Принцип работы и типы стабилизаторов напряжения 220В для дома

Советы по выбору стабилизатора напряжения

Для того чтобы приобрести эффективный и надёжный прибор, необходимо следовать советам профессионалов, людей, которые знают толк в электричестве. Итак, перечень рекомендаций:

  1. В том случае, если помещение не отапливается, стабилизатор в обязательном порядке должен устанавливаться морозостойкий. Если в холодном помещении установить обычный прибор, большая вероятность того, что срок эксплуатации его будет очень коротким, так как выпадет конденсат, что приведёт к короткому замыканию. Нужно понимать, что если выпадет конденсат и прибор придёт в негодность, гарантия на устройство считается недействительной.
  2. Стабилизаторы напряжения с широким номинальным диапазоном напряжения на выходе – оптимальный вариант. При перепадах напряжения в зимний и летний период. Рассматриваемый вид прибора является лучшим вариантом из имеющихся.
  3. Если говорить о стабилизаторе, то в первую очередь, нужно знать количество фаз в сети. В том случае, если сеть трёхфазная, а потребителей в три фазы мало или же они отсутствуют, тогда лучше приобрести три однофазных устроиств.

Стабилизатор напряжения 220в для дома как правильно подобрать видео

Выбор прибора является достаточно сложным процессом, потому как зависит от многих факторов. Рассмотренные типы стабилизаторов, их преимущества, недостатки и область применения помогут вам определиться с подходящим вариантом.

Технология двойного преобразования энергии

Инверторы и выпрямители – статические преобразователи напряжения, совместное использование которых в 1980-х породило технологию двойного бестрансформаторного преобразования энергии. Данная технология в течение нескольких десятилетий успешно применялась в онлайн ИБП, а в 2015 году была использована и при создании стабилизаторов напряжения нового поколения. Полученные устройства, названые инверторными стабилизаторами, обеспечили непревзойдённые технические характеристики и стали настоящим прорывом в своей отрасли.

Инверторные стабилизаторы избавлены от громоздкого автотрансформатора и каких-либо электромеханических частей, силовая часть приборов состоит исключительно из электронных модулей: выпрямителя, накопительной емкости и инвертора.

Работа такого стабилизатора заключается в двукратном преобразовании поступающего на вход напряжения. Сначала оно с помощью выпрямителя преобразуется в постоянное, затем проходит через промежуточную (накопительную) емкость и попадает на инвертор, где снова становится переменным. В итоге на выход устройства подаётся снятое с инвертора напряжение, которое обладает точным значением и синусоидальной формой.

Важно!

Двойное преобразование в инверторных стабилизаторах является штатным рабочим процессом и осуществляется постоянно, а не только в момент отклонения сетевых параметров от нормы. Именно из-за этого данные устройства отличаются мгновенным срабатыванием и бесступенчатой стабилизацией, а генерируемая ими идеальная синусоидальная форма выходного сигнала не зависит от любых колебаний и помех во внешней сети. Кроме того, инверторные стабилизаторы работают в расширенном диапазоне входного напряжения и способны обеспечить эталонную точность стабилизации.

В настоящее время инверторные стабилизаторы удовлетворяют даже самые жесткие требования к качеству электропитания и входят в число наиболее популярных устройств в соответствующем им сегменте рынка.

Подробнее об инверторных стабилизаторах читайте в статье «Инверторные стабилизаторы: строение и принцип работы».

Критерии выбора стабилизатора для однофазной сети

Существует ряд параметров, по которым осуществляется выбор стабилизатора напряжения:

  • Выходная мощность;
  • Скорость коррекции;
  • Точность установки;
  • Диапазон входного напряжения;
  • Функция «Байпас»;
  • Вариант исполнения.

Мощность стабилизатора можно считать самым важным параметром. Она определяет, какое количество бытовой техники может быть подключено. Ориентироваться можно на приблизительную таблицу мощности бытовой техники:

  • LCD телевизор – 100-200 W;
  • Стиральная машина – 1 500-2 500 W;
  • Холодильник – 200-300 W;
  • Персональный компьютер – 100-200 W;
  • Система отопления с циркуляционным насосом – 150-200 W;
  • Освещение – 500 W.

Сюда можно добавить электрическую плиту, если она имеется, видеонаблюдение,  охранную сигнализацию и приборы разового подключения, такие как утюг, фен, миксер, тостер и так далее. Таким образом, мощность однофазного стабилизатора для качественной работы всей бытовой техники в частном доме должна составлять не менее 5 кВт.

