Резистивная нагрузка — это, например, ТЭН, чайник, лампа накаливания. Индуктивная — приборы с обмотками: насосы, компрессоры, вентиляторы, трансформаторы. Стабилизатор они нагружают по-разному, и если подбирать его по одной цифре с коробки, легко ошибиться.
Коротко
- У ТЭНа ватты равны вольт-амперам. У двигателя вольт-ампер больше, чем ватт.
- У стабилизатора проверяют оба предела: ватты и вольт-амперы.
- Двигатель при прямом пуске может кратковременно взять ток до семи номиналов, и этот бросок должен уложиться в перегрузочную способность стабилизатора.
- При низком напряжении в сети доступная мощность стабилизатора может снижаться — смотрите паспорт.
В чём разница
В резистивной (её ещё называют активной) нагрузке ток идёт в ногу с напряжением, и всё, что прибор берёт из сети, уходит в тепло или свет. Водонагреватель на 2 кВт нагружает стабилизатор на те же 2 кВА. Из резистивных приборов кратковременный бросок при включении дают лампы накаливания: у холодной нити сопротивление меньше.
В обмотке двигателя ток отстаёт от напряжения. Часть энергии обмотка запасает в магнитном поле и возвращает в сеть. Работы этот обмен не совершает, но ток через провода и стабилизатор идёт. Этот обмен называют реактивной мощностью. У индуктивной нагрузки энергия запасается в магнитном поле и ток отстаёт, у ёмкостной — в электрическом поле, и ток опережает напряжение.
Насколько ток отстаёт, показывает cos φ: у ТЭНа он равен 1, у двигателя меньше и зависит от модели и загрузки. Точное значение есть в паспорте.
| Нагрузка | Примеры | Что учесть |
|---|---|---|
| Резистивная | Водонагреватели, радиаторы, плиты с ТЭНами, чайники | Ватты равны вольт-амперам |
| Индуктивная | Насосы, компрессоры холодильников и кондиционеров, вентиляторы | Вольт-ампер больше, чем ватт; бросок тока при пуске |
| Электроника | Компьютеры, телевизоры, светодиодные лампы, инверторная техника | Ток может быть несинусоидальным: берите ватты, вольт-амперы или ток из паспорта |
Ватты и вольт-амперы
Полная мощность в вольт-амперах — это то, чем нагружены проводка и стабилизатор. При синусоидальных напряжении и токе S = P / cos φ. У электроники коэффициент мощности может отличаться от cos φ, поэтому для неё берут паспортные ватты, вольт-амперы или ток. Если cos φ двигателя в паспорте нет, Progress советует для предварительной оценки брать 0,7.
У насосов смотрите потребляемую мощность P1: на табличке двигателя часто стоит мощность на валу P2, а из сети он берёт больше.
У стабилизатора тоже два предела. Например, у Штиль ИнСтаб IS7000 — 7000 ВА и 5500 Вт: ТЭНов к нему можно подключить на 5,5 кВт, а двигателей с cos φ = 0,7 — на 4,9 кВт. Поэтому надпись «7 кВт» без уточнения ничего не говорит.
Пусковой ток
Асинхронный двигатель, включённый прямо в сеть, в первые миллисекунды пуска может взять ток до семи раз выше номинального — такую цифру приводит Grundfos. Насосы с частотным преобразователем или плавным пуском разгоняются постепенно и могут обойтись без такого броска, но это зависит от модели и настроек: скважинные Grundfos SQ и SQE, например, выходят на обороты примерно за 2 секунды.
Какой бросок выдержит стабилизатор, написано в его паспорте в строке «перегрузочная способность». У ИнСтаб IS2500–IS10000 это нагрузка до 150 % номинала не менее 5 с при входе 165–310 В, у Progress серии TRL — до 110 % на 10 с. Тип стабилизатора сам по себе пуск не гарантирует.
Самый тяжёлый пуск вместе с остальной работающей нагрузкой должен уложиться в перегрузочную способность стабилизатора с учётом длительности броска. Если двигатели могут включиться одновременно, учитывайте их совместный пуск. Если кратность пускового тока техники неизвестна, уточните её у производителя.
Когда напряжение в сети низкое
Двигателю пониженное напряжение вредит сильнее, чем ТЭНу. У асинхронного двигателя с питанием прямо от сети пусковой и максимальный момент падают примерно пропорционально квадрату напряжения, а нагруженный насос берёт больший ток и греется. Допустимое отклонение (часто ±10 % от номинала) и длительность работы при нём уточняйте по паспорту двигателя, у электронного привода диапазон свой. Водонагреватель просто греет медленнее.
Но и стабилизатор при низком входе может отдавать меньше. У ИнСтаб IS2500–IS10000 по графику производителя полная мощность держится при 165–310 В, при 135 В остаётся около 80 %, к нижней границе 90 В — 60 %. При 90 В он отключает нагрузку и подключает снова, когда напряжение поднимется до 110 В. Если у вас бывают глубокие просадки, мощность модели смотрите при таком напряжении.
Пример: стабилизатор для скважинного насоса
Двигатель Grundfos MSE 3 от скважинных насосов SQE по данным Grundfos: мощность на валу 1,85 кВт, из сети — 2,54 кВт, коэффициент мощности 1,00, плавный пуск.
- Берём P1, а не P2: 2,54 кВт, это на 37 % больше. Расчётная полная мощность — около 2,54 кВА.
- Добавляем запас 20–30 %, как советует Штиль: нужно 3,05–3,3 кВт и столько же кВА.
- Пуск плавный, кратность прямого пуска здесь не нужна. Для конкретного насоса всё равно проверьте по паспорту максимальную потребляемую мощность, рабочий и пусковой ток.
- Низкое напряжение. ИнСтаб IS5000 (4500 Вт / 5000 ВА) проходит с запасом и при 135 В отдаёт около 3600 Вт. Если просадки ниже 135 В у вас обычное дело, сравните мощность моделей при вашем минимальном напряжении.
Для всего дома удобнее начать с калькулятора мощности, а пуск и просадку проверить по паспорту выбранной модели. Готовые варианты — в разделе стабилизаторов для котла и насоса.
Частые вопросы
Как перевести кВт в кВА для стабилизатора?
Для двигателя без электроники разделите ватты на cos φ из паспорта: 2 кВт при cos φ = 0,8 — это 2,5 кВА. Для электроники берите ток или полную мощность из паспорта.
Чем активная нагрузка отличается от реактивной?
Активной часто называют резистивную нагрузку: она превращает энергию в тепло или свет. Реактивная, индуктивная или ёмкостная, часть энергии запасает и возвращает в сеть. Двигатель потребляет обе мощности: активную на работу и потери, реактивную на магнитное поле.
Холодильник — индуктивная нагрузка?
Обычный бытовой холодильник — да: в нём работает двигатель компрессора. У инверторного компрессора пуском управляет электроника, поэтому ток при пуске смотрите в паспорте холодильника.
