Как правильно выбрать мощность стабилизатора?

Мощность является ключевым параметром стабилизатора напряжения. Неправильный выбор мощности может привести к тому, что устройство, независимо от его других характеристик, не будет функционировать должным образом.

Алгоритм расчета мощности стабилизатора

Ошибки в расчете мощности стабилизатора могут вызвать следующие проблемы:

Устройство с недостаточной выходной мощностью будет отключаться или не запускаться, а также может выйти из строя.
Стабилизатор с избыточной мощностью станет ненужной тратой средств, так как он будет работать с низкой загрузкой, что снизит его эффективность.

Для правильного выбора стабилизатора следуйте трехступенчатой инструкции:

Определите мощность нагрузки.
Увеличьте полученное значение на 30% для запаса.
Выберите стабилизатор, основываясь на итоговой мощности.

Определение мощности нагрузки

Мощность нагрузки определяется как сумма мощностей всех устройств, подключаемых к стабилизатору. Для расчета суммарной мощности необходимо узнать энергопотребление каждого прибора. Эта информация обычно указана в технической документации или на заводской табличке.

На этом этапе часто допускаются ошибки, особенно с устройствами, у которых указаны разные мощности (например, насосы или кондиционеры). Важно обращать внимание именно на потребляемую мощность, а не на другие параметры, такие как тепловая или звуковая мощность.

Обратите внимание! Следует ориентироваться на «потребляемую мощность», «присоединительную мощность» или «электрическую мощность», измеряемую в ваттах (Вт).

Обратите внимание! Производители стабилизаторов часто указывают мощность в вольт-амперах (ВА). Это важно, поскольку 1000 Вт не равны 1000 ВА. Устройства с емкостными компонентами или электродвигателями могут иметь значительные различия между активной и полной мощностью.

Чтобы избежать ошибок, переведите ватты в вольт-амперы, разделив значение в ваттах на коэффициент мощности (cos(φ)):

cos(φ): ВА=Вт/cos(φ).

Коэффициент мощности (cos(φ)) показывает, насколько активно используется электроэнергия. Обычно для бытовой техники он составляет от 0,7 до 0,8, для нагревательных приборов — от 0,9 до 1.

Современные устройства, такие как компьютеры, часто имеют блоки питания с коррекцией коэффициента мощности (PFC), что повышает его до 0,95–0,99. Если информация о cos(φ) недоступна, используйте типовые значения.

Не забудьте учитывать высокие пусковые токи для оборудования с электродвигателями (например, насосов или кондиционеров). В момент включения их потребление энергии может значительно превышать номинальное значение.

Увеличение запаса мощности

Стабилизатор должен иметь выходную мощность, превышающую потребность нагрузки. Рекомендуется запас в 30% от мощности нагрузки, чтобы избежать перегрузок и обеспечить возможность подключения дополнительных приборов в будущем.

Это также важно, поскольку при падении напряжения мощность стабилизатора может снизиться. Например, при напряжении в 135 В стабилизатор с заявленной мощностью 500 ВА выдаст только 400 ВА, что может быть недостаточно для подключения полной нагрузки.

Для некоторых устройств, таких как кондиционеры и IT-оборудование, может потребоваться больший запас мощности из-за изменений в их потреблении энергии со временем.

Подбор модели стабилизатора

Чтобы выбрать подходящую модель стабилизатора по мощности, необходимо сравнить мощностной ряд, предлагаемый производителем, с энергопотреблением вашей нагрузки. Необходимой мощностью стабилизатора будет ближайшее значение, превышающее энергопотребление нагрузки.

Обратите внимание! Выбор стабилизатора с мощностью, близкой к потреблению нагрузки, но меньшей, может снизить запас мощности или привести к ситуации, когда стабилизатор не сможет удовлетворить потребности нагрузки.

Также важно учитывать, что для трехфазного стабилизатора нагрузка на каждую фазу должна составлять не более одной трети от номинальной мощности. Например, если трехфазный стабилизатор имеет номинал 6000 ВА, то он может запитать трехфазную нагрузку в 4200 ВА (по 1400 ВА на фазу). Однако подключение нагрузки в 2500 ВА к одной фазе вызовет перегрузку, поскольку максимальное значение для одной фазы составляет 2000 ВА (6000 ВА / 3).

