Стабілізатор напруги 220В для бензинового генератора
Перш ніж вибрати стабілізатор напруги змінного струму, Треба зрозуміти, що це за електротехнічний апарат, для чого він потрібен. Принцип дії пристрою ґрунтується на роботі автотрансформатора. Залежно від того, підвищена або знижена напруга в лінії електропередач, автотрансформатор за допомогою плати керування знижує або підвищує вихідна напругадо 220 В в апараті і до 380 В, з точністю від 0,5% до 7%.
Загалом, джерелом живлення від дизельного генератора електричного навантаження, який складається переважно з асинхронних двигунівє проблема. З одного боку, висока стартова потужність двигунів вимагає вибору значного агрегату, з іншого боку, існує обмеження навантаження на пристрій нижче.
Дизельні двигуни не працюють добре при тривалій роботі з малим навантаженням. Виробники вказують нижчу граничну навантаження у вигляді 30% від номінальної потужності. Рішенням у цих випадках є додавання інших типів вантажів до шин пристрою, або використання відповідних способів запуску двигуна.
Підвищення або зниження параметрів напруги відбувається завдяки включенню певної обмотки трансформатора за допомогою комутаційних ключів у електронних стабілізаторів або установки обмотки трансформатора струмознімального контактора у електромеханічного стабілізатора.
Апарат призводить до стандартного значення напруга (220 або 380 В) тільки від стаціонарної лінії електропередач, з певною похибкою. У мережному дроті частота струму дорівнює 50 Гц, а форма напруги представлена як хвилі (чиста синусоїда). Стабілізатор змінного струму захищає техніку від короткого замикання, А деякі моделі - і від наслідків грози. Стабілізатор напруги не можна встановлювати в ланцюзі після побутового електрогенератора.
Методи запуску з малим падінням значно зменшують дизельне пристрій у момент запуску. У той же час, як відомо, застосування цих методів обмежується тим, що зменшений пусковий струм йде разом із нижчим стартовим моментом. Правильно обраний метод пуску повинен забезпечувати позитивну різницю між мотором та гальмівним моментом на кожному етапі обертання, і ця різниця досить велика, щоб запуск закінчувався за короткий час.
Надмірне збільшення часу формування призводить до теплового навантаження як двигуна, так і електричного генератора дизельного агрегату. Запуск перетворювача частоти забезпечує найплавніший пуск, включаючи високі крутні навантаження, але він дорогий, а також створює проблему з нелінійними спотвореннями, яких особливо чутливі дизельні агрегати.
На виході у бензинового або дизельного генератора форма напруги лише наближена до синусоїди, але вона має пилкоподібні сплески, частота може відрізнятись від 50 Гц (від 48 до 52 Гц), напруга – варіювати у певному діапазоні. Струм від генератора можна подавати практично на всі електроприлади безпосередньо, за винятком котлів опалення, циркуляційних насосів системи опалення, дорогої аудіо- та відеотехніки та іншої апаратури, яка має високі вимоги до якості напруги. Перед такими приладами можна поставити , який за рахунок подвійного перетворенняформує на виході чисту синусоїду. Якщо встановити стабілізатор напруги після генератора, він рано чи пізно зламається і перестане виправляти напругу, що надходить від електрогенератора. Струм від генератора потрібно заводити в будинок в обхід або після стабілізатора, або через байпас.
Руйнування навантажень на групи, що починаються з відставання, один за одним полегшує запуск і дозволяє зменшити розмір пристрою. Доречно спочатку розмістити великі вантажі. Відмова напруги під час асинхронних двигунів може вплинути інші типи навантажень. Наприклад, це може призвести до розрядки газорозрядних ламп. Тому рекомендується включати таких чутливих до напруги споживачів після того, як двигуни демонтували.
резистивні навантаження мають практично постійну потужністьта високий коефіцієнт потужності при запуску та у встановленому режимі. Лампи розжарювання та галогенні лампи наближаються до них, коли ми оцінюємо їх вплив на дизельний агрегат, оскільки їх початковий вхідний струм, хоч і з великою амплітудою, дуже недовговічний і його не потрібно читати. З тих же причин початковий струм газорозрядних ламп не може бути врахований.
