Защита электроприборов
Холодильники, морозильники и кондиционеры требуют защиты в первую очередь – пониженное напряжение в сети может стать причиной поломки компрессора и дорогостоящего ремонта.
Но еще одна особенность этой техники в том, что многие модели могут выйти из строя при быстром выключении-включении. Дело в том, что при выключении компрессора давление в системе выравнивается в течение некоторого времени (1-3 минуты). Если запустить компрессор раньше, его двигатель будет работать с повышенной нагрузкой (или вообще не сможет запуститься), что может привести к поломке.
Насосы, как погружные, так и поверхностные также требуют защиты от пониженного/повышенного напряжения и им тоже нужна задержка запуска. При пуске двигатель насоса в течение 1-2 секунд потребляет ток, в несколько раз превышающий номинальный. При этом обмотка двигателя нагревается. При обычном пуске излишки тепла снимаются прокачиваемой водой, но если напряжение в сети пропадает и появляется, то пусковые токи длятся дольше, а двигатель не успевает раскрутиться и прокачать воду.
СВЧ-печь не выйдет из строя при падении напряжения, но эффективность её при этом снизится многократно. Если отвезенная на дачу «микроволновка» перестала греть, не спешите везти её в ремонт – возможно, дело в низком напряжении сети. Стабилизатор легко устранит эту проблему.
Электроника (компьютеры, современные телевизоры, аудиотехника), оснащенная импульсными блоками питания, пониженного напряжения не боится. Обычно это указывается в руководстве или прямо на блоке питания: «INPUT: 100-240 V». Так что, если ваша проблема состоит в пониженном напряжении, стабилизатор такой технике не нужен.
Энергосберегающие лампы (как люминесцентные, так и светодиодные) к пониженному напряжению довольно лояльны, а вот повышенного не любят. Если всплески напряжения в вашей сети не редкость, то их лучше защитить стабилизатором. Тем более что потребляют они немного, и одного недорогого стабилизатора мощностью в 300-500 ВА хватит на освещение частного дома.
Нагревательным приборам, лампам накаливания, электрочайникам, утюгам и прочей подобной технике падения напряжения вообще не опасны – у них просто снизится эффективность. Повышенное напряжение может ускорить их износ, но в целом, напряжение, на 10-20% превышающее номинал, для большинства подобных приборов неопасно.
Определившись с тем, какие приборы следует защитить, следует определиться с характеристиками стабилизатора.
Какой стабилизатор напряжения выбрать для тв-приёмника
Для того чтобы сделать правильный выбор, нужно определить, насколько сильные перепады напряжения в сети, к которой подключен телевизор.
ВНИМАНИЕ! Стабилизаторы напряжения в первую очередь стоит выбирать исходя из мощности телевизора. Узнать такую информацию о конкретном телевизоре можно в техпаспорте или на шильдике, который находится на задней стороне корпуса. Для домашнего кинотеатра нужен более мощное устройство.
Немаловажным критерием при выборе устройства для условий сельской местности является функция защиты от коротких замыканий, которые могут случиться за городом.
Уровень шума, создаваемый устройством во время работы тоже можно отнести к критериям выбора. Если стабилизаторы релейного и механического типов во время работы будут издавать щелчки, которые будут доставлять дискомфорт, то нужно рассматривать более дорогие устройства.
ВНИМАНИЕ! При выборе стабилизатора необходимо определить — к нему будет подключен только телевизор или же оно будет использоваться и для других приборов. К одному устройству можно подключить несколько приборов домашней техники. Если планируется подключить ещё, например, домашний компьютер или ещё какие-то приборы, то нужно определить их суммарную мощность.
Конечно, не стоит забывать и о стоимости, так как, например, инвенторные устройства стоят дорого, хотя и считаются самыми надёжными.
Определив параметры, по которым нужно выбирать стабилизатор 220В для своего телевизора, стоит подумать, на каком производителе остановить свой выбор. Моделей на сегодняшний день очень много. На российском рынке представлены российские и зарубежные производители.
