L'unité appelée "stabilisateur de tension triphasé" est un dispositif électronique complexe qui vous permet de maintenir les paramètres de puissance de sortie au niveau souhaité. Le besoin de ces produits est dû à l'instabilité du réseau 380 volts dont les fluctuations atteignent parfois des valeurs dangereuses. Lors de l'installation de stabilisateurs, il est possible d'économiser les équipements industriels et ménagers qui y sont connectés, qui tombent souvent en panne en raison d'une tension dépassant les valeurs limites.
Caractéristiques de conception
De par sa conception, un stabilisateur triphasé est constitué de trois modules monophasés du même type avec un circuit de contrôle et de surveillance commun. Il existe deux versions connues de ces appareils :
- Dans le premier cas, il s'agit d'une conception unique qui comprend trois circuits de stabilisation indépendants.
- La deuxième option consiste en trois stabilisateurs monophasés identiques connectés en "étoile" et placés sous forme de modules dans un seul rack.
La première des versions est utilisée pour l'entretien des consommateurs de faible puissance et est relativement bon marché. Mais pour cela, vous devez payer avec de graves problèmes qui sont possibles lors de son fonctionnement. Si l'un des 3 schémas échoue, toute la structure doit être réparée ou entièrement renouvelée. La deuxième modification (sous la forme d'un rack avec des modules indépendants) se distingue par une fonctionnalité accrue, qui permet de ne pas interrompre l'alimentation en cas de défaillance de l'une des lignes de phase. Dans ce cas, la tension est appliquée directement à la sortie, en contournant le module problématique.
Une caractéristique de la connexion d'éventuelles modifications est l'alimentation séparée de la phase à chacun des convertisseurs, tandis que le zéro de travail leur reste commun. De plus, les boîtiers de ces appareils doivent être connectés à une boucle de mise à la terre existante dans une installation industrielle.
Le circuit de commande et de surveillance des stabilisateurs de tension 380 V fonctionne selon un algorithme spécial qui permet non seulement de régler la valeur de la tension de sortie, mais également d'éteindre l'appareil dans les cas d'urgence suivants :
- la valeur de tension d'une des phases est inférieure ou supérieure au niveau critique ;
- la température des éléments de commande des modules convertisseurs dépasse le seuil prédéfini ;
- un fort déséquilibre de phase a été constaté dans le circuit de consommation.
Le déséquilibre de phase est typique pour le mode de fonctionnement avec une charge inégale, lorsque les valeurs des tensions de phase sont décalées vers zéro du neutre du transformateur.
Un disjoncteur à 4 pôles intégré à l'unité est utilisé comme élément de protection qui déconnecte la charge en cas d'urgence. Le stabilisateur triphasé est conçu à l'extérieur comme une structure de plancher installée verticalement. Sur sa face avant, en plus des commandes, des indicateurs de tension sont affichés, réalisés sous la forme de voltmètres à cadran ou d'indicateurs numériques modernes.
Principe de fonctionnement et portée
- la base de la plupart des stabilisateurs est un convertisseur-transformateur avec un nombre de spires réglable en sortie, ce qui permet de modifier la tension à leurs bornes dans un sens ou dans l'autre;
- tant que les lectures à l'entrée correspondent à la valeur nominale, 220 volts normaux sont retirés de l'enroulement de sortie;
- si la tension d'entrée a augmenté ou diminué, le contrôleur intégré au stabilisateur traite la différence et envoie un signal de commande à un mécanisme moteur spécial ;
- ce dernier déplace le curseur de l'extracteur de tension dans la direction souhaitée, en ajustant la tension de sortie jusqu'à ce qu'elle atteigne sa valeur nominale.
Parmi les échantillons de dispositifs de stabilisation produits par l'industrie, il existe des modèles à contrôle progressif et progressif.
Le domaine d'application des stabilisateurs triphasés est assez large. Ils sont installés dans les circuits d'alimentation non seulement en production, mais aussi à la maison, principalement dans les maisons privées et de campagne. En règle générale, les dispositifs de stabilisation pour les besoins domestiques ont une faible puissance, limitée à 30-50 kW. Des unités plus énergivores (jusqu'à 100 kW) sont souvent installées dans les bureaux des villes, dans les agglomérations suburbaines, ainsi que dans les petites entreprises.
Pour une datcha personnelle, un appareil garantissant une puissance de sortie allant jusqu'à 50-70 kW suffit amplement. Des échantillons industriels de stabilisateurs d'une puissance déclarée supérieure à 100 kW sont installés dans les magasins d'usines, dans les établissements médicaux, ainsi que sur les sites d'exposition et dans les centres commerciaux. Les appareils à isolation galvanique de tension, fonctionnant dans des conditions d'humidité élevée, sont demandés dans les institutions médicales spécialisées, les laboratoires et les centres scientifiques.
