Более полувека назад дачи были местом отдыха, временного расположения, хранения огородных инструментов и не нуждались в качественном электропитании. Сейчас для многих дачи превратились в полноценное летнее жильё и многие, оборудовав дачные дома необходимой бытовой техникой и электроэнергией, сталкиваются с перепадами напряжения. Старые электросети уже не могут обрабатывать растущую нагрузку и всё чаще происходят скачки напряжения, способные вывести приборы из строя. Вопрос о выборе стабилизатора напряжения для дачи встаёт у многих дачников и о том, как правильно его выбрать, расскажем в статье.
Зачем нужен стабилизатор напряжения?
Подавляющее большинство электроприборов требуют напряжения в 220 В. Допустимы отклонения на 5% меньше или больше, критическим считается 10% колебания 1980243 В, но превышение данного показателя может привести к отключению (при спаде напряжения) и к перегоранию (при резких скачках и возрастании напряжения) бытовой техники.
Стабилизатор нивелирует отклонения в подаче электроэнергии, обеспечивая постоянный неизменный ток.
Принцип работы этого устройства состоит в приёме тока от электросети, при необходимости - накоплении, добавлении и убавлении вольтажа и последующей подаче на бытовую технику. Стабилизатор пропускает электричество через себя и может копить остатки, а когда электросеть отключается - питать устройства накопленным током. Наряду с этим он выравнивает скачки и сбои напряжения, сдерживает нагрузку, убирает помехи и приводит подачу тока к нормальной и постоянной величине.
Виды стабилизаторов
Стабилизаторы делятся на виды по принципу механизма и регулировки: плавной или ступенчатой. Наиболее распространёнными являются четыре типа: симисторные, сервоприводные, релейные и тиристорные. У этих видов разные параметры, поэтому каждый следует рассмотреть каждый отдельно.
Релейные
Принцип работы релейного вида является наиболее простым, за счёт чего такие приборы наиболее распространены. Поддержка стабильной подачи тока осуществляется постоянной регулировкой коэффициента трансформации согласно входящему напряжению за счёт реле, переключающих обмотки автотрансформатора ступенчатым путём. Реле, в свою очередь, могут управляться как логическими элементами, так и процессором-контроллером. Ступеней переключения реле может быть от 5 до 7, и это количество обеспечивает точность переменной получаемого устройствами напряжения. При диапазоне 150-250 В погрешность составляет около 8%.
Достоинств у релейного вида немного, но все они весьма существенны, как то:
- Быстрая реакция в 5-10 милисекунд на перепады напряжения и аномальную нагрузку;
- Низкая стоимость по сравнению с сервоприводными и симисторными стабилизаторами;
- Могут работать с низкоуровневыми электросетями от 90 В.
Минусов у релейных стабилизаторов больше:
- Допустимы, но не нормальны ситуации, когда переключение ступеней меняет напряжение на выходе до 20-30 В. Это отображается на мигании ламп накаливания и звуке аудиофильтров. Такие ситуации неопасны, но неприятны.
- При переключении ступеней также могут быть вызваны короткие всплески напряжения из-за ЭДС самоиндукции. Как и для семисторного вида, рекомендуются устройства с варисторами-поглотителями нагрузки.
- При переключении подвижных реле, в то время когда один контакт отрывается от другого и начинает подключаться к следующему, возникают провалы в питании. На наносекунду устройства отключаются от сети.
- Точность поддержки напряжения на выходе у подавляющего большинства регуляторов составляет 220 В и 8% погрешности. Следует учитывать, что стабилизатор с напряжением 203-237 В может не справиться с требовательными устройствами.
- Алюминиевая обмотка автотрансформаторов существенно уступает медной - меньшая устойчивость к нагрузкам, больший нагрев и сниженная износоустойчивость.
- Силовые переключатели реле могут окисляться и накапливать нагар, что ведет к нагреву и ухудшению электропроводимости. Контактные группы могут слипаться или отгорать из-за резких повышений напряжения, поэтому релейные регуляторы не считаются стойкими к перегрузкам и нуждаются в частой чистке контактов или и вовсе замене реле.