С другой стороны стандарт отечественной сети допускает ± 10% отклонения от величины 220В, поэтому точность в 1-3% не очень и востребована. Современные стабилизаторы различных типов обеспечивают достаточно широкий диапазон напряжения на входе, поэтому отличия у отдельных моделей не слишком значительны.

Критерии выбора

В Вашем дома часто бывают перепады напряжения?

Постоянно!Редко, но бывает

При выборе стабилизатора для домашнего использования необходимо обратить внимание на несколько важных факторов. Вот основные из них:. Мощность

От того, какой мощностью будет обладать стабилизатор, зависит, сколько бытовых электроприборов он сможет запитать. Чтобы не ошибиться при покупке, сначала лучше подсчитать суммарную потребляемую мощность имеющейся в доме бытовой электроники и отталкиваться при выборе от полученных результатов

Мощность. От того, какой мощностью будет обладать стабилизатор, зависит, сколько бытовых электроприборов он сможет запитать. Чтобы не ошибиться при покупке, сначала лучше подсчитать суммарную потребляемую мощность имеющейся в доме бытовой электроники и отталкиваться при выборе от полученных результатов.

Велика вероятность, что в доме будет появляться новая бытовая техника, поэтому стабилизатор лучше брать с запасом хотя бы в 500 Вт (а лучше в 1 000 Вт).

  • Количество фаз. Стабилизаторы могут отличаться количеством фазных проводов. На самых простых один фазный провод и один «ноль». Однако бывают устройства с двумя или даже с тремя фазами. Они предназначены для подключения большого количества оборудования или для работы с требовательными приборами. Для домашнего использования обычно вполне хватает однофазного прибора.
  • КПД. Во время работы стабилизаторы теряют часть электричества – это неизбежно. Чем меньше потери, тем лучше. Выражается уровень потерь в коэффициенте полезного действия. Он не должен быть меньше 95%.
  • Коэффициент отклонения. Под коэффициентом отклонения понимают то, насколько напряжение в электросети отклоняется от нормальных значений (220 – 240 В). Разные стабилизаторы могут бороться с разным коэффициентом отклонения. Как правило, дешевые модели плохо справляются с высокими значениями этого показателя. Чтобы понять, каков коэффициент отклонения у вас дома, нужно замерить с помощью вольтметра напряжение в одной из розеток три – четыре раза в течение дня, а затем высчитать среднее арифметическое из полученных данных и разделить на него стандартный вольтаж.
  • Наличие системы защиты. Серьезная перегрузка или замыкание в сети могут привести к перегоранию обмотки трансформатора стабилизатора. Это может привести к плачевным последствиям в виде поломки вашей техники. Избежать их поможет система защиты – она отключает подачу тока на трансформатор в критической ситуации. Поэтому старайтесь подобрать устройство, которое имеет такую функцию. В самых дешевых моделях она отсутствует, поэтому стремление сэкономить может повлечь еще большие затраты на ремонт сгоревшей электроники.
  • Гарантия. Любой стабилизатор подвергается серьезным нагрузкам во время работы. Это означает, что он вполне может выйти из строя. Поэтому надо стараться приобретать устройства с большим сроком гарантии (минимум год). Это обезопасит вас от необходимости ремонта приспособления за свой счет в случае его неожиданной поломки.
  • Цена. Оптимальным будет устройство средней ценовой категории. С одной стороны, меньше вероятность низкого качества и брака, с другой – нет необходимости переплачивать за именитый бренд.

Критерии выбора

принципиальных схемаходинаковые:

  • Количество фаз;
  • Допустимая мощность нагрузки;
  • Скорость коррекции напряжения;
  • Точность стабилизации;
  • Минимальное и максимальное напряжение сети;
  • Рабочая температура;
  • Конструктивное исполнение.

В квартирах и жилых домах крайне редко может использоваться трёхфазная сеть, поэтому ориентироваться нужно на однофазный стабилизатор. При наличии трёх фаз лучше всего приобрести блок из трёх однофазных стабилизаторов. Такая конструкция позволит организовать внутреннюю сеть любой конфигурации. Мощность стабилизатора определяет то количество потребителей, которое может быть одновременно подключено к данному устройству.

Стабилизация напряжения сети определяется скоростью срабатывания элементов коммутации и скоростью установки напряжения, которая измеряется в вольтах в секунду. Самая высокая скорость коммутации у тиристорного стабилизатора. Увеличение и уменьшение напряжения так же происходят за минимальное время. Эта величина может достигать 250 В/сек.

