25.09.2015
Võttes arvesse elektriga varustavate organisatsioonide poolt tarbijale tarnitava elektrienergia madalat kvaliteeti muutub tänapäeval aktuaalseks pingestabilisaatorite kasutamine. Madalam võrgupinge on kõige sagedasemaks probleemiks, mis mõjutab negatiivselt olmetehnika tööd. Kõrgem pinge on võimeline tugeva hälbe korral saada tulekahju põhjuseks. Käesoleval ajal kasutavad paljud tarbijad kallist olmetehnikat, mis vajab kvaliteetset elektritoidet. Seda tüüpi seadmete praktiliselt ainsaks ja odavaks kaitseks on pingestabilisaatorid.
Vahelduvvoolu pingestabilisaator – seade, mis automaatselt hoiab tarbija võrgus etteantud täpsusega pinget.
Ideaalse stabilisatsiooni saavutamiseks ei ole loomulikult võimalik, kuid nõrgendada võrgupinge destabiliseerivat toimet olmetehnikale on mitte ainult võimalik ja vaid ka vajalik.
Tööpõhimõtte järgi võib stabilisaatoreid klassifitseerida järgmiselt:
• astmelise reguleerimisega stabilisaatorid;
• aferroresonants stabilisaatorid;
• aelektromehaanilised stabilisaatorid elektrimootoriga;
• astabilisaatorid trafo magnetiseerimisega;
• asüsteemid energia kahekordse muundamisega;
• akõrgsageduslikud transistor-regulaatorid (stabilisaatorid diskreetse KS reguleerimisega).
Kõige levinumaks on käesoleval ajal saanud astmelise reguleerimisega ja elektromehhaanilised (servomootoriga) pingestabilisaatorid.
Astmelise reguleerimisega stabilisaatorid. Pinge reguleerimise põhimõte – astmeline, põhineb autotrafo mähiste automaatsel ümberlülitamisel elektromehaanilise relee või jõuvõtmete (türistoride, sümistoride) abil.
• kiiretoimelisus (reaktsiooniaeg sisendpinge muutumisele moodustab vähem, kui 30 ms);
• sisendpingete lai diapasoon;
• töö võimalus tühikäigu režiimis;
• väljundpinge sinusoidi kuju moonutuste puudumine;
• kasuteguri suur väärtus.
Puudused:
• stabiliseerimise täpsust piirav väljundpinge astmeline muutumine. Saavutada väljundil stabiilset pinget 220V on praktiliselt võimatu. Kuid selles ei olegi vajadust. Standardiga on ettenähtud pinge hälve piirides ±10 % (198–242 V). Sellepärast tuleb pöörata tähelepanu sellele, et kui väljundpinge indikaatoril on pidevalt „220“, siis ei ole ta pigem töökorras!
Antud tüüpi stabilisaatorid – optimaalne hinna/kvaliteedi suhe tööstuses ja olmes kasutamisel. Erandi moodustavad seadmed, millele on vajalik toitepinge suur täpsus.
Elektromehaanilised pingestabilisaatorid (servomootoriga) kujutavad endast süsteemi, mis koosneb autotrafost, servomootorist ja servomootori juhtsüsteemist (juhtplokist). Väljundpinge kontrollimine toimub pidevalt ja selle normist kõrvalekalde muudetakse autrafolt võetava ja koormusesse antava pinge suurust. See skeem võimaldab sujuvalt reguleerida pinget ilma faasi katkestuseta ja sinusoidi moonutamiseta (mis on väga oluline täppiselektroonika jaoks). Elektromehaanilistes stabilisaatorites toimub mähiste kommunikatsioon kontaktharja arvelt, mida mööda mähist nihutab servomootor (elektrimootor). Sellepärast sõltub pinge stabiliseerimise kiirus väljundil sellistes stabilisaatorites elektrimootorist ja harjade kvaliteedist. Eriotstarbelistes pingestabilisaatorites moodustab stabiliseerimise kiirus ~110 V/s, tavalistes olmestabilisaatorites võib rakendumise kiiruseks olla kuni 3 sekundit.
