Jak určit požadovaný výkon stabilizátoru napětí?

Výkon je nejdůležitějším parametrem každého stabilizátoru napětí. Pokud je vybráno nesprávně, zařízení, bez ohledu na topologii, přesnost a rychlost, nebude schopno normálně fungovat a nebude zvládat své úkoly.

V tomto článku se budeme podrobněji zabývat otázkou správného výběru stabilizátoru napětí na základě výkonu.

• Algoritmus pro výpočet výkonu stabilizátoru
• Zjistěte napájení připojené ke stabilizátoru zátěže
• Přidání výkonové rezervy
• Výběr modelu stabilizátoru
• Příklad výběru stabilizátoru na základě výkonu
• Shrnutí
• Výkonový rozsah stabilizátorů napětí “Calm”
• Kde mohu koupit stabilizátor napětí „Calm“ s požadovaným výkonem?

Algoritmus pro výpočet výkonu stabilizátoru

Při výběru požadovaného modelu stabilizátoru napětí může jeho nesprávně vypočítaný výkon vést k následujícím důsledkům:

• stabilizátor s výstupním výkonem nižším, než je požadováno, se bude neustále vypínat nebo se vůbec nespustí a případně selže;
• nákup zařízení s výkonem mnohem vyšším, než je požadovaná hodnota, bude plýtváním peněz. Zařízení bude během provozu nedostatečně zatíženo, což sníží jeho účinnost.

Pro určení aktuálního výkonu stabilizátoru a správného výběru vhodného modelu doporučujeme postupovat podle algoritmu sestávajícího ze tří kroků:

1. Zjistěte výkon zátěže.
2. Přidejte marži k hodnotě energie spotřebované zátěží.
3. Vyberte vhodný model stabilizátoru na základě konečné hodnoty.

Podívejme se na tři výše zmíněné body a rozeberme si nejčastější chyby, které každý z nich provázejí.

Zjistěte napájení připojené ke stabilizátoru zátěže

Výkon zátěže se rovná součtu výkonů všech zařízení připojených ke stabilizátoru. Před výpočtem celkové hodnoty výkonu je nutné zjistit spotřebu energie každého spotřebitele. To je velmi jednoduché: výkon elektrických spotřebičů je obvykle uveden v technické dokumentaci a je duplikován na typovém štítku připevněném k produktu.

Navzdory zjevné jednoduchosti akce můžete v této fázi udělat několik vážných chyb, které budou vyžadovat výběr stabilizátoru, který není vhodný pro vaše úkoly.

Zvláštní pozornost by měla být věnována zařízením, pro které je uvedeno několik kapacit: čerpadla, topení, zvuk, zařízení pro ovládání klimatizace atd. Je důležité rozlišovat mezi elektrickou energií a výkonem produkovaným produktem při plnění jeho přímých úkolů, například tepelný výkon pro topné kotle, chladicí výkon pro klimatizaci, zvukový výkon pro audio systémy.

Dávejte pozor!
Při výběru stabilizátoru byste se měli spoléhat pouze na množství energie spotřebované zátěží ze sítě! V pasu elektrického spotřebiče může být tento parametr nazýván: „spotřeba energie“, „příkon“, „elektrická energie“ atd. Vše výše uvedené je odrazem jedné veličiny – činného výkonu, který se měří ve Wattech (W nebo W).

Dávejte pozor!
Výrobci stabilizátorů obvykle staví svou řadu stabilizátorů na základě jiné veličiny – celkového výkonu, který se měří ve Voltampérech (VA nebo VA). Je důležité pochopit, že watty a voltampéry nejsou totéž, a proto 1000 W není rovno 1000 VA!

U elektrických spotřebičů, které obsahují kapacitní součástky nebo elektromotory, se může činný a zdánlivý výkon výrazně lišit. Pořízení stabilizátoru dimenzovaného na 1000 VA se zátěží 1000 W proto může být špatným rozhodnutím – dojde k přetížení zařízení se všemi z toho vyplývajícími důsledky.

Abyste se této chybě vyhnuli, měli byste převést watty na voltampéry a analyzovat nejen aktivní, ale také celkový výkon zátěže. Převod z wattů na voltampéry se provádí vydělením hodnoty ve wattech speciálním parametrem – účiníkem nebo cos(φ): VA=W/cos(φ).

Cos(φ) odráží závislost činného výkonu zařízení na součtu. Čím blíže je hodnota cos(φ) jednotce, tím méně energie se rozptýlí ve formě elektromagnetického záření a tím více se přemění na užitečnou práci.

