La unitat anomenada "estabilitzador de tensió trifàsic" és un complex dispositiu electrònic que permet mantenir els paràmetres de potència de sortida al nivell desitjat. La necessitat d’aquests productes es deu a la inestabilitat de la xarxa elèctrica de 380 volts, les fluctuacions de les quals arriben a valors perillosos. En instal·lar estabilitzadors, és possible estalviar equips industrials i domèstics connectats, que sovint falla a causa de la tensió que supera els valors límit.
Funcions de disseny
Pel seu disseny, un estabilitzador trifàsic és tres mòduls monofàsics del mateix tipus amb un circuit de control i control comú. Hi ha dues versions conegudes d'aquests dispositius:
- En el primer cas, es tracta d’un disseny únic que inclou tres circuits d’estabilització independents.
- La segona opció consisteix en tres estabilitzadors monofàsics idèntics connectats en un esquema "estrella" i col·locats en forma de mòduls en un sol rack.
La primera de les versions s’utilitza per atendre consumidors de poca energia i és relativament barata. Però, per això, haureu de pagar amb problemes greus que siguin possibles durant el seu funcionament. Si falla un dels 3 esquemes, s’ha de reparar o renovar completament tota l’estructura. La segona modificació (en forma de bastidor amb mòduls independents) es distingeix per una major funcionalitat, que permet no interrompre la font d'alimentació en cas de fallada d'una de les línies de fase. En aquest cas, la tensió s'aplica directament a la sortida, passant per alt el mòdul de problemes.
Una característica de connectar qualsevol modificació és el subministrament separat de la fase a cadascun dels convertidors, mentre que el zero de treball continua sent comú. A més, els allotjaments d’aquests dispositius s’han de connectar a un bucle de terra existent en una instal·lació industrial.
El circuit de control i control dels estabilitzadors de tensió de 380 V funciona segons un algorisme especial que permet no només ajustar el valor de la tensió de sortida, sinó també apagar el dispositiu en els casos d’emergència següents:
- el valor de la tensió d'una de les fases és inferior o superior al nivell crític;
- la temperatura dels elements de control dels mòduls convertidors supera el llindar predeterminat;
- es va trobar un fort desequilibri de fase al circuit de consum.
El desequilibri de fase és típic del mode de funcionament amb una càrrega desigual, quan els valors de les tensions de fase es desplacen cap al zero del neutre del transformador.
Un interruptor automàtic de 4 pols integrat a la unitat s’utilitza com a element de protecció que desconnecta la càrrega en cas d’emergència. L'estabilitzador trifàsic està dissenyat externament com una estructura de terra instal·lada verticalment. Al panell frontal, a més dels controls, es mostren indicadors de tensió, fets en forma de voltímetres de marcatge o indicadors digitals moderns.
Principi de funcionament i abast
- la base de la majoria dels estabilitzadors és un convertidor-transformador amb un nombre ajustable de voltes a la sortida, que permet canviar la tensió a través d'ells en una direcció o altra;
- sempre que les lectures a l’entrada corresponguin al nominal, s’eliminen 220 volts normals del bobinatge de sortida;
- si la tensió d'entrada ha canviat cap amunt o cap avall, el controlador integrat a l'estabilitzador processa la diferència i envia un senyal de control a un mecanisme motor especial;
- aquest últim mou el control lliscant del tirador de tensió en la direcció desitjada, ajustant el voltatge de sortida fins que assoleixi el seu valor nominal.
Entre les mostres de dispositius estabilitzadors produïts per la indústria, hi ha models amb control suau i gradual.
El camp d’aplicació dels estabilitzadors trifàsics és força ampli. S’instal·len en circuits d’alimentació no només en producció, sinó també a casa, principalment en cases privades i de camp. Els dispositius estabilitzadors per a les necessitats de la llar, en general, tenen una potència baixa, limitada a 30-50 kW. Sovint s’instal·len unitats més consumidores d’energia (fins a 100 kW) a les oficines de la ciutat, als assentaments suburbans i a les petites empreses.
Per a una casa particular, és suficient un dispositiu que garanteixi una potència de sortida de fins a 50-70 kW. Les mostres industrials d’estabilitzadors amb una potència declarada superior a 100 kW s’instal·len a les botigues de les fàbriques, a les institucions mèdiques, als llocs d’exposició i als centres comercials. Els dispositius amb aïllament de tensió galvànica, que funcionen en condicions d’alta humitat, són molt demandats en institucions mèdiques especialitzades, laboratoris i centres científics.