Types de stabilisateurs triphasés
L'industrie a lancé la production d'un grand nombre de modifications de stabilisateurs conçus pour fonctionner dans des réseaux triphasés. Une liste des principaux types de telles unités:
- dispositifs à relais et à thyristors;
- stabilisateurs électromécaniques;
- modèles ferrorésonants et inverseurs;
- appareils hybrides.
Chacun de ces postes doit être examiné séparément.
Echantillons relais et thyristors
Dans les dispositifs à relais, les relais électromagnétiques sont utilisés pour commuter les spires de la bobine de sortie du transformateur intégré. Les systèmes de cette classe se caractérisent par une vitesse suffisante et sont pratiques à utiliser et à entretenir. Cependant, en raison de la nature mécanique de la commutation, ils ne sont pas suffisamment durables (la ressource d'actionnement du relais est limitée). Dans le même temps, la précision du réglage des indicateurs de sortie des unités de relais est insuffisante pour les besoins pratiques.
Les dispositifs à thyristors ne contiennent pas de contacts mécaniques, car leur circuit de commutation est construit sur la base de dispositifs à semi-conducteurs. De ce fait, les indicateurs de fiabilité et de durabilité du stabilisateur sont fortement augmentés et la ressource est pratiquement illimitée. Grâce au bon fonctionnement de la production de composants électroniques modernes, le coût d'un tel appareil est faible.
Modèles électromécaniques
Dans les unités de ce type, la tension de sortie est ajustée en déplaçant mécaniquement les balais du collecteur de courant, qui fait partie du servomoteur intégré. Ceci explique le faible taux de régulation du paramètre de sortie, qui ne dépasse pas 15 Volts par seconde. Les autres inconvénients de ces appareils incluent :
- bruit excessif;
- fortes étincelles pendant le travail;
- faible inertie (l'appareil n'a pas le temps de réagir aux changements brusques de la tension d'entrée).
Une qualité positive des dispositifs électromécaniques est la grande précision de réglage des indicateurs de sortie (tension et puissance).
Stabilisateurs ferrorésonants
Ce type de dispositifs de stabilisation ressemble aux modèles de transformateurs conventionnels, dans lesquels le circuit magnétique présente une asymétrie prononcée. C'est en quoi il diffère des conceptions typiques avec des caractéristiques magnétiques non linéaires. Un inconvénient important de ces unités est leur faible rendement énergétique.De plus, lorsqu'il est nécessaire de contrôler des charges de courant importantes, la self de ligne est de grande taille.
Pour réduire la taille et le poids de l'appareil, un condensateur y est introduit, grâce auquel le circuit magnétique acquiert des propriétés de résonance. D'où le nom de cette unité - régulateur ferrorésonant. Aujourd'hui, ce type de stabilisateur (comme son homologue électromécanique) n'est utilisé que dans des cas particuliers. Dans la vie de tous les jours, ils ont été remplacés par des appareils électroniques modernes appelés onduleurs.
Onduleurs
Les modèles d'onduleurs sont construits selon un circuit électronique complexe qui comprend plusieurs étapes pour convertir la tension d'entrée. Grâce à cela, il est possible d'obtenir un régulateur presque idéal qui permet de maintenir le niveau de sortie avec une précision inaccessible pour d'autres stabilisateurs. La plage d'oscillations d'entrée admissibles a également été étendue et la vitesse de commande n'est limitée que par la vitesse des éléments clés de sortie (transistors haute fréquence). Le seul inconvénient des unités électroniques est leur coût élevé.
Appareils hybrides
Ce type de dispositif de stabilisation est apparu sur le marché relativement récemment (en 2012). La base de sa conception est un régulateur mécanique, qui comprend deux convertisseurs de type relais. En mode normal, seul un dispositif électromécanique fonctionne, et des unités supplémentaires entrent en service lorsque le module principal ne peut plus assurer ses fonctions.
L'incapacité à maintenir le niveau optimal à la sortie se manifeste généralement lorsque les tensions d'entrée sont trop faibles ou trop élevées, limitées à la plage de 144 à 256 volts. Si cette valeur est inférieure à 144 ou supérieure à 256 Volts, le deuxième étage de stabilisation, monté sur un relais e/m, commence à fonctionner. La plage de réglage maximale est de 105 à 280 volts.
