Das Gerät mit der Bezeichnung „Dreiphasenspannungsstabilisator“ ist ein komplexes elektronisches Gerät, mit dem Sie die Ausgangsleistung auf dem richtigen Niveau halten können. Der Bedarf an diesen Produkten wird durch die Instabilität der 380-V-Stromversorgung verursacht, deren Schwankungen manchmal gefährliche Werte erreichen. Bei der Installation von Stabilisatoren ist es möglich, die daran angeschlossenen Industrie- und Haushaltsgeräte zu schützen, die häufig aufgrund einer Spannung ausfallen, die die Grenzwerte überschreitet.
Design-Merkmale
Ein dreiphasiger Stabilisator besteht aus drei einphasigen einphasigen Modulen mit einer gemeinsamen Steuer- und Überwachungsschaltung. Es sind zwei Versionen solcher Geräte bekannt:
- Im ersten Fall handelt es sich um eine einzelne Konstruktion, die drei unabhängige Stabilisierungsschaltungen umfasst.
- Die zweite Option sind drei identische einphasige Stabilisatoren, die nach dem "Stern" -Schema verbunden und in Form von Modulen in einem einzigen Rack angeordnet sind.
Die erste Version wird für Verbraucher mit geringem Stromverbrauch verwendet und ist relativ billig. Aber Sie müssen dafür mit ernsthaften Problemen bezahlen, die während des Betriebs möglich sind. Wenn eines der drei Schemata fehlschlägt, muss die gesamte Struktur repariert oder vollständig aktualisiert werden. Die zweite Modifikation (in Form eines Racks mit unabhängigen Modulen) zeichnet sich durch eine erhöhte Funktionalität aus, die es ermöglicht, die Stromversorgung bei Ausfall einer der Phasenleitungen nicht zu unterbrechen. In diesem Fall wird die Spannung direkt an den Ausgang angelegt, wobei das Problemmodul umgangen wird.
Ein Merkmal beim Anschließen von Modifikationen ist eine separate Phasenversorgung für jeden der Wandler, während deren Nullpunkt gemeinsam bleibt. Darüber hinaus müssen die Gehäuse dieser Geräte notwendigerweise an den in der Industrieanlage verfügbaren Erdungskreis angeschlossen werden.
Die Steuer- und Überwachungsschaltung von 380-V-Spannungsstabilisatoren arbeitet nach einem speziellen Algorithmus, mit dem nicht nur die Ausgangsspannung eingestellt, sondern das Gerät auch in folgenden Notfällen ausgeschaltet werden kann:
- der Spannungswert einer der Phasen unterhalb oder oberhalb des kritischen Pegels;
- die Temperatur der Einstellelemente der Wandlermodule überschreitet einen vorbestimmten Schwellenwert;
- Im Verbrauchsmuster wurde ein starkes Phasenungleichgewicht festgestellt.
Ein Phasenungleichgewicht ist charakteristisch für eine Betriebsart mit ungleichmäßiger Last, wenn die Phasenspannungswerte gegen Null des Transformator-Neutralleiters verschoben werden.
Als Schutzelement zum Abschalten der Last im Notfall wird ein im Gerät eingebauter 4-poliger Leistungsschalter verwendet. Der 3-Phasen-Stabilisator ist äußerlich als vertikal montierte Bodenstruktur ausgeführt. Zusätzlich zu den Bedienelementen werden auf der Vorderseite Spannungsanzeigen in Form von Zeigerspannungsmessern oder modernen digitalen Anzeigen angezeigt.
Arbeitsprinzip und Umfang
Der Zweck eines Stabilisators besteht darin, die Ausgangsspannung auf einem bestimmten Niveau zu halten. Um das Funktionsprinzip zu verstehen, müssen Sie sich zunächst mit den folgenden Funktionen des internen Geräts vertraut machen:
- Die Basis der meisten Stabilisatoren ist ein Transformator-Transformator mit einer einstellbaren Anzahl von Windungen am Ausgang, mit denen Sie die Spannung an ihnen in die eine oder andere Richtung ändern können.
- Solange die Eingangswerte dem Nennwert entsprechen, werden der Ausgangswicklung normale 220 Volt entnommen.
- Wenn sich die Eingangsspannung nach oben oder unten geändert hat, verarbeitet die im Stabilisator eingebaute Steuerung die Differenz und liefert ein Steuersignal an einen speziellen Motormechanismus.
- Letzterer bewegt den Spannungsabstreifermotor in die gewünschte Richtung und stellt die Ausgangsspannung so ein, dass sie ihren Nennwert erreicht.
Unter den von der Industrie hergestellten Modellen von Stabilisierungsvorrichtungen werden Modelle mit sanfter und schrittweiser Einstellung unterschieden.
Der Anwendungsbereich von Dreiphasenstabilisatoren ist recht groß. Sie werden in Stromversorgungskreisen nicht nur in der Produktion, sondern auch zu Hause installiert, hauptsächlich in Privathaushalten und Vorstadthäusern. Stabilisierungsvorrichtungen für den Hausbedarf zeichnen sich in der Regel durch eine auf 30-50 kW begrenzte Niedrigleistungsanzeige aus. Energieintensivere Einheiten (bis zu 100 kW) werden häufig in Stadtbüros, in Vorortdörfern sowie in kleinen Unternehmen installiert.
