Unitatea numită „stabilizator de tensiune trifazat” este un dispozitiv electronic complex care vă permite să mențineți parametrii puterii de ieșire la nivelul dorit. Necesitatea acestor produse este cauzată de instabilitatea rețelei de 380 volți, ale cărei fluctuații ating uneori valori periculoase. Atunci când instalați stabilizatori, este posibil să salvați echipamente industriale și de uz casnic conectate la acesta, care deseori nu reușesc din cauza tensiunii care depășește valorile limită.
Caracteristici de proiectare
Prin proiectarea sa, un stabilizator trifazat este trei module monofazate de același tip cu un circuit comun de control și monitorizare. Există două versiuni cunoscute ale acestor dispozitive:
- În primul caz, este un singur design care include trei circuite independente de stabilizare.
- A doua opțiune constă din trei stabilizatori monofazici identici conectați într-o schemă „stea” și așezați sub formă de module într-un singur rack.
Prima dintre versiuni este utilizată pentru a servi consumatorilor cu consum redus de energie și este relativ ieftină. Dar pentru aceasta trebuie să plătiți cu probleme grave care sunt posibile în timpul funcționării sale. Dacă una dintre cele 3 scheme eșuează, întreaga structură trebuie reparată sau reînnoită complet. A doua modificare (sub forma unui rack cu module independente) se distinge prin funcționalitate sporită, care permite să nu întrerupă sursa de alimentare în cazul unei defecțiuni a uneia dintre liniile de fază. În acest caz, tensiunea este aplicată direct la ieșire, ocolind modulul problemei.
O caracteristică a conectării oricăror modificări este furnizarea separată a fazei la fiecare dintre convertoare, în timp ce zero-ul de lucru rămâne comun pentru acestea. În plus, carcasele acestor dispozitive trebuie conectate la o buclă de împământare existentă la o instalație industrială.
Circuitul de control și monitorizare a stabilizatoarelor de tensiune de 380 V funcționează conform unui algoritm special care permite nu numai reglarea valorii tensiunii de ieșire, ci și oprirea dispozitivului în următoarele cazuri de urgență:
- valoarea tensiunii uneia dintre faze este sub sau peste nivelul critic;
- temperatura elementelor de control ale modulelor convertizorului depășește pragul prestabilit;
- s-a constatat un dezechilibru puternic de fază în circuitul de consum.
Dezechilibrul de fază este tipic pentru modul de funcționare cu o sarcină inegală, când valorile tensiunilor de fază sunt deplasate spre zero din neutrul transformatorului.
Un întrerupător cu 4 poli încorporat în unitate este utilizat ca element de protecție care deconectează sarcina în caz de urgență. Stabilizatorul trifazic este proiectat extern ca o structură de pardoseală instalată vertical. Pe panoul frontal, pe lângă comenzi, sunt afișate indicatoare de tensiune, realizate sub formă de voltmetre cu cadran sau indicatoare digitale moderne.
Principiul de funcționare și domeniul de aplicare
- baza majorității stabilizatorilor este un convertor-transformator cu un număr reglabil de rotații la ieșire, ceea ce face posibilă schimbarea tensiunii peste ele într-o direcție sau alta;
- atâta timp cât citirile la intrare corespund nominalului, 220 volți normali sunt scoși din înfășurarea de ieșire;
- dacă tensiunea de intrare s-a modificat în sus sau în jos, controlerul încorporat în stabilizator procesează diferența și trimite un semnal de control către un mecanism motor special;
- acesta din urmă deplasează glisorul de extragere a tensiunii în direcția dorită, reglând tensiunea de ieșire până când atinge valoarea nominală.
Printre eșantioanele de dispozitive de stabilizare produse de industrie, există modele cu control lin și pas cu pas.
Domeniul de aplicare al stabilizatorilor trifazici este destul de larg. Acestea sunt instalate în circuite de alimentare nu numai în producție, ci și acasă, în principal în case private și la țară. Dispozitivele de stabilizare pentru nevoile gospodăriei, de regulă, au o putere redusă, limitată la 30-50 kW. Unități mai consumatoare de energie (până la 100 kW) sunt adesea instalate în birourile orașului, în așezările suburbane, precum și în întreprinderile mici.
Pentru un dacha personal, un dispozitiv care garantează o putere de ieșire de până la 50-70 kW este suficient. Eșantioane industriale de stabilizatori cu o putere declarată mai mare de 100 kW sunt instalate în magazinele fabricilor, în instituțiile medicale, precum și în locațiile expoziționale și în centrele comerciale. Dispozitivele cu izolație galvanică de tensiune, care funcționează în condiții de umiditate ridicată, sunt solicitate în instituții medicale specializate, laboratoare și centre științifice.
