Jednotka s názvem „třífázový stabilizátor napětí“ je složité elektronické zařízení, které umožňuje udržovat parametry výstupního výkonu na požadované úrovni. Potřeba těchto produktů je způsobena nestabilitou síťového napájení 380 voltů, jehož fluktuace někdy dosahují nebezpečných hodnot. Při instalaci stabilizátorů je možné uložit průmyslová a domácí zařízení k nim připojená, která často selhávají kvůli překročení mezních hodnot napětí.
Designové vlastnosti
Konstrukčním řešením jsou třífázový stabilizátor tři jednofázové moduly stejného typu se společným řídicím a monitorovacím obvodem. Existují dvě známé verze těchto zařízení:
- V prvním případě jde o jediný design, který zahrnuje tři nezávislé stabilizační obvody.
- Druhá možnost se skládá ze tří identických jednofázových stabilizátorů zapojených do „hvězdicového“ schématu a umístěných ve formě modulů do jednoho stojanu.
První z verzí slouží zákazníkům s nízkou spotřebou energie a je relativně levná. Ale za to musíte platit s vážnými problémy, které jsou možné během jeho provozu. Pokud jedno ze 3 schémat selže, musí být celá konstrukce opravena nebo zcela obnovena. Druhá modifikace (ve formě stojanu s nezávislými moduly) se vyznačuje zvýšenou funkčností, která umožňuje nepřerušit napájení v případě poruchy jedné z fázových linek. V tomto případě je napětí přivedeno na výstup přímo a obchází problémový modul.
Vlastností připojení jakýchkoli modifikací je samostatné napájení fáze každému z měničů, zatímco pracovní nula pro ně zůstává společná. Kromě toho musí být pouzdra těchto zařízení připojena ke stávající zemnící smyčce v průmyslovém zařízení.
Řídicí a monitorovací obvod stabilizátorů napětí 380 V pracuje podle speciálního algoritmu, který umožňuje nejen nastavení hodnoty výstupního napětí, ale také vypnutí zařízení v následujících nouzových případech:
- hodnota napětí jedné z fází je pod nebo nad kritickou úrovní;
- teplota ovládacích prvků modulů převodníku překračuje nastavenou prahovou hodnotu;
- v okruhu spotřeby byla zjištěna silná fázová nerovnováha.
Fázová nevyváženost je typická pro provozní režim s nerovnoměrným zatížením, kdy jsou hodnoty fázových napětí posunuty směrem k nule neutrálu transformátoru.
Jako ochranný prvek, který v případě nouze odpojí zátěž, se používá 4pólový jistič zabudovaný do jednotky. 3fázový stabilizátor je externě navržen jako vertikálně instalovaná podlahová konstrukce. Na jeho předním panelu se kromě ovládacích prvků zobrazují indikátory napětí, vyrobené ve formě číselníkových voltmetrů nebo moderních digitálních indikátorů.
Princip činnosti a rozsah
- základem většiny stabilizátorů je převodník-transformátor s nastavitelným počtem závitů na výstupu, což umožňuje měnit napětí na nich v jednom nebo druhém směru;
- pokud odečty na vstupu odpovídají jmenovité hodnotě, je z výstupního vinutí odstraněno normálních 220 voltů;
- pokud se vstupní napětí změnilo nahoru nebo dolů, regulátor zabudovaný do stabilizátoru zpracuje rozdíl a odešle řídicí signál do speciálního motorového mechanismu;
- druhý pohybuje posuvníkem tahače napětí v požadovaném směru a upravuje výstupní napětí, dokud nedosáhne své jmenovité hodnoty.
Mezi vzorky stabilizačních zařízení vyráběných průmyslem patří modely s plynulým a postupným řízením.
Oblast použití třífázových stabilizátorů je poměrně široká. Jsou instalovány v napájecích obvodech nejen ve výrobě, ale také doma, zejména v soukromých a venkovských domech. Stabilizační zařízení pro potřeby domácnosti mají zpravidla nízký výkon, omezený na 30-50 kW. Energeticky náročnější jednotky (do 100 kW) se často instalují v městských úřadech, v předměstských osadách i v malých podnicích.
Pro osobní chatu je zařízení, které zaručuje výstupní výkon až 50-70 kW, dostačující. Průmyslové vzorky stabilizátorů s deklarovaným výkonem nad 100 kW jsou instalovány v obchodech továren, v lékařských zařízeních, stejně jako na výstavištích a v nákupních centrech. Zařízení s galvanickým oddělením napětí, pracující za podmínek vysoké vlhkosti, jsou žádaná ve specializovaných lékařských zařízeních, laboratořích a vědeckých centrech.
