Stabilizzatore di tensione per frigorifero: come scegliere la protezione adatta

Se la tensione nelle nostre reti corrispondesse al requisito di 220 V e +/- 10% in entrambe le direzioni, non ci sarebbe bisogno di migliorarne le caratteristiche. I salti nella rete elettrica danneggiano particolarmente gli elettrodomestici, comprese le apparecchiature di refrigerazione. Lo stabilizzatore di tensione per il frigorifero è necessario per proteggere il costoso apparecchio.

Tutto sulla scelta del dispositivo di protezione della macchina frigorifera dall'alimentazione elettrica instabile lo scoprirete nell'articolo che presentiamo. Vi parleremo delle varietà del dispositivo e delle regole per la sua scelta. Seguendo i nostri consigli, potrete installare autonomamente la protezione dalle variazioni di tensione e prolungarne la vita operativa.

L'importanza dello stabilizzatore nella protezione del frigorifero

Qualunque sia la tecnologia più recente utilizzata dai produttori, e per quante opzioni aggiuntive l'apparecchio possa avere, si collega, come il suo più semplice predecessore, alla stessa presa 220 V. La tensione d'ingresso nelle nostre reti è di qualità tutt'altro che ottimale.

Il frigorifero è progettato in modo che alcuni suoi componenti possano funzionare normalmente solo con una tensione dai parametri normali. Le variazioni di tensione sono particolarmente pericolose per un elemento importante come il compressore.

Nella sua costruzione è inclusa una scheda responsabile della regolazione del processo di raffreddamento, che è il punto più vulnerabile. In seguito a un improvviso aumento del valore di tensione, questo costoso elemento può guastarsi.

Lo stabilizzatore di tensione è necessario quando si utilizza un frigorifero collegato a una rete con tipiche fluttuazioni di tensione. Ad esempio, quando è collegato a reti vecchie o a un generatore diesel.

Per gli avvolgimenti del motore elettrico è pericolosa sia la presenza prolungata di una tensione ridotta, sia l'effetto prolungato di un'elevata corrente di spunto dovuto a un processo di avviamento prolungato a bassa tensione. Di conseguenza, l'esposizione degli avvolgimenti a temperature elevate può causare la fusione dell'isolamento.

La correzione della tensione è necessaria non solo per i moderni modelli di apparecchiature di refrigerazione. I modelli di frigoriferi prodotti molto tempo fa non sono dotati di protezione contro l'avviamento prematuro.

Pertanto, quando la tensione viene disinserita e subito dopo bruscamente reinserita, la coppia biella-manovella del compressore subisce danni a causa del colpo d'ariete nello spazio sopra il pistone. Lo stabilizzatore interromperà l'alimentazione quando la tensione di uscita raggiunge il massimo, assicurando un ritardo temporale prima del successivo avviamento del compressore.

Come altri elettrodomestici, gli armadi refrigerati per alimenti sono progettati per un funzionamento prolungato a tensione normale. Quando la tensione di rete si discosta significativamente dal valore nominale, non si può fare a meno di uno stabilizzatore.

Prima di decidere l'acquisto di uno stabilizzatore, è necessario verificare la necessità dell'acquisto. A tal fine, si dovrebbero studiare i parametri della rete elettrica esistente. Si consiglia di misurare la tensione di rete per diversi giorni durante le ore di consumo massimo.

È consigliabile utilizzare strumenti che misurino la tensione effettiva. I produttori esteri indicano questa funzione come True RMS. Se dalle misurazioni risulta che il parametro controllato non ha superato i limiti di 205-235 V, lo stabilizzatore sarà necessario solo per un nuovo modello di frigorifero di costo elevato.

I suoi componenti sono particolarmente sensibili alle variazioni. La situazione è considerata critica quando le deviazioni di tensione verso l'alto superano il +10% o verso il basso il -15%.

Secondo le indicazioni della norma GOST 32144-2013, al punto 4.2.2, per variazioni di tensione fino al 10% non è necessario uno stabilizzatore per il funzionamento del frigorifero. Cioè, quando la rete fornisce una tensione alternata nell'intervallo 198 – 242 V, il dispositivo di stabilizzazione può non essere utilizzato.

In questo caso, il collegamento di uno stabilizzatore è una condizione obbligatoria. La maggior parte dei nuovi modelli è dotata di stabilizzatori di tensione integrati.

