Методика подбора стабилизатора напряжения
При выборе стабилизатора напряжения необходимо определить общую мощность подключаемой к стабилизатору нагрузки (перегрузка стабилизатора не допускается!).
Для этого необходимо суммировать максимальные мощности отдельных устройств. Однако следует учитывать тот факт, что устройства с электродвигателями при включении потребляют мощность, в несколько раз превышающую номинальную. Как правило, номинальная и пусковая мощности указываются в инструкции по эксплуатации устройства. При отсутствии данных о пусковой мощности, последнюю можно определить как четырехкратную номинальную.
Также при расчете суммарной мощности необходимо принять во внимание существование полной, активной и реактивной мощности.
Полная мощность - это вся мощность, потребляемая устройством, состоящая из активной и реактивной мощности. Устройства-потребители электроэнергии всегда имеют как активную, так и реактивную составляющие нагрузки.
При активной нагрузке вся потребляемая энергия преобразуется в тепло (пример: обогреватели, электроплиты, утюги и т.п.).
Реактивная составляющая мощности не выполняет полезной работы, она расходуется на создание магнитных полей в индуктивных приемниках, циркулируя между источником и потребителем.
Полная мощность всегда указывается в вольт-амперах (ВА), активная - в ваттах (Вт), реактивная - в вольт-амперах реактивных (ВАр).
Как правило, мощность стабилизатора приводится в вольт-амперах или киловольт-амперах (кВА), в то время как мощность потребления в большинстве случаев указывается в ваттах или в киловаттах (кВт). Эти две величины связаны между собой коэффициентом мощности cosφ:
кВт = кBА×cosφ
Если коэффициент cosφ неизвестен для данного устройства, то для приблизительного расчета мощности можно принять cosφ=0,75-0,8.
Также при выборе стабилизатора напряжения необходимо учитывать минимально возможное напряжение в конкретной сети. При снижении входного напряжения выходная мощность стабилизатора снижается (см. график).
При длительной работе стабилизатора при входном напряжении менее 170 В возможна перегрузка стабилизатора по току. Это приводит к значительному нагреву токоведущих частей, прежде всего трансформаторов, что может привести к выходу стабилизатора из строя.
Исходя из вышеизложенного, рекомендуется выбирать мощность стабилизатора применительно к максимально возможному диапазону изменения сетевого напряжения и с 25-30% запасом от полной потребляемой мощности нагрузки. Это обеспечивает штатный режим работы стабилизатора и увеличивает его срок службы. Также для определения типа стабилизатора желательно в течение нескольких дней проконтролировать реальное состояние электрической сети, а именно:
- проверить уровень напряжения сети;
- максимальную величину изменения напряжения;
- замерить минимальное напряжение в момент пиковых нагрузок на сеть.
- частоту возникновения скачков напряжения.
Пример расчета мощности стабилизатора напряжения
В постоянном режиме работают холодильник (300 Вт), телевизор (400 Вт), кондиционер (1000 Вт), магнитола (100 Вт), электролампы освещения (200 Вт).
Суммарная мощность составляет: 300 + 400 + 1000 + 100 + 200 = 2000 Вт.
Одновременно с приведенными электроприборами могут подключаться: утюг (1000 Вт), пылесос (800 Вт), электрочайник (1000 Вт). В этом случае общая нагрузка может увеличиваться на 800-2800 Вт.
Максимальная суммарная мощность составит 2000 + 2800 = 4800 Вт.
Прибавим к полученной мощности потребителей 25% и получим мощность стабилизатора: 4800 + 25% = 6000 Вт.
С учетом реактивной составляющей 6000 Вт/0,8 = 7500 ВА.
Таким образом, при одновременной работе всех перечисленных приборов, необходим стабилизатор мощностью не менее 7,5 кВА.
Для правильного расчета полной мощности необходимо руководствоваться только конкретными значениями для каждого электроприбора, что позволит выбрать стабилизатор напряжения с оптимальными характеристиками.