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Estabilizadores de voltaje de red de 220 V: comparación de varios tipos, ventajas y desventajas
Cada casa tiene una gran cantidad de electrodomésticos, que cuestan desde unidades hasta decenas e incluso cientos de miles de rublos. Para que pueda servir el mayor tiempo posible, debe ser monitoreada, atendida y realizar todo el trabajo de mantenimiento, si corresponde. Sin embargo, solo las sobretensiones siguen siendo un peligro.
En las redes eléctricas domésticas, ocurren con frecuencia, pueden ser causadas por la conmutación de equipos eléctricos potentes, así como por problemas en las líneas, como un contacto deficiente, soportes dilapidados, etc. Para reducir el riesgo de falla del equipo debido a una fuente de alimentación deficiente, puede usar estabilizadores de voltaje de 220V. En este artículo consideraremos qué son y en qué se diferencian.
Transformador automático
Antes de comenzar una revisión de los tipos de estabilizadores eléctricos, consideraremos qué es un autotransformador, porque subyace a la mayoría de los estabilizadores modernos.
Autotransformador: difiere del prefijo habitual "auto" en el nombre, significa "sí mismo". La diferencia fundamental de un transformador convencional es que tiene un devanado, también es primario y secundario. En la figura a continuación ves su diagrama.
Si el autotransformador se divide convencionalmente en lados primario y secundario, entonces el voltaje se suministra no a los extremos de los devanados, sino entre un extremo y el grifo. Luego, entre los extremos de los devanados, el voltaje será más alto que la entrada.
Los autotransformadores se pueden realizar con varios toques del devanado, para la implementación de una conmutación paso a paso de la tensión de salida. Pero la mayoría de los autotransformadores de laboratorio proporcionan un ajuste suave de la "salida", ¿cómo se organiza?
Para hacer esto, los terminales de salida están conectados a un contacto deslizante, un cepillo de grafito, que alivia la tensión de sus giros. Este nodo se muestra en la foto a continuación.
Tipos y caracteristicas
Primero, considere la clasificación por tipo y sus características. Los estabilizadores se distinguen por el método de estabilización y regulación de voltaje:
1. Ferroresonante.
2. Relé.
3. Electromecánica o servoaccionada;
4. Electrónica o inversor, con interruptores semiconductores.
Al elegir un estabilizador de cualquier tipo, primero debe observar sus características. Quizás el principal es el poder, se indica en VA - voltios-amperios o kVA - kilovoltios-amperios.
Por favor tenga en cuenta:
Los voltios-amperios son una unidad de medida de potencia aparente, que consiste en la suma de potencias activa y reactiva. Usted paga por la potencia activa, que se mide en vatios (W) o kilovatios (kW), y el consumo de energía es kW / h, respectivamente.
Además de la alimentación, también debe prestar atención al error en la regulación del voltaje de salida y el rango de entrada, así como a la velocidad de reacción a los cambios de voltaje.
Esto debe tenerse en cuenta al elegir un dispositivo, porque si calcula la cantidad de energía activa consumida por los dispositivos y compra un estabilizador "de extremo a extremo", es posible que no lo resista. Para determinar la potencia total, el activo debe multiplicarse por el coseno phi: esto factor de potenciaes igual a la relación de potencia activa a plena, entonces la potencia total es igual al cociente de la activa y el coeficiente:
Potencia bruta = potencia activa / cosF
La eficiencia y las corrientes de entrada también deben ser consideradas. En cualquier caso, tome un estabilizador con una reserva de energía total del 30-40%, idealmente el 50% de la capacidad planificada de los consumidores.
Por ejemplo:
Si la potencia total de los dispositivos protegidos es de 3 kW, entonces es mejor comprar un estabilizador para 4-4.5 kVA.
Distinga entre estabilizadores de voltaje monofásicos y trifásicos, pero dado que la entrada monofásica es más común en las redes de energía doméstica, nos centraremos en tales estabilizadores.
Estabilizador ferroresonante
Un estabilizador ferroresonante protegerá los equipos eléctricos de sobretensiones. Consiste en dos estranguladores y un condensador, su circuito aproximado se muestra en la figura a continuación.
Son baratos, pero no proporcionan una estabilización real del voltaje de salida, aunque sí brindan cierta protección para los equipos eléctricos. Actualmente, el mercado no es demasiado común. Para el funcionamiento normal y seguro de su equipo, no deben considerarse. La siguiente figura muestra su apariencia.
Debe recordarse que sus ventajas son la durabilidad, ya que no hay actuadores y velocidad.
Relé estabilizador
El estabilizador de relé se basa en un autotransformador y un sistema de control basado en retransmitir y microcontrolador. El principio de operación es cambiar los grifos de los giros del autotransformador para lograr un voltaje estable de la red de salida. A continuación se muestra un diagrama aproximado de dicho estabilizador:
El diagrama muestra que el estabilizador de relé proporciona un ajuste paso a paso de la tensión de salida. Por lo tanto, hay un error en la regulación de la tensión de salida de aproximadamente el 8%. De hecho, el error depende de la cantidad de pasos.
Como se dijo, las tomas del devanado del transformador se cambian mediante relés electromecánicos, y para garantizar el funcionamiento tanto hacia arriba como hacia abajo, el autotransformador se realiza de tal manera que se permiten 4 tomas para reducir el voltaje de salida y 3 tomas para aumentar.
Los relés funcionan lo suficientemente rápido, la velocidad de reacción del estabilizador. Dependiendo del tipo de relés específicos, operan en 2-7 milisegundos. El dispositivo en sí proporciona etapas de conmutación y la reacción final en 2-12 milisegundos.
