Инфо-baza
989 0

Какой стабилизатор напряжения 220 В выбрать для дома и дачи

Бытовая техника восприимчива к перепадам напряжения: она быстрее изнашивается и выходит из строя. А в сети вольтаж часто скачет, проваливается или вовсе обрывается: это связано с удаленностью от источника и несовершенством линий электропередач.

Чтобы питать приборы током с устойчивыми характеристиками, в квартирах используют стабилизаторы напряжения. Независимо от параметров вводимого в устройство тока на его выводе он будет обладать почти неизменными параметрами.

Выравнивающее ток устройство можно купить, выбирая из широкого ассортимента (отличия по мощности, принципу действия, управлению и параметром выводимого напряжения). Но наша статья посвящена тому, как сделать стабилизатор напряжения своими руками. Оправдана ли в этом случае самоделка?

Виды стабилизаторов

Стабилизаторы могут отличаться по:

  1. выходной мощности;
  2. по количеству фаз;
  3. по способу преобразования и стабилизации разности потенциалов;
  4. по стоимости, которая напрямую зависит от первых трёх пунктов.

Стабилизаторы бывают четырёх видов:

Читайте также: РД 34.20.178-82Методические указания по расчету электрических нагрузок в сетях 0,38 - 110 кВ сельскохозяйственного назначения

Релейный– является самым недорогим. Переключение режимов происходит с помощью реле, которые включаются от электронного блока управления. Существенный недостаток таких устройств заключается в их шумности, ведь реле механически разъединяет контакт, который подключён к той или иной обмотке трансформатора. Переключение режимов работы также не бывает мгновенным, поэтому выравнивание разности потенциалов происходит с некоторой задержкой.

Электромеханический– способен плавно регулировать напряжение в сети, но быстродействие такого устройства не может не огорчить тех, у кого в сети случаются резкие перепады. Принцип работы заключается в том, что электронный блок управления анализирует показатели напряжения в сети и, при существенном отклонении, отдаёт команду на перемещение специального ползунка, который перемещается по трансформатору. При таком способе стабилизации регулируется степень трансформации напряжения за счёт включения большего количества витков трансформатора. Чтобы защитить электрическую технику, которая подключена к стабилизатору от чрезмерно высокой разности потенциалов, на которое этот прибор не успеет отреагировать должным образом. В электрическую схему данного устройства установлено реле, которое прекращает подачу электрического тока в случае возникновения такой критической ситуации.

Читать также: Термофены для пайки радиодеталей

Феррорезонансные– применяются крайне редко из-за низкого коэффициента полезного действия, высокого уровня шума, больших габаритов и высокой цены. Преимущество таких стабилизаторов заключается только в их высокой долговечности и надёжности.

Электронный– является самым дорогим устройством для стабилизации напряжения в сети. Высокая стоимость такой техники обусловлена использованием в его конструкции, в качестве ключей, тиристоров и семисторов. Электронные стабилизаторы производят переключение режимов работы практически мгновенно, что является важной характеристикой таких электронных устройств, ведь скачок напряжения не успеет причинить повреждение защищаемой технике. Тиристорные стабилизаторы разности потенциалов имеют самый долгий срок эксплуатации, и несмотря на высокую стоимость таких изделий, установка именно таких приборов экономически более выгодна и оправдана за счёт тех преимуществ, которые данные электротехнические приборы имеют перед аналогичными устройствами.

Принцип работы и тест самоделки

Регулирующим элементом электронной схемы стабилизации выступает мощный полевой транзистор типа IRF840. Напряжение для обработки (220-250В) проходит первичную обмотку силового трансформатора, выпрямляется диодным мостом VD1 и поступает на сток транзистора IRF840. Исток этого же компонента соединен с минусовым потенциалом диодного моста.

Схема принципиальная стабилизирующего блока высокой мощности (до 2 кВт), на основе которой были собраны и успешно используются несколько аппаратов. Схема показала оптимальный уровень стабилизации при указанной нагрузке, но не выше

Часть схемы, в которую включена одна из двух вторичных обмоток трансформатора, образуется диодным выпрямителем (VD2), потенциометром (R5) и другими элементами электронного регулятора. Этой частью схемы формируется управляющий сигнал, который поступает на затвор полевого транзистора IRF840.

На случай повышения напряжения питающей сети управляющим сигналом понижается напряжение затвора полевого транзистора, что приводит к закрытию ключа. Соответственно, на контактах подключения нагрузки (XT3, XT4) возможное повышение напряжения ограничивается. Обратным вариантом работает схема на случай понижения сетевого напряжения.

Настройка прибора особой сложностью не отличается. Здесь потребуется обычная лампа накаливания (200-250 Вт), которую следует включить на клеммы выхода прибора (X3, X4). Далее вращением потенциометра (R5) напряжение на отмеченных клеммах доводят до уровня 220-225 вольт.

Читайте также: Как зарядить два аккумулятора одним зарядным устройством

Выключают стабилизатор, отключают лампу накаливания и включают прибор уже с полноценной нагрузкой (не выше 2 кВт).

После 15-20 минут работы вновь отключают аппарат и производят контроль температуры радиатора ключевого транзистора (IRF840). Если нагрев радиатора существенный (более 75º), следует подобрать более мощный теплоотводящий радиатор.

Если процесс изготовления стабилизатора показался вам слишком сложным и нерациональным с практической точки зрения, без особых проблем можно найти и приобрести устройство заводского исполнения. Правила и критерии выбора стабилизатора на 220 В приведены в рекомендуемой нами статье.

Выбор стабилизатора

Для выбора стабилизатора 220 вольт для дома, прежде всего, следует определиться при каких условиях данный прибор будет эксплуатироваться.