- Громкие щелчки переключающихся реле могут создавать дискомфорт по ночам.
Преимуществом установки релейного вида является его небольшая стоимость, и такой прибор вполне оправдан в сети с некритическими перепадами тока.
Симисторные
По принципу работы симисторные стабилизаторы похожи на релейные, так как тоже принадлежат к ступенчатому типу регулировки автотрансформатора. Главное отличие симисторных состоит в силовых коммутирующих элементах (симисторах), пришедших на замену силовым реле. В составе симисторов нет движущихся механических узлов, за счёт этого управление стабилизаторов осуществляется сложнее: за это отвечает специальный процессор-контроллер.
У симисторных стабилизаторов есть свои достоинства и недостатки. К достоинствам причисляют:
- Быстрое реагирование на перепады напряжения;
- Нулевая вероятность образования искр и перегорания при высокой нагрузке за счёт отсутствия контактов;
- Тихая работа;
- Медная изолирующая обмотка силового трансформатора;
- Вариативные типы питания от низкоуровневой сети (90 В и выше) или высокоуровневой (до 300 В);
- Широкий спектр моделей с разными точностями поддержки выхода напряжения 2-8%.
Из недостатков следует отметить следующие:
- Щелчки и мигания подключенных устройств, обоснованные ступенчатым типом регулировки. Важна точность поддержки выхода напряжения, чтобы минимализировать мигание ламп и стучащие звуки в аудиосистемах.
- ЭДС самоиндукция автотрансформатора может вызывать краткие всплески напряжения до 1000 В, поэтому рекомендуется использование варисторов, поглощающих лишнее напряжение подключаемых приборов.
- Как и в релейных устройствах, перекоммутация обмотки трансформатора в выходной цепи может вызывать перебои в питании. Это не так опасно, как кажется, но иногда секундное отключение с последующим включением может вывести из строя различные устройства.
- Симисторы - основные элементы приёма-передачи тока, неустойчивы к перегрузкам, что влечёт за собой износ. Чем мощнее симисторный стабилизатор - тем дольше он прослужит.
- Симисторные типы регуляторов нагреваются больше всего, поэтому в таких устройствах должны быть мощные радиаторные системы охлаждения. На даче важно, чтобы прибор был хорошо укрыт как от жары, так и от холода.
- Сложное управление программы-прошивки может привести к сбою программы при выходе симисторов из строя, а ремонт программного обеспечения затруднён отсутствием программ контроллеров в свободном доступе. При поломке симисторный стабилизатор придётся нести в специализированный сервисный центр или на завод соответствующего производителя.
- Цена. Качественный симисторный стабилизатор - самый дорогой из всех регуляторов напряжения.
Основной причиной для того, чтобы выбрать симисторную модель может стать стремление избавиться от недостатков недорогого релейного стабилизатора, который не выдерживает нагрузку разночастотного напряжения. Тем не менее, симисторные побеждают не во всех соревнованиях с релейными.
Тиристорные
Выравнивание подачи тока в тиристорном стабилизаторе осуществляется электронными ключами-тиристорами, которые переключают обмотку силового автотрансформатора. Тиристор - это прибор полупроводникового типа, аналог электромагнитному реле. У него имеются анод, катод и управляющий электрод. А для получения обоюдостороннего движения тока применяется встречно-параллельная установка тиристоров.
Преимущества тиристорного стабилизатора примечательны следующим:
- Стабилизация с точностью до 3-5%;
- Скорость стабилизации напряжения выше, чем у релейных моделей;
- Защищённость от внешних помех;
- Расширенные возможности регулирования пропускной способности;
- Надёжность и защищённость от перегрузок.
Отрицательные качества тиристорного вида:
- Подверженность частым реактивным нагрузкам - спад работоспособности или отключение;
- Снижение мощности при недостаточном поступлении тока;
- Относительно большая стоимость;
- Опасность перегрузки при подключении измерительных устройств высокой точности;
- Сложности при ремонте.
