Вы решили купить стабилизатор напряжения? Какой выбрать, на что необходимо обратить внимание? Чем они отличаются, какие мифы придуманы производителями стабилизаторов, как это сказывается на работе техники и стоит ли вообще быть специалистом для его выбора? – об этом мы дальше и расскажем.
Прежде всего, хотелось бы обратить Ваше внимание, на то, что стабилизатор напряжения это специфическое оборудование, которое характерно для постсоветских стран (СНГ) т.к. все основные магистрали, линии электропередач и трансформаторные подстанции были построены еще в период СССР.
Жилищно-коммунальный сектор изначально не был энергоемким. Величина электрической мощности, потребляемой обычной квартирой или частным домом в СССР до начала 90-х годов 20-го века не превышала 1 кВт. Поэтому все бытовые потребители рассчитаны на использование однофазной электрической сети. Характер потребления электрической мощности носил прогнозируемый характер. В основном это было освещение лампами накаливания в утренние и вечерние часы. Объем электронного оборудования с нелинейным потреблением электрического тока был как в жилищно-коммунальном секторе, так и промышленности незначительным.
С начала 90-х годов ситуация стала резко меняться. Появились бытовые электроприборы с потребляемой мощностью более 2 кВт (микроволновые печи, электрические чайники, кондиционеры и т.п.), многие из этих приборов включены постоянно (например, кондиционеры). Кризис в сфере теплоснабжения привел к увеличению использования в качестве источников тепла электрических обогревателей. В разы возросло количество электронной бытовой техники с нелинейным потреблением энергии (персональные компьютеры, энергосберегающие люминесцентные лампы, и т.д.).
Увеличение потребления электрической энергии вызвало ряд проблем, основными из которых являются:
- перегрузка существующих сетей;
- увеличение количества аварий;
- ухудшение качества электрической энергии предоставляемой потребителям;
- необходимость в срочной модернизации существующей сети с увеличением ее мощности.
При ухудшении качества электрической энергии (уменьшении напряжения питания) многие потребители самостоятельно устанавливают стабилизаторы напряжения и также самостоятельно пытаются разобраться во всех тонкостях и отличиях существующих стабилизаторов, при этом пытаются найти оптимальное сочетание цена и качество и это понятно для каждого покупателя.
И все же что является самым важным для потребителя? Профессионалы в зависимости от своих взглядов, образования и жизненного опыта будут утверждать, что главным при выборе стабилизатора напряжения является диапазон входных напряжений, быстродействие, надежность, уровень защиты самого прибора, тип стабилизатора, производитель, наличие гарантии, цена и т.д.
Трудно не согласиться со всеми этими пунктами, однако, самым главным показателем для потенциального потребителя это решение его проблемы улучшение качества электропитания его квартиры, дома либо офиса, а иными словами, чтобы все электроприборы работали как можно лучше и как можно дольше, ведь именно от качества потребляемого электричества зависит их долговечность.
Каким же должно быть получаемое электричество?
В Украине документом, устанавливающим эти параметры является ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения».
Согласно, данного документа идеальными параметрами электрической энергии являются: напряжение 220В и частотой 50 Гц.
Как все понимают что жизнь далека от идеалов и нормальным считается отклонение ± 5% от 220В и ±0,2 Гц от 50 Гц. Предельным значением (критическим) ± 10 % от 220В и ± 0,4 Гц от 50 Гц.
Поэтому большинство электроприборов, которыми оборудованы бытовые помещения, без всяких дополнительных стабилизаторов будут работать в этих нормальных отклонениях, а именно ± 5% от 220В и ±0,2 Гц от 50 Гц.
Теперь перейдем к самим стабилизаторам
Сегодня чаще всего используют стабилизаторы напряжения двух типов. Они отличаются друг от друга способом управления переключения на обмотках автотрансформатора.
- Стабилизаторы электромеханические.
В них электродвигатель с помощью специальных щеток изменяет количество витков на обмотках автотрансформатора. Такая регулировка довольно точная, но иногда приводит к искрению в местах контактов обмоток, сильному шуму и обладает определенной инертностью, достаточно длительному времени срабатывания.
- Стабилизаторы электронные (релейные, тиристорные, симисторные).
Микропроцессор управляет электронными ключами, они и переключают обмотки.
В последние годы предпринимаются интенсивные попытки создания высокочастотных стабилизаторов (далее, ВЧ-стабилизаторы) на базе современных силовых транзисторов.
