Tipi di stabilizzatori di tensione 220v per la casa, come scegliere il meglio

Esistono varie possibilità per proteggere gli apparecchi elettrici quando i parametri della linea elettrica si discostano da quelli nominali. Un segnale sinusoidale con un valore di 220 volt viene trasmesso lungo la linea di rete, le deviazioni di questo valore sono consentite entro il 15 percento e sono normalmente percepite dagli elettrodomestici. Per mantenere il valore di tensione entro questo limite, il modo più semplice è utilizzare uno stabilizzatore di tensione.

Tipi e principio di funzionamento dello stabilizzatore

Nei punti vendita al dettaglio puoi trovare diversi tipo e principio di azione stabilizzatori di tensione, in un altro modo sono chiamati normalizzatori. Ma nonostante la diversità, i loro compiti sono gli stessi: mantenere la tensione nominale nella rete di alimentazione. I requisiti loro imposti sono di fornire una risposta rapida ai cambiamenti di segnale, alta valori dell'efficienza (efficienza), della trasmissione della sinusoide corretta e dell'affidabilità del controllo dell'ingresso e dell'uscita segnali.

Prima di decidere quale regolatore di tensione scegliere, è necessario conoscere le loro differenze. Gli stabilizzatori di tensione sono classificati in base al loro principio di funzionamento, sono:

• relè;
• tiristore;
• elettromeccanico;
• ferrorisonante;
• doppia conversione.

Inoltre, si distinguono per le loro caratteristiche tecniche, inclusi i valori della potenza nominale, l'intervallo di tensione stabilizzata, il tipo di rete utilizzata.

Dispositivo di tipo relè

Questo è il tipo di dispositivo più popolare con un prezzo basso. Gli elementi principali utilizzati nei dispositivi di tipo relè sono:

• relè;
• trasformatore;
• Blocco di controllo.

Il design si basa sulla capacità del relè di collegare o scollegare, utilizzando i suoi contatti, i rubinetti dall'avvolgimento secondario del trasformatore. I relè sono realizzati in una custodia sigillata, che li protegge dalla polvere. Quale avvolgimento collegare viene analizzato dalla centralina.

Il funzionamento del dispositivo è il seguente. L'unità di controllo monitora la variazione del livello del segnale all'ingresso dello stabilizzatore e la confronta con una tensione di riferimento di 220 volt. Quando la tensione diminuisce con l'aiuto di un relè, viene collegato un avvolgimento aggiuntivo del trasformatore, aggiungendo tensionenecessario confrontare il suo livello con il riferimento. Aumentando, al contrario, uno degli avvolgimenti viene spento. A causa di questa natura del lavoro, il trasformatore utilizzato è chiamato trasformatore booster.

Il trasformatore stesso funziona secondo il seguente principio: la tensione di rete cade sul suo avvolgimento primario. Quando una corrente variabile lo attraversa, si forma un flusso magnetico alternato. Questo flusso penetra nel nucleo e in tutti gli avvolgimenti in cui viene indotta una forza elettromotrice (EMF). Se un carico è collegato all'avvolgimento secondario, quindi sotto l'azione dell'EMF, la corrente alternata inizia a fluire attraverso di esso. In questo caso, l'avvolgimento secondario ha diversi rami, realizzati nei suoi diversi punti. Per aumentare la tensione, il numero di spire collegate aumenta, per diminuirlo diminuisce.

Il numero di avvolgimenti aggiuntivi dipende dal modello del dispositivo e influisce sulla precisione del segnale di uscita. Più sono, più vicino al valore di 220 volt sarà il valore di uscita. A causa della forma di controllo a gradini, quando si commutano gli avvolgimenti, si verificano picchi di tensione, mentre il normale segnale di uscita sarà un valore compreso tra 203 e 237 volt.

Benefici questo tipo di stabilizzazioneoltre al prezzo, c'è un'elevata capacità di resistere ai sovraccarichi e un'ampia gamma di temperature di esercizio da -40 a +40 gradi Celsius. Tali normalizzatori sono praticamente insensibili alla forma della frequenza del segnale di ingresso. Gli svantaggi includono: rumore che si verifica quando il relè viene attivato, bassa potenza e affidabilità. L'affidabilità dipende dalla qualità del relè. Il metodo graduale di regolazione del segnale porta a picchi di breve termine nel livello di tensione, che influiscono negativamente sull'apparecchiatura collegata allo stabilizzatore.