Тиристорные модели, как и симисторные, могут превосходить релейные по параметрам износоустойчивости, но проигрывают в цене.
Сервоприводные
Электромеханические или сервоприводные стабилизаторы работают по принципу, отличному от ступенчатого ряда (релейных, симисторных и тиристорных). Основным узлом является сервопривод, запускающий токоподающую щётку. Щётка движется по виткам обмотки, занимая соответствующее входному напряжению значение. Таким образом, коэффициент трансформации меняется и обеспечивает стабильное напряжение.
Устройство сервоприводного механизма являет собой постоянно соединённую неподвижную цель, гарантирующую устойчивость ко всплескам тока при перекоммутации, чем не могут похвастаться ступенчатые механизмы.
Достоинств у сервопривродных регуляторов напряжения гораздо больше, чем у остальных:
- 2-3% погрешностей при стабилизации выходящего напряжения;
- Изностоустойчивость и терпимость к перегрузкам сети;
- Конструкция автотрансформатора и токоподающей щётки не допускает выбросов электроэнергии между сетью и потребителями: нет мигающих ламп и щелчков;
- Гораздо более тихая работа;
- Медная обмотка автотрансформатора;
- Логическое управление плат без сложной программы-процессора, обеспечивающее надёжность и безотказность в течение долгого времени.
Разумеется, не обошлось и без недостатков:
- Низкая по сравнению с релейными моделями скорость реакции около 40 В в секунду. Этот недостаток называют условным, так как для большинства сетей и электроприборов этого времени недостаточно для серьёзного сбоя. К тому же у самых современных сервоприводных моделей скорость намного выше - до 60 В/с.
- Подвижные механические узлы более подвержены износу при экстремальных условиях использования с частыми и резкими сбоями сети. Срок службы может составлять от 3 до 7 лет. При этом чистка, починка и замена узлов будет стоить дешевле, чем замена реле.
- Диапазон входного напряжения в 140-260 В тоже может быть условным недостатком, но как правило - этого хватает для большинства устройств.
- Цена сервоприводного выше цены релейного.
Сервоприводные регуляторы напряжения рекомендуются к установке чаще остальных типов в виду повышенной надёжности электромеханического принципа. В качестве надёжного и долговечного источника бесперебойного питания стоит выбрать именно этот вид.
Критерии выбора
Разобраться в типах стабилизаторов сложно, но касаемо параметров выбора дело обстоит намного проще. Всё, что нужно знать для того, чтобы выбрать качественный стабилизатор электрического напряжения для дачи, это:
- Фазность;
- Мощность;
- Точность стабилизации;
- Диапазон рабочего напряжения.
Зная такие характеристики, как износоустойчивость и стоимость разных видов и оптимальные технические параметры, выбрать надёжную модель будет несложно.
Фазность
Выбрать хороший стабилизатор, зная его фазность - несложно. Независимо от принципа работы, стабилизаторы делятся на однофазные и трёхфазные. Обычно бытовая техника требует 220-вольтной однофазной электросети, но мощным устройствам, таким как электропечи, насосы, сварочные аппараты и т.д. может понадобиться 380-вольтная трёхфазная сеть:
- Однофазный подойдёт для дачи, где не используется сложная бытовая техника, сварочные аппараты, мощные электроинструменты и т.д. Даже если в доме предусмотрена трёхфазная сеть розеток, но бытовая техника требует 220 В, трёхфазный будет лишней тратой средств. Помимо этого, однофазные стабилизаторы с мощностью до 20% позволяют технике работать на минимуме усилий, увеличивая срок их питания и накапливая остатки электроэнергии.
- Трёхфазные модели стоят дороже, но выгоднее при подключении огромного набора простых устройств наряду со сложными. В отличие от однофазных, независимо от сети, трёхфазные способны обеспечить качество и надёжность линейного и фазового питания. Во многих офисных, промышленных и сельскохозяйственных предприятиях используются трёхфазные, но для маленького дачного дома стоит выбрать такой тип только в случае стройки или ремонта.