Пример подбора стабилизатора по мощности

Предположим, мы выбираем стабилизатор для одновременной защиты трех однофазных потребителей. Назовем их потребитель 1, потребитель 2 и потребитель 3.

Согласно технической документации:

Номинальная мощность потребителя 1 составляет 600 Вт, потребителя 2 – 130 Вт, потребителя 3 – 700 Вт.
Коэффициент мощности для потребителей 1 и 2 равен 0,7, для потребителя 3 – 0,95.

Определение мощности нагрузки: Потребитель 1 относится к оборудованию с высокими пусковыми токами, поэтому будем использовать максимальную (пусковую) мощность, равную 1800 Вт. Переведем мощность каждого потребителя из ватт в вольт-амперы:

1800 / 0,7 = 2571,4 ВА – для потребителя 1;
130 / 0,7 = 185,7 ВА – для потребителя 2;
700 / 0,95 = 736,8 ВА – для потребителя 3.

Теперь вычислим суммарную потребляемую мощность нагрузки:

1800 + 130 + 700 = 2630 Вт;
2571,4 + 185,7 + 736,8 = 3493,9 ВА.

Запас мощности: Рекомендуемая величина запаса мощности составляет 30% от энергопотребления нагрузки. Для получения числовых значений запаса умножим на 0,3 ранее рассчитанные мощности:

2630 х 0,3 = 789 Вт – запас активной мощности;
34,939 х 0,3 = 1048,17 ВА – запас полной мощности.

Следовательно, мощность нагрузки с учетом запаса составит:

2630 + 789 = 3419 Вт;
3493,9 + 1048,17 = 4542,07 ВА.

Выбор модели стабилизатора: Теперь подберем модели однофазного стабилизатора с необходимой мощностью, основываясь на стандартном мощностном ряду однофазных инверторных стабилизаторов производства ГК «Штиль»:

Полная мощность: 350 ВА, активная мощность: 300 Вт
Полная мощность: 550 ВА, активная мощность: 400 Вт
Полная мощность: 800 ВА, активная мощность: 600 Вт
Полная мощность: 1000 ВА, активная мощность: 800 Вт
Полная мощность: 1500 ВА, активная мощность: 1125 Вт
Полная мощность: 2000 ВА, активная мощность: 1500 Вт
Полная мощность: 2500 ВА, активная мощность: 2000 Вт
Полная мощность: 3000 ВА, активная мощность: 2500 Вт
Полная мощность: 3500 ВА, активная мощность: 2750 Вт
Полная мощность: 5000 ВА, активная мощность: 4500 Вт
Полная мощность: 7000 ВА, активная мощность: 5500 Вт
Полная мощность: 8000 ВА, активная мощность: 7200 Вт
Полная мощность: 10000 ВА, активная мощность: 9000 Вт
Полная мощность: 12000 ВА, активная мощность: 11000 Вт
Полная мощность: 15000 ВА, активная мощность: 13500 Вт
Полная мощность: 20000 ВА, активная мощность: 18000 Вт

Ближайшая модель с большей мощностью — 5000 ВА и 4500 Вт, поэтому именно такой стабилизатор подходит для подключения потребителей 1, 2 и 3.

Предположим, что потребители 1, 2 и 3 необходимо подключить не к однофазному, а к трехфазному стабилизатору. Стандартный мощностной ряд стабилизаторов от ГК «Штиль» включает следующие модели:

Стабилизатор с полной мощностью 6000 ВА и активной мощностью 5400 Вт.
Стабилизатор с полной мощностью 10000 ВА и активной мощностью 8000 Вт.
Стабилизатор с полной мощностью 15000 ВА и активной мощностью 13500 Вт.
Стабилизатор с полной мощностью 20000 ВА и активной мощностью 16000 Вт.

