De eenheid genaamd "driefasige spanningsstabilisator" is een complex elektronisch apparaat waarmee u de uitgangsvermogensparameters op het gewenste niveau kunt houden. De behoefte aan deze producten wordt veroorzaakt door de instabiliteit van de 380 volt netvoeding, waarvan de schommelingen soms gevaarlijke waarden bereiken. Bij het installeren van stabilisatoren is het mogelijk om industriële en huishoudelijke apparatuur die erop is aangesloten te sparen, die vaak uitvalt vanwege spanningsoverschrijdingen van de grenswaarden.
Ontwerpkenmerken
Door zijn ontwerp is een driefasige stabilisator drie enkelfasige modules van hetzelfde type met een gemeenschappelijk besturings- en bewakingscircuit. Er zijn twee bekende versies van dergelijke apparaten:
- In het eerste geval is het een enkel ontwerp met drie onafhankelijke stabilisatiecircuits.
- De tweede optie bestaat uit drie identieke enkelfasige stabilisatoren die zijn verbonden in een "ster" -schema en in de vorm van modules in een enkel rek zijn geplaatst.
De eerste van de versies wordt gebruikt om consumenten met een laag stroomverbruik te bedienen en is relatief goedkoop. Maar hiervoor moet u betalen met ernstige problemen die mogelijk zijn tijdens de werking ervan. Als een van de 3 schema's faalt, moet de hele structuur worden gerepareerd of volledig worden vernieuwd. De tweede wijziging (in de vorm van een rack met onafhankelijke modules) onderscheidt zich door verhoogde functionaliteit, waardoor de stroomtoevoer niet kan worden onderbroken in het geval van een storing in een van de faselijnen. In dit geval wordt de spanning rechtstreeks op de uitgang toegepast, waarbij de probleemmodule wordt omzeild.
Een kenmerk van het aansluiten van eventuele wijzigingen is de afzonderlijke toevoer van de fase naar elk van de converters, terwijl de werkende nul voor hen gemeenschappelijk blijft. Bovendien moeten de behuizingen van deze apparaten worden aangesloten op een bestaande aardlus bij een industriële faciliteit.
Het besturings- en bewakingscircuit van 380 V-spanningsstabilisatoren werkt volgens een speciaal algoritme waarmee niet alleen de uitgangsspanningswaarde kan worden aangepast, maar ook het apparaat kan worden uitgeschakeld in de volgende noodsituaties:
- de spanningswaarde van een van de fasen ligt onder of boven het kritische niveau;
- de temperatuur van de besturingselementen van de convertermodules overschrijdt de vooraf ingestelde drempel;
- er werd een sterke fase-onbalans gevonden in het verbruikscircuit.
Fase-onbalans is typerend voor de bedrijfsmodus met een ongelijke belasting, wanneer de waarden van de fasespanningen worden verschoven naar nul van de neutrale transformator.
Een 4-polige stroomonderbreker die in de unit is ingebouwd, wordt gebruikt als een beschermend element dat de belasting in geval van nood loskoppelt. De 3-fase stabilisator is extern ontworpen als een verticaal geïnstalleerde vloerconstructie. Op het voorpaneel worden naast bedieningselementen ook spanningsindicatoren weergegeven, gemaakt in de vorm van wijzerplaatvoltmeters of moderne digitale indicatoren.
Werkingsprincipe en reikwijdte:
- de basis van de meeste stabilisatoren is een converter-transformator met een instelbaar aantal windingen aan de uitgang, waardoor het mogelijk is om de spanning erover in de ene of de andere richting te veranderen;
- zolang de aflezingen aan de ingang overeenkomen met de nominale, normale 220 volt worden verwijderd uit de uitgangswikkeling;
- als de ingangsspanning omhoog of omlaag is veranderd, verwerkt de controller die in de stabilisator is ingebouwd het verschil en stuurt een stuursignaal naar een speciaal motormechanisme;
- de laatste beweegt de schuifregelaar van de spanningstrekker in de gewenste richting, waarbij de uitgangsspanning wordt aangepast totdat deze zijn nominale waarde bereikt.
Onder de voorbeelden van stabiliserende apparaten die door de industrie worden geproduceerd, zijn er modellen met soepele en stapsgewijze controle.
Het toepassingsgebied van driefasige stabilisatoren is vrij breed. Ze worden niet alleen in de productie in voedingscircuits geïnstalleerd, maar ook thuis, voornamelijk in privé- en landhuizen. Stabiliserende apparaten voor huishoudelijke behoeften hebben in de regel een laag vermogen, beperkt tot 30-50 kW. Meer energie-intensieve units (tot 100 kW) worden vaak geïnstalleerd in stadskantoren, in voorstedelijke nederzettingen en in kleine ondernemingen.
