A unidade chamada "estabilizador de tensão trifásico" é um dispositivo eletrônico complexo que permite manter os parâmetros de potência de saída no nível desejado. A necessidade desses produtos é causada pela instabilidade da rede elétrica de 380 volts, cujas oscilações às vezes atingem valores perigosos. Ao instalar estabilizadores, é possível salvar equipamentos industriais e domésticos a eles conectados, que muitas vezes falham devido à tensão que ultrapassa os valores limite.
Características de design
Por seu projeto, um estabilizador trifásico consiste em três módulos monofásicos do mesmo tipo com um circuito comum de controle e monitoramento. Existem duas versões conhecidas de tais dispositivos:
- No primeiro caso, é um projeto único que inclui três circuitos de estabilização independentes.
- A segunda opção consiste em três estabilizadores monofásicos idênticos conectados em um esquema "estrela" e colocados na forma de módulos em um único rack.
A primeira das versões é usada para atender consumidores de baixo consumo de energia e é relativamente barata. Mas para isso você tem que pagar com sérios problemas que são possíveis durante o seu funcionamento. Se um dos 3 esquemas falhar, toda a estrutura deve ser reparada ou totalmente renovada. A segunda modificação (em forma de bastidor com módulos independentes) distingue-se pelo aumento da funcionalidade, que permite não interromper a alimentação em caso de falha de uma das linhas de fase. Nesse caso, a tensão é aplicada diretamente à saída, ignorando o módulo de problema.
Uma característica de conectar quaisquer modificações é o fornecimento separado da fase para cada um dos conversores, enquanto o zero de trabalho permanece comum a eles. Além disso, as caixas desses dispositivos devem ser conectadas a um circuito de aterramento existente em uma instalação industrial.
O circuito de controle e monitoramento dos estabilizadores de tensão 380 V opera de acordo com um algoritmo especial que permite não só ajustar o valor da tensão de saída, mas também desligar o dispositivo nos seguintes casos de emergência:
- o valor da tensão de uma das fases está abaixo ou acima do nível crítico;
- a temperatura dos elementos de controle dos módulos conversores excede o limite predefinido;
- um forte desequilíbrio de fase foi encontrado no circuito de consumo.
O desequilíbrio de fase é típico para o modo de operação com carga desigual, quando os valores das tensões de fase são deslocados para zero do neutro do transformador.
Um disjuntor de 4 polos embutido na unidade é usado como um elemento de proteção que desconecta a carga em uma emergência. O estabilizador trifásico é projetado externamente como uma estrutura de piso instalada verticalmente. Em seu painel frontal, além dos controles, são exibidos indicadores de tensão, feitos na forma de voltímetros de discagem ou modernos indicadores digitais.
Princípio de operação e escopo
- a base da maioria dos estabilizadores é um conversor-transformador com um número ajustável de voltas na saída, o que torna possível alterar a tensão através deles em uma direção ou outra;
- contanto que as leituras na entrada correspondam ao nominal, 220 volts normais são removidos do enrolamento de saída;
- se a tensão de entrada aumentou ou diminuiu, o controlador embutido no estabilizador processa a diferença e envia um sinal de controle para um mecanismo motor especial;
- o último move o cursor do extrator de tensão na direção desejada, ajustando a tensão de saída até atingir seu valor nominal.
Entre as amostras de dispositivos estabilizadores produzidos pela indústria, encontram-se modelos com controle suave e escalonado.
O campo de aplicação dos estabilizadores trifásicos é bastante amplo. Eles são instalados em circuitos de alimentação não só na produção, mas também em casa, principalmente em casas particulares e de campo. Dispositivos de estabilização para necessidades domésticas, via de regra, têm baixa potência nominal, limitada a 30-50 kW. As unidades mais intensivas em energia (até 100 kW) são freqüentemente instaladas em escritórios municipais, em assentamentos suburbanos, bem como em pequenas empresas.
Para uma dacha pessoal, um dispositivo que garante potência de saída de até 50-70 kW é o suficiente. Amostras industriais de estabilizadores com uma potência declarada de mais de 100 kW são instaladas nas lojas das fábricas, em instituições médicas, bem como em locais de exposição e em centros comerciais. Dispositivos com isolamento de tensão galvânica, operando em condições de alta umidade, são procurados em instituições médicas especializadas, laboratórios e centros científicos.