Виняток - інверторні генератори, з їх допомогою отримують змінний струм, який можна порівняти за якістю зі струмом від стаціонарної мережі. Після цього не потрібні стабілізація або виправлення форми напруги.
Існує лише одна модель стабілізатора, який може змінювати форму напруги від генератора та стабілізувати напругу після електрогенератора, - апарат серії СДП-1/1-3-220. Він зроблений на основі ДБЖ on-line типу і ідеально стабілізує струм як від генератора, так і від стаціонарної мережі, крім стабілізації напруги, він не пропускає високочастотні імпульси.
Вплив нелінійних навантажень. Ступінь, у якій гармонійні складові струму, що генерується навантаженнями, впливають на напругу, визначається падінням напруги на опір усієї системи. Значна частка цього опору – це внутрішній опір електричного генератора.
Це набагато більше ніж еквівалентний опір енергосистеми. Отже, вплив нелінійних навантажень на одиницю, що приводиться в дію дизельним агрегатом, більша, ніж вплив системи електроживлення. При вивченні кратних трьох гармонік враховується опір з нульовою послідовністю генератора, а інших гармонік - надпровідне.
До стабілізатора не можна підключати зварювальний апарат. Якщо у вашій електричній мережі напруга відрізняється від 220 В, але потрібно працювати зі зварювальним апаратом, можна застосувати ЛАТР — електромеханічний автотрансформатор. Слід вручну встановити необхідне значення напруги, але при цьому стежити, щоб у мережі воно не змінювалося, інакше змінюватиметься і на виході після ЛАТР, що може призвести до поломки техніки, підключеної до автотрансформатора.
На фазних і нейтральних провідниках кабелів вони мають бути розраховані по струму, включаючи вищі гармоніки. Ступінь впливу нелінійних навантажень залежить від відсотка їхньої потужності щодо загального навантаження. Наявність більшого лінійного навантаження значно знижує негативні наслідки нелінійних спотворень.
Поєднання нелінійних навантажень, що генерують кратні 3 гармоніки через трикутний розділовий трансформатор. Цей метод також дає ще одну корисну можливість – систему можна поділити на дві системи з різним заземленням нейтралі. З цієї системи рекомендується постачати відповідальні трифазні двигуни. Ця система має більш високу надійність, що дозволяє продовжувати роботу обладнання за наявності заземлення в системі. Споживачі, що залишилися, в основному однофазні, живляться трансформатором трикутної зірки, нейтральне заземлення якого заземлено.
Першим кроком під час вибору стабілізатора є визначення кількості фаз. Якщо до будинку підходить 2 дроти (фаза, нейтраль) - це ознака однофазної мережі, якщо 4 дроти (три фази, одна нейтраль) - трифазної мережі. Відповідно, на однофазну мережупотрібно встановлювати однофазний прилад, на трифазний - трифазний стабілізатор змінного струму.
Насправді це означає вибір генератора з потужністю більшої необхідної потужності, тобто зміна розміру, яке має порівнюватися економічно з іншими варіантами. Використання звичайних паралельних резонансних фільтрів на шинах, що працюють від дизель-генераторів, не рекомендується через небезпеку резонансних явищ.
Генератори електроенергії підходять не тільки як основне джерело енергії в місцях, де немає електрики, вони часто також використовуються як резервне джерело для будинків, шале та котеджів у разі лиха. Електрогенератори також придатні для використання у караванах, човнах та інших мобільних пристроях.