Normalizzatore di tensione a tiristori

Il funzionamento di questo tipo di stabilizzatore non differisce nel suo principio di funzionamento dal relè. Solo al posto di relè inaffidabili e rumorosi, viene utilizzato un elemento a semiconduttore, un tiristore. È un radioelemento con due stati stabili con tre o più transizioni pn. Nel suo lavoro, assomiglia a una chiave elettronica.

Tali dispositivi sono anche chiamati triac, le differenze sono solo nel fatto che il tiristore passa il segnale in una sola direzione e il triac in entrambe le direzioni. Due tiristori collegati in parallelo e l'uno verso l'altro formano un triac. La stabilizzazione avviene collegando o scollegando avvolgimenti aggiuntivi aprendo o chiudendo il tiristore.

Stabilizzatori a tiristori rilasciato come uno, e due fasi di trasformazione. Nel secondo caso, al primo stadio, il livello del segnale è impostato approssimativamente e al secondo è preciso. Ciò consente di ottenere un'elevata precisione del livello di tensione di uscita. I vantaggi includono:

• mancanza di rumore;
• alta affidabilità;
• basso consumo energetico;
• alte prestazioni;
• piccole dimensioni fisiche.

Inoltre, grazie all'uso del controllo a microprocessore, lo stabilizzatore a tiristori non distorce la forma del segnale di uscita.

Gli svantaggi sono l'alto costo dovuto all'uso di costosi tiristori e complessi circuiti di controllo elettronici. E anche i normalizzatori a tiristori non sono privi della mancanza di stabilizzazione di tipo relè, vale a dire la regolazione del passo. Ad esempio, con una precisione di stabilizzazione del 2%, il gradino della tensione di uscita è di 6 volt.

Normalizzazione del tipo di servo

Un altro nome per un servo normalizzatore è uno stabilizzatore di tipo elettromeccanico o un servomotore. Tale dispositivo è costituito da tre elementi principali:

• autotrasformatore;
• motore elettrico;
• schede di controllo.

Il principio di funzionamento sta nel movimento fluido con l'aiuto di un motore a spazzole di carbone, chiudendo gli avvolgimenti secondari dell'autotrasformatore. I suoi avvolgimenti sono interconnessi e, a causa di ciò, sorgono sia connessioni magnetiche che elettriche. L'avvolgimento secondario dell'autotrasformatore ha almeno quattro prese, ognuna delle quali ha il proprio valore di tensione.

Il funzionamento del motore è controllato da una scheda elettronica con microprocessore. Grazie a questo approccio, la stabilizzazione della tensione avviene senza processi transitori e la forma d'onda in uscita non cambia. L'onda sinusoidale corretta è importante per i dispositivi che utilizzano motori nel loro design, che si surriscaldano quando il segnale è molto rumoroso.

Lo svantaggio dei regolatori del servomotore è la bassa velocità di risposta. Ad esempio, se il segnale di ingresso devia del 5%, il tempo di risposta è di 0,2 secondi. Inoltre, un tale stabilizzatore genera un aumento del rumore durante il funzionamento.

Dispositivo di ferrorisonanza

Questo tipo di normalizzatore utilizza nel suo lavoro effetto ferrorisonanzaderivanti nel fascio trasformatore-condensatore. Ecco perché ha preso il nome: stabilizzatore ferrorisonante. Strutturalmente, questo tipo di normalizzatore è simile al tipo di trasformatore. Ma qui il trasformatore utilizzato non è simmetrico, l'avvolgimento secondario è posizionato su un circuito magnetico con una grande sezione trasversale, che non gli consente di essere in uno stato di saturazione.

In un tale trasformatore sorgono tre flussi magnetici di variazione di potenza, la cui entità porta all'equalizzazione della tensione di uscita. Un condensatore è collegato in parallelo all'avvolgimento secondario e, di conseguenza, al carico. L'aggiunta di un condensatore stabilizza la tensione a basse correnti di magnetizzazione, aumentando il fattore di potenza.

Il principale svantaggio di questo tipo di dispositivo è il basso fattore di potenza. Inoltre, lo stabilizzatore ha un grande peso e dimensioni, rumore durante il funzionamento. I suoi vantaggi sono nella precisione della regolazione e nell'elevata affidabilità.