На втором месте релейный стабилизатор. Его параметры несколько хуже, но в большинстве случаев он отлично подходит для бытового применения. Он обеспечивает 80-100 В/сек. Самым медленным считается сервоприводный стабилизатор. Его скорость нормализации начинается от 10-15 В/сек, что для большинства бытовых электронных приборов неприемлемо.

Очень высокая точность установки напряжения, скорее маркетинговый ход. Сетевое напряжение регламентируется отечественным стандартом и должно соответствовать 220 вольт ± 10%, а такие параметры могут обеспечить даже дешёвые китайские стабилизаторы, которые покупать, конечно, не стоит. Только немногочисленные бытовые приборы зарубежных брендовых компаний требуют для корректной работы 220 ± 2-3%.

Диапазон напряжения сети всегда указывается в технической документации на стабилизатор. Там же указан и разброс рабочих температур, при которых устройство будет стабильно работать. Прибор может иметь навесное или напольное исполнение, которое определяется габаритами и весом.

Стабилизатор напряжения однофазный или трехфазный, какой лучше?

Если вопрос поставлен таким образом, то, сначала нужно выяснить, сколько фаз в сети, для которой вы собираетесь приобретать рассматриваемый прибор. Стабилизаторы, как в принципе, и сеть бывают и 3-х фазные, и 1-но фазные. Если сеть включает в себя три фазы, то она называется соответственно количества фаз. Если же фаза одна, значит – однофазная. Здесь всё достаточно просто, также необходимо отметить, что номинальная мощность одной фазы составляет 220В.

Какой стабилизатор напряжения для дома лучше выбрать видео

Прибор с одной фазой, соответственно, подключается к сети с одной фазой, один провод в ней с одной фазой, второй называется нулевым. Нагрузка номинальная стандартная. Делятся рассматриваемые устройства на: цифровые и электромеханические.

Прибор с тремя фазами. Подключается к сети с таким же количеством фаз, три провода – трёхфазные, один – нулевой. Номинальная нагрузка составляет 380В.

Если сеть в вашем доме или квартире однофазная, тогда здесь просто без вариантов – только однофазный стабилизатор. Выбрать можно только вид – электромеханический или цифровой и настенный или же напольный. Если сеть трёхфазная, тогда вы можете брать либо один трёхфазный прибор, либо же подключить три однофазных, то есть, к каждой отдельной фазе будет присоединён отдельный устройство.

Определение типа защиты

В настоящее время имеются стационарные приборы, стабилизирующие напряжение, монтаж которых осуществляется на весь дом, а также переносные модели, которые могут обслужить всего несколько электрических устройств. Кроме этого, стационарные стабилизаторы бывают трехфазными, однофазными. Это зависит от условий использования. Подключения на 1-фазную и 3-фазную сеть имеют свои отличия.

В квартире или собственном доме лучше подключить 1-фазный стабилизатор возле распредщитка. Это дает возможность защиты всей сети от воздействия перегрузок. Поэтому, рассмотрим инструкцию по монтажу для 1-фазного устройства.

Разновидности стабилизаторов

Стабильность напряжения на выходе достигается разными способами. Есть десятки вариантов схем обеспечения стабильности сети, однако не все являются эффективными. На данный момент в магазинах продаются следующие стабилизаторы:

  1. Ступенчатые устройства, созданные на базе механических или твердотельных реле – в их основе лежит стандартный трансформатор. Работает все просто: на первичную обмотку поступает ток, а со вторичной обмотки снимается выходное напряжение, реле переключает напряжение между ними. Обычно шаг переключения составляет 10-15 В, что позволяет корректировать колебания от 5-7%. Это весьма слабый показатель, но подобная схема является дешевой и распространенной. Большинство стабилизаторов, что есть в продаже на рынке, работают именно по такой схеме.
  2. Электромеханические. Здесь также используется трансформатор, но вместо реле в качестве переключателя витков вторичной обмотки применяется перемещение щетки по обмотке. Данные устройства надежны, однако являются более дорогими. Более того, они имеют серьезный недостаток – медленную скорость реакции. Резкие скачки напряжения в сети банально не будут успевать сглаживаться.
  3. Феррорезонансные – эти приборы являются очень дорогими и большими, поэтому в быту почти не применяются. Это самые надежные и точные агрегаты, и они используются только там, где работает чувствительная и дорогая техника.
  4. Устройства на базе двойного преобразования тока. Как и феррорезонансные, эти стабилизаторы также являются дорогими, но и эффективными. Здесь переменный ток преобразуется в постоянный, после чего постоянный трансформируется обратно в переменный. Это позволяет сгладить самые мелкие колебания, в результате чего на выходе мы получим стабильное напряжение.