• reguleerimise kõrge täpsus;
• häirete puudumine;
• suur ülekoormuse võime;
• lai reguleerimise diapasoon.
Puudused:
• madal kiiretoimelisus (reaktsiooniaeg moodustab umbes 1 sekund korrigeeritava pinge 10% kohta; see tähendab, et sisendpinge muutumisel võib aeg, mille möödumisel moodustub väljundil normaalne pinge, moodustada kuni 3 sekundit);
• piiratud ressurss (seda tüüpi stabilisaatoritel on pidev mehaaniline harjakontakt, mis pideva ekpluateerimise korral toob kaasa harjade kulumise ja järelikult – sädemed halva kontakti tõttu);
• avatud libiseva elektrilise kontakti olemasolu piirab nende kasutamisvõimalusi.
PÕHILISED PARAMEETRID, FUNKTSIOONID, TÖÖPÕHIMÕTTED
Väljundvõimsus. Pingestabilisaatori põhiliseks parameetriks on väljundvõimsus.
Elektriline võimsus – füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektrienergia või muundumise ülekande kiirust..
Autotrafodega stabilisaatorite väljundvõimsus määratakse kasutatava autotrafo võimsusega. Transformaator peab tagama sisend- ja väljundpinge erinevuse. Kuna trafo võimsus on konstantne suurus, siis stabilisaatori väljundvõimsus hakkab muutuma sõltuvalt sisend- ja väljundpinge erinevusest. Mida suurem on pingete erinevus, seda väiksemat koormust võib toita stabilisaator.
Sisendpinge diapasoon, st võrgupinge tase, mille korral stabilisaator tagab väljundpinge etteantud piirides:
- töödiapasoon, siis, kui sisendpinge on piirides, mille korral väljundil tagatakse deklareeritud stabiliseerimise suurus, näiteks 220 V ± 10 %;
- piirdiapasoon, siis, kui stabilisaator säilitab oma töövõime, kuid pinge väljundil on deklareeritud stabiliseerimise suurusest, kas suurem või väiksem 15 – 18% piirides. Piiridest väljuva sisendpinge korral lülitab stabilisaator elektriseadmed välja jäädes ise võrku selleks, et oleks võimalik elektriseadmed taas sisse lülitada, kui toitevõrgu pinge pöördub tagasi pingete väärtuste töödiapasooni (piirdiapasooni).
Väljundpinge stabiliseerimise täpsus — see on pinge suurim hälve stabilisaatori väljundil (näiteks 220 V ± 5 % tähendab, et stabilisaatori väljundil võib olla pinge alates 209 V kuni 231 V). Mida kõrgem on stabiliseerimise täpsus, seda väiksem on väljundpinge hälve.
Stabilisaatori tööpõhimõte seisneb sisendpinge muutumise seires ja selle korrigeerimises väljundil vastavalt olukorraga.
PINGESTABILISAATORI VALIMINE
Selleks, et teada saada, kas teil on tõepoolest vaja stabilisaatorit on vaja hinnata pinge võnkumisi võrgus. Selleks on vaja mingi aja jooksul teha pinge mõõtmisi võrgus, mis võimaldab optimaalselt valida vajalik seade. Kui mõõteriista ei ole käepärast, siis pinge suuruse olulise muutumise ilmsed tunnused määratakse kindlaks hõõglampide valguse värelemise, tehnika töötamise häirete või nende väljalülitumise põhjal.
Põhilisteks ekspluatatsiooni omadusteks, mille järgi on soovitatav valida pingestabilisaatorit on:
• faaside arv;
• stabilisaatori võimsus;
• sisendpingete diapasoon;
• rakendumise kiirus ja pinge stabiliseerimise täpsus;
• täiendavad funktsioonid;
• paigaldamise/kinnitamise viis, gabariidid, kaal.
Kolmefaasilised stabilisaatorid on ettenähtud kolmefaasiliste seadmete toiteks (kasutatakse peamiselt tootmisettevõtetes). Erasektoris (näiteks aiamaadel) kolme faasi kasutamisel ja standardse olmetehnika juurdelülitamisel võivad olla paigaldatud kolm ühefaasilist stabilisaatorit.