Примером для разработчиков является успешное использование высокочастотных приводов для управления асинхронными электродвигателями и сварочных аппаратов, построенных на сходной элементной базе. Попыткам создания ВЧ-стабилизаторов способствует также общая тенденция удешевления электронных комплектующих и рост цен на сырье, используемое в производстве низкочастотных стабилизаторов (медь, электротехническое железо и т.п.).
Кроме того, ВЧ-стабилизаторам по определению присущ целый ряд важных преимуществ: они легче обычных, у них более высокая скорость реакции, выше точность стабилизации выходного напряжения, шире диапазон входящих напряжений, при которых стабилизатор сохраняет свои характеристики. Однако вплоть до последнего времени ВЧ-стабилизаторы не получили широкого распространения. Этому есть одна основная причина: практически все попытки построения ВЧ-стабилизаторов используют схему со звеном постоянного тока. Как следствие, такие приборы имеют КПД намного ниже традиционных приборов (т.к. используется двойное преобразование энергии), и имеют проблемы с работой на реактивную нагрузку.
Что мы сделали???
Нашей компанией – ООО «Гофер Корпорейшн», разработан новый и перспективный способ преобразования электрической энергии, который включает в себя современные научно-практические достижения в областях силовой преобразовательной техники, полупроводниковых и микропроцессорных приборов.
Основные преимущества разработанного способа преобразования:
- Модульный принцип построения позволяет обеспечить необходимый уровень надежности и обеспечить необходимый уровень мощности;
- Частичное преобразование мощности позволяет уменьшить потери за счет преобразования только необходимого количества энергии;
- Высокочастотный принцип преобразования;
- Отсутствие промежуточного преобразования в постоянный ток это позволило обойтись без конденсаторной или аккумуляторной батареи;
- Полностью цифровой контур управления позволяет использовать гибкие алгоритмы управления процессом преобразования и уменьшить потери энергии.
На его основе полученного способа разработан Стабилизатор (преобразователь) напряжения сети переменного тока без звена постоянного тока, что дает ему массу преимуществ.
Стабилизатор может быть использован для питания нагрузки активного, индуктивного, емкостного характера, а также для питания нагрузки с нелинейной формой потребляемого тока. Стабилизатор использует частичное преобразование электрической энергии путем формирования напряжения вольтодобавки к текущему напряжению сети.
Технические характеристики:
- диапазон входного напряжения, В 150-290;
- номинальная величина выходного напряжения, В 220 (±1-2 %);
- рабочая частота, Гц 50 (±2 Гц);
- КПД, % не хуже 94 %;
- система охлаждения – комбинированная, при достижении 600С автоматически включается вентилятор;
- максимальная температура нагрева внутри корпуса, не более 85 0С;
- искажение синусоиды — отсутствует;
- класс защиты — IP20 (негерметичен);
- максимальная мощность нагрузки 9000 ВА.
- номинальный выходной ток — 40 А (действующее значение) во всем диапазоне входящего напряжения при котором возможна его работа;
- максимальный выходной ток (до 5 сек) – 50 А (действующее значение);
- Защита от перегрузки по току – отключение в течении 25 мкс при токе свыше 70 А (мгновенное значение);
- Частота преобразования – 20 кГц;
- Силовые ключи – IGBT транзисторы фирмы International Rectifier;
- Управление — STM Cortex M3;
- Вес – 13кг.
- Габариты 255х380х170 мм
Предусмотрены следующие виды защит:
- отключение устройства при коротком замыкании;
- блокировка работы устройства при превышении максимально допустимой мощности нагрузки;
- блокировка работы устройства при увеличении значения входного напряжения выше 290 В;
- блокировка работы устройства при понижении значения входного напряжения ниже 140 В;
- блокировка работы устройства при повышении температуры в корпусе свыше 85 0С;
- Режим «Транзит» («Bypass»).
Примечания:
- В случае блокировки работы по напряжению или температуре его работа возобновится автоматически при нормализации параметров.
- Возобновление работы при коротком замыкании возможно только после выключения и включения устройства вручную (переключения автомата).
Условия эксплуатации:
— температура окружающей среды от 0 ?С до плюс 40 ?С;
— относительная влажность от 45 до 80 %;
— атмосферное давление от 630 до 800 мм рт. ст
Что увидит потребитель ( почему оно лучше продастся)?
