwei stabilen Zuständen mit drei oder mehr pn-Übergängen. In seiner Funktion ähnelt es einem elektronischen Schlüssel.

Solche Geräte werden auch als Triac bezeichnet, der Unterschied besteht nur darin, dass der Thyristor das Signal nur in eine Richtung und der Triac in beide Richtungen leitet. Zwei parallel und zueinander geschaltete Thyristoren bilden einen Triac. Die Stabilisierung erfolgt durch Zu- oder Abschalten zusätzlicher Wicklungen durch Öffnen oder Schließen des Thyristors.

Thyristorstabilisatoren als eins ausgestellt, und zwei Transformationsstufen. Im zweiten Fall wird der Signalpegel im ersten Schritt grob und im zweiten präzise eingestellt. Dadurch kann eine hohe Genauigkeit des Ausgangsspannungspegels erreicht werden. Die Vorteile umfassen:

• Mangel an Lärm;
• hohe Zuverlässigkeit;
• Energieeffizient;
• Hochleistung;
• kleine physikalische Abmessungen.

Darüber hinaus verzerrt der Thyristorstabilisator aufgrund der Verwendung der Mikroprozessorsteuerung nicht die Form des Ausgangssignals.

Nachteilig sind die hohen Kosten durch die Verwendung teurer Thyristoren und eine aufwendige elektronische Steuerschaltung. Und auch Thyristor-Normalisatoren sind nicht frei von fehlender Stabilisierung des Relaistyps, nämlich der Stufenregelung. Bei einer Stabilisierungsgenauigkeit von 2% beträgt die Ausgangsspannungsstufe beispielsweise 6 Volt.

Normalisierung des Servotyps

Ein anderer Name für einen Servonormalisierer ist ein Stabilisator vom elektromechanischen Typ oder ein Servomotor. Ein solches Gerät besteht aus drei Hauptelementen:

• Autotransformator;
• Elektromotor;
• Steuerplatinen.

Das Funktionsprinzip liegt in der sanften Bewegung mit Hilfe eines Kohlebürstenmotors, der die Sekundärwicklungen des Spartransformators schließt. Seine Wicklungen sind miteinander verbunden, wodurch sowohl magnetische als auch elektrische Verbindungen entstehen. Die Sekundärwicklung des Spartransformators hat mindestens vier Anzapfungen, von denen jeder einen eigenen Spannungswert hat.

Der Betrieb des Motors wird von einer elektronischen Platine mit einem Mikroprozessor gesteuert. Dank dieses Ansatzes erfolgt die Spannungsstabilisierung ohne Einschwingvorgänge und die Ausgangswellenform ändert sich nicht. Die richtige Sinuswelle ist wichtig für Geräte, die Motoren in ihrer Konstruktion verwenden, die überhitzen, wenn das Signal sehr verrauscht ist.

Der Nachteil von Servomotorreglern ist die geringe Ansprechgeschwindigkeit. Weicht das Eingangssignal beispielsweise um 5 % ab, beträgt die Reaktionszeit 0,2 Sekunden. Außerdem erzeugt ein solcher Stabilisator im Betrieb erhöhte Geräusche.

Ferroresonanz-Gerät

Diese Art von Normalisierer verwendet in seiner Arbeit Ferroresonanz-Effektim Transformator-Kondensator-Bündel entstehen. Deshalb hat es seinen Namen: ferroresonanter Stabilisator. Strukturell ähnelt dieser Normalisierer dem Transformatortyp. Hier ist der verwendete Transformator jedoch nicht symmetrisch, die Sekundärwicklung befindet sich auf einem Magnetkreis mit großem Querschnitt, der keinen Sättigungszustand zulässt.

In einem solchen Transformator treten drei magnetische Flüsse der Leistungsänderung auf, deren Höhe zu einer Angleichung der Ausgangsspannung führt. Parallel zur Sekundärwicklung und damit zur Last ist ein Kondensator geschaltet. Das Hinzufügen eines Kondensators stabilisiert die Spannung bei niedrigen Magnetisierungsströmen und erhöht den Leistungsfaktor.

Der Hauptnachteil dieses Gerätetyps ist der geringe Leistungsfaktor. Darüber hinaus hat der Stabilisator ein großes Gewicht und eine große Größe, Geräusche während des Betriebs. Seine Vorteile liegen in der Genauigkeit der Regelung und der hohen Zuverlässigkeit.

Wechselrichter-Leistungsnormalisierer

Das Funktionsprinzip basiert auf Doppelwandlungund Eingangssignal zuerst in eine Konstante und dann wieder in eine Variable. Sein unbestreitbarer Vorteil ist die Verwendung von nicht sperrigen 50 Hz-Übertragern im Herzen des Designs, sondern einer komplexen Software- und Hardwareimplementierung. Dadurch ist es möglich, einen Wirkungsgrad von mehr als 90 % zu erreichen und gleichzeitig eine hervorragende Genauigkeit der Spannungsstabilisierung bereitzustellen.