Для правильного выбора необходимо точно определить следующие параметры:

  1. От того, сколько фаз подключено к домашней электросети, зависит и вид используемого устройства.При трёхфазном электроснабжении прибор выбирается, как правило, большой мощности, достаточной для питания всех электроприборов в доме. По сути, трёхфазный трансформатор представляет собой три контура однофазного стабилизирования напряжения, в которых обязательно присутствует встроенная защита от пропадания фазы. Вследствие этого цена данного прибора, как минимум, в три раза выше, чем стоимость качественного однофазного стабилизатора. Если к дому подведено однофазное напряжение, то выбирается обычный трансформатор для однофазных сетей. Этот прибор может быть установлен как на электрическом щитке, так и непосредственно перед теми электротехническими приборами, которые требуют стабилизации разности потенциалов.
  2. Выбор стабилизатора зависит от общей потребляемой мощности, подключённых к нему приборов.Если стабилизатор напряжения будет использоваться только с приборами, которые преобразуют электрическую энергию в тепловую, то в этом случае достаточно рассчитать общую мощность подключаемых приборов, плюс запас 20%. Если устройство используется для нормализации напряжения для работы бытовой техники, которая при включении потребляет значительно больший ток, чем при стандартной своей работе, то необходимо приобретать устройства повышенной мощности, которое сможет обеспечить потребителей энергии необходимым запасом пускового тока. Например, холодильник мощностью 300 Вт, в момент включения компрессора потребляет не менее 1200 Вт, этот факт следует учитывать при расчёте мощности приобретаемого устройства для нормализации электрического тока.
  3. В том случае, если требуется установка стабилизатора в жилом помещении, то уровень шума, который образуется от переключения режимов работы и вибрации катушек, будет негативно сказываться на самочувствии людей находящихся в непосредственной близости от прибора. На сегодняшний день электронные модели являются самыми бесшумными, и в том случае, когда требуется прибор именно с такими характеристиками, альтернативы им не существует.
  4. Если устройство для нормализации напряжения планируется устанавливать в помещении с очень ограниченным свободным пространством, например, на кухне, то предпочтение в выборе стоит отдать моделям, которые имеют минимальный размер.

Существуют модели класса “мини”, они идеально подойдут для установки именно в таких местах, но мощности этих устройств недостаточно для питания мощных потребителей электроэнергии, а также потребителей энергии, имеющие очень высокий пусковой ток.

Феррорезонансные явления в электрических сетях

Основные факторы, которые порождают феррорезонансные явления в электрических сетях – это элементы ёмкостного и индуктивного типа. Они способны формировать колебательные контуры в периоды переключения. Этот эффект особо заметен в трансформаторах силового типа, линейного вольтодобавочного, шунтирующих контурах и в аналогичных устройствах, которые оборудуются массивной обмоткой.

Данное явление бывает 2 типов: резонанс токов и напряжения.

Феррорезонанс напряжений возможен, когда в сети имеется индуктивность, характеризующаяся нелинейным вольт-амперным свойством. Данная характеристика свойственна катушкам индуктивности, где сердечники производятся из ферромагнитных компонентов. Особенно это касается выпрямителей линейки НКФ. Такое негативное явление обуславливается небольшим показателем сопротивлений омического и индуктивного типов по отношению к силовым трансформаторам.

Установка и подключение

Возможно два варианта подключения:

  1. Установка устройства на входе электрической сети в дом, таким образом происходит нормализация разности потенциалов абсолютно всех потребителей электроэнергии, подключаемых к домашней электрической сети. Такой монтаж, как правило, осуществляется только мощными однофазными или трёхфазными приборами.
  2. Подключение только к одному потребителю или группе электрических устройств.В этом случае достаточно подключить стабилизатор к розетке, а штепсель от бытовой техники подсоединить к выходу стабилизатора. Монтаж устройства возможен как на пол, так и возможна настенная установка, всё зависит от конкретных условий эксплуатации, и наличии свободного места для осуществления того или иного способа установки.

Подробные инструкции по сборке

Рассматриваемая под самостоятельное изготовление схема, скорее является гибридным вариантом, так как предполагает использование силового трансформатора совместно с электроникой. Трансформатор в данном случае применяется из числа тех, что устанавливались в телевизорах старых моделей.

Правда в ТВ приёмниках, как правило, ставились трансформаторы ТС-180, тогда как для стабилизатора требуется как минимум ТС-320 чтобы обеспечить выходную нагрузку до 2 кВт.

Шаг #1 – изготовление корпуса стабилизатора

Для изготовления корпуса аппарата подойдёт любой подходящий короб на основе изолирующего материала – пластмассы, текстолита и т.п. Главный критерий – достаточность места под размещение силового трансформатора, электронной платы и других компонентов.

Читайте также: Что такое электричество? Информация о электрическом токе

Также корпус допустимо изготовить из листового стеклотекстолита, скрепив отдельные листы с помощью уголков или иным способом.

Короб стабилизатора необходимо оснастить пазами под установку выключателя, входного и выходного интерфейсов, а также других аксессуаров, предусмотренных схемой в качестве контрольных или коммутационных элементов.

Под изготовленный корпус нужна плита-основание, на которую «ляжет» электронная плата и будет закреплён трансформатор. Плиту можно сделать из алюминия, но следует предусмотреть изоляторы под крепёж электронной платы.

Шаг #2 – изготовление печатной платы

Здесь потребуется изначально спроектировать макет на размещение и связку всех электронных деталей согласно принципиальной схеме, кроме трансформатора. Затем по макету размечают лист фольгированного текстолита и рисуют (отпечатывают) на стороне фольги созданную трассировку.

Далее вытравливают плату при помощи соответствующего раствора (электронщикам метод травления плат должен быть знаком).

Полученный таким способом печатный экземпляр разводки зачищают, облуживают оловом и производят монтаж всех радиодеталей схемы с последующей пайкой. Так выполняется изготовление электронной платы мощного стабилизатора напряжения.

В принципе, можно воспользоваться сторонними услугами по травлению печатных плат. Этот сервис вполне приемлем по цене, а качество изготовления «печатки» существенно выше, чем в домашнем варианте.

Шаг #3 – сборка стабилизатора напряжения

Укомплектованная радиодеталями плата подготавливается для внешней обвязки. В частности, от платы выводятся линии внешней связи (проводники) с другими элементами – трансформатором, выключателем, интерфейсами и т.д.

На опорную плиту корпуса устанавливают трансформатор, соединяют с трансформатором цепи электронной платы, закрепляют плату на изоляторах.