Normalizzatore di potenza inverter

Il principio di funzionamento si basa sulla doppia conversionee segnale di ingresso prima in una costante e poi di nuovo in una variabile. Il suo indiscutibile vantaggio è l'uso di trasformatori da 50 Hz non ingombranti al centro del progetto, ma un complesso di implementazione software e hardware. Ciò consente di ottenere un'efficienza superiore al 90% e allo stesso tempo di fornire un'eccellente precisione di stabilizzazione della tensione.

Lo stabilizzatore inverter comprende:

• driver di tensione;
• microcontrollore;
• capacità;
• raddrizzatore;
• correttore di potenza.

La corrente alternata, che entra nel raddrizzatore e passa attraverso il filtro di frequenza, viene convertita in un valore costante. Un segnale stabilizzato ad alta tensione viene inviato all'inverter, accumulandosi sui condensatori del bus CC. L'unità inverter è assemblata su un microcircuito a modulazione di larghezza di impulso (PWM) e transistor di potenza IGBT. Il controller PWM genera un segnale ad alta frequenza, circa 20 kHz, che controlla l'apertura dei transistor IGBT. Quindi, con l'aiuto di un filtro capacitivo-induttivo, si forma un segnale di uscita alternato.

A causa dell'applicazione di questo approccio, il dispositivo regola dolcemente il segnale e produce una sinusoide di eccellente qualità, che è importante, ad esempio, per il funzionamento delle caldaie a gas. Lo svantaggio è l'uso di costosi componenti radio, che porta al prezzo più alto di tutti i tipi di stabilizzatori. Necessità di interruttori di alimentazione IGBT nella protezione contro il surriscaldamento, quindi sono installati su dispositivi di raffreddamento, il che aumenta il livello di rumore.

Scegliere un regolatore di tensione

Quando si sceglie uno stabilizzatore per lavorare con un dispositivo specifico o per utilizzarlo per fornire elettricità a una casa, i criteri di selezione rimangono gli stessi.

A seconda del tipo di rete, viene selezionato un dispositivo monofase per 220 volt e un dispositivo trifase per 380 volt. Un parametro importante è l'intervallo di tensione di ingresso, poiché quando questo limite viene superato, lo stabilizzatore disconnetterà il carico ad esso collegato o si spegnerà. Per sceglierlo correttamente, è necessario conoscere la diffusione della tensione nella rete elettrica. Puoi scoprirlo misurando la potenza del segnale in diversi momenti della giornata per diversi giorni.

Quando si sceglie uno stabilizzatore di tensione per una casa, non viene preso in considerazione solo il tipo di dispositivi che necessitano di protezione, ma anche la loro potenza di picco. Il suo valore viene preso con un margine di almeno il quindici percento e viene calcolato sommando la potenza di tutti i dispositivi collegati allo stabilizzatore. La potenza attiva è sempre indicata in watt (W) e la piena potenza in volt-ampere (VA). Si correlano tra loro come 1VA = 0,6 - 0,8 W. Va inteso che i motori hanno correnti di avviamento e dispositivi di stabilizzazione della potenza quando utilizzati motori elettrici asincroni, compressori, pompe, dovrebbero essere 3-4 volte superiori alla potenza di esercizio consumatori.

Dando la preferenza al tipo di dispositivo, si tiene conto del fatto che i modelli elettromeccanici sono adatti alla protezione di apparecchiature di alta precisione. Relè e tiristori per linee su cui si verificano picchi di tensione significativi e i requisiti per l'accuratezza della stabilizzazione non sono il fattore principale. Ad esempio, si tratta di componenti elettronici sensibili alle fluttuazioni dei valori di tensione, installati in frigoriferi, congelatori e simili, che hanno nella loro progettazione motorini di avviamento.

Secondo le statistiche, i seguenti produttori sono tra i dispositivi più popolari sul mercato che hanno guadagnato la fiducia degli acquirenti:

• APC;
• Luxeon;
• Risente;
• Powercom;
• RUCELF;
• Energia;
• Potere logico.

Acquistando un dispositivo di marchi noti, il consumatore riceve non solo il rispetto dei parametri dichiarati con caratteristiche reali, ma anche la fornitura di servizi di garanzia e assistenza post-garanzia. Quasi tutti i dispositivi di stabilizzazione della tensione sono dotati di schermi informativi in ​​grado di visualizzare: il valore dell'ingresso e della tensione stabilizzata, il valore della potenza assorbita, la forma d'onda, ecc. come quello.