La loro affidabilità è dubbia, poiché in pratica, in caso di forti sovraccarichi della rete, riescono a malapena a svolgere il loro compito. In una situazione critica, essi stessi possono danneggiarsi e l'unità rimarrà completamente senza protezione.

Tipi di stabilizzatori per frigorifero

Gli apparecchi destinati alla stabilizzazione della tensione si differenziano sia per la costruzione, sia per la potenza di uscita e il principio di funzionamento. Sulla base di queste caratteristiche si distinguono tre tipi di stabilizzatori per frigorifero: elettromeccanici (detti anche servoazionati), a relè, a triac o elettronici.

Nella foto tutti e tre i tipi di stabilizzatori: servoazionato (il più economico), a relè, elettronico (il più affidabile, stabile, ma anche costoso)

Gli stabilizzatori si suddividono anche per tipologia di rete elettrica. Possono essere monofase o trifase. I primi hanno dimensioni compatte e, poiché nella loro struttura non è presente una ventola di raffreddamento, durante il funzionamento sono quasi silenziosi. Controllano la tensione di uscita in modo continuo, ma il livello di reazione alla tensione di ingresso è piuttosto basso.

Per le case alimentate da una rete elettrica a 380 V, sono stati sviluppati stabilizzatori trifase, progettati per carichi elevati, ma quando una delle fasi si guasta, la modalità di protezione non funziona. A seconda del tipo di tensione di rete, gli apparecchi si dividono in quelli che operano con tensione bassa, alta o a salti.

1. Dispositivi di tipo elettromeccanico

Gli apparecchi servoazionati controllano l'attuatore del collettore di corrente e monitorano i parametri di tensione tramite una scheda elettronica. L'elevata precisione è il loro principale vantaggio, l'errore è solo del 2-4%. Il difetto risiede nella velocità di risposta, provocata dall'inerzia di 10-20 volt.

Stabilizzatore elettromeccanico: vista interna. Il cursore, spostandosi lungo le spire dell'avvolgimento, modifica la tensione di uscita. L'elevato numero di componenti rende questi apparecchi poco durevoli.

Questo stabilizzatore funziona bene in condizioni di tensione che cambia lentamente, oppure stabile bassa o elevata. In caso di forti sbalzi improvvisi, l'apparecchio si deteriora rapidamente. Queste condizioni si verificano spesso nelle dacie e nelle case di campagna, quindi questa opzione non è adatta in questo caso.

2. Stabilizzatore di tipo relè

Il semplice sistema di controllo dello stabilizzatore a relè sopporta notevoli sbalzi. Sul suo modulo elettronico e sul controller sono presenti relè di potenza che gestiscono la commutazione degli avvolgimenti del trasformatore. La transizione avviene in modo estremamente rapido: in soli 0,5 secondi.

Nella foto uno stabilizzatore a relè. Questa apparecchiatura è la più comune in ambito domestico. Spesso i consumatori sono attratti dal suo costo relativamente basso.

L'anello debole è il microcontrollore. Può bruciarsi, non sopportando l'eccessiva mobilità dei valori della tensione in ingresso.

Il funzionamento della commutazione dei gradini del trasformatore è accompagnato da scatti, il che non aggiunge comfort in casa. Questi modelli sono progettati per l'uso in reti dove si verifica costantemente un rapido ripristino della tensione.

3. Modelli sistemici di dispositivi

Un elemento come il relè in uno stabilizzatore elettronico è assente; la gestione è affidata ai triac, che reagiscono rapidamente ai minimi cambiamenti nella rete. L'assenza di contatti meccanici consente di effettuare multiple commutazioni silenziosamente durante i disturbi di tensione.

Stabilizzatore a tiristori SKAT ST-12345. Copre un'ampia gamma di tensioni di ingresso, si distingue per l'elevata potenza e velocità di stabilizzazione, ed è conforme a tutti gli standard nazionali e internazionali.

I sovraccarichi di tensione fino al 20% vengono sopportati per 12 ore, mentre fino al 100% per un minuto. I produttori di stabilizzatori di sistema hanno requisiti elevati per la qualità dei componenti e la precisione di assemblaggio, quindi sia la durata che il costo degli apparecchi sono adeguati.

Criteri di scelta del dispositivo di stabilizzazione

Il criterio principale per la scelta è la potenza. Seguono indicatori come i gradini di stabilizzazione della tensione, la velocità di intervento, la precisione e la gamma. I parametri ausiliari sono il livello di rumore, la tensione di ingresso e la presenza di opzioni aggiuntive.