Tipus d'estabilitzadors trifàsics
La indústria ha llançat la producció d'un gran nombre de modificacions d'estabilitzadors dissenyats per funcionar en xarxes trifàsiques. Una llista dels principals tipus d’aquestes unitats:
- dispositius de relé i tiristor;
- estabilitzadors electromecànics;
- models ferroresonants i inversors;
- electrodomèstics híbrids.
Cal tenir en compte cadascuna d’aquestes posicions.
Mostres de relés i tiristor
En els dispositius de relés, els relés electromagnètics s’utilitzen per canviar els girs de la bobina de sortida del transformador incorporat. Els sistemes d’aquesta classe es caracteritzen per tenir una velocitat suficient i són convenients en el seu funcionament i manteniment. Tot i això, a causa de la naturalesa mecànica del commutador, no són prou resistents (el recurs d’acció del relé és limitat). Al mateix temps, la precisió d’ajustar els indicadors de sortida de les unitats de relés no és suficient per a les necessitats pràctiques.
Els dispositius de tiristor no contenen contactes mecànics, ja que el seu circuit de commutació es basa en dispositius semiconductors. A causa d'això, els indicadors de fiabilitat i durabilitat de l'estabilitzador augmenten bruscament i el recurs és pràcticament il·limitat. Gràcies a la producció de components electrònics moderns que funciona bé, el cost d’aquest dispositiu és baix.
Models electromecànics
En unitats d’aquest tipus, la tensió de sortida s’ajusta movent mecànicament els raspalls del col·lector de corrent, que forma part del servoaccionament incorporat. Això explica la baixa taxa de regulació del paràmetre de sortida, que no supera els 15 volts per segon. Altres desavantatges d’aquests dispositius són:
- soroll excessiu;
- fortes espurnes durant el treball;
- baixa inèrcia (el dispositiu no té temps per respondre a canvis sobtats de la tensió d'entrada).
Una qualitat positiva dels dispositius electromecànics és l’alta precisió de configuració dels indicadors de sortida (tensió i potència).
Estabilitzadors ferroresonants
Aquest tipus de dispositius estabilitzadors s’assemblen als models de transformadors convencionals, en què el circuit magnètic té una pronunciada asimetria. És així com es diferencia dels dissenys típics amb característiques magnètiques no lineals. Un inconvenient important d’aquestes unitats és la seva baixa eficiència energètica.A més, quan és necessari controlar grans càrregues de corrent, s’obté l’estrangulament de línia de dimensions significatives.
Per reduir la mida i el pes del dispositiu, s’hi introdueix un condensador, a causa del qual el circuit magnètic adquireix propietats de ressonància. D'aquí el nom d'aquesta unitat: regulador ferroresonant. Avui en dia, aquest tipus d'estabilitzador (com el seu homòleg electromecànic) només s'utilitza en casos especials. A la vida quotidiana, van ser substituïts per dispositius electrònics moderns anomenats inversors.
Inversors
Els models d’inversors es construeixen segons un circuit electrònic complex que inclou diversos passos per convertir la tensió d’entrada. Gràcies a això, és possible obtenir un regulador gairebé ideal que permeti mantenir el nivell de sortida amb una precisió inabastable per a altres estabilitzadors. També s’ha ampliat el rang d’oscil·lacions d’entrada permeses i la velocitat de control només està limitada per la velocitat dels elements clau de sortida (transistors d’alta freqüència). L’únic inconvenient de les unitats electròniques és el seu elevat cost.
Dispositius híbrids
Aquest tipus de dispositiu estabilitzador va aparèixer al mercat fa relativament poc (el 2012). La base del seu disseny és un regulador mecànic, que inclou dos convertidors de tipus relé. En mode normal, només funciona un dispositiu electromecànic i entren en funcionament unitats addicionals quan el mòdul principal ja no pot fer front a les seves funcions.
La incapacitat de mantenir el nivell òptim a la sortida sol manifestar-se quan les tensions d’entrada són massa baixes o massa altes, limitades al rang de 144 a 256 volts. Si aquest valor és inferior a 144 o superior a 256 volts, la segona etapa d’estabilització, muntada en un relé e / m, comença a funcionar. El rang màxim d’ajust és de 105 a 280 volts.