Für eine persönliche Sommerresidenz reicht ein Gerät, das eine Ausgangsleistung von bis zu 50-70 kW garantiert, völlig aus. Industriedesigns von Stabilisatoren mit einer deklarierten Leistung von mehr als 100 kW werden in den Läden von Fabriken, in medizinischen Einrichtungen sowie auf Ausstellungsorten und in Einkaufszentren installiert. Spannungsisolierte Geräte, die unter Bedingungen hoher Luftfeuchtigkeit betrieben werden, sind in spezialisierten medizinischen Einrichtungen, Labors und Forschungszentren gefragt.
Arten von Dreiphasenstabilisatoren
Die Industrie hat die Produktion einer großen Anzahl von Modifikationen von Stabilisatoren gestartet, die für den Betrieb in dreiphasigen Netzen ausgelegt sind. Die Liste der Haupttypen solcher Einheiten:
- Relais- und Thyristorvorrichtungen;
- elektromechanische Stabilisatoren;
- Ferroresonant- und Wechselrichtermodelle;
- Hybridgeräte.
Jede dieser Positionen bedarf einer gesonderten Betrachtung.
Relais- und Thyristorproben
In Relaisgeräten werden elektromagnetische Relais verwendet, um die Windungen der Ausgangsspule des eingebauten Transformators zu schalten. Systeme dieser Klasse zeichnen sich durch ausreichende Geschwindigkeit aus und sind in Betrieb und Wartung bequem. Aufgrund der mechanischen Natur des Schaltens sind sie jedoch nicht langlebig genug (die Relaisantwortressource ist begrenzt). Gleichzeitig ist die Genauigkeit der Einstellung der Ausgangsanzeigen für Relaiseinheiten für praktische Anforderungen nicht ausreichend.
Thyristorvorrichtungen enthalten keine mechanischen Kontakte, da ihre Schaltschaltung auf Halbleiterbauelementen basiert. Aufgrund dessen nehmen die Indikatoren für Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Stabilisators stark zu und die Ressource ist nahezu unbegrenzt. Dank der optimierten Produktion moderner elektronischer Komponenten sind die Kosten für ein solches Gerät gering.
Elektromechanische Modelle
In Einheiten dieses Typs wird die Ausgangsspannung durch mechanische Bewegung der Stromkollektorbürsten eingestellt, die Teil des eingebauten Servoantriebs ist. Dies erklärt die niedrige Regelungsrate des Ausgangsparameters, die 15 Volt pro Sekunde nicht überschreitet. Weitere Nachteile dieser Geräte sind:
- übermäßiger Lärm;
- starke Funkenbildung während der Arbeit;
- geringe Trägheit (das Gerät hat keine Zeit, auf plötzliche Änderungen der Eingangsspannung zu reagieren).
Eine positive Qualität elektromechanischer Geräte ist die hohe Genauigkeit der Einstellung der Ausgangsanzeigen (Spannung und Leistung).
Ferroresonant-Stabilisatoren
Diese Art von Stabilisierungsvorrichtung ähnelt herkömmlichen Transformatormodellen, bei denen der Magnetkreis eine ausgeprägte Asymmetrie aufweist. Dies unterscheidet sich von Standardausführungen mit nichtlinearen magnetischen Eigenschaften. Ein wesentlicher Nachteil dieser Einheiten ist ihre geringe Energieeffizienz.Wenn es außerdem erforderlich ist, große Stromlasten zu steuern, wird der lineare Induktor von erheblicher Größe erhalten.
Um die Größe und das Gewicht der Vorrichtung zu verringern, wird ein Kondensator in die Vorrichtung eingeführt, wodurch der Magnetkreis Resonanzeigenschaften erhält. Daher ist der Name dieser Einheit ein Ferroresonanzregler. Diese Art von Stabilisatoren (sowie ihr elektromechanisches Gegenstück) wird heute nur noch in besonderen Fällen eingesetzt. Unter häuslichen Bedingungen wurden sie durch moderne elektronische Geräte ersetzt, die als Wechselrichter bezeichnet werden.
Wechselrichter
Wechselrichtermodelle basieren auf einer komplexen elektronischen Schaltung, die mehrere Stufen der Eingangsspannungsumwandlung umfasst. Dank dessen ist es möglich, einen nahezu perfekten Regler zu erhalten, der es ermöglicht, den Ausgangspegel mit einer Genauigkeit aufrechtzuerhalten, die für andere Stabilisatoren unerreichbar ist. Der Bereich der zulässigen Eingangsschwingungen wird erweitert, und die Steuergeschwindigkeit wird nur durch die Geschwindigkeit der Ausgangsschlüsselelemente (Hochfrequenztransistoren) begrenzt. Der einzige Nachteil elektronischer Komponenten sind ihre hohen Kosten.
Hybridgeräte
Diese Art von Stabilisierungsvorrichtungen ist seit relativ kurzer Zeit (2012) auf dem Markt. Grundlage seiner Konstruktion ist ein mechanischer Regler, der zwei Relaiskonverter umfasst. Im normalen Modus funktioniert nur das elektromechanische Gerät, und zusätzliche Knoten werden wirksam, wenn das Hauptmodul seine Funktionen nicht mehr ausführen kann.
Die Unfähigkeit, den optimalen Pegel am Ausgang aufrechtzuerhalten, äußert sich normalerweise in zu niedrigen oder zu hohen Eingangsspannungen, die durch einen Bereich von 144 bis 256 Volt begrenzt sind. Wenn dieser Wert kleiner als 144 oder höher als 256 Volt ist, beginnt die zweite Stabilisierungsstufe, die an einem elektronischen Relais montiert ist, zu arbeiten. Der maximale Einstellbereich liegt zwischen 105 und 280 Volt.