Nella scelta di un apparecchio per la stabilizzazione della tensione, oltre al costo e al livello di rumore, è opportuno prestare attenzione alla velocità di correzione dei parametri di rete e all'affidabilità (+).

Calcolo della potenza dello stabilizzatore

Questo parametro è molto importante per lo stabilizzatore. Si intende la potenza apparente in ingresso nelle condizioni di tensione di 220 V. La caratteristica della potenza attiva del frigorifero può essere ricavata dal suo manuale, ma nei calcoli viene utilizzata la potenza apparente.

Poiché il frigorifero è un componente induttivo, abbiamo a che fare con un carico reattivo nel circuito e con un indicatore aggiuntivo — il cos φ. Questo parametro si trova nel manuale dell'apparecchiatura.

La potenza apparente è uguale al quoziente della divisione della potenza attiva in watt per il cos φ, che per il frigorifero è 0,9. Se non è possibile trovare questo valore, allora la potenza deve essere divisa per 0,7.

Il frigorifero all'avviamento ha una grande corrente di spunto, a volte superiore fino a 5 volte quella nominale. Per questo motivo si verifica un triplicamento della potenza apparente. Così, per un gruppo frigorifero con potenza di 600 W, la potenza massima sarà: (600 x 3) : 0,9 = 2000 W. Alla potenza massima si aggiunge la potenza attiva e si ottiene la potenza dell'apparecchio.

Poiché lo stabilizzatore è un dispositivo a bassa inerzia con una rapida reazione a qualsiasi variazione del carico o della rete di ingresso, è necessario un certo margine di potenza. In caso contrario, l'avvio del motore-compressore del frigorifero provocherà l'attivazione della funzione di protezione a causa del sovraccarico.

Il diagramma mostra chiaramente quanto i valori di corrente di avviamento superino i parametri operativi. Sebbene si tratti di un carico di breve durata, non va trascurato (+)

Se sono note la potenza di avviamento e quella nominale, si può affrontare il calcolo in modo diverso. Ad esempio, il frigorifero Wirlpool ARC4020 con una potenza nominale di 200 W e una potenza di avviamento di 1000 W.

Bisogna trovare la differenza tra questi valori: 1000 – 200 = 800 W. La potenza massima sarà: 200 + 800 = 1000 W. Considerando un margine del 20%, si ottiene la potenza richiesta dello stabilizzatore: 1000 x 1,2 = 1200 W = 1,2 kW.

Se lo stabilizzatore deve essere installato non solo per il frigorifero ma per tutti gli elettrodomestici in generale, il calcolo della sua potenza viene effettuato in base ai parametri del disgiuntore. Per questo, la tensione viene moltiplicata per il valore della corrente, che si trova sulla targhetta del disgiuntore. Quando la tensione è 220 V e la corrente è 16 A, lo stabilizzatore deve avere una potenza di 3520 W.

La potenza dello stabilizzatore deve garantire la correzione delle correnti di avviamento del compressore del frigorifero o di un gruppo di apparecchi avviati contemporaneamente.

Scelta in base alla velocità di risposta

Una rete instabile richiede un dispositivo con un'elevata velocità di reazione. Pertanto, uno stabilizzatore elettromeccanico di vecchio tipo, funzionante secondo il principio del LATR, in tali condizioni è inappropriato, poiché ha una bassa velocità di stabilizzazione.

Quando si verifica un picco nella rete, l'intervallo di tempo per il raggiungimento del valore nominale può prolungarsi fino a tre secondi. In condizioni di un picco di tensione molto elevato, il frigorifero può guastarsi.

La velocità di intervento sufficiente per proteggere il frigorifero da sbalzi di tensione è considerata 10 – 20 ms. In 20 millisecondi rientra esattamente un solo periodo della tensione fornita dalla rete domestica.

Questo inconveniente non è compensato nemmeno dall'elevata precisione del dispositivo. Se si effettua una scelta in base a questo parametro tra uno stabilizzatore a relè e uno a tiristori, la loro reazione alle variazioni di tensione è quasi identica. Inoltre, il dispositivo del primo tipo costa meno. Il vantaggio del secondo è la totale silenziosità.

Precisione e range dello stabilizzatore

Nella marcatura di questi apparecchi è sempre presente un parametro come la precisione. È indicato dai simboli «U», che significa stretto, e «Pt» — precisione elevata. Esiste anche una marcatura con i simboli «Ptt», «Pttt».