Der Wechselrichterstabilisator umfasst:

• Spannungstreiber;
• Mikrocontroller;
• Kapazität;
• Gleichrichter;
• Leistungskorrektor.

Der Wechselstrom, der in den Gleichrichter eindringt und den Frequenzfilter passiert, wird in einen konstanten Wert umgewandelt. Dem Wechselrichter wird ein stabilisiertes Hochspannungssignal zugeführt, das sich auf den Zwischenkreiskondensatoren ansammelt. Die Wechselrichtereinheit ist auf einer Mikroschaltung mit Pulsweitenmodulation (PWM) und IGBT-Leistungstransistoren aufgebaut. Der PWM-Controller erzeugt ein hochfrequentes Signal von ca. 20 kHz, das das Öffnen der IGBT-Transistoren steuert. Anschließend wird mit Hilfe eines kapazitiv-induktiven Filters ein alternierendes Ausgangssignal gebildet.

Durch die Anwendung dieses Ansatzes regelt das Gerät das Signal sanft und erzeugt eine Sinuskurve von hervorragender Qualität, die beispielsweise für den Betrieb von Gaskesseln wichtig ist. Der Nachteil ist die Verwendung teurer Funkkomponenten, was zum höchsten Preis aller Arten von Stabilisatoren führt. IGBT-Leistungsschalter benötigen im Überhitzungsschutz, daher werden sie auf Kühlern installiert, was den Geräuschpegel erhöht.

Auswahl eines Spannungsreglers

Wenn Sie einen Stabilisator auswählen, um mit einem bestimmten Gerät zu arbeiten oder damit ein Haus mit Strom zu versorgen, bleiben die Auswahlkriterien gleich.

Je nach Netztyp wird ein einphasiges Gerät für 220 Volt und ein dreiphasiges Gerät für 380 Volt gewählt. Ein wichtiger Parameter ist der Eingangsspannungsbereich, da bei Überschreiten dieser Grenze der Stabilisator die daran angeschlossene Last trennt oder sich selbst abschaltet. Um es richtig auszuwählen, müssen Sie die Spannungsverteilung im Stromnetz kennen. Sie können es herausfinden, indem Sie die Signalstärke zu verschiedenen Tageszeiten über mehrere Tage hinweg messen.

Bei der Auswahl eines Spannungsstabilisators für ein Haus wird nicht nur die Art der zu schützenden Geräte berücksichtigt, sondern auch deren Spitzenleistung. Sein Wert wird mit einer Marge von mindestens fünfzehn Prozent berechnet und durch Addition der Leistung aller an den Stabilisator angeschlossenen Geräte berechnet. Die Wirkleistung wird immer in Watt (W) und die Scheinleistung in Volt-Ampere (VA) angegeben. Sie korrelieren miteinander zu 1VA = 0,6 - 0,8 W. Es muss verstanden werden, dass Motoren bei der Verwendung Anlaufströme und Leistungsstabilisierungsvorrichtungen haben asynchrone Elektromotoren, Kompressoren, Pumpen, sollten 3-4 mal höher sein als die Betriebsleistung Verbraucher.

Bei der Bevorzugung des Gerätetyps wird berücksichtigt, dass elektromechanische Modelle zum Schutz von hochpräzisen Geräten geeignet sind. Relais und Thyristor für Leitungen, auf denen erhebliche Spannungsspitzen auftreten, und die Anforderungen an die Stabilisierungsgenauigkeit stehen nicht im Vordergrund. Dies sind zum Beispiel auf Spannungswertabweichungen empfindliche elektronische Bauteile, die in Kühlschränken, Gefrierschränken und dergleichen verbaut sind und deren Konstruktion Anlasser hat.

Laut Statistik gehören zu den beliebtesten Geräten auf dem Markt, die das Vertrauen der Käufer gewonnen haben, die folgenden Hersteller:

• APC;
• Luxeon;
• Resant;
• Powercom;
• RUCELF;
• Energie;
• Logikkraft.

Durch den Kauf eines Gerätes bekannter Marken erhält der Verbraucher nicht nur die Einhaltung der deklarierten Parameter mit echten Eigenschaften, sondern bietet auch Garantie- und Nachgarantieservice. Fast alle Spannungsstabilisierungsgeräte sind mit informativen Bildschirmen ausgestattet, die Folgendes anzeigen können: der Wert der Eingangs- und stabilisierten Spannung, der Wert des Stromverbrauchs, die Wellenform usw. so wie das.