Фазность стабилизатора следует выбрать согласно цели его использования. Чаще всего для дачи берётся только одна модель, так как срок её эксплуатации ограничен тёплым периодом. При необходимости можно приобрести два или больше стабилизаторов, что особенно актуально в процессе стройки и капитального ремонта дачного дома.
Мощность
Независимо от параметров выбора, мощность остаётся главной характеристикой. Оптимальная мощность стабилизатора напряжения рассчитывается исходя из двух вариантов:
- Стабилизатор необходимо выбрать для определённого набора бытовой техники и электроинструментов, который планируется к одновременному подключению.
- Выбрать для всей дачи в целом, рассчитывая параметр мощности не только на бытовую технику, но и на освещение и другие возможные цели использования.
Очевидно, что параметр мощности стабилизатора должен превышать суммарную мощность всех подключаемых устройств. Следовательно, вначале стоит определить суммарную мощность потребителей.
Потребляемая мощность разделяется на активную и реактивную. Производители предпочитают указывать активный параметр, однако при расчёте оптимальной мощности стабилизатора необходимо учитывать и реактивную мощность. Она, в свою очередь, измеряется в вольт-амперах (ВА).
Формула расчёта оптимальной мощности - квадратный корень из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. Однако рассчитывать её будет достаточно долго и муторно, поэтому лучше воспользоваться онлайн-калькулятором мощности стабилизатора, или выбрать по прогнозам производителя:
- 3 киловатта достаточно для обеспечения бесперебойного освещения в доме, но на большее такого слабого стабилизатора не хватит.
- 5-8 киловатт мощности хватит, чтобы без перегрузок обеспечить стабильное напряжение на минимальный набор электротехники: холодильник, телевизор, компьютер и пара мелких бытовых электроприборов.
- 10-12 киловатт - оптимальная мощность для того, чтобы добавить в сеть освещение и, например, электроплиту.
- От 15 киловатт - наиболее мощные стабилизаторы, справляющиеся с огромным набором бытовой техники и других устройств.
Следует помнить, что мощность - параметр относительный и на него влияет множество факторов: количество устройств, их суммарная мощность, качество электросети, фазность, пропускная способность и многое другое.
Точность стабилизации
Точность стабилизации должна соответствовать требованиям подключаемых электроприборов. При указанных 220 В ±5%, точность стабилизации не должна превышать эту величину, а при наличии нескольких приборов с разной требуемой точностью за основу берётся наиболее узкий диапазон. В случае, если устройств много, они делятся на группы и подключаются к разным стабилизаторам:
- 3%-я точность подходит для сложной аппаратуры (медицинской, вычислительной) и осветительных систем. Высота точности стабилизации обеспечивает наименьший выбор выходящего напряжения, что видно невооружённым взглядом по ровному, немигающему освещению.
- Бытовая техника (кухонная, комнатная, переносная) требует точности до 7%.
- 8%-я точность стабилизации - наихудший вариант, однако такие регуляторы стоят намного дешевле.
Сама регулировка стабилизатора может быть плавной или ступенчатой и параметр точности более важен для ступенчатой, где одна ступень имеет около 5 В. При плавной регулировке точность не может быть критичной.
Диапазон рабочего напряжения
Рабочим называют диапазон значений входного напряжения, которые допустимы для точности, указанной в сопроводительных документах определённого стабилизатора.
К примеру, рабочий диапазон однофазного релейного стабилизатора обычно составляет 165-244 В при предельном диапазоне 130 В и точности ± 2,5-10%. Простыми словами, при подаче тока в диапазоне от 165 до 244 В погрешность стабилизации не превысит указанные 10% рамок. Превышение диапазона до верхнего порога в 244 В вызовет автоматический сброс нагрузки, а снижение до нижнего порога в 165 В - автоматический подъём.