Per il frigorifero di solito si scelgono i primi due. I secondi due sono necessari per le apparecchiature utilizzate in medicina in caso di grandi oscillazioni di intervallo.

Un'ampia gamma di tensioni operative è una buona caratteristica per uno stabilizzatore. Un intervallo tipico è 120-300 o 100-260 V. Nella scelta di un dispositivo adatto è possibile utilizzare questo grafico (+).

Tra i tre tipi di stabilizzatori, il tipo dinamico possiede la massima precisione. Negli altri due le variazioni di tensione avvengono a gradini. Ottenere esattamente 220 volt è praticamente impossibile; in ingresso sarà leggermente sopra o leggermente sotto il valore nominale. Tuttavia, questi valori non supereranno la tolleranza stabilita dal GOST punto 4.2.2 del GOST 32144-2013.

Tensione d'ingresso e altri parametri

Nelle reti domestiche è consentita una deviazione dai 220 V standard, ma non superiore al 10%. Se si è certi che la tolleranza non verrà superata, non è necessario acquistare uno stabilizzatore, ma ciò accade molto raramente. Molto più spesso la variazione dei valori di tensione oscilla nell'intervallo 140-270 V, o anche di più.

Per questo motivo, nella scelta del dispositivo è necessario consultare la documentazione. Qui Lei troverà l'intervallo di tensione di ingresso consentito, che è diverso per ogni modello. Tra gli altri parametri rientrano il livello di rumore e la geometria della tensione di ingresso.

Per i modelli di frigoriferi più diffusi è possibile selezionare uno stabilizzatore utilizzando questa tabella. Qui la potenza dell'apparecchio è legata alla potenza del compressore (+).

Se per il funzionamento dell'apparecchio è necessaria una sinusoide liscia, allora questo aspetto deve essere fondamentale nella scelta del dispositivo. Un vantaggio per lo stabilizzatore è la presenza di un'opzione come la modalità bypass. Questa funzione apre il passaggio per la tensione di ingresso in modo diretto.

Se la tensione di rete è conforme alla normativa, essa arriva direttamente al frigorifero. In caso di deviazioni dal valore nominale, lo stabilizzatore viene inserito nel circuito.

Caratteristiche di installazione e collegamento dello stabilizzatore

Nella scheda tecnica dello stabilizzatore, i produttori indicano il regime di temperatura ottimale per il suo funzionamento. La soglia di temperatura minima per gli apparecchi monofase domestici è +5°, per i trifase -5°C. Il limite superiore è +45°. Il calore prodotto dallo stabilizzatore durante il funzionamento viene smaltito mediante ventilazione — naturale o forzata.

Affinché questo sistema funzioni correttamente, il corpo del dispositivo con fori di ventilazione deve essere posizionato a circa 0,5 m dalle pareti perimetrali. Se lo stabilizzatore non è molto pesante, può essere collocato su una mensola o su un tavolo; esistono anche modelli sospesi.

Gli apparecchi di peso considerevole vengono posizionati a pavimento, ma assicurandosi che sotto di essi non vi sia una moquette morbida, che comprometterebbe le condizioni per il corretto funzionamento della ventilazione. Si sconsiglia di collocare lo stabilizzatore vicino alla camera da letto, poiché, anche se il livello di rumore è basso, potrebbe comunque disturbare.

Nello schema, lo stabilizzatore è inserito in una rete a 220 V, collegato all'ingresso dell'edificio. Viene posizionato subito dopo il contatore e prima del carico.

Per fornire al frigorifero un'alimentazione elettrica di qualità normale, si utilizzano modelli monofase di stabilizzatori. Di solito la loro potenza non supera i 3 kW.

Alcuni apparecchi di questo tipo presentano sul retro una o due prese e un cavo con spina. Per collegare l'elettrodomestico alla rete non è necessario essere un esperto. Basta inserire la spina nella presa, quindi accendere il frigorifero tramite lo stabilizzatore.

Talvolta il corpo è dotato solo di morsetti; in tal caso il cavo e la spina vengono acquistati separatamente. Le estremità del cavo vengono fissate ai morsetti.

Per fissare la posizione dei tasti elettronici o delle spazzole in cui inizia la fornitura di corrente stabilizzata, lo stabilizzatore viene prima acceso per un istante. Quando la lettura del voltmetro si ferma a 220 V, l'apparecchio viene immediatamente spento.