Якщо ви хочете захистити всі електричні прилади в будинку, то стабілізатори встановлюють одразу після лічильника електроенергії та автоматів захисту струму. Якщо немає потреби у стабілізації напруги у всьому приміщенні, то можна придбати апарати невеликої потужності перед телевізором, опалювальним котлом, насосом, холодильником або мікрохвильовою печі. Дуже часто в приватні будинки заведена трифазна мережа з напругою 380 В, а по будинку розведені три фази по 220 В, тоді раціонально встановити 3 однофазні стабілізатори. Якщо потрібно захистити трифазний електроприлад (котел, двигун, верстат), то краще використовувати 1 трифазний прилад або 3 однофазні стабілізатори на комутаційній стійці з БКС (блоком контролю мережі). Якісні трифазні стабілізатори в одному корпусі виготовляють італійська фірма Ortea під ТМ і російська компанія « » випускає прилади, розраховані на невелику потужність (3600, 6000 і 9000 ВА, серія R-3). Трифазний стабілізатор в одному блоці містить три однофазні, по суті, це 3 однофазні апарати. Російські виробники, «Штиль» випускають трифазну техніку за наступною схемою: три однофазні стабілізатори, об'єднані загальним блоком або стійкою.
На жаль, нелегко вибрати правильну потужність генератора, неможливо просто визначити потужність генератора відповідно до потужності, вказаної на етикетці підключеної установки або просто сумою цих даних на етикетках всіх підключених пристроїв. Головна проблема полягає в тому, що багато приладів вимагають кратного їх енергії - потужності, вказаної на етикетці, - для їх запуску. Однак цей пусковий струм, необхідний для запуску пристрою, зазвичай не вказано на етикетці.
Легко підключити прості загальні резистори, використовуючи принцип резистивності для генератора. До них відносяться лампи розжарювання, але також більшість різних нагрівачів, кухонних плит, фени, праски та ін. Споживання енергії яких зазвичай є постійним, і тому їх можна вивести з потужності, вказаної на етикетці, для порівняння з потужністю генератора.
Після того, як визначено кількість фаз, потрібно вибрати необхідну потужність. Оптимальний варіант: покупець знає, яка потужність має бути приладом, наприклад, відома загальна дозволена потужність підключення будинку до магістральної лінії електропередач.
Другий варіант визначення потужності: виходячи із сили струму вхідних автоматів. Силу струму в амперах потрібно помножити на 220, і отримаємо потужність в Вт. У трифазній мережі потужність слід помножити на 3, вийде сумарна трифазна потужність.
Проблема полягає у визначенні правильного енергоспоживання приладів з використанням індукції для їхньої діяльності, найчастіше електродвигунів. На жаль, переважна більшість електричних інструментів, насосів, електричних пилок, холодильників, пральних машин, косарок серед них. Для цих приладів рекомендується, щоб генератор мав не менше 10%, а ще краще за 30% резерву безперервної потужності в порівнянні з заявленим споживанням енергії приладу, але для запуску двигуна необхідний інший запас.
Завжди краще контролювати пусковий струм, вказаний виробником приладу, але якщо цей показник не може бути встановлений, зазвичай застосовується те, що для запуску синхронного електродвигуна потужністю до 1, 5 кВт вихід генератора повинен бути втричі вищим, необхідна потужність генератора може знадобитися для запуску двигуна навіть більш ніж у 5 разів. Для компресорних холодильників і морозильників часто потрібна потужність, що в 10 разів перевищує потужність, вказану на етикетці.
Третій спосіб: обчислити сумарну потужність усієї побутової технікив приміщенні. При підрахунку враховується фактор пускових струмів. Пускові струми пропонує техніка, у складі якої є електричний двигун, насос або компресор. Двигун при запуску споживає потужність у 2-6 разів більша за номінальну, отже, потужність цих електроприладів потрібно рахувати з урахуванням пускових струмів. Пускові струми тривають трохи більше секунди, але вони суттєво впливають на навантаження, і нехтувати ними під час виборів стабілізатора в жодному разі не можна.
Для чутливої до електроніки електроніки, комп'ютерів, сучасних телевізоріві т.д. необхідно враховувати вихідну напругу генератора. Це регулювання забезпечує стабільність вихідної напруги та частоти. Найпростіші силові генератори зазвичай оснащені ємнісним регулюванням, яке досить надійне для управління більшістю ручних інструментів, освітлення, насосів і т.д. Але оскільки цей елемент управління не може швидко реагувати, вихідна напруга може коливатися у діапазоні кількох десятків вольт.