Číselná hodnota cos(φ) je obvykle (ale ne vždy) uvedena v technické dokumentaci zařízení spotřebovávajícího střídavý proud (může být označena jako „cos(φ)“, „Účiník“ nebo „PF“). Pokud výrobce neposkytl informace o účiníku svého produktu, pak pro domácí spotřebiče je přijatelné brát cos(φ) v rozsahu 0,7-0,8, s výjimkou zařízení, která přeměňují elektřinu na světlo a teplo (žárovky, rychlovarné konvice, žehličky atd.) atd.), u nich je rozsah hodnot účiníku 0,9-1.

Moderní technika, především počítače, je často vybavena napájecím zdrojem s korekcí účiníku, čímž se tento parametr přibližuje k jednotě – 0,95-0,99. Pokud neexistuje důvěra v přítomnost takové funkce (označené „PFC“ nebo „KKM“), pak se pro cos(φ) doporučuje použít hodnotu z typického rozsahu uvedeného v předchozím odstavci.

Celkový výkon zátěže by měl být vypočítán pouze za použití účiníku zařízení, které odpovídá této zátěži, a nikoli pomocí vstupního účiníku stabilizátoru!

Dávejte pozor!
Zařízení, která mají ve své konstrukci elektromotor, se vyznačují vysokými startovacími proudy. Do této kategorie patří: čerpadla, pračky a myčky nádobí, chladničky, klimatizace, obráběcí stroje a kompresory. Množství energie spotřebované z elektrické sítě v okamžiku zapnutí kteréhokoli z výše uvedených zařízení může být několikanásobně vyšší než hodnota charakteristická pro jmenovitý provozní režim.

Výrobci tohoto zařízení někdy uvádějí maximální spotřebu energie přímo v charakteristikách každého modelu a někdy naopak – uvádějí pouze nominální hodnotu výkonu a snaží se neupozorňovat na nevyhnutelné proudové rázy. Doporučujeme pečlivě prostudovat dokumentaci doprovázející jakékoli zařízení a vyhledat informace o skutečné spotřebě energie zařízením při spouštění a v různých provozních režimech. Výkon zátěže je určen pomocí nejvyšší hodnoty dané pro každé zařízení!

Kromě mechanismů s elektromotory jsou pro osvětlovací zařízení typické také vysoké startovací proudy. A to nejen u halogenových a žárovek, ale také u v poslední době oblíbených LED svítidel. LED diody nemají náběhové proudy, ale většina svítidel na nich založených je vybavena kondenzátory, jejichž zařazení způsobuje prudký nárůst spotřeby proudu.

Při výběru stabilizátoru pro ochranu velkého osvětlovacího systému je třeba vzít v úvahu, že hodnota výkonu, která se objeví při spuštění takového systému, může být mnohonásobně vyšší než jmenovitá hodnota.

Přidání výkonové rezervy

Správně zvolený stabilizátor by měl mít výstupní výkon, který přesahuje výkon potřebný k napájení zátěže. Rozdíl mezi výkonem stabilizátoru a skutečným příkonem zátěže se nazývá výkonová rezerva.

Doporučená marže je 30 % spotřeby energie zátěže. Tato hodnota umožní:

• připojit k zařízení během provozu další zařízení, jejichž výkon nebyl zohledněn při počátečním výpočtu zatížení;
• vyvarujte se přetížení v případě silného poklesu napětí v elektrické síti.

Uveďme vysvětlení k druhému bodu. Faktem je, že výkon stabilizátoru klesá, když napájecí napětí opustí určité meze (pracovní rozsah). Zejména při 135 V v síti, namísto deklarovaných 500 VA, bude stabilizátor produkovat pouze 400 VA, a proto nebude schopen napájet maximální zatížení vzhledem k jeho jmenovité hodnotě.

U některých zařízení se doporučuje zajistit výkonovou rezervu přes 30 %. Jedná se například o klimatizace nebo IT techniku. V prvním případě je toto rozhodnutí vysvětleno zvýšením výkonu spotřebovaného klimatizací během provozu zařízení (způsobené nevyhnutelnou kontaminací filtrační sítě). V druhém případě je tendence k neustálému zvyšování kapacity telekomunikačních zařízení.

Výběr modelu stabilizátoru

Pro určení modelu vhodného pro napájení je nutné porovnat výkonový rozsah stabilizátorů nabízených výrobcem se spotřebou energie zátěže – nejbližší vyšší hodnota ve výkonovém rozsahu bude požadovaný výkon stabilizátoru.

Dávejte pozor!
Volba stabilizátoru s hodnotou výkonu, která je nejblíže spotřebě zátěže na druhou stranu, buď sníží dříve stanovenou rezervu výkonu, nebo v nejhorším případě povede k nákupu stabilizátoru s výstupními parametry, které neodpovídají k nákladu.