Typy třífázových stabilizátorů
Toto odvětví zahájilo výrobu velkého počtu modifikací stabilizátorů určených pro provoz v třífázových sítích. Seznam hlavních typů těchto jednotek:
- reléová a tyristorová zařízení;
- elektromechanické stabilizátory;
- ferorezonanční a invertorové modely;
- hybridní zařízení.
Každá z těchto pozic vyžaduje zvláštní zvážení.
Relé a tyristorové vzorky
V reléových zařízeních se elektromagnetická relé používají k přepínání otáček výstupní cívky vestavěného transformátoru. Systémy této třídy se vyznačují dostatečnou rychlostí a jsou pohodlné při provozu a údržbě. Vzhledem k mechanické povaze přepínání však nejsou dostatečně odolné (zdroj ovládání relé je omezen). Přesnost nastavení výstupních indikátorů reléových jednotek je zároveň pro praktické potřeby nedostatečná.
Tyristorová zařízení neobsahují mechanické kontakty, protože jejich spínací obvod je postaven na bázi polovodičových součástek. Díky tomu se ukazatele spolehlivosti a trvanlivosti stabilizátoru prudce zvyšují a zdroj je prakticky neomezený. Díky dobře fungující výrobě moderních elektronických součástek jsou náklady na takové zařízení nízké.
Elektromechanické modely
U jednotek tohoto typu se výstupní napětí upravuje mechanickým pohybem kartáčů sběrače proudu, který je součástí zabudovaného servopohonu. To vysvětluje nízkou míru regulace výstupního parametru, která nepřesahuje 15 voltů za sekundu. Mezi další nevýhody těchto zařízení patří:
- nadměrný hluk;
- silné jiskření během práce;
- nízká setrvačnost (zařízení nemá čas reagovat na náhlé změny vstupního napětí).
Pozitivní kvalitou elektromechanických zařízení je vysoká přesnost nastavení výstupních indikátorů (napětí a výkon).
Ferorezonanční stabilizátory
Tento typ stabilizačních zařízení se podobá konvenčním modelům transformátorů, u nichž má magnetický obvod výraznou asymetrii. Tím se liší od typických vzorů s nelineárními magnetickými charakteristikami. Významnou nevýhodou těchto jednotek je jejich nízká energetická účinnost.Kromě toho, když je nutné ovládat velká proudová zatížení, získá se síťová tlumivka významných rozměrů.
Pro snížení velikosti a hmotnosti zařízení je do něj zaveden kondenzátor, díky němuž magnetický obvod získává rezonanční vlastnosti. Odtud název této jednotky - ferorezonanční regulátor. Dnes se tento typ stabilizátoru (stejně jako jeho elektromechanický protějšek) používá pouze ve zvláštních případech. V každodenním životě byly nahrazeny moderními elektronickými zařízeními zvanými invertory.
Střídače
Modely invertorů jsou konstruovány podle složitého elektronického obvodu, který zahrnuje několik kroků pro převod vstupního napětí. Díky tomu je možné získat téměř ideální regulátor, který vám umožní udržovat výstupní úroveň s přesností nedosažitelnou pro jiné stabilizátory. Rozšířil se také rozsah povolených vstupních kmitů a řídicí rychlost je omezena pouze rychlostí výstupních klíčových prvků (vysokofrekvenční tranzistory). Jedinou nevýhodou elektronických jednotek je jejich vysoká cena.
Hybridní zařízení
Tento typ stabilizačního zařízení se na trhu objevil relativně nedávno (v roce 2012). Základem jeho konstrukce je mechanický regulátor, který obsahuje dva reléové převodníky. V normálním režimu funguje pouze elektromechanické zařízení a další jednotky vstoupí do provozu, když hlavní modul již nedokáže zvládnout své funkce.
Neschopnost udržet optimální úroveň na výstupu se obvykle projeví, když jsou vstupní napětí příliš nízká nebo příliš vysoká, omezená na rozsah od 144 do 256 voltů. Pokud je tato hodnota menší než 144 nebo vyšší než 256 voltů, začne fungovat druhý stupeň stabilizace, sestavený na relé e / m. Maximální rozsah nastavení je od 105 do 280 voltů.