Typy stabilizátorov napätia 220v pre domácnosť, ako si vybrať to najlepšie

Existujú rôzne možnosti ochrany elektrických spotrebičov, keď sa parametre elektrického vedenia odchyľujú od nominálnych. Po sieťovej linke sa prenáša sínusový signál s hodnotou 220 voltov, odchýlky tejto hodnoty sú prípustné do 15 percent a bežne ich vnímajú domáce spotrebiče. Na udržanie hodnoty napätia v tomto limite je najjednoduchšie použiť stabilizátor napätia.

Typy a princíp činnosti stabilizátora

V maloobchodných predajniach nájdete rôzne typ a princíp činnosti stabilizátory napätia, iným spôsobom sa nazývajú normalizátory. Ale napriek rôznorodosti sú ich úlohy rovnaké - udržiavať menovité napätie v napájacej sieti. Požiadavky na ne kladené sú zabezpečiť rýchlu odozvu na zmeny signálu, vysoké hodnoty koeficientu výkonu (COP), prenos správnej sínusoidy a spoľahlivosť riadenia vstupu a výstupu signály.

Pred rozhodnutím, ktorý regulátor napätia si vyberiete, musíte poznať ich rozdiely. Stabilizátory napätia sú klasifikované podľa princípu činnosti, sú to:

• relé;
• tyristor;
• elektromechanické;
• ferorezonančné;
• dvojitá konverzia.

Okrem toho sa vyznačujú technickými charakteristikami vrátane hodnôt menovitého výkonu, rozsahu stabilizovaného napätia, typu použitej siete.

Zariadenie typu relé

Ide o najpopulárnejší typ zariadenia s nízkou cenou. Hlavné prvky používané v zariadeniach reléového typu sú:

• relé;
• transformátor;
• Ovládací blok.

Konštrukcia je založená na schopnosti relé pripojiť alebo odpojiť pomocou svojich kontaktov odbočky zo sekundárneho vinutia transformátora. Relé sú vyrobené v uzavretom obale, ktorý ich chráni pred prachom. Ktoré vinutie pripojiť, analyzuje riadiaca jednotka.

Prevádzka zariadenia je nasledovná. Riadiaca jednotka sleduje zmenu úrovne signálu na vstupe stabilizátora a porovnáva ju s referenčným napätím 220 voltov. Keď sa napätie zníži pomocou relé, pripojí sa ďalšie vinutie transformátora, pridanie napätiapotrebné porovnať jeho úroveň s referenčným. Pri zvyšovaní je naopak jedno z vinutí vypnuté. Kvôli tejto povahe práce sa použitý transformátor nazýva posilňovací transformátor.

Samotný transformátor funguje podľa nasledujúceho princípu: sieťové napätie dopadá na jeho primárne vinutie. Keď ním prechádza premenlivý prúd, vytvára sa striedavý magnetický tok. Tento tok preniká jadrom a všetkými vinutiami, v ktorých je indukovaná elektromotorická sila (EMF). Ak je záťaž pripojená k sekundárnemu vinutiu, potom pod pôsobením EMF začne cez ňu prúdiť striedavý prúd. V tomto prípade má sekundárne vinutie niekoľko vetiev vyrobených na rôznych miestach. Na zvýšenie napätia sa počet pripojených závitov zvyšuje a na zníženie sa znižuje.

Počet prídavných vinutí závisí od modelu zariadenia a ovplyvňuje presnosť výstupného signálu. Čím viac ich bude, tým bude výstupná hodnota bližšie k hodnote 220 voltov. Vzhľadom na stupňovitú formu riadenia dochádza pri spínaní vinutí k napäťovým rázom, pričom normálny výstupný signál bude mať hodnotu od 203 do 237 voltov.

Výhody tento typ stabilizácieokrem ceny je tu vysoká schopnosť odolávať preťaženiu a širokému rozsahu prevádzkových teplôt od -40 do +40 stupňov Celzia. Takéto normalizátory sú prakticky necitlivé na frekvenčný tvar vstupného signálu. Nevýhody zahŕňajú: hluk vznikajúci pri spustení relé, nízky výkon a spoľahlivosť. Spoľahlivosť závisí od kvality relé. Postupná metóda úpravy signálu vedie ku krátkodobým prepätiam napäťovej úrovne, čo negatívne ovplyvňuje zariadenie pripojené k stabilizátoru.