Среди российских производителей лидирует всем известный бренд «Штиль». Среди китайских марок наибольшую долю российского рынка заняла «Ресанта». Можно также рассмотреть модели европейских производителей, но они стоят несколько дороже китайских и российских аналогов.
Конечно, многие знают, что в современные телевизоры встроен свой внутренний стабилизатор, но и он может сгореть от перепадов напряжения. Поэтому самым верным решением при покупке дорогостоящего телевизора будет сразу подобрать ему надёжную защиту.
Короткое замыкание и выгорание пикселей
Он будет рассказывать вам сказки про то, как у ЖК-телевизоров от скачков напряжения «выгорают пиксели», как у LED-телевизоров перегорают светодиоды, как стабилизаторы защищают ваш телек от короткого замыкания, помех, прямого попадания ядерного заряда и прочую чепуху. Не слушайте!
От короткого замыкания вашему телеку ровным счетом ничего не будет (если, конечно, замыкание не произошло в самом телевизоре). В случае КЗ где-то на линии, ток просто потечет по другому пути и телевизор обесточится (т.е. просто отключится). Вот и все страшные и ужасные последствия КЗ.
А насчет выгорания пикселей имею сказать следующее. Во-первых, сами «пиксели» вообще не выгорают, выходят из строя управляющие транзисторы, которые «зажигают» эти самые пиксели. Если транзистор погорел, пиксель навсегда остается потушенным (черная точка), а если транзистор пробило, то пиксель всегда светится (яркая точка на экране).
Раз уж разговор идет о пикселях, значит это ЖК-телевизор, а значит, в нем стоит импульсный БП, следовательно, скачки напряжения в сети не оказывают никакого влияния на напряжения в самой схеме телевизора.
То образом стабилизация напряжения уже осуществляется внутри схемы телевизора, следовательно, покупать еще один стабилизатор – не более чем пустая трата денег.
Старые ламповые телевизоры
Конечно, телеки могли работать и без этих ящичков, но любое отклонение напряжения в розетке от 220В приводило к тому, что изображение на экране меняло свою яркость и насыщенность, а сама картинка менялась в размерах. Так что стабилизаторы стояли практически у всех.
Работали такие стабилизаторы с использованием принципа перенасыщения сердечника трансформатора и потому были рассчитаны на узкий диапазон мощностей нагрузки.
Для черно-белых телевизоров, мощностью 100-200 Вт, выпускались одни модели стабилизаторов, а для цветных телеков – совсем другие, более мощные. Нельзя было включать маломощную нагрузку в мощный стабилизатор, т.к. при этом нарушался сам принцип его работы и он переставал выполнять свою функцию.
Вот, например, выдержка из инструкции по эксплуатации советского стабилизатора напряжения Вега-9:
Допустимая выходная мощность стабилизатора:
— минимальная 100,
— максимальная 200 Вт.
Допустимые колебания входного напряжения 154…253 В.
Стабилизированное напряжение выхода 198…231 В.
КПД — 84%.
Масса стабилизатора 3,4 кг.
Как видите, существовало ограничение на мощность нагрузки снизу, т.е. в такой стабилизатор нельзя было включить небольшой черно-белый телевизор, мощностью менее 100 Вт. Точнее, включить-то можно было, но в этом случае о какой-либо стабилизации напряжения можно было забыть.
Если же в Вегу-9 воткнуть нагрузку более 200Вт (например, цветной телек тех времен), то стабилизатор гарантированно перегревался и пластиковый корпус начинал плавиться и вонять. Я не раз видел такие оплавленные коробочки у других людей.
Кстати, сегодня такие старые стабилизаторы для старых телевизоров называются феррорезонансными. Нынешние девайсы чаще собраны по автотрансформаторной схеме с большим количеством отводов и симисторным переключением между ними.
Характеристики стабилизаторов
Тип стабилизатора напряжения
Релейные стабилизаторы напряжения представляют собой трансформатор с несколькими отводами входной или выходной обмотки, коммутируемыми силовыми реле.