Dávejte pozor!
U třífázového stabilizátoru by zatížení každé fáze nemělo být větší než 1/3 jmenovitého. Například třífázový stabilizátor s výkonem 6000 VA bude napájet třífázovou zátěž 4200 VA (spotřeba jedné fáze bude 1400 VA), ale připojení tohoto stabilizátoru zátěže k samostatné fázi 2500 VA způsobit přetížení, protože maximální přípustná hodnota pro jednu fázi je: 6000 /3=2000 VA.

Příklad výběru stabilizátoru na základě výkonu

Stabilizátor je zakoupen k současné ochraně tří jednofázových spotřebičů. Nebudeme se zaměřovat na konkrétní typ zařízení, nazvěme je jednoduše: spotřebitel 1, spotřebitel 2 a spotřebitel 3.

Podle továrních datových listů:

• jmenovitý výkon spotřebiče 1 je 600 W, spotřebiče 2 – 130 W, spotřebiče 3 – 700 W;
• Účiník spotřebičů 1 a 2 je 0,7, spotřebiče 3 je 0,95.

Určete výkon zátěže. Nechť spotřebitel 1 patří do kategorie zařízení vyznačujících se přítomností vysokých zapínacích proudů. Při výpočtu nepoužíváme jeho jmenovitý výkon, ale maximální startovací výkon, rovný 1800 W dle technické dokumentace. Pomocí výše uvedeného vzorce převedeme výkon každého spotřebitele z W na VA:

• 1800 / 0,7 = 2571,4 VA – pro spotřebitele 1;
• 130 / 0,7 = 185,7 VA – pro spotřebitele 2;
• 700 / 0,95 = 736,8 VA – pro spotřebitele 3.

Nyní určíme celkovou spotřebu energie plánované zátěže ve W a VA:

• 1800 + 130 + 700 = 2630 W;
• 2571,4 + 185,7 + 736,8 = 3493,9 VA.

Další výběr stabilizátoru provedeme s ohledem na to, že celkový výkon zátěže na zařízení bude 3493,9 VA a aktivní – 2630 W (všimněte si rozdílu hodnot ve W a VA).

Dále určíme výkonovou rezervu. Akceptujme doporučenou hodnotu výkonové rezervy jako 30 % spotřeby energie zátěže – pro získání číselné hodnoty požadované rezervy vynásobíme dříve vypočítaný celkový výkon plánované zátěže 0,3:

• 2630 x 0,3 = 789 W – rezerva činného výkonu;
• 34,939 x 0,3 = 1048,17 VA – plná výkonová rezerva.

Výkon zátěže s přihlédnutím k rezervě tedy bude:

• 2630 + 789 = 3419 W;
• 3493,9 + 1048,17 = 4542,07 VA.

Nyní vybereme modely jednofázových stabilizátorů s požadovaným výkonem pro napájení naší zátěže (s přihlédnutím k rezervě) s použitím standardní výkonové řady jednofázových invertorových stabilizátorů vyráběných společností Shtil Group of Companies:

Zdánlivý výkon, VA	Činný výkon, W
350	300
550	400
800	600
1000	800
1500	1125
2000	1500
2500	2000
3000	2500
3500	2750
5000	4500
7000	5500
8000	7200
10000	9000
12000	11000
15000	13500
20000	18000

Výkon nejbližší vypočteným hodnotám je 5000 VA a 4500 W, proto je tento konkrétní stabilizátor vhodný pro připojení spotřebiče 1, spotřebiče 2 a spotřebiče 3.

Předpokládejme, že spotřebič 1, spotřebič 2 a spotřebič 3 je třeba připojit nikoli k jednofázovému, ale k třífázovému stabilizátoru. Standardní výkonový rozsah Shtil Group pro taková zařízení je následující:

Zdánlivý výkon, VA	Činný výkon, W
6000	5400
10000	8000
15000	13500
20000	16000

K jedné fázi třífázového stabilizátoru s výstupním výkonem 4542,07 VA / 3419 W lze připojit zátěž o celkovém výkonu 15000 VA a činném výkonu 13500 W, ve kterém samostatná fáze vyprodukuje max. 5000 VA / 4500 W.

Rozložení zátěže, to znamená připojení každého spotřebitele k samostatné fázi, vám umožní vybrat si méně výkonný model stabilizátoru. Největší zátěž bude mít fázový napájecí spotřebič 1, jehož spotřeba energie je 1800 W / 2571,4 VA.

Vypočítejme 1 výkonovou rezervu požadovanou spotřebitelem (vezměme doporučenou hodnotu rezervy 30 %):

• 1800 x 0,3 = 540 W – rezerva činného výkonu;
• 2571,4 x 0,3 = 771,4 VA – plná výkonová rezerva;
• 1800 + 540 = 2340 W – činný výkon spotřebiče 1 s přihlédnutím k rezervě;
• 2571,4 + 771,4 = 3342,8 VA – celkový výkon spotřebiče 1 s přihlédnutím k rezervě.

