La unitat anomenada “estabilitzador de tensió trifàsic” és un complex dispositiu electrònic que permet mantenir la potència de sortida al nivell adequat. La necessitat d’aquests productes es produeix per la inestabilitat de l’alimentació de 380 V, les fluctuacions de les quals de vegades arriben a valors perillosos. En instal·lar estabilitzadors, és possible protegir els equips industrials i domèstics connectats a ell, que sovint falla a causa que la tensió supera els valors límits.
Funcions de disseny
Pel seu disseny, un estabilitzador trifàsic és tres mòduls monofàsics monofàsics amb un circuit comú de control i control. Es coneixen dues versions d'aquests dispositius:
- En el primer cas, es tracta d’un disseny únic, que inclou tres circuits d’estabilització independents.
- La segona opció són tres estabilitzadors monofàsics idèntics, connectats segons l’esquema “estrella” i col·locats en forma de mòduls en un sol cremallera.
La primera versió s'utilitza per servir a consumidors de baix consum i és relativament barat. Però heu de pagar-lo amb problemes greus possibles durant el seu funcionament. Si un dels tres esquemes falla, tota l’estructura s’ha de reparar o actualitzar completament. La segona modificació (en forma de cremallera amb mòduls independents) es caracteritza per una funcionalitat augmentada, que permet no interrompre l’alimentació en cas de fallada d’una de les línies de fase. En aquest cas, la tensió s'aplica directament a la sortida, passant per alt el mòdul problema.
Una característica de la connexió de qualsevol modificació és un subministrament de fase separat a cadascun dels convertidors, mentre que el seu zero de treball continua sent comú. A més, els tancaments d’aquests dispositius estan necessàriament connectats al circuit de posada a terra disponible a la instal·lació industrial.
El circuit de control i control dels estabilitzadors de tensió de 380 V funciona segons un algoritme especial que permet no només ajustar el valor de la tensió de sortida, sinó també apagar el dispositiu en els casos d'emergència següents:
- el valor de tensió d’una de les fases per sota o per sobre del nivell crític;
- la temperatura dels elements d’ajust dels mòduls convertidors supera un llindar predeterminat;
- es va detectar un fort desequilibri de fase en el patró de consum.
Un desequilibri de fase és característic d’un mode de funcionament amb una càrrega desigual, quan els valors de tensió de fase es desplacen cap al zero del neutre del transformador.
Com a element de protecció, desconnectant la càrrega en cas d’emergència, s’utilitza un interruptor de 4 pols integrat a la unitat. L’estabilitzador trifàsic està dissenyat externament com una estructura de sòl muntada verticalment. A més dels controls, es mostren indicadors de tensió al seu panell frontal, realitzats en forma de voltímetres de punter o indicadors digitals moderns.
Principi de treball i abast
L’objectiu de qualsevol estabilitzador és mantenir la tensió de sortida a un nivell determinat. Per comprendre el principi del seu funcionament, primer heu de familiaritzar-vos amb les següents característiques del dispositiu intern:
- la base de la majoria de estabilitzadors és un transformador-transformador amb un nombre de voltes regulable a la sortida, que permet canviar la tensió sobre ells en una direcció o una altra;
- sempre que les lectures d’entrada corresponin al nominal, es prenen 220 volts normals del bobinatge de sortida;
- si la tensió d’entrada ha canviat cap amunt o cap avall, el controlador integrat a l’estabilitzador processa la diferència i proporciona un senyal de control a un mecanisme motor especial;
- aquest últim mou el motor stripper de tensió en la direcció desitjada, ajustant el voltatge de sortida fins a assolir el seu valor nominal.
Entre els models de dispositius estabilitzants produïts per la indústria, es distingeixen models amb ajustament suau i pas.
L’abast dels estabilitzadors trifàsics és força ampli. S’instal·len en circuits d’alimentació no només a la producció, sinó també a la llar, principalment a cases particulars i suburbanes. Els dispositius estabilitzadors per a les necessitats domèstiques, per regla general, es caracteritzen per un indicador de poca potència, limitat a 30-50 kW. Sovint s’instal·len unitats que consumeixen més energia (fins a 100 kW) a les oficines de la ciutat, als pobles dels suburbis, així com a les petites empreses.