Потребитель в результате получает универсальное устройство, которое работает в заявленном нами диапазоне с уменьшенным весом, габаритами, быстротой реакции для всех видов нагрузки, при этом качество стабилизации (напряжения на выходе) будет удовлетворять потребности самых требовательных покупателей (от бытовой техники до чувствительной аппаратуры). Установив стабилизатор в квартире (частном доме) пользователь решит проблему с качеством потребляемой электроэнергии, отсюда качество и долговечность работы бытовой техники.
В чем же универсальность нашего стабилизатора?
При выборе стабилизатора покупатель сталкивается с проблемой выбора. Например, у одного производителя может насчитывается более 10 видов стабилизаторов с одинаковой мощностью. Похожая картина практически у всех производителей.
Следует обратить внимание на такие понятия как на «входящее напряжение». Однако входящее напряжение подразделяется на «рабочее» и «номинальное». Что же это на деле означает? Рабочее — это напряжение, при котором стабилизатор работает, но не обеспечивает 220В (± %), а вот номинальное как раз тот интервал напряжений, при котором данный стабилизатор обеспечивает заявленные 220 В (± %).
У нас понятия «рабочее» и «номинальное» входящее напряжение объединены в одно целое и составляют интервал от 150 до 290В т.е. при данных показателях входящего напряжения наш стабилизатор на выходе будет выдавать 220 В (±1-2 %). На рынке такие устройства присутствуют, но как обстоят дела на самом деле, соответствуют ли заявленные характеристики фактическим данным судить необходимо только покупателю.
Наш стабилизатор в отличии от всех имеющихся на рынке сохраняет свою рабочую мощность во всем заявленном диапазоне входящих напряжений 150-290В. Любой другой стабилизатор себя так не ведет по законам физики. При падении напряжения в сети до 150В мощность любого другого стабилизатора падает до 50% от первоначально заявленной, т.е. если заявлено 9 кВт то при 150 В в сети максимальная мощность которую можно к нему подключить будет составлять 5 кВт.
Масса и габариты нашего стабилизатора существенно меньше в своей группе по мощности.
Быстродействие 5 м/с нет ни в одном из присутствующих на рынке, что дает ему дополнительное преимущество особенно при работе со сварочными аппаратами. За счет быстродействия нагрузка на сеть от сварочного аппарата становиться не такой заметной.
Количество ступеней в существующих стабилизаторах ограничивается 36шт.. в нашем стабилизаторе как таковых ступеней не существует т.к. все управление и переключение происходит за счет программного обеспечения и виртуально их существует 1642шт., что конечно сказывается на качестве и скорости стабилизации напряжения.
Наш стабилизатор не искажает формы синусоиды сети.
Выдерживает все виды нагрузки активного, индуктивного, емкостного характера, а также для питания нагрузки с нелинейной формой потребляемого тока.
В отличии от всех существующих на рынке, частичное преобразование мощности позволяет нашему стабилизатору оказывать меньшую нагрузку на сети и трансформаторные подстанции, что дает возможность устанавливать большее количество наших стабилизаторов при параллельном подключении.
Сравнительная таблица по состоянию на 01.09.2014г.
Дополнительная функция стабилизатора (преобразователя) — регулировка выходного напряжения, которая осуществляется программным методом. По желанию либо необходимости потребителя выходное напряжение может быть изменено с помощью меню с 220В на любое другое значение от 190-240В (шаг 5В).
Для чего это нужно? Некоторые домашние электроприборы рассчитаны и сделаны для электропитания от 230 В (см.паспортные данные)
Актуальным вопросом на сегодняшний день является вопрос экономии электроэнергии, так вот наш стабилизатор помогает и в этом вопросе. Если через наш стабилизатор напряжения подключить большие площади требующие освещения и с помощью его выставить выходное напряжение на уровне 180 В. Для освещения помещения (особенно с лампами накаливания) существенных изменений не произойдет однако потребитель сможет экономить 40 В на мощность потребления. Если это будет 35А, то экономия составит 1,4кВт/час. В месяц такая экономия составит 350 кВт/ч при 8 часовой работе. Для подсчета суммы экономии осталось только взять тариф потребителя и умножить.
По заказу потребителя мы можем без изменения силовой части использовать наш стабилизатор в режиме автотрансформатора.
Основные характеристики стабилизатора (преобразователя) в режиме автотрансформатора:
Диапазон выходного напряжения – 110…330 В (при входном напряжении 220 В)
- Номинальная выходная мощность — 8 кВА (при выходном напряжении 330 В);
- Номинальная выходная мощность — 3,7 кВА (при выходном напряжении 150 В);