Часто задаваемые вопросы

1. Как рассчитать мощность нужного мне стабилизатора?

У каждого электроприбора должен быть паспорт, в котором указаны характеристики работы. Если он утерян, то его всегда можно найти в интернете. Суммируйте всю мощность – получится приблизительная величина.

Нельзя покупать стабилизатор притык – получится практически то же самое, что и обеспечивают старые ТП. Возьмите запас мощности в 30-50%, чтобы была возможность использовать и другие инструменты.

Кстати, об инструментах: не забудьте учесть мощные инструменты, которыми планируете пользоваться. Инструмент имеет большие пусковые токи, кратностью 2-3. Поэтому, если планируете использовать мощные станки, смело берите стабилизатор вдвое мощнее потребителя.

2. В чем разница между ИПБ и стабилизатором?

Стабилизатор работает, пока присутствует напряжение. Источник бесперебойного питания – это аккумулятор, которому сеть нужна для подзарядки. Они выдают не чистую синусоиду, поэтому уступают стабилизаторам в роли «защитников» дома.

ИБП – источники бесперебойного питания – нужны для аварийного электроснабжения. Например, газовых котлов на случай отключения сетевого электричества. ИБП запасает мощность в низковольтных аккумуляторах, и в моменты перебоя электричества выдают ток с нужным напряжением. Не все ИБП выдают чистую синусоиду.

Стабилизатор приводит параметры сетевого электричества в норму и не запасает энергию.

3. Нужно ли как-то ухаживать за стабилизатором?

Да, распространенная проблема – пыль и грязь. Поэтому раз в год устройство нужно чистить. Для профилактики поломки от грязи соблюдайте в помещении чистоту.

Актуальность применения стабилизаторов дома, в промышленности и на даче

Пользу стабилизаторов напряжения в разных сферах трудно переоценить. С помощью такого оборудования удается сохранить бытовую технику дома или на даче, а также дорогостоящее оборудование в промышленном производстве. Но как определить необходимость покупки?

Первый шаг — измерение уровня U, позволяющее узнать верхний и нижний порог его показаний в сети. Если претензии к стабильности сети отсутствуют, и измеряемый параметр на выходе колеблется в небольшом диапазоне, в покупке нет необходимости.

К примеру, для сети 220В допускается отклонение 5% в одну и другую сторону. Это значит, что разрешенный диапазон от 209 до 231 Вольт.

Если выходное напряжение в процессе проверки «переваливает» за указанные выше параметры, без покупки стабилизатора не обойтись.

Бывают еще более сложные ситуации, когда U отклоняется на 10% в сторону повышения или снижения. Здесь не обойтись без защитного оборудования, которое будет «отсекать» питание в случае резкого отклонения параметра U от нормы.

Это тот случай, когда экономия может вылиться в крупные расходы, связанные с покупкой нового оборудования.

Самодельный аппарат

Качественный стабилизатор на несколько кВт и выходным током более 10 ампер можно собрать на основе старого трансформатора, установленного в сварочном аппарате. Однако подобную «заготовку» найти непросто. Более того, действующая техника пригодна для последующего применения по целевому назначению. Для воспроизведения в домашних условиях без профессиональных навыков подойдет представленная ниже схема на электронных компонентах. Она обеспечит:

  • оперативную коррекцию выходных параметров со скоростью переключения не более 8-12 миллисекунд;
  • рабочий диапазон входного напряжения 125-265 V;
  • мощность подключенных потребителей до 5,5 кВт.


Электрическая и монтажная схема, печатная плата

Преимущества самодельного устройства

Кроме хороших технических параметров, нужно отметить следующие плюсы:

  • разумные затраты;
  • возможность самостоятельного выполнения ремонтных операций.

Недостатки

Потребительские параметры изделия во многом зависят от сборки. В данном случае предполагается отсутствие хорошо отработанных на практике навыков, профессионального монтажного (измерительного) оборудования. С другой стороны, внимательное выполнение отдельных рабочих операций поможет контролировать качество тщательнее, по сравнению с действиями сторонних исполнителей.

Отличия от заводских моделей

Современное производство отличается высоким уровнем автоматизации. Это уменьшает вредное влияние «человеческого фактора», снижает издержки. С применением профессиональных технологий проще обеспечить идеальный внешний вид. Однако при создании самоделки можно применять уникальные технические и эстетические решения.

