Unitatea numită „stabilizator de tensiune trifazat” este un dispozitiv electronic complex care vă permite să mențineți puterea de ieșire la nivelul potrivit. Necesitatea acestor produse este cauzată de instabilitatea sursei de alimentare de 380 V, a căror fluctuații ating uneori valori periculoase. Când instalați stabilizatori, este posibil să protejați echipamentele industriale și casnice conectate la acesta, care deseori eșuează datorită tensiunii care depășește valorile limită.
Caracteristici de proiectare
Prin designul lor, un stabilizator trifazat este trei module monofazate monofazate cu un circuit comun de control și monitorizare. Două versiuni de astfel de dispozitive sunt cunoscute:
- În primul caz, acesta este un design unic, care include trei circuite de stabilizare independente.
- A doua opțiune este trei stabilizatori monofazici identici, conectați conform schemei „stele” și așezați sub formă de module într-un singur rack.
Prima versiune este utilizată pentru a servi consumatorii cu consum redus de energie și este relativ ieftină. Dar trebuie să plătiți pentru asta cu probleme grave care sunt posibile în timpul funcționării sale. Dacă una dintre cele 3 scheme nu reușește, întreaga structură trebuie reparată sau actualizată complet. A doua modificare (sub forma unui rack cu module independente) este caracterizată printr-o funcționalitate crescută, care permite să nu întrerupă alimentarea în caz de defecțiune a uneia dintre liniile de fază. În acest caz, tensiunea este aplicată la ieșire direct, ocolind modulul cu probleme.
O caracteristică a conectării oricărei modificări este furnizarea separată a fiecărui convertor, în timp ce zero-ul lor de funcționare rămâne comun. În plus, carcasele acestor dispozitive sunt conectate în mod necesar la circuitul de împământare disponibil la instalația industrială.
Circuitul de control și monitorizare a stabilizatorilor de tensiune de 380 V funcționează conform unui algoritm special care permite nu numai să regleze valoarea tensiunii de ieșire, ci și să oprească dispozitivul în următoarele cazuri de urgență:
- valoarea tensiunii a uneia dintre faze sub sau peste nivelul critic;
- temperatura elementelor de reglare ale modulelor convertorului depășește un prag prestabilit;
- în modelul de consum a fost detectat un puternic dezechilibru de fază.
Un dezechilibru de fază este caracteristic unui mod de operare cu o sarcină neuniformă, atunci când valorile tensiunii de fază sunt deplasate spre zero a neutrului transformatorului.
Ca element de protecție, care deconectează încărcarea în caz de urgență, se folosește un întreruptor cu 4 poli încorporat în unitate. Stabilizatorul trifazat este proiectat extern ca structură de podea montată vertical. Pe lângă controale, pe panoul său frontal sunt afișate indicatoare de tensiune, realizate sub formă de voltmetre indicatoare sau indicatoare digitale moderne.
Principiul muncii și domeniul de aplicare
Scopul oricărui stabilizator este menținerea tensiunii de ieșire la un nivel dat. Pentru a înțelege principiul funcționării sale, mai întâi trebuie să vă familiarizați cu următoarele caracteristici ale dispozitivului intern:
- baza celor mai mulți stabilizatori este un transformator-transformator cu un număr reglabil de ture la ieșire, permițându-vă să schimbați tensiunea pe ele într-o direcție sau alta;
- atâta timp cât citirile de intrare corespund nominalului, 220 volți normali sunt preluate din înfășurarea de ieșire;
- dacă tensiunea de intrare s-a modificat în sus sau în jos, regulatorul încorporat în stabilizator procesează diferența și furnizează un semnal de control unui mecanism motor special;
- acesta din urmă deplasează motorul stripper de tensiune în direcția dorită, reglând tensiunea de ieșire până când atinge valoarea nominală.
Printre modelele de dispozitive de stabilizare produse de industrie, se disting modelele cu reglare lină și pas.
Domeniul de aplicare a stabilizatorilor trifazici este destul de larg. Sunt instalate în circuite de alimentare nu numai în producție, ci și acasă, în principal în case private și suburbane. Dispozitivele de stabilizare a nevoilor casnice, de regulă, sunt caracterizate printr-un indicator de putere redusă, limitat la 30-50 kW. Mai multe unități consumatoare de energie (până la 100 kW) sunt adesea instalate în birourile orașelor, în satele suburbane, precum și în întreprinderile mici.