Для фотоелектричних електростанцій та інших розсіяних джерел потужністю понад 400 кВт
Перевага цих генераторів полягає в тому, що вони краще здатні витримувати різні струмові удари, але не можуть використовуватись для живлення чутливої електроніки. Всі, мабуть, помітили, як у останні рокибуло збудовано фотогальванічні електростанції. Або вони вже працюють, або знаходяться на стадії проекту та реалізації. Це, мабуть, сотні невеликих внутрішніх електростанцій, розташованих в основному на даху будинку, від одиниць до десятків кВт до великих полів, оснащених фотогальванічними панелями виходів порядку мегават.
Короткий перелік електроприладів, які мають пускові струми:
Наступний крок при виборі стабілізатора – уточнення проблеми з напругою у магістральній мережі.
Якщо відхилення параметрів від норми невелике (вхідна напруга знаходиться в межах 155 - 260 В), то встановлюють базові стабілізатори "Штиль" серії R, Progress T серії, Lider W-30, Volter - Ш серії. Коли напруга занадто низька або висока, слід розглянути апарати спеціалізованих серій: Progress TR (Псков), Lider W-50, Volter ШН або Ш.
Ціль також не в тому, щоб обговорити, наскільки ці економічні експерименти з так званими відновлюваними джерелами енергії обходяться споживачам більше енергії. Ціль полягає в тому, щоб виділити деякі фізичні аспекти роботи системи розподілу з великою кількістю розсіяних джерел.
Фізична проблема масового розгортання розсіяних ресурсів
Мало хто знає про фізичну проблему такого масового розгортання розсіяних джерел енергії у системі розподілу. Система розподілу та її регулювання спочатку було розроблено для класичного розподілу електроенергії з певних джерел у прилади. Система розподілу як така має бути перебудована в майбутньому в так званих «розумних сітках», яка сама займається розсіяним виробництвом, накопиченням та споживанням електроенергії.
Якщо спостерігається мерехтіння світла, або у приміщенні багато дорогої та вимогливої до якості напруги техніки, то слід розглядати стабілізатори напруги з високою точністю роботи та невеликою похибкою: Progress серій L або SL, Lider серій SQ або SQ-I, Volter серій ПТ або ПТТ.
Якщо в будинку встановлено велику кількість техніки з пусковими струмами: глибинні насоси, холодильники, мийка Kohler і т.д., рекомендуємо розглянути стабілізатори, що витримують великі навантаження по пускових струмах. До таких апаратів відносять пристрої Progress серій і в яких встановлено 2 трансформатори, завдяки чому вони можуть витримувати перевантаження в розмірі 400%.
Вказаний базовий діапазон реактивної потужності може бути змінений, тобто звужений або розширений. Очікується, що для фотоелектричних електростанцій буде достатнім коефіцієнт потужності від 0, 95 до 1 для реактивної подачі потужності і від 1 до 0, 95 для споживання реактивної потужності.
При потужності приводу, що сильно змінюється, компенсація реактивної потужності повинна автоматично і швидко регулюватися. Це потужні високовольтні пристрої, які покращують якість напруги у розподільних чи промислових мережах. У базовій конструкції він може регулювати величину та напрямок гармонічного струму у вузлі і, таким чином, регулювати реактивну потужність. Якщо струм, що генерується, працює за напругою, ми знаходимося в області ємності, і пристрій поводиться як силовий конденсатор.
Усі серії українських стабілізаторів Volter мають можливість витримувати навантаження до 300%. Стабілізатори, виготовлені на заводі Varcon (Москва), можуть швидко працювати з перевантаженням, що перевищує номінальну потужність в 7 разів.
Після того, як були описані алгоритми підбору потужності стабілізатора напруги, наведено приклади підбору моделей апаратів, потрібно визначитися, де він буде встановлений: в приміщенні, що опалюється, неопалюваному, або на вулиці. При температурі нижче нуля можуть працювати українські стабілізатори Volter (до −40 ˚С), італійські однофазні стабілізатори Vega (до −25 ˚С), трифазні італійські апарати Orion та Orion Plus (до −25 ˚С).