Останется только подключить к схеме внешние элементы, смонтированные на корпусе, установить ключевой транзистор на радиатор, после чего корпусом закрывают собранную электронную конструкцию. Стабилизатор напряжения готов. Можно приступать к настройке с дальнейшими испытаниями.

Правила эксплуатации

  1. Стабилизатор – это прибор, КПД которого не равно 100%, поэтому при его работе происходит выделение тепла, которое должно быть удалено из корпуса устройства.Для этой цели на поверхности стабилизатора находятся различного размера отверстия для утилизации тепловой энергии. Категорически запрещается накрывать работающие устройства материалами, которые препятствуют свободной циркуляции воздуха через эти отверстия.
  2. Устройство не должно устанавливаться в тех местах, где возможно попадание воды внутрь корпуса устройства.
  3. Стабилизатор необходимо подключать только к такой нагрузке, на которую рассчитан данный прибор.В противном случае возможен перегрев и преждевременный выход устройства из строя.

Электрическая сеть во многих наших домах не может похвастаться высоким качеством, в особенности это актуально для сельской местности, которая удалена от города. Поэтому нередко происходят перепады напряжения. Местные производители электрических приборов учитывают данное обстоятельство и предусматривают запас прочности. Но многие люди пользуются в основном заграничной техникой, для которой такие скачки губительны. В связи с чем необходимо пользоваться специальными устройствами. И не обязательно их покупать в магазинах, можно изготовить стабилизатор напряжения 220В своими руками по схеме. Задача эта не совсем сложная, если делать все по инструкции.

Только перед сборкой необходимо ознакомиться с существующими видами подобных устройств и узнать, каков их принцип действия.

Стабилизаторы и их роль

Наиболее уязвимы частные дома, находящиеся в небольших населенных пунктах, где практически невозможно обеспечить электроприборам качественное питание. Причина — «допотопные» советские подстанции, которые давно не в состоянии выдерживать сегодняшние нагрузки на сеть. Выход напряжения за «законные» пределы нередко провоцирует несколько неприятностей:

  • уменьшает срок службы элементов сети;
  • становится виновником сбоя в работе электроники — управляющей, контрольной;
  • значительно увеличивает потребление электроэнергии;
  • приводит к перегреву ТЭНов.

Этих последствий и чрезмерных трат можно избежать, если сделать стабилизатор напряжения своими руками. Перед тем как принять окончательное решение о том, быть или не быть самодельному устройству, с ним и его видами лучше познакомиться поближе.

Вынужденная мера

В идеале электросеть может работать эффективно при незначительных перепадах напряжения – не более 10%, как большую, так и в меньшую сторону от номинала 220В. Однако, как показывают реальные условия эксплуатации, изменения эти временами довольно значительны. А это уже грозит выходом из строя подключенных приборов.

И чтобы избежать таких неприятностей, создано такое устройство, как стабилизатор напряжения. И если ток выйдет за границы допустимого значения, устройство в автоматическом режиме обесточит подключенные электроприборы.

Чем еще может быть вызвана необходимость в таком устройстве и почему некоторые люди задумываются над изготовлением самодельного стабилизатора напряжения 220В по схеме? Наличие такого помощника оправдано в силу следующих возможностей:

  • Бытовая техника гарантировано будет работать долгое время.
  • Мониторинг напряжения электросети.
  • Заданный уровень напряжения поддерживается автоматически.
  • Перепады тока не сказываются на электроприборах.

Если в месте проживания такие электрические «аномалии» случаются часто, стоит задуматься над приобретением хорошего стабилизатора. В крайнем случае собрать его самостоятельно.

Читайте также: Расчет электрических нагрузок по коэффициенту максимума

Читать также: Как работает амперметр в автомобиле

Разновидности стабилизаторов

Главная составляющая любого такого оберегающего электрического устройства – это его автотрансформатор регулируемого типа. В настоящее время многими производителями выпускается несколько видов приборов, у которых реализована своя технология стабилизации напряжения. К таковым относятся две основные схемы стабилизатора напряжения 220В для дома:

Существуют еще и феррорезонансные аналоги, которые в быту практически не используются, но о них будет сказано чуть позднее. Теперь же стоит перейти к описанию существующих моделей.

Влияние стабилизатора на технику

Феррорезонансный стабилизатор напряжения, принцип работы которого непрост, воздействует на бытовую технику следующим образом:

  • Радиоприёмник – чувствительность приёма сигнала может быть уменьшена, показатель выходной мощности существенно снижается.
  • Музыкальный центр – выходная мощность такой техники может существенно снизиться, стирание и запись новых дисков значительно ухудшаются.
  • Телевизор – при подсоединении к стабилизатору можно наблюдать значительное снижение качества картинки на ТВ, отдельные цвета передаются неправильно.

Электромеханические (сервоприводные) устройства

Регулировка напряжения электросети производится посредством ползунка, который передвигается по обмотке. Одновременно с этим задействуется разное количество витков. Все мы учились в школе, а некоторые может быть имели дело с реостатом на уроках физики.

По такому аналогичному принципу работает электромеханический стабилизатор напряжения. Только перемещение ползунка осуществляется не вручную, а при помощи электродвигателя, называемого сервоприводом. Знать устройство этих приборов просто необходимо, если есть желание изготовить стабилизатор напряжения 220В своими руками по схеме.

Электромеханические устройства отличаются высокой надежностью, и обеспечивают плавную регулировку напряжения. Характерные преимущества:

  • Стабилизаторы работают под любой нагрузкой.
  • Ресурс существенно больше, чем у прочих аналогов.
  • Доступная стоимость (вполовину ниже, чем у электронных приборов)

К сожалению, при всех достоинствах присутствуют и недостатки:

  • В силу механического устройства задержка срабатывания очень заметна.
  • В таких приборах применяются угольные контакты, которые подвержены естественному износу с течением времени.
  • Присутствие шума при работе, хоть и его практически не слышно.
  • Малый рабочий диапазон 140-260 В.

Стоит заметить, что в отличие от инверторного стабилизатора напряжения 220В (своими руками по схеме его можно изготовить вопреки кажущимся сложностям), здесь еще имеется трансформатор. А что касается принципа работы, то анализ напряжения производится электронным блоком управления. Если он заметит значительные отклонения от номинального значения, он посылает команду на перемещение ползунка.