Voor een persoonlijke datsja is een apparaat dat een uitgangsvermogen tot 50-70 kW garandeert voldoende. Industriële monsters van stabilisatoren met een opgegeven vermogen van meer dan 100 kW worden geïnstalleerd in de winkels van fabrieken, in medische instellingen, maar ook op tentoonstellingslocaties en in winkelcentra. Apparaten met galvanische spanningsisolatie, die werken in omstandigheden met een hoge luchtvochtigheid, zijn in trek in gespecialiseerde medische instellingen, laboratoria en wetenschappelijke centra.
Soorten driefasige stabilisatoren
De industrie is begonnen met de productie van een groot aantal modificaties van stabilisatoren die zijn ontworpen om in driefasige netwerken te werken. Een lijst met de belangrijkste soorten van dergelijke eenheden:
- relais- en thyristorapparaten;
- elektromechanische stabilisatoren;
- ferroresonante en invertermodellen;
- hybride apparaten.
Elk van deze posities behoeft een aparte beschouwing.
Relais- en thyristormonsters
In relaisapparaten worden elektromagnetische relais gebruikt om de windingen van de uitgangsspoel van de ingebouwde transformator te schakelen. Systemen van deze klasse worden gekenmerkt door voldoende snelheid en zijn handig in gebruik en onderhoud. Vanwege de mechanische aard van het schakelen zijn ze echter niet duurzaam genoeg (de relaisactiveringsbron is beperkt). Tegelijkertijd is de nauwkeurigheid van het aanpassen van de uitgangsindicatoren van relaiseenheden onvoldoende voor praktische behoeften.
Thyristorapparaten bevatten geen mechanische contacten, omdat hun schakelcircuit is gebouwd op basis van halfgeleiderapparaten. Hierdoor zijn de indicatoren van betrouwbaarheid en duurzaamheid van de stabilisator sterk toegenomen en is de bron praktisch onbeperkt. Dankzij de goed werkende productie van moderne elektronische componenten zijn de kosten van een dergelijk apparaat laag.
Elektromechanische modellen
In dergelijke eenheden wordt de uitgangsspanning aangepast door de borstels van de stroomafnemer, die deel uitmaakt van de ingebouwde servoaandrijving, mechanisch te verplaatsen. Dit verklaart de lage regelsnelheid van de uitgangsparameter, die niet hoger is dan 15 volt per seconde. Andere nadelen van deze apparaten zijn:
- geluidsoverlast;
- sterke vonken tijdens het werk;
- lage traagheid (het apparaat heeft geen tijd om te reageren op plotselinge veranderingen in de ingangsspanning).
Een positieve kwaliteit van elektromechanische apparaten is de hoge nauwkeurigheid van het instellen van de uitgangsindicatoren (spanning en vermogen).
Ferroresonante stabilisatoren
Dit type stabiliserende apparaten lijkt op conventionele transformatormodellen, waarin het magnetische circuit een uitgesproken asymmetrie heeft. Dit is hoe het verschilt van typische ontwerpen met niet-lineaire magnetische kenmerken. Een belangrijk nadeel van deze units is hun lage energierendement.Bovendien, wanneer het nodig is om grote stroombelastingen te regelen, wordt de lijnsmoorspoel van significante afmetingen verkregen.
Om de grootte en het gewicht van het apparaat te verminderen, wordt er een condensator in geïntroduceerd, waardoor het magnetische circuit resonerende eigenschappen krijgt. Vandaar de naam van deze eenheid - ferroresonante regelaar. Tegenwoordig wordt dit type stabilisator (zoals zijn elektromechanische tegenhanger) alleen in speciale gevallen gebruikt. In het dagelijks leven werden ze vervangen door moderne elektronische apparaten, omvormers genaamd.
Omvormers
Invertermodellen zijn gebouwd volgens een complex elektronisch circuit dat verschillende stappen omvat voor het converteren van de ingangsspanning. Hierdoor is het mogelijk om een bijna ideale regelaar te verkrijgen waarmee u het uitgangsniveau kunt handhaven met een nauwkeurigheid die onbereikbaar is voor andere stabilisatoren. Het bereik van toegestane ingangsoscillaties is ook uitgebreid en de regelsnelheid wordt alleen beperkt door de snelheid van de uitgangssleutelelementen (hoogfrequente transistors). Het enige nadeel van elektronische eenheden is hun hoge kosten.
Hybride apparaten
Dit type stabilisator is relatief recent (in 2012) op de markt verschenen. De basis van het ontwerp is een mechanische regelaar, die twee converters van het relaistype bevat. In de normale modus werkt alleen een elektromechanisch apparaat en worden extra eenheden in werking gesteld wanneer de hoofdmodule zijn functies niet meer aankan.
Het onvermogen om het optimale niveau aan de uitgang te handhaven, manifesteert zich meestal wanneer de ingangsspanningen te laag of te hoog zijn, beperkt tot het bereik van 144 tot 256 volt. Als deze waarde lager is dan 144 of hoger dan 256 volt, begint de tweede stabilisatiefase, gemonteerd op een e / m-relais, te werken. Het maximale instelbereik is van 105 tot 280 volt.
