Одним из самых главных критериев для правильного подбора стабилизатора напряжения является его мощность. Ведь если ее недостаточно, то изделие не будет выполнять полностью возложенные на него функции по защите оборудования. Самый частый вопрос, который возникает при расчете этого параметра – как считать в Ваттах или Вольт-Амперах?
В технических характеристиках стабилизаторов напряжения мощность указывается обычно полная, а единицы измерения при этом Вольт-Амперы. В то же время мощность нагрузки как правило указывается в Ваттах, т.е активная. Как же правильно выбрать?
Из школьного курса физики вспоминаем, что мощность определяется так Р=U×I, т.е. напряжение умножаем на ток и получаем результат в Ваттах. Когда речь идет о постоянном напряжении, то все предельно просто, т.к. в этом случае нет фазового сдвига между U и I, т.е. присутствует чисто активная составляющая. Например, при U=12В и I=4А мощность будет равна 48Вт.
При переменном напряжении ситуация несколько меняется, т.к. в зависимости от типа нагрузки, которая в своем составе может иметь как индуктивные, так и емкостные элементы, может меняться сдвиг фаз между током и напряжением. Потому формула выше для активной мощности несколько преобразуется Р=U×I×cosφ (Вт), т.е. под cosφ здесь и понимается фазовый сдвиг между U и I. В зависимости от нагрузки cosφ может принимать значение от 1 (лампочки накаливания, электронагреватели, ТЭНы) до 0,5 (насосы, компрессоры, электроинструмент, электродвигатели, сварка).
И получается, что для электродвигателя с cosφ=0.7 при напряжении 220В и токе 10А активная мощность (Р) уже будет равна 1540Вт, а не 2200Вт как при работе обогревателя с cosφ=1.0, например.
И получается, что для электродвигателя с cosφ=0.7 при напряжении 220В и токе 10А активная мощность (Р) уже будет равна 1540Вт, а не 2200Вт как при работе обогревателя с cosφ=1.0, например.
Именно поэтому при выборе мощности стабилизатора напряжения следует обращать внимание на т.н. полную мощность (S), которая обычно указывается в характеристиках изделия и измеряется в Вольт-Амперах. Активная и полная мощность связаны соотношением S=P/cosφ.
Таким образом, зная характеристики нагрузки (активную мощность и cosφ) можно точно подобрать стабилизатор по его паспортной полной мощности.
Пример. Имеется 1 обогреватель с cosφ=1 и Р=3.5 кВт, 1 насос с cosφ=0.8 и Р=2.5 кВт и 1 холодильник с cosφ=0,95 и Р=0.5 кВт.
Если просто просуммировать все нагрузки без учета cosφ (как обычно большинство людей и делают), то получится, что нужен стабилизатор не менее 6,5 кВт.
Однако полная мощность всех приборов получится S = 3.5/1+2.5/0.8+0.5/0.95 = 7151 ВА, т.е. необходим стабилизатор не менее 7.5 кВА, а с учетом того, что при понижении напряжения мощность стабилизатора также падает, то необходим стабилизатор с 25-30% запасом на 8.5 — 9 кВА.
Расчет стабилизатора напряжения для смешанной нагрузки (бытовая техника, освещение, инструменты) лучше производить по полной мощности, а не активной, т.к. при простом суммировании всех потребителей будет выбрано изделие, которое просто не справится с поставленной задачей.
Однако если нагрузка чисто активная (лампочки, нагреватели), то достаточно сложить мощность всех устройств, пренебрегая коэффициентом мощности (cosφ).