L'unité appelée «stabilisateur de tension triphasé» est un appareil électronique complexe qui vous permet de maintenir la puissance de sortie au bon niveau. Le besoin de ces produits est dû à l'instabilité de l'alimentation 380 V, dont les fluctuations atteignent parfois des valeurs dangereuses. Lors de l'installation de stabilisateurs, il est possible de protéger l'équipement industriel et domestique qui y est connecté, qui tombe souvent en panne en raison d'une tension dépassant les valeurs limites.
Caractéristiques de conception
De par leur conception, un stabilisateur triphasé est constitué de trois modules monophasés monophasés avec un circuit de contrôle et de surveillance commun. Deux versions de tels appareils sont connues:
- Dans le premier cas, il s'agit d'une conception unique, qui comprend trois circuits de stabilisation indépendants.
- La deuxième option consiste en trois stabilisateurs monophasés identiques, connectés selon le schéma "en étoile" et placés sous forme de modules dans un seul rack.
La première version est utilisée pour desservir les consommateurs de faible puissance et est relativement bon marché. Mais vous devez payer pour cela avec de graves problèmes qui sont possibles lors de son fonctionnement. Si l'un des 3 schémas échoue, la structure entière doit être réparée ou complètement mise à jour. La deuxième modification (sous la forme d'un rack à modules indépendants) se caractérise par une fonctionnalité accrue, ce qui permet de ne pas interrompre l'alimentation en cas de panne d'une des lignes de phase. Dans ce cas, la tension est appliquée directement à la sortie, contournant le module problématique.
Une caractéristique de la connexion des modifications est une alimentation de phase séparée pour chacun des convertisseurs, tandis que leur zéro de travail reste commun. De plus, les boîtiers de ces appareils sont obligatoirement connectés au circuit de mise à la terre disponible sur le site industriel.
Le circuit de contrôle et de surveillance des stabilisateurs de tension 380 V fonctionne selon un algorithme spécial qui permet non seulement d'ajuster la valeur de la tension de sortie, mais également d'éteindre l'appareil dans les cas d'urgence suivants:
- la valeur de tension de l'une des phases en dessous ou au dessus du niveau critique;
- la température des éléments de réglage des modules convertisseurs dépasse un seuil prédéterminé;
- un fort déséquilibre de phase a été détecté dans le schéma de consommation.
Un déséquilibre de phase est caractéristique d'un mode de fonctionnement avec une charge inégale, lorsque les valeurs de tension de phase sont décalées vers le zéro du neutre du transformateur.
Comme élément de protection, déconnectant la charge en cas d'urgence, un disjoncteur 4 pôles intégré à l'unité est utilisé. Le stabilisateur triphasé est conçu à l'extérieur comme une structure de plancher montée verticalement. En plus des commandes, des indicateurs de tension sont affichés sur son panneau avant, réalisés sous la forme de voltmètres à pointeur ou d'indicateurs numériques modernes.
Principe de travail et portée
Le but de tout stabilisateur est de maintenir la tension de sortie à un niveau donné. Pour comprendre le principe de son fonctionnement, vous devez d'abord vous familiariser avec les fonctionnalités suivantes de l'appareil interne:
- la base de la plupart des stabilisateurs est un transformateur-transformateur avec un nombre de tours réglable en sortie, vous permettant de changer la tension sur eux dans un sens ou dans un autre;
- tant que les lectures d'entrée correspondent à la valeur nominale, 220 volts normaux sont prélevés sur l'enroulement de sortie;
- si la tension d'entrée a augmenté ou diminué, le contrôleur intégré au stabilisateur traite la différence et fournit un signal de commande à un mécanisme moteur spécial;
- ce dernier déplace le moteur de dépouillement de tension dans la direction souhaitée, en ajustant la tension de sortie jusqu'à ce qu'elle atteigne sa valeur nominale.
Parmi les modèles de stabilisateurs produits par l'industrie, on distingue les modèles à réglage progressif et progressif.
La portée des stabilisateurs triphasés est assez large. Ils sont installés dans des circuits d'alimentation électrique non seulement en production, mais aussi à domicile, principalement dans des maisons privées et de banlieue. Les dispositifs de stabilisation pour les besoins domestiques sont généralement caractérisés par un indicateur de faible puissance, limité à 30-50 kW. Des unités plus énergivores (jusqu'à 100 kW) sont souvent installées dans les bureaux municipaux, dans les villages de banlieue, ainsi que dans les petites entreprises.