To znamená, že maximální možné zatížení jedné fáze stabilizátoru za předpokladu připojení tří spotřebičů na různé fáze může být: 3342,8 VA / 2340 W.

Zvolme model stabilizátoru s výstupním výkonem 10000 VA / 8000 W, u kterého je přípustné zatížení na fázi přibližně 3333 VA / 2666 W. V tomto případě je přípustné zvolit stabilizátor s celkovým výkonem o něco menším, než je vypočtený – ve skutečnosti se tím sníží výkonová rezerva pro spotřebitele 1 o 1-2%.

Dávejte pozor!
Existují stabilizátory s topologií „3 v 1“, tedy s třífázovým vstupem a jednofázovým výstupem. Takové schéma umožňuje rovnoměrné zatížení třífázové sítě při připojení jednofázové zátěže.

Shrnutí

Abyste se vyhnuli chybám při určování síly stabilizátoru a plýtvání penězi na zařízení, které se nakonec ukáže jako zbytečné, musíte:

• při výpočtu výkonu zátěže použijte hodnotu výkonu odebíraného elektrickým spotřebičem ze sítě, nikoli hodnotu výkonu charakterizující užitečný provoz tohoto elektrického spotřebiče;
• při výpočtu celkového výkonu zátěže použijte účiník odpovídající tomuto zatížení, nikoli vstupní účiník stabilizátoru;
• vypočítat výkon zátěže s povinným zohledněním rozběhových proudů pro všechna zařízení charakterizovaná jejich vysokou hodnotou;
• v případě potřeby převeďte W na VA a analyzujte výkon zátěže v měrných jednotkách odpovídajících jednotkám, na jejichž základě je sestavován výkonový rozsah stabilizátorů;
• vyberte výkon stabilizátoru s ohledem na požadovanou rezervu;
• zvolit stabilizátor s jmenovitým výkonem vyšším, než je vypočtený výkon zátěže (přijatelné je pouze mírné zaokrouhlení výkonu zátěže směrem dolů za předpokladu předem stanovené rezervy výkonu);
• zvolte třífázový stabilizátor pro jednofázovou zátěž, analyzující nejen jmenovitý výstupní výkon zařízení, ale i výkon jednotlivé fáze.

Pečlivost ve výpočtech a dodržování všech výše uvedených pravidel vám pomůže vybrat model stabilizátoru, který splňuje požadavky vašeho nákladu. V případě jakýchkoli potíží nebo dotazů doporučujeme konzultaci s odborníky!

Výkonový rozsah stabilizátorů napětí “Calm”

Ruský výrobce napájecích systémů “Shtil” nabízí následující stabilizátory napětí měniče:

• jednofázové nástěnné modely s výstupním výkonem 0,3-18 kW;
• jednofázové podlahové/rackové modely s výstupním výkonem 0,8-18 kW;
• Modely s konfigurací podlahy/rack 3 v 1 s výstupním výkonem 5,4-16 kW;
• třífázové modely pro montáž na podlahu/rozvaděč s výstupním výkonem 5,4-16 kW.

Všechna zařízení jsou stabilizátory nové generace. Fungují na bázi beztransformátorové technologie dvojí přeměny energie, která dosahuje:

• okamžitá stabilizace napětí v rozsahu 90-310 V s vysokou přesností (±2 %);
• napájení kritické zátěže s ideálním sinusovým napětím;
• nepřetržité napájení spotřebitelů při krátkodobých výpadcích sítě (do 200 ms).

Více informací o modelové řadě invertorových stabilizátorů Shtil naleznete po kliknutí na odkaz:
Stabilizátory napětí Invertorový typ “Calm”.

Kde mohu koupit stabilizátor napětí „Calm“ s požadovaným výkonem?

Stabilizátor napětí s požadovaným výstupním výkonem si můžete zakoupit prostřednictvím našeho oficiálního internetového obchodu ruského výrobce Shtil. Na webových stránkách se můžete podrobně seznámit s technickými vlastnostmi a možnostmi každého produktu, prostudovat skutečné uživatelské recenze o provozu zařízení a stáhnout si další informace: návod k obsluze, osvědčení o shodě s technickými předpisy, prezentace a brožury popisující celý modelová řada stabilizátorů Shtil a dalšího příslušenství něm.

Zařízení si mohou zakoupit fyzické i právnické osoby. Doručení je prováděno do jakéhokoli města v Rusku předními dopravními společnostmi. Při zadávání objednávky na webu si můžete vybrat pohodlnou platební metodu nebo požádat o půjčku prostřednictvím služby Sberbank.

Pokud narazíte na potíže při výběru modelu stabilizátoru, můžete se poradit se specialisty Shtil prostřednictvím online chatu, e-mailu nebo telefonu.