В іншому випадку, якщо згенерований струм затримується під напругою, ми виявляємо його індуктивним, коли пристрій поводиться як дросель і відбувається декомпенсація. Оскільки силова електроніка може регулювати струм повністю з можливістю швидкого реагування. Тоді струм, що генерується, може мати мінімальні гармонічні спотворення. Або, з іншого боку, можна накласти деякий гармонійний струм з амплітудою та фазою на основний струм, щоб вони зчитувалися з існуючих гармонік у вузлі і таким чином активно відфільтровували небажані гармоніки у вузлі.
Якщо потрібно встановити апарат на вулиці, то краще придбати металеву шафу з вентиляційними отворами. Однак усередину не повинні потрапити пил та вода. Найкраще встановити в шафі стабілізатори Volter, вони краще за інших працюють у складних кліматичних умовах. Інші виробники якісної техніки виготовляють стабілізатори для роботи при температурі вище за нуль, але їх можна встановлювати в неопалюваному приміщенні.
Принцип електронного компенсатора реактивної потужності
Генеруючий струм переважно забезпечується шляхом управління джерелом напруги, підключеним через індуктивність до сітки. Компенсатор є трифазним стандартом, за необхідності його можна модифікувати до однофазної версії. На малюнку 1 показаний приклад підключення компенсатора до фотоелектричної електростанції з власним розподільним трансформатором, малюнку 2 показана спрощена схема компенсатора. Напруга на конденсаторі інвертора підтримується регулятором до розміру, який завжди повинен бути вищим за пікову напругу мережевої напруги.
Якщо ви їдете взимку з дачі, то стабілізатор краще відключити та утеплити непиловим теплоізоляційним матеріалом, щоб вентилятори не забилися пилом. Коли ви приїжджатимете на дачу в зимовий період, то спочатку потрібно просушити і прогріти приміщення, а потім включити апарат. Якщо ви включаєте обігрівальні прилади, то краще вмикати електроживлення через байпас, а після прогрівання переключити байпас на роботу через стабілізатор напруги.
Існує другий спосіб експлуатації стабілізаторів при температурі нижче нуля, не пристосованих для цього: апарат повинен завжди перебувати під навантаженням і в приміщенні з мінімальною циркуляцією повітря. Елементна база і трансформатор прогріватимуть повітря всередині стабілізатора напруги, також поруч зі стабілізатором можна розмістити невеликий нагріваючий елементабо потужну лампу розжарювання.
Який тип стабілізатора напруги вибрати? Є два типи апаратів: електромеханічні та електронні, у кожного типу є свої плюси та мінуси.
Принцип роботи електромеханічних апаратів полягає в переміщенні струмознімального контактора по обмотці автотрансформатора. Переваги даного типуагрегатів:
- висока точність роботи (+/- 0,5%),
- плавність стабілізації,
- надійність,
- робота при температурі нижче 0 ˚С,
- витримують навантаження до 200% від номінальної потужності.
Їх недоліки:
- менша швидкість спрацьовування порівняно з електронними стабілізаторами,
- знос струмознімальних контакторів (періодично їх потрібно буде змінювати, але заміну можна зробити швидко і недорого).
Також "слабкою ланкою" електромеханічного стабілізатора є сервопривід (електромотор). Його заміна не скрутна, і ламається він вкрай рідко. Надійні електромеханічні стабілізатори випускає італійська компанія Ortea під торговими марками Vega, Orion та Orion Plus.
Електронні стабілізатори напруги змінного струму
Обмотки автотрансформатора включаються і вимикаються за допомогою напівпровідникових елементів симисторів або тиристорів, дешевші моделі — за допомогою електронних реле. Їх переваги: висока швидкість спрацьовування за рахунок роботи напівпровідникових ключів, довговічність ключів, у конструкції немає механічних вузлів, що зазнають зношування. Недоліки: ступінчаста стабілізація, чутливість до умов роботи напівпровідникових елементів.