Pingestabilisaatorite üheks kõige tähtsamaks omaduseks on ühendatava koormuse võimsus, mis ongi konkreetseks valiku kriteeriumiks selle või teise stabilisaatori mudeli valikul. Pingestabilisaatori võib paigaldada nii mingi kindla seadme jaoks kui ka terve objekti töö tagamiseks. Sellepärast võetakse pingestabilisaatori valikul arvesse sellega ühendatavate seadmete poolt tarbitavat summaarset võimsust. Seadme poolt tarbitav täisvõimsus koosneb aktiivsest ja reaktiivest võimsusest ja nende suhe sõltub koormuse tüübist. Andmed tarbitava võimsuse kohta on reeglina märgitud tehnilises passis või kasutusjuhendis.
Üldise stabilisaatori paigaldamisel tarbijate grupi või kõikide majas asuvate seadmete toiteks on samuti vaja arvesse võtta kogu olmetehnika samaaegse sisselülitamise tõenäosust. Tehnikat, mille koosseisus on elektrimootorid (külmik, pesumasin, konditsioneer, tolmuimeja), iseloomustavad kõrged käivitusvoolud. Peale selle on kõrgete käivitusvooludega elektrimootoriteks kompressorid ja pumbad. Käivitusvoolud võivad kordades ületada seadme nominaalset võimsust.
Soovitatav on valida stabilisaator 20-30% tagavaraga koormuse tarbitavast võimsusest.
Suuremat tähelepanu tuleb pöörata stabilisaatori töödiapasoonile. Kõige levinumaks sisendpingete diapasooniks on 150–270 V. kui võrgupinge väljub nendest raamidest, siis on vaja valida suurema diapasooniga stabilisaator, näiteks 100-270 V või 150–310 V. samuti tuleb tähelepanu pöörata väljundpinge stabiliseerimise täpsusele seadme poolt. Igal juhul ei tohi stabilisaatori väljundpinge väljuda 198–242 V (220 V ± 10 %) piiridest.
Astmelise reguleerimisega stabilisaatorite jaoks normeeritakse ümberlülitamise aeg (ei tohi ületada 20 ms).
Stabilisaatori tähtsateks täiendavateks funktsioonideks võivad olla:
• kaitse koormuse lühise eest (tagab stabilisaatori ja võrgu kaitse mittetöökorras olevate seadmete juurde ühendamisel);
• tarbijate-seadmete sisselülitamisega viivitamine (elektritoite taastumise korral elektrivõrgus). Selline funktsioon on vajalik võrgutoite lühiajalise kadumise korral. Eriti tundlikud on sellistele probleemidele külmutus- ja kliimaseadmed, samuti kõik olmeseadmed, mille koostises on elektrimootorid. Tarbijate-seadmete sisselülitamisega viivitamise funktsioon on praktiliselt kõikidel stabilisaatoritel (reeglina 6 – 10 sekundit), mõnedel mudelitel on lisaks ettenähtud viivitamise aja astmeline suurenemine (kuni 3 minutit). Enamgi veel, võrgutoite taastumisel pärast suhteliselt pikka katkestust, blokeerib viivitamise funktsioon kõikide seadmete samaaegset sisse lülitumist, vähendades võrgu koormust ja ennetades juhtmestiku ülekoormust;
• trafo soojuskaitse (lülitab koormuse välja juhul, kui trafo kuumeneb üle, näiteks pikaajalise töö tõttu ülekoormuse režiimis);
• indikaatorid (sisendpinge, väljundpinge, ülekoormus). Võimaldavad tarbijale stabilisaatori töörežiimide visuaalset seiret.
Stabilisaatorid võimsusega üle 3000 VA ühendatakse võrguga klemmikarpide abil (standardse olmepesa maksimaalne lubatav vool on 10 A või 16 A), väiksema võimsusega – standardse pistiku abil.