Tipos de estabilizadores trifásicos
A indústria lançou a produção de um grande número de modificações de estabilizadores projetados para operar em redes trifásicas. Uma lista dos principais tipos de unidades:
- dispositivos de relé e tiristor;
- estabilizadores eletromecânicos;
- modelos ferrorressonantes e inversores;
- aparelhos híbridos.
Cada uma dessas posições precisa de consideração separada.
Amostras de relé e tiristor
Em dispositivos de relé, relés eletromagnéticos são usados para alternar as voltas da bobina de saída do transformador embutido. Os sistemas desta classe são caracterizados por velocidade suficiente e são convenientes na operação e manutenção. No entanto, devido à natureza mecânica da comutação, eles não são duráveis o suficiente (o recurso de atuação do relé é limitado). Ao mesmo tempo, a precisão do ajuste dos indicadores de saída das unidades de relé é insuficiente para as necessidades práticas.
Os dispositivos tiristores não contêm contatos mecânicos, uma vez que seu circuito de comutação é construído com base em dispositivos semicondutores. Com isso, os indicadores de confiabilidade e durabilidade do estabilizador aumentam drasticamente, e o recurso é praticamente ilimitado. Graças ao bom funcionamento da produção de componentes eletrônicos modernos, o custo de tal dispositivo é baixo.
Modelos eletromecânicos
Em unidades deste tipo, a tensão de saída é ajustada movendo mecanicamente as escovas do coletor de corrente, que faz parte do servoconversor embutido. Isso explica a baixa taxa de regulagem do parâmetro de saída, que não ultrapassa 15 Volts por segundo. Outras desvantagens desses dispositivos incluem:
- barulho excessivo;
- forte faiscamento durante o trabalho;
- baixa inércia (o dispositivo não tem tempo para responder a mudanças repentinas na tensão de entrada).
Uma qualidade positiva dos dispositivos eletromecânicos é a alta precisão na configuração dos indicadores de saída (tensão e potência).
Estabilizadores ferrorressonantes
Este tipo de dispositivo de estabilização assemelha-se aos modelos convencionais de transformadores, nos quais o circuito magnético apresenta uma assimetria pronunciada. É assim que ele difere dos designs típicos com características magnéticas não lineares. Uma desvantagem significativa dessas unidades é sua baixa eficiência de energia.Além disso, quando é necessário controlar grandes cargas de corrente, a bobina de linha é obtida de dimensões significativas.
Para reduzir o tamanho e o peso do dispositivo, um capacitor é introduzido nele, devido ao qual o circuito magnético adquire propriedades ressonantes. Daí o nome desta unidade - regulador ferrorressonante. Hoje, esse tipo de estabilizador (como seu equivalente eletromecânico) é usado apenas em casos especiais. Na vida cotidiana, eles foram substituídos por dispositivos eletrônicos modernos chamados inversores.
Inversores
Os modelos de inversores são construídos de acordo com um circuito eletrônico complexo que inclui várias etapas para converter a tensão de entrada. Graças a isso, é possível obter um regulador quase ideal que permite manter o nível de saída com uma precisão inatingível para outros estabilizadores. A faixa de oscilações de entrada permitidas também foi expandida, e a velocidade de controle é limitada apenas pela velocidade dos elementos-chave de saída (transistores de alta frequência). A única desvantagem das unidades eletrônicas é seu alto custo.
Dispositivos híbridos
Este tipo de dispositivo estabilizador apareceu no mercado há relativamente pouco tempo (em 2012). A base de seu projeto é um regulador mecânico, que inclui dois conversores do tipo relé. No modo normal, apenas um dispositivo eletromecânico funciona e unidades adicionais entram em operação quando o módulo principal não pode mais lidar com suas funções.
A incapacidade de manter o nível ideal na saída geralmente se manifesta quando as tensões de entrada são muito baixas ou muito altas, limitadas à faixa de 144 a 256 volts. Se este valor for menor que 144 ou maior que 256 Volts, o segundo estágio de estabilização, montado em um relé e / m, começa a funcionar. A faixa máxima de ajuste é de 105 a 280 volts.