Комплектующие

Основные узлы (функциональные комплектующие детали):

  • трансформаторный блок питания с компенсацией температуры на диоде и компаратором;
  • выпрямитель с делителем;
  • транзисторная схема задержки подключения нагрузки;
  • контроллер на цифровых микросхемах;
  • светодиодная индикация рабочих режимов и аварийных ситуаций;
  • ключи из оптитронных пар.

Особенности домашнего производства

Подойдут типовые трансформаторы ТПК-2-2х12V. При необходимости можно создать аналоги собственноручно, используя для ПЭВ с диаметром проводника 0,064 мм (8669 витков) и 0,185 мм (522 витка) в первичной и вторичной обмотках, соответственно.

Идея №3 – Мощная импульсная модель

Этот вариант подойдет для тех, кто уже более-менее знаком с радиотехникой и умеет читать соответствующие схемы. Мастер-класс по изготовлению самодельного импульсного паяльника будет предоставлен по примеру данной схемы:

Преимущество данного инструмента в том, что жало нагревается уже через 5 секунд после включения питания, при этом нагретым стержнем можно будет запросто расплавлять олово. В то же время сделать его можно из импульсного блока питания от лампы дневного света, немного усовершенствовав плату в домашних условиях.

Как и в предыдущих примерах, сначала рассмотрим материалы, из которых можно сделать паяльник своими руками в домашних условиях. Перед сборкой Вы должны подготовить следующие подручные средства:

  • Ферритовое кольцо от импульсного преобразователя. Первичная обмотка трансформатора должна состоять из 100, максимум 120-и витков медной проволоки, диаметром 0,5 мм. Вторичная обмотка представлена одним витком медной шины, диаметром не более 3,5 мм.

  • Медный провод, диаметром от 1,5 до 2 мм в качестве жала.

Все, что Вам необходимо – подключить жало к вторичной обмотке, которая, по сути, и так является его частью. После этого один из выводов балласта необходимо подсоединить к первично обмотке трансформатора и закрепить все элементы схемы в надежном корпусе, который убережет вас от случайного поражения электрическим током, так как в схеме присутствует опасное для жизни напряжение 220 вольт!

Принцип работы этой конструкции заключается в том, что балласт от лампы создает переменное напряжение, которое подается на первичную обмотку трансформатора и понижается до низких значений, при этом ток повышается во много раз. Один виток, который и является, по сути, жалом паяльника выступает в роли резистора, на котором рассеивается тепло. При нажатии на кнопку, ток подается на схему, и происходит быстрый нагрев, после того как кнопка отпущена, жало быстро остывает, что очень удобно, так как не нужно долго ждать нагрева и остывания инструмента.

Стабилизатор напряжения для светодиодов

Существует несколько вариантов, как сделать стабилизатор для светодиодов авто своими руками. Вы можете выбрать способы с простой сборкой, с доступными запчастями или наиболее надежные.

Идеальный вариант – вы потратили не очень много времени, а устройство работает долгие годы.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Сборка мощного интегрального регулятора

Чтобы сделать стабилизатор напряжения на 12 Вольт своими руками, вам понадобится:

  • Конденсаторы 330 мкф и 100 мкф 16 В;
  • Микросхема L7812;
  • Диод Шоттки;
  • Термоусадка и провода.

Этапы работы:

  1. У регулятора укоротите один выход и припаяйте к нему диод и конденсаторы.
  2. Припаяйте провода с термоусадкой на них. После диода соедините провод с плюсом питания.
  3. Еще один выход соедините с LED-лентой.
  4. Центральный выход соедините с минусом питания. LED-ленту тоже соедините с минусовым проводом блока питания.

Схема регулируемого стабилизатора на транзисторах

Данная схема позволяет сделать регулируемый стабилизатор на 12 Вольт. Он рассчитан на ток 1 Ампер. Предусмотрена защита тока на транзисторе VT3. Он открывается, если ток превысит значение 1,2 Ампера.

Если ваш ток больше 1 Ампера, модифицировать схему можно, поменяв транзисторы VT1 и VT2 на более мощные.

Импульсный регулятор

Стабилизация осуществляется за счет чередования импульсов и пауз. Эти устройства более надежны, чем линейные. Они могут преобразовывать напряжение по заранее заданным параметрам. Импульсный стабилизатор для светодиодов на 12 Вольт может быть понижающим или повышающим. Это регулирование происходит благодаря разным схемам. Его устанавливают не только на светодиоды, но и на другие электроприборы в автомобиле.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwittervKontakte
Напишите комментарий