Pingestabilisaatorid
PINGESTABILISAATORID: DEFINITSIOONID, KASUTUSALAD
Võttes arvesse elektriga varustavate organisatsioonide poolt tarbijale tarnitava elektrienergia madalat kvaliteeti muutub tänapäeval aktuaalseks pingestabilisaatorite kasutamine. Madalam võrgupinge on kõige sagedasemaks probleemiks, mis mõjutab negatiivselt olmetehnika tööd. Kõrgem pinge on võimeline tugeva hälbe korral saada tulekahju põhjuseks. Käesoleval ajal kasutavad paljud tarbijad kallist olmetehnikat, mis vajab kvaliteetset elektritoidet. Seda tüüpi seadmete praktiliselt ainsaks ja odavaks kaitseks on pingestabilisaatorid.
Vahelduvvoolu pingestabilisaator – seade, mis automaatselt hoiab tarbija võrgus etteantud täpsusega pinget.
Ideaalse stabilisatsiooni saavutamiseks ei ole loomulikult võimalik, kuid nõrgendada võrgupinge destabiliseerivat toimet olmetehnikale on mitte ainult võimalik ja vaid ka vajalik.
Pingestabilisaator STAB-1000 |
PINGESTABILISAATORITE KLASSIFIKATSIOON
Tööpõhimõtte järgi võib stabilisaatoreid klassifitseerida järgmiselt:
• astmelise reguleerimisega stabilisaatorid;
• aferroresonants stabilisaatorid;
• aelektromehaanilised stabilisaatorid elektrimootoriga;
• astabilisaatorid trafo magnetiseerimisega;
• asüsteemid energia kahekordse muundamisega;
• akõrgsageduslikud transistor-regulaatorid (stabilisaatorid diskreetse KS reguleerimisega).
Kõige levinumaks on käesoleval ajal saanud astmelise reguleerimisega ja elektromehhaanilised (servomootoriga) pingestabilisaatorid.
|
Astmelise reguleerimisega stabilisaatorid. Pinge reguleerimise põhimõte – astmeline, põhineb autotrafo mähiste automaatsel ümberlülitamisel elektromehaanilise relee või jõuvõtmete (türistoride, sümistoride) abil.
|
Eelised:
• kiiretoimelisus (reaktsiooniaeg sisendpinge muutumisele moodustab vähem, kui 30 ms);
• sisendpingete lai diapasoon;
• töö võimalus tühikäigu režiimis;
• väljundpinge sinusoidi kuju moonutuste puudumine;
• kasuteguri suur väärtus.
Puudused:
• stabiliseerimise täpsust piirav väljundpinge astmeline muutumine. Saavutada väljundil stabiilset pinget 220V on praktiliselt võimatu. Kuid selles ei olegi vajadust. Standardiga on ettenähtud pinge hälve piirides ±10 % (198–242 V). Sellepärast tuleb pöörata tähelepanu sellele, et kui väljundpinge indikaatoril on pidevalt „220“, siis ei ole ta pigem töökorras!
Antud tüüpi stabilisaatorid – optimaalne hinna/kvaliteedi suhe tööstuses ja olmes kasutamisel. Erandi moodustavad seadmed, millele on vajalik toitepinge suur täpsus.
Elektromehaanilised pingestabilisaatorid (servomootoriga) kujutavad endast süsteemi, mis koosneb autotrafost, servomootorist ja servomootori juhtsüsteemist (juhtplokist). Väljundpinge kontrollimine toimub pidevalt ja selle normist kõrvalekalde muudetakse autrafolt võetava ja koormusesse antava pinge suurust. See skeem võimaldab sujuvalt reguleerida pinget ilma faasi katkestuseta ja sinusoidi moonutamiseta (mis on väga oluline täppiselektroonika jaoks). Elektromehaanilistes stabilisaatorites toimub mähiste kommunikatsioon kontaktharja arvelt, mida mööda mähist nihutab servomootor (elektrimootor). Sellepärast sõltub pinge stabiliseerimise kiirus väljundil sellistes stabilisaatorites elektrimootorist ja harjade kvaliteedist. Eriotstarbelistes pingestabilisaatorites moodustab stabiliseerimise kiirus ~110 V/s, tavalistes olmestabilisaatorites võib rakendumise kiiruseks olla kuni 3 sekundit.
|
Eelised:
• reguleerimise kõrge täpsus;
• häirete puudumine;
• suur ülekoormuse võime;
• lai reguleerimise diapasoon.