Pentru o reședință personală de vară, este suficient un dispozitiv care garantează obținerea unei puteri de ieșire de până la 50-70 kW. Proiectele industriale de stabilizatori cu o putere declarată de peste 100 kW sunt instalate în magazinele fabricilor, în instituțiile medicale, precum și în locurile de expoziție și în centrele comerciale. Dispozitivele izolate de tensiune care funcționează în condiții de umiditate ridicată sunt solicitate în instalații medicale specializate, laboratoare și centre de cercetare.
Tipuri de stabilizatori trifazici
Industria a lansat producția unui număr mare de modificări de stabilizatori proiectate pentru funcționarea în rețele trifazate. Lista principalelor tipuri de astfel de unități:
- dispozitive releu și tiristor;
- stabilizatori electromecanici;
- modele ferorezonante și invertoare;
- aparate hibride.
Fiecare dintre aceste poziții are nevoie de o examinare separată.
Probele de releu și tiristor
În dispozitivele cu releu, releele electromagnetice sunt utilizate pentru a comuta rotațiile bobinei de ieșire a transformatorului încorporat. Sistemele din această clasă se disting prin viteză suficientă și sunt convenabile în exploatare și întreținere. Cu toate acestea, datorită naturii mecanice a comutării, acestea nu sunt suficient de durabile (resursa de răspuns a releului este limitată). În același timp, precizia de ajustare a indicatorilor de ieșire pentru unitățile relee este insuficientă pentru nevoile practice.
Dispozitivele tiristor nu conțin contacte mecanice, deoarece circuitul lor de comutare se bazează pe dispozitive semiconductoare. Datorită acestui fapt, indicatorii de fiabilitate și durabilitate a stabilizatorului cresc brusc, iar resursa este aproape nelimitată. Datorită producției simplificate de componente electronice moderne, costul unui astfel de dispozitiv este scăzut.
Modele electromecanice
În unitățile de acest tip, tensiunea de ieșire este reglată prin mișcarea mecanică a periilor colectorului de curent, care face parte din servomotorul încorporat. Aceasta explică rata scăzută de reglare a parametrului de ieșire, care nu depășește 15 volți pe secundă. Alte dezavantaje ale acestor dispozitive includ:
- zgomot excesiv;
- scântei puternice în timpul lucrului;
- inerție scăzută (dispozitivul nu are timp să răspundă la schimbările bruște ale tensiunii de intrare).
O calitate pozitivă a dispozitivelor electromecanice este precizia ridicată a setării indicatorilor de ieșire (tensiune și putere).
Stabilizanți ferrorezonanți
Acest tip de dispozitiv de stabilizare seamănă cu modele de transformatoare convenționale, în care circuitul magnetic are o asimetrie pronunțată. Aceasta diferă de proiectările standard cu caracteristici magnetice neliniare. Un dezavantaj semnificativ al acestor unități este eficiența redusă a puterii acestora.În plus, dacă este necesar să se controleze sarcini mari de curent, inductorul liniar este obținut de o dimensiune semnificativă.
Pentru a reduce dimensiunea și greutatea dispozitivului, un condensator este introdus în el, datorită căruia circuitul magnetic capătă proprietăți rezonante. De aici denumirea acestei unități este un regulator de fier-rezonant. Astăzi, acest tip de stabilizatori (precum și omologul său electromecanic) este utilizat doar în cazuri speciale. În condiții interne, acestea au fost înlocuite cu dispozitive electronice moderne numite invertoare.
invertoare
Modelele de invertor sunt construite conform unui circuit electronic complex care include mai multe etape de conversie a tensiunii de intrare. Datorită acestui fapt, este posibilă obținerea unui regulator aproape perfect, care permite menținerea nivelului de ieșire cu o precizie de neatins pentru alți stabilizatori. Gama de oscilații de intrare permise este extinsă, iar viteza de control este limitată doar de viteza elementelor cheie de ieșire (tranzistoare de înaltă frecvență). Singurul dezavantaj al componentelor electronice este costul ridicat al acestora.
Dispozitive hibride
Acest tip de dispozitive de stabilizare a apărut pe piață relativ recent (în 2012). La baza designului său se află un regulator mecanic, care include două convertoare tip releu. În modul normal, numai dispozitivul electromecanic funcționează și nodurile suplimentare intră în vigoare atunci când modulul principal nu mai poate face față funcțiilor sale.
Incapacitatea de a menține nivelul optim la ieșire se manifestă de obicei cu tensiuni de intrare prea mici sau prea mari, limitate de o gamă cuprinsă între 144 și 256 volți. Dacă această valoare este mai mică de 144 sau mai mare de 256 V, începe a doua etapă de stabilizare, asamblată pe un releu electronic. Domeniul maxim de reglare este de la 105 la 280 de volți.