Ток регулируется путем подключения большего количества витков трансформатора. На тот случай, если прибор не успевает своевременно среагировать на чрезмерное превышение напряжения, в устройстве стабилизатора предусмотрено реле.

Стабилизатор напряжения 220в какой выбрать

Нельзя выбрать универсальный стабилизатор напряжения для всех условии. Так, скорее всего, на даче входное питание будет сильно прыгать, поэтому выбираем с большими значениями этого параметра. Но особо там и защищать то нечего — холодильник, да телевизор — можно обойтись стабилизатором небольшой мощности.

В частный дом скорее всего заведены 3 фазы, логичнее будет приобрести туда 3-х фазный стабилизатор напряжения. В своем доме мощности потребления электроприборов значительны: электрокотел, бойлер, проточный водонагреватель — потребуется стабилизатор большой мощности.

Рассмотрим подробнее выбор стабилизатора для различных условии.

Для дачи

Итак, Вы решили купить стабилизатор напряжения для дачи, но пока не знаете, какой выбрать? На самом деле, всё очень просто.

    Вам необходимо определиться с:
  1. количеством фаз;
  2. пределом входного напряжения;
  3. типом стабилизатора;
  4. его мощностью;
  5. и с дополнительными особенностями (наличие дисплея, необходимых защит и способом монтажа).
  • Количество фаз

Тут всё просто. Если у Вас к дому или даче подведено однофазное питание (220В), то выбираете однофазный стабилизатор, а если подведено 3-х фазное (380В), и потребители используют именно 3-х фазное, то покупаете трехфазный стабилизатор.

Конечно, в основном всем нужны модели на 220 Вольт.

  • Пределы входного напряжения

Необходимо знать какое возможно отклонение напряжения в Вашей электросети. Это можно определить опытным путем – неоднократными замерами, особенно в часы пиковых и минимальных нагрузок. Но возможные скачки питания таким способом, конечно, сложно учесть.

Для сетей, в которых по большей части пониженное питание используют так называемые стабилизаторы пониженного напряжения (к примеру, серия СПН у стабилизаторов Ресанта).

  • Тип стабилизатора

Не будем вдаваться в технические тонкости и описание принципов работы каждого. Укажем только, что самые популярные, это релейные (электронные) и электромеханические.

  • Релейные

Для дачиПреимущества: быстродействие, широкий диапазон рабочего напряжения, высокая перегрузочная способность, высокий КПД, правильная синусоида на выходе, практически не шумят, имеют высокую надежность и практически не требуют обслуживания, и отличаются низкой ценой. Недостатки: ступенчатость регулировки (точность стабилизации в среднем 8%).

Релейные стабилизаторы следует выбирать, если у Вас дома частые скачки напряжения. Они подходят для защиты любых бытовых аппаратов, а особенно важна защита от частых скачков для электроники (телевизор, компьютер и т.п.)

  • Электромеханические

Для дачиДостоинства: высокая точность регулировки (±2%), широкий диапазон рабочего напряжения, высокая перегрузочная способность. Недостатки: низкое быстродействие, необходимость частого обслуживания (из-за наличия щетки и движущихся частей), а также ограничение по рабочей температуре (выше -5 °C) и влажности. Так же электромеханические стабилизаторы не подходят для установки рядом с газовым оборудованием.

Электромеханические стабилизаторы следует выбирать, если у Вас дома обычно либо постоянно низкое, либо постоянно высокое напряжение в сети.

Для квартиры

Готовясь купить стабилизатора для в квартире, нужно учитывать целый ряд параметров. Ведь данное устройство не только должно “питать” электроприборы, но и гармонично вписаться в интерьер помещения, не слишком явно выделяясь и бросаясь в глаза.

Разумеется, главное требование, которое предъявляется к нему — это надежная защита от аварий и скачков питания в электрической сети. Кроме того, стабилизатор должен выдавать на выходе напряжение с той точностью, которая была бы достаточной для работы всех электроприборов.

Учитывая то, что устройство выбирается для квартиры, где свободных помещений просто не может быть по определению, его габаритные характеристики должны быть сравнительно невелики. Желательно, чтобы в комплекте имелись средства для крепления агрегата на стену, а сам он в процессе работы не стал источником повышенного уровня шумов.

Как и в случае со стабилизатором для загородного дома, аппарат должен иметь на борту соответствующего уровня систему мониторинга, посредством которой можно легко и просто получать данные по электросети и контролировать работу устройства.

В широком ассортименте выбора, наиболее оптимальным вариантом в плане сочетания цены и качества являются наши стабилизаторы SinPro — “Оберіг”, “Гарант 220V”.

Для частного дома

Можно сказать, что буквально все виды стабилизаторов можно использовать в быту. Чтобы произвести выбор наиболее точно, необходимо знать несколько основных характеристик.

  • Фазность

Так, данные устройства могут быть однофазными и трехфазными. Как правило, любой бытовой электроприбор подключается к однофазной сети (220 Вольт). Исключение составляет в некоторых случаях насосное оборудование, котлы, сварочные аппараты – сеть в 380 Вольт. При отсутствии такого оборудования, используйте однофазный стабилизатор.

  • Мощность

Учитывайте мощность всех подключаемых электроприборов в сумме. Обратите внимание, что показатель суммарной мощности устройства указывается в его паспорте.

Также немаловажно, что стартовая мощность электроприборов при запуске будет в несколько раз больше, чем при обычном режиме работы. В результате, допустимая мощность стабилизатора должна быть в несколько раз больше суммарной мощность бытового электрооборудования.

Учитывается при выборе и характер нагрузки (активный, реактивный).

  • Активная нагрузка

Такой вид нагрузки, где электроэнергия преобразуется в тепло либо свет, характерен для обогревателей, осветительных приборов, электроплит, утюгов и т.п. Измерение происходит в кВт. И в данном случае нет необходимости покупать стабилизатор с поправкой на коэффициент суммарной мощности. То есть, суммарная мощность и нагрузка составляют один к одному.

  • Реактивная нагрузка.