El transformador en sí y los relés de conmutación son visibles en la foto: estos son los bloques en las cajas negras detrás de él.
Cuantos más relés estén instalados, mayor será la precisión del ajuste y el rango de voltajes de operación. Algunos modelos operan en el rango de voltaje de 100-290V.
Sus ventajas:
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baratura
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fiabilidad
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no interfiera con la red;
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La mayoría de los modelos tienen funciones adicionales, como protección contra sobretensiones, suministro de voltaje de entrada a salida directamente. Este modo se llama bypass (bypass), es necesario reducir las pérdidas en el transformador a un valor normal de la tensión de alimentación. La protección contra cortocircuitos y sobrecalentamiento también se puede integrar;
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La vida útil de 8-15 años;
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excelente capacidad de mantenimiento: si los relés fallan, se pueden reemplazar de manera fácil, rápida y económica. crítico es la falla del transformador o tablero de control;
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Alta eficiencia - 97-99%.
La desventaja es el ajuste gradual. Es posible que algunos no estén contentos con los clics regulares al cambiar de relé. Sin embargo, no son demasiado ruidosos.
Los estabilizadores de relé son adecuados para alimentar refrigeradores, lavadoras y otros electrodomésticos con motores y calentadores.
Estabilizadores de voltaje electromecánicos o servoaccionados
Los estabilizadores de voltaje servoaccionados se parecen en principio a un autotransformador de laboratorio, la única diferencia es que el voltaje se regula automáticamente, por servo.
Con este diseño, es imposible proporcionar una reacción brusca a los cambios de voltaje, la velocidad de reacción está en el rango de 10-15 voltios por 1 segundo. Por lo tanto, es muy adecuado para áreas donde se observa constantemente voltaje bajo o alto, o incluso flota durante el día. Esto sucede a menudo en las aldeas y el sector privado. Responderán a cambios suaves en el voltaje de suministro y proporcionarán una salida estable a 220 V.
Ventajas:
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ajuste de voltaje suave;
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Ajuste de precisión.
Desventajas
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desgaste de piezas móviles y la necesidad de su prevención o reemplazo regular;
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el funcionamiento del estabilizador es bastante ruidoso debido a los sonidos del servoaccionamiento y al movimiento del colector de corriente a lo largo del devanado, lo que significa que cuando cambia el voltaje de entrada, escuchará un zumbido;
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El polvo y la humedad son los enemigos malvados de cualquier aparato eléctrico, pero en el caso de un estabilizador accionado por servo, esto es especialmente crítico, ya que, de hecho, la unidad funcional principal en el interior está en estado abierto.
Regulador de voltaje electrónico
De hecho, este es el mismo estabilizador de relé, pero en lugar del relé, se utilizan interruptores semiconductores: tiristores o triacs. Esto proporciona un cambio silencioso y una respuesta más rápida.
Los modelos de tiristores tienen un dispositivo similar:
Si el voltaje en la red está dentro de los límites normales, el sistema electrónico de control del estabilizador activará el modo de derivación y pondrá la corriente en derivación del transformador. Esto es necesario para aumentar la eficiencia.
Este video compara el funcionamiento del relé y el estabilizador electrónico de voltaje:
Ventajas:
1. Fiabilidad. Las teclas semiconductoras no se caracterizan por el desgaste mecánico de los contactos.
2. El rendimiento es un orden de magnitud mayor.
3. Noiselessness.
Desventajas
1. El costo es más alto que el de los modelos de relés.
2. La capacidad de sobrecarga a corto plazo de los interruptores semiconductores es menor que la de los relés electromecánicos.
3. Los simistores también pueden fallar si se produce una ruptura del pulso de alto voltaje, pero los fabricantes minimizan estos problemas.
Estabilizador de inversor
Otro nombre para este tipo de instrumento es estabilizadores de doble conversión. El diagrama de bloques del dispositivo se muestra en la figura a continuación.
Es decir, en este circuito, el voltaje va al filtro de entrada de interferencia electromagnética, luego al corrector del factor de potencia (puede que no esté en modelos baratos), luego se rectifica y va al inversor y al circuito de salida a la carga. Por lo tanto, el voltaje de salida no afecta la salida y la velocidad de reacción del estabilizador con un convertidor doble es más alta que la de otros tipos.
La única limitación es el rango de voltaje de entrada, que está limitado por las características del circuito inversor. El inversor con el transformador participa en la doble conversión, por lo tanto, también se proporciona el aislamiento galvánico de los circuitos de entrada y salida. Esto se refleja más claramente en el diagrama a continuación, aunque este es un circuito de suministro de energía ininterrumpible, pero el significado es el mismo.
A continuación se muestra un ejemplo de un dispositivo similar de principio eléctrico.
En consecuencia, el gráfico de voltaje condicional en la entrada y salida del estabilizador con doble conversión.
Ventajas:
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Sin ruido;
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Precisión y ajuste de velocidad;
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Amplio rango de voltaje de entrada.
La desventaja es el costo.
Conclusión
Todos los estabilizadores son buenos a su manera, y la instalación de cualquiera de ellos mejorará las condiciones de trabajo de los electrodomésticos y extenderá su vida útil. Sin embargo, debe tener en cuenta la velocidad y sacar conclusiones si a menudo se producen pulsos de sobretensión en la red eléctrica.
Para resumir y tomar la decisión correcta, lea la tabla, tomé varios modelos de diferentes tipos de aproximadamente la misma potencia. Los precios se toman de Yandex.Market y están indicados para julio de 2018.
Ver también en electro-es.tomathouse.com
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