Normalizátor napätia tyristora

Činnosť tohto typu stabilizátora sa v zásade nelíši od relé. Len namiesto nespoľahlivých a hlučných relé sa používa polovodičový prvok, tyristor. Je to rádioelement s dvoma stabilnými stavmi s tromi alebo viacerými pn prechodmi. Vo svojej práci pripomína elektronický kľúč.

Takéto zariadenia sa tiež nazývajú triak, rozdiely sú len v tom, že tyristor prechádza signálom iba jedným smerom a triak v oboch smeroch. Dva paralelne zapojené tyristory k sebe tvoria triak. Stabilizácia nastáva pripojením alebo odpojením prídavných vinutí otvorením alebo zatvorením tyristora.

Tyristorové stabilizátory vydaný ako jedena dve etapy transformácie. V druhom prípade je v prvom stupni úroveň signálu nastavená zhruba a v druhom je presná. To umožňuje dosiahnuť vysokú presnosť úrovne výstupného napätia. Medzi výhody patrí:

• nedostatok hluku;
• vysoká spoľahlivosť;
• nízka spotreba energie;
• vysoký výkon;
• malé fyzické rozmery.

Navyše vďaka použitiu mikroprocesorového riadenia tyristorový stabilizátor neskresľuje tvar výstupného signálu.

Nevýhodou sú vysoké náklady v dôsledku použitia drahých tyristorov a zložitého elektronického riadiaceho obvodu. A tiež tyristorové normalizátory nie sú zbavené nedostatku stabilizácie reléového typu, konkrétne krokovej regulácie. Napríklad s presnosťou stabilizácie 2% je krok výstupného napätia 6 voltov.

Normalizácia typu serva

Iný názov pre servonormalizátor je elektromechanický stabilizátor alebo servomotor. Takéto zariadenie pozostáva z troch hlavných prvkov:

• autotransformátor;
• elektrický motor;
• riadiace dosky.

Princíp činnosti spočíva v plynulom pohybe pomocou motora s uhlíkovou kefkou, uzatvárajúceho sekundárne vinutia autotransformátora. Jeho vinutia sú navzájom prepojené a vďaka tomu vznikajú magnetické aj elektrické spojenia. Sekundárne vinutie autotransformátora má najmenej štyri odbočky, z ktorých každá má svoju vlastnú hodnotu napätia.

Činnosť motora je riadená elektronickou doskou s mikroprocesorom. Vďaka tomuto prístupu dochádza k stabilizácii napätia bez prechodných procesov a výstupný priebeh sa nemení. Správna sínusoida je dôležitá pre zariadenia využívajúce vo svojej konštrukcii motory, ktoré sa pri veľkom zašumení signálu prehrievajú.

Nevýhodou servomotorových regulátorov je nízka rýchlosť odozvy. Napríklad, ak sa vstupný signál odchyľuje o 5 %, doba odozvy je 0,2 sekundy. Okrem toho takýto stabilizátor vytvára počas prevádzky zvýšený hluk.

Ferorezonančné zariadenie

Tento typ normalizátora používa vo svojej práci ferorezonančný efektvznikajúce vo zväzku transformátor-kondenzátor. Preto dostal svoj názov: ferorezonančný stabilizátor. Štrukturálne je tento typ normalizátora podobný typu transformátora. Ale tu použitý transformátor nie je symetrický, sekundárne vinutie je umiestnené na magnetickom obvode s veľkým prierezom, ktorý neumožňuje, aby bol v stave nasýtenia.

V takomto transformátore vznikajú tri magnetické toky zmeny výkonu, ktorých veľkosť vedie k vyrovnaniu výstupného napätia. Kondenzátor je pripojený paralelne k sekundárnemu vinutiu, a teda k záťaži. Pridanie kondenzátora stabilizuje napätie pri nízkych magnetizačných prúdoch, čím sa zvyšuje účinník.

Hlavnou nevýhodou tohto typu zariadenia je nízky účinník. Okrem toho má stabilizátor veľkú hmotnosť a veľkosť, hluk počas prevádzky. Jeho výhody sú v presnosti regulácie a vysokej spoľahlivosti.