При нормальном входном напряжении трансформатор работает как разделительный – не повышая и не понижая напряжение. При выходе входного напряжения за установленные границы, электроника включает соответствующее реле, превращая трансформатор в понижающий или повышающий.
Преимущества релейных стабилизаторов:
– Низкая цена.
– Высокая перегрузочная способность – даже самые простые модели выдерживают 200% перегрузки в течение нескольких секунд. Модели же с мощными силовыми реле, рассчитанные на высокие пусковые токи, выдерживают непродолжительные десятикратные перегрузки.
– Малое время переключения – напряжение полностью стабилизируется через 20-100 мс после выхода его за нормальные границы.
Недостатки:
– Ступенчатость регулирования. Трансформатор имеет ограниченное число отводов на обмотке, поэтому изменять напряжение может только ступенчато – по 5, 10, а на недорогих моделях – по 20 вольт на одну ступень регулирования. В целом это для техники неопасно, но на граничных напряжениях частые переключения реле, сопровождающиеся мерцанием ламп накаливания, могут раздражать.
– Шумность. Реле при переключении щелкает довольно громко.
– Износ контактов реле. Основной недостаток этого вида стабилизаторов – опасность прогара или пригара контактов реле. Если в первом случае напряжение на выходе стабилизатора просто пропадет, то второй вариант намного неприятнее. Если пригар случится во время пониженного входного напряжения, то при возврате напряжения в норму, реле останется включенным.
Трансформатор продолжит работать, как повышающий и напряжение на выходе станет повышенным! Спокойный за свою электротехнику владелец стабилизатора даже не будет подозревать, что именно в этот момент он сжигает её высоким напряжением. Поэтому не стоит выбирать релейный стабилизатор, если в сети случаются частые перепады напряжения – чем чаще реле срабатывает, тем быстрее снижается его ресурс.
Электромеханические (сервоприводные) стабилизаторы напряжения представляют собой тороидальный трансформатор с передвигающимся над внешней обмоткой токосъемником, контактирующим с обмоткой с помощью угольной щетки. При падении или превышении входного напряжения сервопривод перемещает токосъемник, нормализуя выходное.
Преимущества электромеханических стабилизаторов:
– Высокая перегрузочная способность – 200% перегрузки в течение 4-х секунд.
– Плавность регулирования.
– Высокая точность регулирования.
– Низкий уровень шума при регулировании.
Недостатки:
– Большое время переключения – токосъемник движется по обмоткам довольно медленно. Чем больше перепад напряжения, тем медленнее стабилизатор его отрабатывает. Это может привести к появлению импульсных помех на выходе стабилизатора, вызывающих сбои в работе электротехники.
– Износ токосъемника. Токосъемник желательно периодически смазывать графитовой смазкой. Но даже своевременная смазка не предотвращает полностью износа трущихся деталей.
– Высокая цена.
Инверторный стабилизатор сделан на основе инвертора – ток сначала выпрямляется, потом, с помощью инвертора, вновь преобразуется в переменный.
Это позволяет достичь высокой точности регулирования и позволяет добиться полного отсутствия возмущений на выходе. Благодаря отсутствию движущихся контактов, у них низкий уровень шума, ресурс выше и опасности пригара контактов они лишены.
Недостатки инверторных стабилизаторов:
– Недорогие инверторы дают на выходе не чистую синусоиду, а ступенчатую. Некоторые электронные приборы (измерительные приборы, газовые котлы, аудио- и видеотехника) могут начать сбоить или вообще откажутся работать с такой синусоидой.
– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 25-50% от номинала, в течение 1-4 секунд. Для защиты приборов, имеющих высокий пусковой ток, стабилизатор такого типа потребуется брать с большим запасом по мощности.
– Высокая чувствительность к мощным импульсным помехам. Впрочем, в бытовых сетях такие помехи — явление маловероятное.
Ступенчатые электронные стабилизаторы конструктивно схожи с релейными, однако коммутирование обмоток в них производится не с помощью реле, а с помощью мощных полупроводниковых приборов.
Это позволяет добиться высочайшей скорости регулирования (5-40 мс на переключение) при достаточно низкой цене. Эти стабилизаторы тоже не имеют движущихся контактов, бесшумны и обладают высоким ресурсом.