Pour une résidence d'été personnelle, un appareil qui garantit l'obtention d'une puissance de sortie jusqu'à 50-70 kW suffit largement. Des dessins industriels de stabilisateurs d'une puissance déclarée supérieure à 100 kW sont installés dans les magasins des usines, dans les établissements médicaux, ainsi que dans les lieux d'exposition et dans les centres commerciaux. Les dispositifs isolés en tension fonctionnant dans des conditions de forte humidité sont en demande dans les installations médicales spécialisées, les laboratoires et les centres de recherche.
Types de stabilisateurs triphasés
L'industrie a lancé la production d'un grand nombre de modifications de stabilisateurs conçus pour fonctionner dans des réseaux triphasés. La liste des principaux types de ces unités:
- relais et thyristors;
- stabilisateurs électromécaniques;
- modèles ferrorésonants et inverseurs;
- appareils hybrides.
Chacun de ces postes doit être examiné séparément.
Échantillons de relais et thyristors
Dans les dispositifs à relais, des relais électromagnétiques sont utilisés pour commuter les spires de la bobine de sortie du transformateur intégré. Les systèmes de cette classe se distinguent par une vitesse suffisante et sont faciles à utiliser et à entretenir. Cependant, en raison de la nature mécanique de la commutation, elles ne sont pas suffisamment durables (la ressource de réponse du relais est limitée). Dans le même temps, la précision du réglage des indicateurs de sortie des unités de relais est insuffisante pour les besoins pratiques.
Les dispositifs à thyristors ne contiennent pas de contacts mécaniques, car leur circuit de commutation est basé sur des dispositifs semi-conducteurs. Pour cette raison, les indicateurs de fiabilité et de durabilité du stabilisateur augmentent fortement et la ressource est presque illimitée. Grâce à la production rationalisée de composants électroniques modernes, le coût d'un tel appareil est faible.
Modèles électromécaniques
Dans les unités de ce type, la tension de sortie est ajustée par le mouvement mécanique des brosses collectrices de courant, qui font partie du servo-variateur intégré. Cela explique le faible taux de régulation du paramètre de sortie, ne dépassant pas 15 volts par seconde. D'autres inconvénients de ces appareils incluent:
- bruit excessif;
- forte étincelle pendant le travail;
- faible inertie (l'appareil n'a pas le temps de répondre aux changements brusques de la tension d'entrée).
Une qualité positive des appareils électromécaniques est la grande précision de réglage des indicateurs de sortie (tension et puissance).
Stabilisateurs ferrorésonants
Ce type de dispositif de stabilisation ressemble aux modèles de transformateurs conventionnels, dans lesquels le circuit magnétique présente une asymétrie prononcée. Cela diffère des conceptions standard avec des caractéristiques magnétiques non linéaires. Un inconvénient important de ces unités est leur faible efficacité énergétique.De plus, s'il est nécessaire de contrôler de grandes charges de courant, l'inductance linéaire est obtenue de taille importante.
Pour réduire la taille et le poids de l'appareil, un condensateur y est introduit, grâce auquel le circuit magnétique acquiert des propriétés de résonance. D'où le nom de cette unité est un régulateur ferrorésonant. Aujourd'hui, ce type de stabilisateurs (ainsi que son équivalent électromécanique) n'est utilisé que dans des cas particuliers. Dans des conditions domestiques, ils ont été remplacés par des appareils électroniques modernes appelés onduleurs.
Onduleurs
Les modèles d'onduleurs sont construits selon un circuit électronique complexe qui comprend plusieurs étapes de conversion de tension d'entrée. Grâce à cela, il est possible d'obtenir un régulateur presque parfait, ce qui permet de maintenir le niveau de sortie avec une précision inaccessible pour les autres stabilisateurs. La plage des oscillations d'entrée autorisées est étendue et la vitesse de commande n'est limitée que par la vitesse des éléments clés de sortie (transistors haute fréquence). Le seul inconvénient des composants électroniques est leur coût élevé.
Appareils hybrides
Ce type de stabilisateurs est apparu sur le marché relativement récemment (en 2012). La base de sa conception est un régulateur mécanique, qui comprend deux convertisseurs de type relais. En mode normal, seul le dispositif électromécanique fonctionne et des nœuds supplémentaires entrent en vigueur lorsque le module principal ne peut plus faire face à ses fonctions.
L'incapacité à maintenir le niveau optimal à la sortie se manifeste généralement avec des tensions d'entrée trop faibles ou trop élevées, limitées par une plage de 144 à 256 volts. Si cette valeur est inférieure à 144 ou supérieure à 256 Volts, le deuxième étage de stabilisation, monté sur un relais électronique, commence à fonctionner. La plage de réglage maximale est de 105 à 280 volts.