Puudused:
• madal kiiretoimelisus (reaktsiooniaeg moodustab umbes 1 sekund korrigeeritava pinge 10% kohta; see tähendab, et sisendpinge muutumisel võib aeg, mille möödumisel moodustub väljundil normaalne pinge, moodustada kuni 3 sekundit);
• piiratud ressurss (seda tüüpi stabilisaatoritel on pidev mehaaniline harjakontakt, mis pideva ekpluateerimise korral toob kaasa harjade kulumise ja järelikult – sädemed halva kontakti tõttu);
• avatud libiseva elektrilise kontakti olemasolu piirab nende kasutamisvõimalusi.
PÕHILISED PARAMEETRID, FUNKTSIOONID, TÖÖPÕHIMÕTTED
Väljundvõimsus. Pingestabilisaatori põhiliseks parameetriks on väljundvõimsus.
Elektriline võimsus – füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektrienergia või muundumise ülekande kiirust..
Autotrafodega stabilisaatorite väljundvõimsus määratakse kasutatava autotrafo võimsusega. Transformaator peab tagama sisend- ja väljundpinge erinevuse. Kuna trafo võimsus on konstantne suurus, siis stabilisaatori väljundvõimsus hakkab muutuma sõltuvalt sisend- ja väljundpinge erinevusest. Mida suurem on pingete erinevus, seda väiksemat koormust võib toita stabilisaator.
Sisendpinge diapasoon, st võrgupinge tase, mille korral stabilisaator tagab väljundpinge etteantud piirides:
- töödiapasoon, siis, kui sisendpinge on piirides, mille korral väljundil tagatakse deklareeritud stabiliseerimise suurus, näiteks 220 V ± 10 %;
- piirdiapasoon, siis, kui stabilisaator säilitab oma töövõime, kuid pinge väljundil on deklareeritud stabiliseerimise suurusest, kas suurem või väiksem 15 – 18% piirides. Piiridest väljuva sisendpinge korral lülitab stabilisaator elektriseadmed välja jäädes ise võrku selleks, et oleks võimalik elektriseadmed taas sisse lülitada, kui toitevõrgu pinge pöördub tagasi pingete väärtuste töödiapasooni (piirdiapasooni).
Väljundpinge stabiliseerimise täpsus — see on pinge suurim hälve stabilisaatori väljundil (näiteks 220 V ± 5 % tähendab, et stabilisaatori väljundil võib olla pinge alates 209 V kuni 231 V). Mida kõrgem on stabiliseerimise täpsus, seda väiksem on väljundpinge hälve.
Stabilisaatori tööpõhimõte seisneb sisendpinge muutumise seires ja selle korrigeerimises väljundil vastavalt olukorraga.
PINGESTABILISAATORI VALIMINE
Selleks, et teada saada, kas teil on tõepoolest vaja stabilisaatorit on vaja hinnata pinge võnkumisi võrgus. Selleks on vaja mingi aja jooksul teha pinge mõõtmisi võrgus, mis võimaldab optimaalselt valida vajalik seade. Kui mõõteriista ei ole käepärast, siis pinge suuruse olulise muutumise ilmsed tunnused määratakse kindlaks hõõglampide valguse värelemise, tehnika töötamise häirete või nende väljalülitumise põhjal.
Põhilisteks ekspluatatsiooni omadusteks, mille järgi on soovitatav valida pingestabilisaatorit on:
• faaside arv;
• stabilisaatori võimsus;
• sisendpingete diapasoon;
• rakendumise kiirus ja pinge stabiliseerimise täpsus;
• täiendavad funktsioonid;
• paigaldamise/kinnitamise viis, gabariidid, kaal.