Non resta che collegare all'uscita un cavo con presa e a questa il frigorifero. Nel caso in cui all'edificio siano forniti 380 V, si installa un singolo stabilizzatore trifase; la sua influenza si estenderà non solo al frigorifero ma anche ad altri elettrodomestici. Si può anche utilizzare un'altra opzione: tre stabilizzatori monofase con collegamento a stella.

Utilizzo sicuro del dispositivo

Non bisogna dimenticare che l'apparecchio non è protetto dall'ingresso di umidità all'interno del suo corpo. Pertanto non è possibile appoggiarvi sopra alcun contenitore con liquidi, né pulirlo con un panno umido. Anche i detergenti sono controindicati per la manutenzione.

Uno stabilizzatore può risolvere molti problemi nella rete domestica, ma durante il suo utilizzo è necessario rispettare le norme di sicurezza elettrica.

Le norme di sicurezza elettrica vietano rigorosamente il contatto del corpo con superfici metalliche. Inoltre, non si devono ostruire le griglie di ventilazione, altrimenti si verificherà un surriscaldamento dell'apparecchio e un successivo guasto.

Anche il sovraccarico è pericoloso per lo stabilizzatore. Può verificarsi quando, oltre al frigorifero, vengono collegati altri elettrodomestici non considerati nel calcolo della potenza.

Se è necessario un tale collegamento, occorre prima verificare che il carico totale non superi il limite consentito. In ogni caso, per proteggere più apparecchi, è meglio acquistare uno stabilizzatore di tensione per la casa con caratteristiche calcolate per il loro funzionamento.

Produttori e modelli di stabilizzatori

Il primo posto nella classifica degli stabilizzatori domestici è occupato dal dispositivo a relè RUCELF SRFII-6000-L di produzione nazionale. La sua progettazione tiene conto di tutte le peculiarità delle nostre reti elettriche. Funziona stabilmente in un intervallo di tensione da 110 a 270 V.

La potenza dello stabilizzatore RUCELF SRFII-6000-L è di 5 kW, il rendimento è del 98%. Il processo di stabilizzazione della tensione è molto rapido, ma il sistema di raffreddamento è piuttosto rumoroso

Tra i dispositivi di qualità offerti dal marchio internazionale RUCELF, ci sono anche altri buoni modelli. In particolare, è molto popolare lo stabilizzatore compatto verticale a relè RUCELF SDWII-6000-F con una potenza di circa 6 kW.

È silenzioso in funzionamento, si distingue per la rapidità, produce poco calore e opera in un intervallo di 145-265 V. Il suo prezzo è piuttosto elevato, ma offre opzioni aggiuntive: avvio ritardato, bypass, sistema di autodiagnosi.

Come opzione economica si può considerare il modello Bastion Teplocom ST-555. È progettato per un ampio intervallo di tensione, ma la precisione è piuttosto bassa: 8%. Il dispositivo pesa solo 2 kg.

Il Bastion Teplocom ST-555 è una soluzione ottimale per piccoli impianti con reti autonome. È compatto, è montato a parete e ha una potenza di 7 kW.

Se il rumore non preoccupa, il modello Luxeon WDR-10000 è abbastanza accettabile per uso domestico. Nonostante l’assemblaggio cinese, il dispositivo funziona in modo stabile e ha un design elegante. Sia per l’ufficio che per la casa, è adatto il dispositivo a parete Sven AVR PRO LCD 10000.

Il dispositivo Sven AVR PRO LCD 10000 è progettato per regolare la tensione per alimentare una vasta gamma di elettrodomestici. È dotato di un piccolo indicatore LED che mostra le caratteristiche della corrente in entrata/uscita, lo stato del dispositivo, e dispone di una funzione di pausa e protezione da cortocircuito e surriscaldamento

Ha dimensioni ridotte, ma è pesante (18,5 kg) perché sono stati utilizzati componenti di alta qualità. L’apparecchio è rumoroso, ma regola la tensione in modo graduale. Poiché la potenza è elevata, non può essere collegato a una presa normale. Per il collegamento si usano morsetti speciali. Nel design non è presente il bypass.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Materiale sulle caratteristiche della scelta dello stabilizzatore:

Come calcolare correttamente la potenza:

La stabilizzazione della tensione è una questione attuale. Acquistando un dispositivo del genere, è possibile prolungare la durata del frigorifero e di altre apparecchiature domestiche. L'unico motivo per cui ci si potrebbe pentire dell'acquisto è una scelta errata dello stabilizzatore.

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