Нагрузку с полной мощностью 4542,07 ВА и активной мощностью 3419 Вт можно подключить к одной фазе трехфазного стабилизатора с выходной мощностью 15000 ВА и 13500 Вт, при этом каждая отдельная фаза будет выдавать максимум 5000 ВА и 4500 Вт.

Выбор менее мощной модели стабилизатора станет возможным при условии распределения нагрузки, то есть при подключении каждого потребителя к отдельной фазе. Наибольшая нагрузка будет на фазе, которая питает потребителя 1 с энергопотреблением 1800 Вт и 2571,4 ВА.

Расчет запаса мощности для потребителя 1: Рекомендуемое значение запаса мощности составляет 30%. Рассчитаем его следующим образом:

1800 х 0,3 = 540 Вт – запас активной мощности;
2571,4 х 0,3 = 771,4 ВА – запас полной мощности;
1800 + 540 = 2340 Вт – активная мощность потребителя 1 с учётом запаса;
2571,4 + 771,4 = 3342,8 ВА – полная мощность потребителя 1 с учётом запаса.

Таким образом, максимально возможная нагрузка на одну фазу стабилизатора, если три потребителя будут подключены к различным фазам, составит 3342,8 ВА и 2340 Вт.

Теперь выберем модель стабилизатора с выходной мощностью 10000 ВА и 8000 Вт. В этом случае допустимая нагрузка на одну фазу составляет примерно 3333 ВА и 2666 Вт. Выбор стабилизатора с мощностью, чуть меньшей, чем расчетная, незначительно снизит запас мощности для потребителя 1 на 1-2%.

Обратите внимание! Существуют стабилизаторы с топологией «3 в 1», которые имеют трехфазный вход и однофазный выход. Эта схема позволяет равномерно распределить нагрузку в трехфазной сети при подключении однофазной нагрузки.

Подводим итог

Для избежания ошибок при определении мощности стабилизатора и ненужных затрат на устройство, которое может оказаться бесполезным, необходимо:

При расчете мощности нагрузки использовать значение, потребляемое электроприборами из сети, а не значение, характеризующее полезную работу.
При расчете полной мощности нагрузки учитывать коэффициент мощности, соответствующий данной нагрузке, а не входной коэффициент мощности стабилизатора.
Обязательно учитывать пусковые токи для всех устройств с высоким значением.
Переводить Вт в ВА при необходимости и анализировать мощность нагрузки в соответствующих единицах.
Выбирать мощность стабилизатора с учетом запаса.
Подбирать стабилизатор с номинальной мощностью, превышающей расчетную мощность нагрузки (допустимо небольшое округление в меньшую сторону при наличии запаса).
Выбирать трехфазный стабилизатор для однофазной нагрузки, учитывая не только номинальную мощность устройства, но и мощность каждой отдельной фазы.

Внимательность при расчетах и соблюдение данных рекомендаций помогут правильно выбрать модель стабилизатора, отвечающую требованиям вашей нагрузки. В случае возникновения сложностей или вопросов рекомендуется проконсультироваться со специалистами!

Мощностной ряд стабилизаторов напряжения «Штиль»

Российский производитель систем электропитания «Штиль» предлагает различные модели инверторных стабилизаторов напряжения, включая:

Однофазные модели настенного исполнения с выходной мощностью от 0,3 до 18 кВт.
Однофазные модели напольного/стоечного исполнения с выходной мощностью от 0,8 до 18 кВт.
Модели конфигурации «3 в 1» напольного/стоечного исполнения с выходной мощностью от 5,4 до 16 кВт.
Трехфазные модели напольного/стоечного исполнения с выходной мощностью от 5,4 до 16 кВт.

Все устройства являются стабилизаторами нового поколения, работающими на основе бестрансформаторной технологии двойного преобразования энергии. Это обеспечивает:

Мгновенную стабилизацию напряжения в диапазоне от 90 до 310 В с высокой точностью (±2%).
Электропитание ответственной нагрузки напряжением идеальной синусоидальной формы.
Бесперебойное электроснабжение потребителей при кратковременных отключениях сети (до 200 мс).