Normalizátor výkonu meniča

Princíp činnosti je založený na dvojitej konverziia vstupný signál najprv do konštanty a potom späť do premennej. Jeho nespornou výhodou je použitie nie objemných 50 Hz transformátorov v srdci návrhu, ale komplexu softvérovej a hardvérovej implementácie. To umožňuje dosiahnuť účinnosť viac ako 90% a zároveň poskytuje vynikajúcu presnosť stabilizácie napätia.

Invertorový stabilizátor obsahuje:

• napäťový ovládač;
• mikrokontrolér;
• kapacita;
• usmerňovač;
• napájací korektor.

Striedavý prúd, ktorý vstupuje do usmerňovača a prechádza cez frekvenčný filter, sa prevádza na konštantnú hodnotu. Do meniča sa privádza stabilizovaný vysokonapäťový signál, ktorý sa akumuluje na kondenzátoroch DC zbernice. Invertorová jednotka je zostavená na mikroobvode s moduláciou šírky impulzov (PWM) a výkonových tranzistoroch IGBT. Regulátor PWM generuje vysokofrekvenčný signál, asi 20 kHz, ktorý riadi otváranie tranzistorov IGBT. Potom sa pomocou kapacitno-indukčného filtra vytvorí striedavý výstupný signál.

Vďaka aplikácii tohto prístupu zariadenie plynule reguluje signál a vytvára sínusoidu vynikajúcej kvality, ktorá je dôležitá napríklad pre prevádzku plynových kotlov. Nevýhodou je použitie drahých rádiových komponentov, čo vedie k najvyššej cene zo všetkých typov stabilizátorov. Potrebné sú vypínače IGBT v ochrane proti prehriatiu, preto sú inštalované na chladičoch, čo pridáva na hlučnosti.

Výber regulátora napätia

Výber stabilizátora pre prácu s konkrétnym zariadením alebo jeho použitie na dodávku elektriny do domu, výberové kritériá zostávajú rovnaké.

V závislosti od typu siete sa vyberie jednofázové zariadenie pre 220 voltov a trojfázové zariadenie pre 380 voltov. Dôležitým parametrom je rozsah vstupného napätia, pretože pri prekročení tejto hranice stabilizátor odpojí záťaž k nemu pripojenú alebo sa sám vypne. Aby ste si ho vybrali správne, potrebujete poznať rozloženie napätia v elektrickej sieti. Môžete to zistiť meraním sily signálu v rôznych časoch dňa počas niekoľkých dní.

Pri výbere stabilizátora napätia pre domácnosť sa berie do úvahy nielen typ zariadení, ktoré potrebujú ochranu, ale aj ich špičkový výkon. Jeho hodnota sa berie s rezervou minimálne pätnásť percent a vypočíta sa sčítaním výkonu všetkých zariadení pripojených k stabilizátoru. Aktívny výkon sa vždy uvádza vo wattoch (W) a zdanlivý výkon vo voltampéroch (VA). Vzájomne korelujú ako 1VA = 0,6 - 0,8 W. Je potrebné pochopiť, že motory majú pri použití štartovacie prúdy a zariadenia na stabilizáciu výkonu asynchrónne elektromotory, kompresory, čerpadlá, by mala byť 3-4 krát vyššia ako prevádzkový výkon spotrebiteľov.

Pri uprednostňovaní typu zariadenia sa berie do úvahy, že elektromechanické modely sú vhodné na ochranu vysoko presných zariadení. Relé a tyristor pre vedenia, na ktorých dochádza k výrazným napäťovým rázom, a požiadavky na presnosť stabilizácie nie sú hlavným faktorom. Ide napríklad o elektronické súčiastky citlivé na kolísanie hodnôt napätia, inštalované v chladničkách, mrazničkách a podobne, ktoré majú vo svojej konštrukcii štartovacie motory.

Podľa štatistík patria títo výrobcovia medzi najobľúbenejšie zariadenia na trhu, ktoré si získali dôveru kupujúcich:

• APC;
• Luxeon;
• Resant;
• Powercom;
• RUCELF;
• Energia;
• Logická sila.

Nákupom zariadenia od známych značiek získava spotrebiteľ nielen súlad s deklarovanými parametrami so skutočnými vlastnosťami, ale aj poskytovanie záručnej a pozáručnej servisnej podpory. Takmer všetky zariadenia na stabilizáciu napätia sú vybavené informačnými obrazovkami, ktoré môžu zobrazovať: hodnota vstupného a stabilizovaného napätia, hodnota príkonu, priebeh a pod. ako to.