За принципом установки можна виділити три типи стабілізаторів: підлогові; підлогові з можливістю кріплення на стіну; підлогові з можливістю установки на стійку комутації або на стіну.
До стабілізаторів можна придбати додаткові аксесуари: байпас, комутаційну стійку та БКС. Байпас - це пристрій, за допомогою якого можна перемикати змінний струм: він йде через стабілізатор напруги або в обхід, перемикається струм за допомогою ручного тумблера на байпасі. Цей пристрій слід застосовувати, коли потрібно пустити струм в обхід стабілізатора при електропостачанні від генератора.
Другий приклад: робота зі зварювальним апаратом. У цьому випадку байпас дає можливість проводити будь-які роботи зі стабілізатором, профілактичним ТО, ремонтом або заміною проводки без комутації. Комутаційні стійки застосовують для трифазної мережі, вони забезпечують зручність монтажу 3 стабілізаторів (кожен на свою фазу, у стійки загальна клемна колодка). Є 4 види стійок:
- порожня - для монтажу та комутації;
- з байпасом;
- з байпасом та БКС;
- з БКС без байпасу. БКС - блок контролю мережі, який відключає всі стабілізатори, якщо припиняється електропостачання на одній фазі або якщо параметри напруги виходять за межі стабілізації. БКС потрібен, коли до трифазного стабілізаторапідключають трифазне навантаження 380 В: верстат, насос, грубку. Для цього виду апаратури потрібне постійне живлення по всіх трьох фазах, переривання постачання хоча б на одній із фаз виключено. Для приватних будинків, до яких підводяться три фази, але всередині будинку розведення виконано по однофазної схеми, встановлення БКС не потрібне. Запорукою довгої роботи стабілізатора напруги є такі умови:
- відповідність температурного режиму навколишнього середовища,
- робота без перевантажень за потужністю,
- правильно підібраний тип стабілізатора (відповідає умовам параметрів напруги стаціонарної електромережі).
Головний показник якості та надійності – оптимальна ціна стабілізатора напруги. Якщо показники роботи апарату вказані високі, але при цьому він відрізняється низькою вартістю, значить вироблений у Китаї, навіть якщо у графі «Виробник» вказана інша країна. Китайські стабілізатори замовляють російські компанії, і їх постачають виключно в СНД, вимог щодо якості немає, окрім одного: мінімально можлива ціна. Якісну техніку для стабілізації напруги випускають у Росії, Італії та Україні, дешеву – у Китаї. В інших країнах немає заводів із виробництва стабілізаторів, є лише торгові марки, що там зареєстровані. Якісний стабілізатор напруги змінного струму – це основний елемент безпеки вашого будинку, електричної техніки, запорука спокійного та комфортного життя. Не заощаджуйте на безпеці!
Для роботи з бензиновим (або дизельним) електрогенератором можна купувати лише гібридний стабілізатор.
Стабілізатор будь-якого іншого типу при спільної роботиз генератором може "піти в розгойдування" (в результаті згорить або стабілізатор, або генератор).
Можна з генератором використовувати і якщо Вам не потрібно забирати від бензогенератора велику потужність (наприклад, кілька електроламп).
Потужний насос чи холодильник від інвертора записати вже не вдасться.
При виборі стабілізатора для генератора електрики необхідно врахувати як потужність, що споживається навантаженням, і максимальну потужність, яку може віддати генератор.
Якщо стабілізатор буде занадто потужний, його можливості не будуть використовуватися в повному обсязі (генератор не віддасть потужності більше, ніж може).
Якщо стабілізатор буде занадто слабкий, він буде відключатися від навантаження (або просто вийде з ладу).
Найбільш оптимальним буде вибір стабілізатора наступного номіналу: якщо у Вас генератор, наприклад, на 3 кВт, то слід .
Нижче можна вибрати стабілізатори, які підійдуть до Вашого генератора або автономної електростанції.