Характерна для емкостных приборов типа электродвигателей или приборов в наличием батарей конденсаторного типа. Измерение полной мощности происходит в кВА, в результате суммирования активной и реактивной части.

В данном случае, при выборе стабилизатора, требуется полной мощности, помноженной на значение косинуса ϕ (фи), которое, как правило, указывают в паспорте оборудования.

  • Запас мощности

Данная характеристика дает возможность предусмотреть и продлить срок службы прибора. Запас мощности должен составлять около 20 %. Кроме этого, всегда будет возможность подключить дополнительные бытовые приборы без покупки нового стабилизатора.

  • Диапазон напряжения

Рабочий диапазон напряжения указывается на корпусе стабилизатора. Это некое значение на входе, при котором устройство сможет проводить корректировки выходного напряжения.

При превышении такого показателя, стабилизатор отключит приборы. Стандартные показатели рабочего напряжения для дома или дачи в среднем составляют до 270 В. Для более точного определения под конкретный объект, проводятся контрольные замеры входного питания в течение нескольких дней.

Читайте также: Равнодействующая сила - понятие, формулы и примеры расчетов
  • Стабилизационная точность

Здесь имеется ввиду, насколько сильно будет отличаться выходной вольтаж от номинального, как в меньшую, так и в большую сторону. При выборе учитывается требования к питающему напряжению каждого из подключенных приборов.

Точность устройства не должна быть меньше. Большая часть бытовой техники и устройств может стабильно работать при наличии стабилизации около 220 Вольт плюс/минус 7 %. В случае осветительных приборов такой показатель не может превышать 3 %.

Для газовых котлов

Современные газовые котлы для системы отопления дома — это эффективные и экономичные устройства, снабженные блоком автоматики. Последний отслеживает все параметры работы котла и является прибором очень чувствительным к перепадам напряжения в сети переменного тока.

Поэтому производители отопительного оборудования рекомендуют дополнительно приобретать хороший стабилизатор для газового котла. Без его наличия есть вероятность, что серьезный скачок напряжения повредит плато блока управления, ремонт которого стоит 30-40% от стоимости самого котла.

Полезность приобретения стабилизатора обосновывается еще и тем, что сервисные центры, выполняющие ремонт газового отопительного оборудования, не будут производить гарантийное обслуживание агрегата, если он эксплуатировался без стабилизатора напряжения. Это основное требование производителей газовых котлов энергозависимого типа.

    Сам же стабилизатор — это прибор, в состав которого входят:
  1. автотрансформатор, он же сердце прибора, отвечающий за выравнивание напряжения;
  2. контролирующее устройство, отслеживающее значение питания на входе;
  3. управляющее устройство, которое регулирует изменения количества витков на трансформаторной обмотке, за счет чего и производится или понижение напряжения на выходе, или повышение;
  4. защита от короткого замыкания и перегрузок.

Современный рынок электронного оборудования предлагает сегодня широкий выбор стабилизаторов напряжения. Они разделяются на несколько групп, в основе которых лежат различные принципы работы приборов. Отсюда и разная степень безопасности блока автоматики котлов.

Электронные стабилизаторы

Принцип действия электронных приборов устроен немного иначе. Здесь в основе лежат несколько схем:

  • тиристорная или семисторная;
  • релейная;
  • инверторная.

Работают такие устройства бесшумно, за исключением релейных стабилизаторов. У них переключение режимов осуществляется при помощи силовых реле, которыми управляет электронный блок управления. Поскольку они механически разъединяют контакты, то во время эксплуатации таких приборов время от времени слышен шум. Для кого-то это может быть серьезным минусом.

Поэтому лучшим выбором будет приобретение или изготовление инверторного стабилизатора напряжения 220В своими руками, схему которого найти несложно.

Другие электронные аналоги имеют специальные ключи тиристоры и семисторы и поэтому работают они в бесшумном режиме. Также это позволяет стабилизаторам срабатывать практически мгновенно. Среди прочих достоинств можно выделить:

  • отсутствие нагрева;
  • рабочий диапазон составляет 85-305 В (у релейных приборах он равен 100-280 В);
  • компактные габариты;
  • низкая стоимость (опять-таки применимо к релейным стабилизаторам).

Общий недостаток электронных устройств заключается в ступенчатой схеме регулировки напряжение электросети. К тому же тиристорные приборы имеют самую высокую стоимость, но в то же время и отличаются весьма долгим сроком службы.

Работа электромеханического стабилизатора Suntek

Для изменения входного напряжения используется автотрансформатор, которым можно менять напряжение в необходимых пределах. При этом на выходе стабилизатора напряжение не выходит за рабочий диапазон.

В сельской местности для безопасного использования бытовой техники, требуется однофазный стабилизатор напряжения 220В, который при сильной просадки напряжения в сети поддерживает на выходе номинальное выходное напряжение в 220 вольт.

Советуем изучить Какое напряжение должно быть на аккумуляторе

В электрической конструкции имеются три пороговых блока, построенные по принципу делителя напряжения, состоящие из и сопротивлений (R2-VD1-R1, VD5-R3-R6, R5-VD6-R6). Кроме того в схеме задействованы два транзисторных ключа VT1 и VT2 управляющие реле К1 и К2.

Диоды VD2 и VD3 вместе с фильтрующей емкостью С2 составляют источник питания для всего устройства. Конденсаторы С1 и С3 используются для гашения небольших просадок напряжения в сети переменного тока. Емкость С4 и резистор R4 являются искрогасительными компонентами. Для снижения выбросов напряжения самоиндукции, в обмотках реле в схему введены два полупроводниковых диода VD4 и VD7.

Если напряжение в сети снижается ниже уровня в 185 вольт, то контакты реле включены как на схеме. Напряжение на нагрузке будет суммой напряжений сети плюс вольтодобавки, получаемых с II и III обмоток трансформатора Т1.

Если напряжение лежит в интервале 185-205 вольт, то стабилитрон VD5 открыт. Ток течет через реле К1, VD5 и резисторы R3 и R6. Но этого тока не достаточно для срабатывания реле К1. Из-за падения напряжения на резисторе R6 открывается VT2. Этот транзистор запускает реле К2 которое своими контактами переключает обмотку II (вольтодобавка).