Но свои недостатки есть и у этого вида стабилизаторов:
– Низкая перегрузочная способность. Допускается перегрузка 20-40% от номинала, и то весьма непродолжительное время.
– Ступенчатость регулирования.
– Высокая чувствительность к мощным импульсным помехам. Если в сети нередки сильные кратковременные всплески напряжения, прослужит такой стабилизатор недолго.
Необходимая полная выходная мощность стабилизатора рассчитывается исходя из мощностей всех подключенных к нему электроприборов. При подсчете полной мощности следует иметь в виду, что та мощность (в Ваттах), которая приводится в паспорте на электроприбор – это его активная мощность, т.е., выделяющаяся в виде тепла или света.
Нагревательные приборы и лампы накаливания имеют полную мощность, равную активной. Но некоторые потребители, содержащие в себе электродвигатели или трансформаторы, создают вдобавок к активной еще и реактивную нагрузку. Для определения их полной мощности следует активную мощность поделить на коэффициент мощности (cos(φ)), обычно указанный в паспорте на электроприбор. Если найти это значение не удается, можно воспользоваться таблицей:
Полные мощности всех потребителей следует сложить и добавить к получившейся сумме 30% — дело в том, что мощность стабилизатора приводится для напряжения 220В. При выходе напряжения за пределы нормального, мощность стабилизатора падает на 20-30%. Именно это падение и следует компенсировать.
Но это еще не все – теперь полную мощность каждого потребителя следует помножить на пусковой коэффициент, также взяв его из паспорта или из таблицы. Сумма получившихся чисел (не забываем про 30%) – это пусковая мощность, и перегрузочная способность стабилизатора должна её обеспечивать.
Например, нам следует защитить холодильник мощностью 150 Вт, погружной насос мощностью 500 Вт и линию освещения со светодиодными лампочками суммарной мощностью 500 Вт. Необходимая полная мощность в ВА будет равна:
- 150/0,8=187,5
- 500/0,7=714,3
- 500/0,95=526,3
Суммируем полученные данные и прибавляем 30%. Итого 1857 ВА.
Пусковая мощность будет равна:
- 187,5*3=562,5
- 714,3*7=5000
- 526,3*1,5=790
Также суммируем, прибавляем 30%, получается 8258 ВА. Таким образом, нам нужен стабилизатор на 3000 ВА, способный выдержать перегрузку в три раза больше (релейный с усиленными реле), либо стабилизатор на 4500 ВА, способный выдержать в два раза больше перегрузки (релейный или электромеханический), либо электронный (ступенчатый или инверторный) на 9000 ВА.
Если такой подбор выглядит слишком сложным, то можно просто сложить активные мощности электроприборов (в Ваттах) и подобрать стабилизатор также по активной выходной мощности. Но такой подбор будет грубее: во-первых, этот метод не учитывает индивидуальных особенностей электроприборов, во-вторых, все производители по-разному рассчитывают зависимость полной и активной мощностей. И здесь также следует быть уверенным, что перегрузочная способность стабилизатора поможет ему выдержать пусковую мощность потребителей.
Разъем для подключения нагрузки может быть в виде клемм, либо в виде розеток. Если стабилизатор планируется использовать для защиты какой-либо линии электропитания (например, осветительной) предпочтительнее разъем в виде клемм.
Если же защищать планируется отдельных потребителей, то удобнее подключать их напрямую в евророзетки (СЕЕ 7), обратите внимание, чтобы количество розеток соответствовало количеству потребителей.
Некоторые стабилизаторы оснащены компьютерными розетками IEC 320 C13 – как правило, эти стабилизаторы предназначены для защиты персональных компьютеров и учитывают низкий коэффициент мощности этого вида техники.
https://www.youtube.com/watch?v=3EW6SKnzwdE
Задержка запуска, как указывалось выше, может потребоваться для защиты некоторых видов техники, не приемлющих частых включений-выключений: холодильников, кондиционеров, насосов и пр.