Per a una residència d’estiu personal, és suficient el dispositiu que garanteixi obtenir una potència de sortida fins a 50-70 kW. Els dissenys industrials d’estabilitzadors amb una potència declarada superior a 100 kW s’instal·len a les botigues de fàbriques, a les institucions mèdiques, així com a les sales d’exposicions i en centres comercials. Els equips aïllats en tensió que operen en condicions d’alta humitat són exigibles a instal·lacions mèdiques especialitzades, laboratoris i centres d’investigació.
Tipus d’estabilitzadors trifàsics
La indústria ha llançat la producció d’un gran nombre de modificacions d’estabilitzadors dissenyats per funcionar en xarxes trifàsiques. La llista dels principals tipus d'aquestes unitats:
- dispositius de relé i tiristors;
- estabilitzadors electromecànics;
- models ferroresonants i inversors;
- electrodomèstics híbrids.
Cadascuna d’aquestes posicions necessita una consideració separada.
Mostres de relé i tiristor
En dispositius de relé, els relés electromagnètics s'utilitzen per canviar els girs de la bobina de sortida del transformador integrat. Els sistemes d'aquesta classe es distingeixen per la velocitat suficient i són convenient en el funcionament i el manteniment. Tanmateix, a causa de la naturalesa mecànica de la commutació, no són prou duradores (el recurs de resposta del relé és limitat). Al mateix temps, la precisió d'ajustar els indicadors de sortida de les unitats de relé és insuficient per a les necessitats pràctiques.
Els dispositius tiristors no contenen contactes mecànics, ja que el seu circuit de commutació es basa en dispositius semiconductors. A causa d'això, els indicadors de fiabilitat i durabilitat de l'estabilitzador augmenten bruscament i el recurs és gairebé il·limitat. Gràcies a la producció racionalitzada de components electrònics moderns, el cost d'aquest dispositiu és baix.
Models electromecànics
En unitats d’aquest tipus, el voltatge de sortida s’ajusta mitjançant el moviment mecànic dels pinzells col·lectors actuals, que forma part del servoaccionament integrat. Això explica la baixa taxa de regulació del paràmetre de sortida, no superior a 15 volts per segon. Altres desavantatges d'aquests dispositius són:
- soroll excessiu;
- forta crispació durant el treball;
- baixa inèrcia (el dispositiu no té temps per respondre als canvis sobtats de la tensió d’entrada).
Una qualitat positiva dels dispositius electromecànics és l'elevada precisió de configuració d'indicadors de sortida (tensió i potència).
Estabilitzants ferroresonants
Aquest tipus d’aparell estabilitzador s’assembla a models transformadors convencionals, en què el circuit magnètic té una asimetria pronunciada. Això difereix dels dissenys estàndard amb característiques magnètiques no lineals. Un inconvenient important d’aquestes unitats és la seva baixa eficiència energètica.A més, si cal controlar grans càrregues de corrent, l’inductor lineal s’obté de mida important.
Per reduir la mida i el pes del dispositiu, s’introdueix un condensador a causa del qual el circuit magnètic adquireix propietats ressonants. D’aquí que el nom d’aquesta unitat sigui un regulador ferroresonant. Avui en dia, aquest tipus d’estabilitzadors (així com la seva contrapart electromecànica) només s’utilitzen en casos especials. En condicions domèstiques, van ser substituïts per moderns dispositius electrònics anomenats inversors.
Inversors
Els models inversors estan construïts segons un circuit electrònic complex que inclou diverses etapes de conversió de la tensió d’entrada. Gràcies a això, és possible obtenir un regulador gairebé perfecte, que permet mantenir el nivell de sortida amb una precisió inabastable per a altres estabilitzadors. El rang d’oscil·lacions admissibles a l’entrada s’amplia i la velocitat de control només està limitada per la velocitat dels elements clau de sortida (transistors d’alta freqüència). L’únic inconvenient dels components electrònics és el seu elevat cost.
Dispositius híbrids
Aquest tipus de dispositius estabilitzadors van aparèixer al mercat fa relativament poc (el 2012). La base del seu disseny és un regulador mecànic, que inclou dos convertidors tipus relé. En el mode normal, només funciona el dispositiu electromecànic i altres nodes entren en vigor quan el mòdul principal ja no pot fer front a les seves funcions.
La incapacitat de mantenir el nivell òptim a la sortida es manifesta normalment amb tensions d'entrada massa baixes o massa altes, limitades per un rang comprès entre 144 i 256 volts. Si aquest valor és inferior a 144 o superior a 256 Volts, comença la segona etapa d’estabilització, muntada en un relé electrònic. L’interval d’ajustament màxim és de 105 a 280 volts.