Если напряжение в сети в норме 205-225 вольт, то открыт стабилитрон VD3. Это приводит к открытию VT1, поэтому отключается второй пороговый блок и VT2 вместе с реле К2. Зато срабатывает К1 и своими контактами отключает обмотки II и III и поэтому на выходе напряжение соответствует входному.

При повышении уровня сетевого напряжения выше 225 но ниже 245 вольт открывается стабилитрон VD6 открывающий открытию оба. Оба реле срабатывают III обмотка Т1, подсоединена в противофазе с сетевым напряжением (т.е вычитается)). На выходе будет нормальное переменное напряжение лежащее в интервале 205-225 вольт.

Инверторная технология

Отличительной особенностью таких устройств является отсутствие трансформатора в конструкции прибора. Однако регулировка напряжения осуществляется электронным способом, а поэтому он относится к предыдущему типу, но является как бы отдельным классом.

Если есть желание изготовить самодельный стабилизатор напряжения 220В, схему которого нетрудно достать, то лучше выбрать именно инверторную технологию. Ведь тут интересен сам принцип работы. Инверторные стабилизаторы оснащаются двойными фильтрами, что позволяет минимизировать отклонения напряжения от номинального значения в пределах 0,5%. Поступающий в устройство ток, преобразуется в постоянное напряжение, проходит через весь прибор, а перед выходом снова принимает прежнюю форму.

Стабилизация напряжения бытовой сети

Стремления обеспечить стабилизированное напряжение бытовой сети – явление очевидное. Такой подход обеспечивает сохранность эксплуатируемой техники, зачастую дорогостоящей, постоянно необходимой в хозяйстве. Да и в целом, фактор стабилизации – это залог повышенной безопасности эксплуатации электрических сетей.

Для бытовых целей чаще всего приобретают стабилизатор для газового котла, автоматика которого требует подключения к электропитанию, для холодильника, насосного оборудования, сплит систем и подобных потребителей.

Решить подобную задачу можно разными способами, самый простой из которых – купить мощный стабилизатор напряжения, изготовленный промышленным способом.

Предложений стабилизаторов напряжения на коммерческом рынке масса. Однако нередко возможности приобретения ограничиваются стоимостью устройств или другими моментами. Соответственно, альтернативой покупке становится сборка стабилизатора напряжения своими руками из доступных электронных компонентов.

При условии обладания соответствующими навыками и знаниями электромонтажа, теории электротехники (электроники), разводки схем и пайки элементов самодельный стабилизатор напряжения можно реализовать и успешно применять на практике. Такие примеры есть.

Феррорезонансные аналоги

Принцип действия феррорезонансных стабилизаторов основывается на эффекте магниторезонанса, возникающий в той системе с дросселями и конденсаторами. В работе они немного похожи на электромеханические устройства, только вместо ползунка здесь ферромагнитный сердечник, перемещающийся относительно катушек.

Подобная система отличается высокой надежностью, однако имеет большие размеры и издает много шума при работе. Также присутствует серьезный недостаток – функционируют такие приборы лишь под нагрузкой.

Если ранее такая схема сетевого стабилизатора напряжения 220В пользовалась популярностью, то теперь от нее лучше отказаться. К тому же здесь не исключены синусоидальные искажения. По этой причине для современных бытовых электрических приборов такой вариант не подходит. Но если в хозяйстве имеются мощные электродвигатели, ручные инструменты, сварочные аппараты, то такие стабилизаторы еще применимы.

Феррорезонансные стабилизаторы были широко распространены в быту 20 или 30 лет назад. В то время через них питались старые телевизоры, поскольку имели особую конструкцию, которая не позволяло безопасно использовать электросеть напрямую. Существуют современные модели этих стабилизаторов, которые лишены многих недостатков, но стоят они очень дорого.

Комментарии:

Череватый

Познавательная статья, спасибо. Схемы подробные и легко читаются. Будет чем заняться в отпуске. Хочу подкинуть такой стабилизатор под самодельную ветряную станцию, которая питает лампочку в беседке. Как думаете, подойдет схема?

Гайворонский

Собрал все по схеме — все работает, спасибо автору. Буду дальше экспериментировать с паяльником и печатными платами.

Славон

У-ф-ф… А кто-нибудь знает, где все детали можно купить? Чтоб в одном месте и не переплачивать за доставку одного реле, а то так стабилизатор получится дороже, чем магазинный

Советуем изучить Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

Алекс

Славон, да на любой железке все эти детали продаются. Не стоит заморачиваться. В любом случае на рынке они дешевле, да и БУшные можно брать (но только если советские) — так вообще цена получается копеечной

Олег Киев

Язык изложения, безусловно, заслуживает особого внимания.

Вячеслав

как вы смогли повторить конструкцию, если на трансформатор Т2 нет данных по магнитопроводу?

Сергей

Как пересчитать делитель на напряжение 100-250 вольт?

Самодельный аппарат

А какую можно реализовать схему стабилизатора напряжения 220В своими руками? Самый простой вариант стабилизатора состоит из минимального количества комплектующих:

  • трансформатор;
  • конденсатор;
  • диоды;
  • резистор;
  • провода (для соединения микросхем).

Используя простейшие навыки, собрать устройство не так сложно, как может показаться. Но при наличии старого сварочного аппарата все упрощается, поскольку он практически уже собран. Однако проблема в том, что не у каждого человека найдется такой сварочный аппарата, а поэтому лучше подыскать другой способ для самодельного устройства.

По этой причине рассмотрим, как можно изготовить некоторый аналог симисторного стабилизатора. Данный прибор будет рассчитан на входной рабочий диапазон 130-270 В, а на выход будет подаваться от 205 до 230 В. Большая разница входного тока это скорее плюс, а вот для выходного – это уже минус. Но для многих бытовых приборов эта разница допустима.

Что касается мощности, то схема тиристорного стабилизатора напряжения 220В, своими руками изготавливаемого, допускает подключение электроприборов до 6 кВт. Переключение нагрузки производится в течение 10 миллисекунд.