Tipuri de stabilizatori trifazici
Industria a lansat producția unui număr mare de modificări ale stabilizatorilor proiectate să funcționeze în rețele trifazate. O listă cu principalele tipuri de astfel de unități:
- dispozitive cu releu și tiristor;
- stabilizatori electromecanici;
- modele ferorezonante și invertoare;
- aparate hibride.
Fiecare dintre aceste poziții necesită o analiză separată.
Releuri și probe de tiristor
În dispozitivele cu relee, releele electromagnetice sunt utilizate pentru a comuta rotațiile bobinei de ieșire a transformatorului încorporat. Sistemele din această clasă se caracterizează prin viteză suficientă și sunt convenabile în exploatare și întreținere. Cu toate acestea, datorită naturii mecanice a comutării, acestea nu sunt suficient de durabile (resursa de acționare a releului este limitată). În același timp, precizia reglării indicatorilor de ieșire a unităților de releu este insuficientă pentru necesități practice.
Dispozitivele tiristor nu conțin contacte mecanice, deoarece circuitul lor de comutare este construit pe baza dispozitivelor semiconductoare. Datorită acestui fapt, indicatorii de fiabilitate și durabilitate ai stabilizatorului sunt crescuți brusc, iar resursa este practic nelimitată. Datorită producției funcționale a componentelor electronice moderne, costul unui astfel de dispozitiv este redus.
Modele electromecanice
În unitățile de acest tip, tensiunea de ieșire este reglată prin mișcarea mecanică a periilor colectorului de curent, care face parte din servomotorul încorporat. Aceasta explică rata redusă de reglare a parametrului de ieșire, care nu depășește 15 volți pe secundă. Alte dezavantaje ale acestor dispozitive includ:
- zgomot excesiv;
- scântei puternice în timpul lucrului;
- inerție scăzută (dispozitivul nu are timp să răspundă la modificările bruște ale tensiunii de intrare).
O calitate pozitivă a dispozitivelor electromecanice este precizia ridicată a setării indicatorilor de ieșire (tensiune și putere).
Stabilizatori ferorezonanți
Acest tip de dispozitive de stabilizare seamănă cu modelele de transformatoare convenționale, în care circuitul magnetic are o asimetrie pronunțată. Acesta diferă de modelele tipice cu caracteristici magnetice neliniare. Un dezavantaj semnificativ al acestor unități este eficiența redusă a energiei.În plus, atunci când este necesar să se controleze sarcini mari de curent, obturatorul de linie se obține de dimensiuni semnificative.
Pentru a reduce dimensiunea și greutatea dispozitivului, este introdus în el un condensator, datorită căruia circuitul magnetic capătă proprietăți rezonante. De aici și numele acestei unități - regulator ferorezonant. Astăzi, acest tip de stabilizator (la fel ca omologul său electromecanic) este utilizat numai în cazuri speciale. În viața de zi cu zi, au fost înlocuite de dispozitive electronice moderne numite invertoare.
Invertoare
Modelele de invertoare sunt construite conform unui circuit electronic complex care include mai mulți pași pentru conversia tensiunii de intrare. Datorită acestui fapt, este posibil să obțineți un regulator aproape ideal care să vă permită să mențineți nivelul de ieșire cu o precizie de neatins pentru alți stabilizatori. Gama de oscilații admise de intrare a fost, de asemenea, extinsă, iar viteza de control este limitată doar de viteza elementelor cheie de ieșire (tranzistoare de înaltă frecvență). Singurul dezavantaj al unităților electronice este costul ridicat al acestora.
Dispozitive hibride
Acest tip de dispozitiv de stabilizare a apărut pe piață relativ recent (în 2012). Baza proiectării sale este un regulator mecanic, care include două convertoare de tip releu. În modul normal, funcționează doar un dispozitiv electromecanic, iar unitățile suplimentare intră în funcțiune atunci când modulul principal nu mai poate face față funcțiilor sale.
Incapacitatea de a menține nivelul optim la ieșire se manifestă de obicei atunci când tensiunile de intrare sunt prea mici sau prea mari, limitate la intervalul de la 144 la 256 de volți. Dacă această valoare este mai mică de 144 sau mai mare de 256 de volți, a doua etapă de stabilizare, asamblată pe un releu e / m, începe să funcționeze. Gama maximă de reglare este de la 105 la 280 de volți.