Kolmefaasilised stabilisaatorid on ettenähtud kolmefaasiliste seadmete toiteks (kasutatakse peamiselt tootmisettevõtetes). Erasektoris (näiteks aiamaadel) kolme faasi kasutamisel ja standardse olmetehnika juurdelülitamisel võivad olla paigaldatud kolm ühefaasilist stabilisaatorit.
Pingestabilisaatorite üheks kõige tähtsamaks omaduseks on ühendatava koormuse võimsus, mis ongi konkreetseks valiku kriteeriumiks selle või teise stabilisaatori mudeli valikul. Pingestabilisaatori võib paigaldada nii mingi kindla seadme jaoks kui ka terve objekti töö tagamiseks. Sellepärast võetakse pingestabilisaatori valikul arvesse sellega ühendatavate seadmete poolt tarbitavat summaarset võimsust. Seadme poolt tarbitav täisvõimsus koosneb aktiivsest ja reaktiivest võimsusest ja nende suhe sõltub koormuse tüübist. Andmed tarbitava võimsuse kohta on reeglina märgitud tehnilises passis või kasutusjuhendis.
Üldise stabilisaatori paigaldamisel tarbijate grupi või kõikide majas asuvate seadmete toiteks on samuti vaja arvesse võtta kogu olmetehnika samaaegse sisselülitamise tõenäosust. Tehnikat, mille koosseisus on elektrimootorid (külmik, pesumasin, konditsioneer, tolmuimeja), iseloomustavad kõrged käivitusvoolud. Peale selle on kõrgete käivitusvooludega elektrimootoriteks kompressorid ja pumbad. Käivitusvoolud võivad kordades ületada seadme nominaalset võimsust.
Soovitatav on valida stabilisaator 20-30% tagavaraga koormuse tarbitavast võimsusest.
Suuremat tähelepanu tuleb pöörata stabilisaatori töödiapasoonile. Kõige levinumaks sisendpingete diapasooniks on 150–270 V. kui võrgupinge väljub nendest raamidest, siis on vaja valida suurema diapasooniga stabilisaator, näiteks 100-270 V või 150–310 V. samuti tuleb tähelepanu pöörata väljundpinge stabiliseerimise täpsusele seadme poolt. Igal juhul ei tohi stabilisaatori väljundpinge väljuda 198–242 V (220 V ± 10 %) piiridest.
Astmelise reguleerimisega stabilisaatorite jaoks normeeritakse ümberlülitamise aeg (ei tohi ületada 20 ms).
Stabilisaatori tähtsateks täiendavateks funktsioonideks võivad olla:
• kaitse koormuse lühise eest (tagab stabilisaatori ja võrgu kaitse mittetöökorras olevate seadmete juurde ühendamisel);
• tarbijate-seadmete sisselülitamisega viivitamine (elektritoite taastumise korral elektrivõrgus). Selline funktsioon on vajalik võrgutoite lühiajalise kadumise korral. Eriti tundlikud on sellistele probleemidele külmutus- ja kliimaseadmed, samuti kõik olmeseadmed, mille koostises on elektrimootorid. Tarbijate-seadmete sisselülitamisega viivitamise funktsioon on praktiliselt kõikidel stabilisaatoritel (reeglina 6 – 10 sekundit), mõnedel mudelitel on lisaks ettenähtud viivitamise aja astmeline suurenemine (kuni 3 minutit). Enamgi veel, võrgutoite taastumisel pärast suhteliselt pikka katkestust, blokeerib viivitamise funktsioon kõikide seadmete samaaegset sisse lülitumist, vähendades võrgu koormust ja ennetades juhtmestiku ülekoormust;
• trafo soojuskaitse (lülitab koormuse välja juhul, kui trafo kuumeneb üle, näiteks pikaajalise töö tõttu ülekoormuse režiimis);
• indikaatorid (sisendpinge, väljundpinge, ülekoormus). Võimaldavad tarbijale stabilisaatori töörežiimide visuaalset seiret.
Stabilisaatorid võimsusega üle 3000 VA ühendatakse võrguga klemmikarpide abil (standardse olmepesa maksimaalne lubatav vool on 10 A või 16 A), väiksema võimsusega – standardse pistiku abil.