Плюсы и минусы

К плюсам подобного устройства относятся:

  • Высокое быстродействие – устройство, благодаря наличию обладающих высокой скоростью переключения симситоров, способно очень быстро реагировать на скачки напряжения в сети, сглаживая их до необходимого значения;
  • Широкий диапазон входного напряжения – стабилизаторы данного типа способны работать при значениях входного наряжения от 95 до 275 В (для однофазной модели), от 260 до 470-471 В ( для трехфазных стабилизаторов);
  • Высокая точность стабилизации – выходное напряжение, выдаваемое такими устройствами, имеет максимальное колебание в пределах 1,5 % (3,3-5,7 В), что не оказывает отрицательного влияния на работу подключенных к нему приборов.
  • Контроль значений входной и выходной разности потенциалов с погрешностью не более 0,5%;
  • Высокое КПД – благодяря использованию симистора, значение данного показателя у большинства моделей достигает 95-97%;
  • Бесшумность – отсутствие в конструкции стабилизатора релейных переключателей и подвижных контактов позволяет работать ему практически бесшумно;
  • Небольшие размеры – собранные на симисторах стабилизаторы, по сравнению с релейными, имеют небольшие размеры и могут быть компактно размещены на полу или стене даже самого небольшого помещения;
  • Длительный срок эксплуатации – большинство современных качетвенных моделей могут нормально выполнять свои функции в течение 10 и более лет;
  • Большая мощность – разлиные модели способны обеспечить нормальную работу подключаемых приборов и оборудования суммарной мощностью от 3 до 10 кВт.

К минусам таких стабилизаторов относятся:

  • Высокая стоимость – качественные модели стабилизаторов имеют достаточно высокую, не всегда доступную для многих владельцев квартир и домов стоимость.
  • Скачкообразное изменение разности потенциалов на выходе устройства – данный недостаток характерен для недорогих моделей китайского производства. В более дорогостоящих аналогах правтически не проявляется.

На заметку. Несмотря на высокую стоймость таких устройств, их приобретение при проблемах с напряжением в сети будет очень выгодным и окупится достаточно быстро – при остуствии стабилизатора могут произойти серьезные поломки чувствительной бытовой техники, насосоного и отопительного оборудования. В некоторых случаях подобные скачки не просто портят подключенные к сети приборы, а выводят их из строя, что влечет их замену, приводя к незапланированным и занчительным финансовым расходам и другим неудобствам.

Преимущества самодельного устройства

У стабилизатора, изготовленного самостоятельно, есть своим плюсы и минусы, о которых непременно следует знать. Главные преимущества:

  • низкая стоимость;
  • ремонтопригодность;
  • самостоятельное проведение диагностики.

Читать также: Станки для бизнеса на дому

Самое очевидное достоинство заключается в невысокой себестоимости. Все детали нужно будет приобрести по отдельности, а это все равно несравнимо с готовыми стабилизаторами.

В случае выхода из строя какого-нибудь элемента приобретенного стабилизатора напряжения, вряд ли его можно заменить самому. В этом случае остается только вызывать мастера на дом или везти его в сервисный центр. Даже если имеются определенные знания в области электротехники, найти подходящую деталь не так просто. Совсем другое дело, если прибор был изготовлен собственноручно. Все детали уже знакомы и для покупки новой, достаточно наведаться в магазин.

Если кто-либо ранее уже собирал схему стабилизатора напряжения 220В 10кВт своими руками, значит, человек уже разбирается во многих тонкостях. Это значит, что выявить неисправность не составит особого труда.

Выводы и полезное видео по теме

В видеоролике ниже рассматривается одна из возможных конструкций стабилизатора домашнего изготовления.

В принципе, можно взять на заметку этот вариант самодельного аппарата стабилизации:

Сборка блока, стабилизирующего сетевое напряжение, своими руками возможна. Это подтверждается многочисленными примерами, когда радиолюбители с небольшим опытом вполне успешно разрабатывают (или применяют существующую), готовят и собирают схему электроники.

Трудностей с приобретением деталей для изготовления стабилизатора-самоделки обычно не отмечается. Расходы на производство невысоки и естественным образом окупаются, когда стабилизатор вводят в эксплуатацию.

Оставляйте, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, публикуйте фото по теме статьи в находящемся ниже блоке. Расскажите о том, как собрали стабилизатор напряжения собственными руками. Поделитесь полезной информацией, которая может пригодиться посещающим сайт начинающим электротехникам.

Источник

Недостатки, которые следует учитывать

Теперь коснемся некоторых минусов. Кто и как бы себя ни нахваливал, он не сможет тягаться с настоящими профессионалами по электрической части. По этой простой причине надежность самодельного стабилизатора будет уступать фирменным аналогам. Обусловлено это тем, что на производстве используются высокоточные контрольно-измерительные приборы, которых нет у рядовых потребителей.

Другой момент – более широкий рабочий диапазон напряжения. Если у магазинного варианта он составляет от 215 до 220В, то у аппарата, созданного в домашних условиях, этот параметр будет превышен в 2 или даже 5 раз. А это уже критично для большого количества современной бытовой техники.

Определение типа защиты

На сегодняшний день стабилизаторы делятся на 2 основных типа:

  • стационарные приборы для стабилизации напряжения, их монтаж делают на весь дом;
  • переносные модели, они могут стабилизировать работу всего нескольких электрических устройств.

Также, стабилизаторы стационарного назначения подразделяются на однофазные и трехфазные, все зависит от условий, в которых их планируют эксплуатировать. В своем доме или квартире более уместным будет установить и подключить стабилизатор вблизи распределительного щита электроэнергии, с помощью такого шага вы сможете предотвратить сбои и перегрузки всей сети.

Советуем изучить Схема подключения магнитного пускателя

Особенности домашнего производства

Все элементы будут размещаться на печатной плате размером 115х90 мм. Для чего можно взять фольгированный стеклотекстолит. Схему расположения всех рабочих компонентов можно распечатать на лазерном принтере, а после перенести все, используя утюг. Сам пример ниже.

Теперь можно переходить к изготовлению трансформаторов. И здесь не все так просто. Всего нужно изготовить два элемента. Для первого нужно взять:

  • магнитопровод с площадью сечения 187 мм 2 ;
  • провода ПЭВ-2 в количестве трех штук.