От диапазона рабочего напряжения зависят параметры мощности и точности, габариты и стоимость:
- Самые дешёвые и маленькие модели имеют допустимый диапазон с нижним порогом от 90 В.
- Средняя категория имеет рабочий диапазон от 160 В.
- Наиболее мощными и дорогими являются модели с рабочим диапазоном от 260 В.
Производители
Как и в любом другом сегменте, среди производителей стабилизаторов напряжения давно сформировался ТОП, заслуживших уважение покупателей, компаний. На данный момент лидируют как зарубежные, так и отечественные производители.
Всем известна фирма APC, продукцию которой на жаргоне часто называют "УПС-ами" из-за схожести аббревиатуры со звуком, которые пользователи часто издают при внезапном перепаде электроэнергии. American Power Conversion - одна из наиболее известных компаний, специализирующихся на периферийных устройствах и бесперебойном питании. Американская фирма славится своими стабилизаторами для компьютеров, но производит и классические стационарные модели с мощными параметрами, предназначенные для большого количества электроприборов, размещённых на просторной площади. Основные преимущества продукции APC - качество, стильный дизайн, разнообразие моделей от простейших до высокопрофессиональных, умение накапливать энергию для работы в течение нескольких часов, защита от перегрузок и мощности среднего диапазона.
RESANTA - компания, специализирующаяся на различных бытовых электроинструментах, в том числе и стабилизаторах напряжения. Несмотря на то, что продукция изготавливается на заводах в Китае, пользователи сумели по достоинству оценить качество инструментов бесперебойного питания. В первую очередь это касается не только бытовых, но и мощных профессиональных стабилизаторов, обладающих аномальным запасом мощности, широким диапазоном рабочего напряжения и высоким классом защиты от перегрузок. В ассортименте компании также представлены и бюджетные модели по цене от 1 600 рублей, тогда как за один из наиболее мощных придётся выложить порядка 40 000.
Компания Энергия, специализирующаяся на сложных электроинструментах, сварочных аппаратах, аккумуляторах и инверторах, производит одни из самых качественных стабилизаторов напряжения на российском рынке. На каждый товар предоставляется минимум 3-летняя гарантия, а выбор моделей отвечает любым требованиям как по мощности, так и по бюджету. За качественную бытовую модель, отвечающую большинству требований дачников, придётся выложить около 30 000, но результат порадует даже самого требовательного пользователя.
Псковская компания "Интепс" более известна по бренду стабилизаторов напряжения Lider, хотя основное направление компании - электрооборудование и монтаж. Источниками бесперебойного питания фирма занимается уже более 25 лет и за это время успела представить миру самые разные устройства разных типов работы и мощности. Среди продукции "Лидера" можно найти как бюджетные однофазные модели, так и высокотехнологичные трёхфазные агрегаты, способные обеспечить бесперебойное питание целого особняка.
Украинская фирма Volter славится стабилизаторами с высококачественной конструкцией по последним технологиям. Их приборы имеют комбинированные схемы, разноуровневую защиту от перегрузок и перепадов температуры, высокую мощность, но некоторые модели значительно проигрывают в точности стабилизаторам других производителей. Один из самых мощных представителей семейства Volter способен обеспечить бесперебойным питанием всю бытовую технику в доме.
Перечисленные производители лидируют на рынке, однако помимо них есть и другие. Подробнее рассказано в видео:
В выборе стабилизатора напряжения для дачи очень важно учитывать суммарную мощность потребляющих электроэнергию систем, температурные условия в месте дислокации стабилизатора и частоту колебаний электроэнергии. Дачные участки плохо контроллируются извне, поэтому чем надёжнее, мощнее и устойчивее будет стабилизатор - тем спокойнее может быть хозяин дачи. Лучше выбрать модель подороже, но получше, которая прослужит 5-7 лет, чем дешёвую, но недолговечную.
https://24kak.ru/dlja-doma/kak-pravilno-vybrat-stabilizator-napryazheniya-dlya-dachi/