Причем один из проводов должен быть толщиной 0,064 мм, а другой – 0,185 мм. Для начала создается первичная обмотка с количеством витков – 8669. У последующих обмоток витков поменьше – 522.

Электрическая схема стабилизатора напряжения 220В предусматривает наличие двух трансформаторов. Поэтому после сборки первого элемента стоит переходить к изготовлению второго. А для этого уже нужен тороидальный магнитопровод. Обмотка здесь также делается из провода ПЭВ-2, разве что число витков будет равным 455. Кроме того, от второго трансформатора должны исходит семь отводов. Для первых трех нужен провод диаметром 3 мм, а остальные 4 будут из шин сечением 18 мм². Благодаря этому трансформатора не будет нагреваться во время использования стабилизатора.

Задачу можно существенно упростить, если взять два уже готовых элемента ТПК-2-2 12В и соединить их последовательно. Все прочие необходимые детали нужно приобрести в магазине.

Сборочный процесс

Сборка стабилизатора начинается с установки микросхемы на теплоотвод. Это может быть алюминиевая пластина площадью не менее 15 см 2, на которой также следует расположить симисторы. Для эффективной работы стабилизатора не обойтись без микроконтроллера, для чего можно использовать микросхему КР1554ЛП5.

Конечно, это не схема инверторного стабилизатора напряжения 220В, но для бытовых нужд такого прибора вполне достаточно. На следующем этапе нужно расположить светодиоды, причем брать нужно мигающие. Однако можно использовать и прочие, к примеру, АЛ307КМ либо L1543SRC-Е, у которых яркое красное свечение. Если по какой-нибудь причине не удастся расположить их как того требует схема, можно разместить их в любом удобном месте.

Если кто-либо увлекался подобными сборками ранее, то собрать собственный стабилизатор не составит большого труда. Это не только обогащение опыта, но и существенная экономия, поскольку несколько тысяч рублей останутся нетронутыми.

Советы по монтажу

Некоторые полезные рекомендации, которые позволят правильно эксплуатировать самодельный стабилизатор. После того как устройство собрано, необходимо найти подходящее место, где будет обеспечено хорошая вентиляция.

Необходимо правильно реализовать схему подключения стабилизатора напряжения 220В для дома. И тут есть два способа:

  1. После счетчика – подходит, когда нужно защитить всю электросеть квартиры или дома. Непосредственно на выход от электросчетчика ставится автомат, а регулятор напряжения подключается уже к его выводу. К самому стабилизатору при необходимости тоже можно подключить автоматический выключатель.
  2. Подключение в розетку – в этом случае под защитой окажутся только те приборы, которые подключены к регулятору.

В процессе работы прибор будет греться, а тесное пространство не обеспечит должное охлаждение. В результате стабилизатор быстро выйдет из строя. Оптимальный вариант в этом случае – открытая площадка.

Если это невозможно в силу разных причин, специально для прибора можно соорудить нишу. При этом необходимо выдержать не менее 10 см от поверхности ниши до стенок стабилизатора. После сборки устройства стоит его проверить и обратить внимание на наличие каких-либо посторонних шумов.

После того как по схеме стабилизатор напряжения 220В своими руками успешно создан, не стоит думать, что на этом все заканчивается. Необходимо каждый год проводить профилактические работы, которые связаны с осмотром стабилизатора и перетяжкой контактов при необходимости. Только так можно быть уверенным в том, что самодельный «продукт» будет работать также эффективно, как и производственные аналоги.

Схемные решения стабилизации электросети 220В

Рассматривая возможные схемные решения под стабилизацию напряжения с учётом относительно высокой мощности (не менее 1-2 кВт), следует иметь в виду разнообразие технологий.

Существует несколько схемных решений, которыми определяются технологические способности приборов:

  • феррорезонансные;
  • сервоприводные;
  • электронные;
  • инверторные.

Какой вариант выбрать, зависит от ваших предпочтения, имеющихся материалов для сборки и навыков работы с электротехническим оборудованием.

Вариант #1 – феррорезонансная схема

Для самостоятельного изготовления самым простым вариантом схемы видится первый пункт списка – феррорезонансная схема. Она работает на использовании эффекта магнитного резонанса.

Конструкцию достаточно мощного феррорезонансного стабилизатора допустимо собрать всего на трёх элементах:

  1. Дроссель 1.
  2. Дроссель 2.
  3. Конденсатор.

Однако простота в данном варианте сопровождается массой неудобств. Конструкция мощного стабилизатора, собранная по феррорезонансной схеме, получается массивной, громоздкой, тяжелой.

Вариант #2 – автотрансформатор или сервопривод

Фактически речь идет о схеме, где используется принцип автотрансформатора. Трансформация напряжения автоматически осуществляется за счет управления реостатом, ползунок которого перемещает сервопривод.

В свою очередь сервопривод управляется сигналом, получаемым, к примеру, от датчика уровня напряжения.

Примерно по такой же схеме действует устройство релейного типа с той лишь разницей, что коэффициент трансформации меняется, в случае надобности, подключением или отключением соответствующих обмоток с помощью реле.

Схемы подобного рода выглядят уже более сложными технически, но при этом не обеспечивают достаточной линейности изменения напряжения. Собрать вручную прибор релейный или на сервоприводе допустимо. Однако разумнее выбрать электронный вариант. Затраты сил и средств практически одинаковые.

Вариант #3 – электронная схема

Сборка мощного стабилизатора по схеме электронного управления при обширном ассортименте радиодеталей в продаже становится вполне возможной. Как правило, такие схемы собираются на электронных компонентах – симисторах (тиристорах, транзисторах).

Также разработан целый ряд схем стабилизаторов напряжения, где в качестве ключей используются силовые полевые транзисторы.

Изготовить мощный аппарат полностью под электронным управлением руками неспециалиста достаточно сложно, лучше купить готовое устройство. В этом деле без опыта и знаний в сфере электротехники не обойтись.

Под самостоятельное производство рассматривать этот вариант целесообразно, если имеется сильное желание построить стабилизатор, плюс наработанный опыт электронщика. Далее в статье рассмотрим конструкцию электронного исполнения, пригодную для изготовления своими руками.

Добавить комментарий