Vienība ar nosaukumu “trīsfāzu sprieguma stabilizators” ir sarežģīta elektroniska ierīce, kas ļauj uzturēt izejas jaudu pareizajā līmenī. Šo produktu nepieciešamību izraisa 380 V barošanas avota nestabilitāte, kuras svārstības dažreiz sasniedz bīstamas vērtības. Uzstādot stabilizatorus, ir iespējams aizsargāt ar to savienoto rūpniecības un sadzīves aprīkojumu, kas bieži neizdodas sprieguma dēļ, kas pārsniedz robežvērtības.
Dizaina iezīmes
Pēc to konstrukcijas trīsfāzu stabilizators ir trīs vienfāzes vienfāzes moduļi ar kopēju vadības un uzraudzības shēmu. Ir zināmas divas šādu ierīču versijas:
- Pirmajā gadījumā tas ir viens dizains, kas ietver trīs neatkarīgas stabilizācijas shēmas.
- Otrais variants ir trīs identiski vienfāzes stabilizatori, savienoti saskaņā ar "zvaigžņu" shēmu un moduļu veidā izvietoti vienā plauktā.
Pirmā versija tiek izmantota mazjaudas patērētāju apkalpošanai un ir salīdzinoši lēta. Bet jums par to jāmaksā ar nopietnām problēmām, kas ir iespējamas tā darbības laikā. Ja kāda no 3 shēmām neizdodas, visa struktūra ir jāremontē vai pilnībā jāatjaunina. Otro modifikāciju (statīva formā ar neatkarīgiem moduļiem) raksturo paaugstināta funkcionalitāte, kas ļauj nepārtraucot barošanas avotu, ja tiek pārtraukta kāda no fāzes līnijām. Šajā gadījumā spriegums tiek tieši pievadīts izejai, apejot problēmas moduli.
Jebkuru modifikāciju pievienošanas iezīme ir atsevišķa fāzes padeve katram pārveidotājam, kamēr to darba nulle joprojām ir izplatīta. Turklāt šo ierīču korpusi obligāti ir savienoti ar zemējuma ķēdi, kas pieejama rūpniecības objektā.
380 V sprieguma stabilizatoru vadības un uzraudzības shēma darbojas pēc īpaša algoritma, kas ļauj ne tikai pielāgot izejas spriegumu, bet arī izslēgt ierīci šādos ārkārtas gadījumos:
- vienas no fāzēm sprieguma vērtība zem vai virs kritiskā līmeņa;
- pārveidotāja moduļu regulēšanas elementu temperatūra pārsniedz iepriekš noteiktu slieksni;
- patēriņa modelī tika konstatēta spēcīga fāžu nelīdzsvarotība.
Fāzes nelīdzsvarotība ir raksturīga darbības režīmam ar nevienmērīgu slodzi, kad fāzes sprieguma vērtības tiek novirzītas uz transformatora neitrālo nulli.
Kā aizsardzības elements, atvienojot kravu ārkārtas situācijā, tiek izmantots blokā iebūvēts 4-polu automātiskais pārtraucējs. Trīsfāzu stabilizators ir veidots kā vertikāli uzstādīta grīdas konstrukcija. Papildus vadības ierīcēm uz tā priekšējā paneļa tiek parādīti sprieguma indikatori, kas izgatavoti rādītāja voltmetru vai modernu digitālu indikatoru veidā.
Darba princips un darbības joma
Jebkura stabilizatora mērķis ir uzturēt izejas spriegumu noteiktā līmenī. Lai saprastu tā darbības principu, vispirms jāiepazīstas ar šādām iekšējās ierīces funkcijām:
- vairuma stabilizatoru pamats ir transformators-transformators ar regulējamu pagriezienu skaitu pie izejas, kas ļauj mainīt spriegumu uz tiem vienā vai otrā virzienā;
- ja ieejas rādījumi atbilst nominālajam, no izejas tinuma tiek ņemti normāli 220 volti;
- ja ieejas spriegums ir mainījies uz augšu vai uz leju, stabilizatorā iebūvētais kontrolieris apstrādā atšķirību un nodrošina vadības signālu īpašam motora mehānismam;
- pēdējais pārvieto sprieguma noņēmēja motoru vēlamajā virzienā, noregulējot izejas spriegumu, līdz tas sasniedz nominālo vērtību.
Starp nozares ražotajiem stabilizācijas ierīču modeļiem izšķir modeļus ar vienmērīgu un pakāpju regulēšanu.
Trīsfāzu stabilizatoru klāsts ir diezgan plašs. Tie tiek uzstādīti barošanas ķēdēs ne tikai ražošanā, bet arī mājās, galvenokārt privātās un piepilsētas mājās. Stabilizējošās ierīces sadzīves vajadzībām, kā likums, raksturo mazjaudas indikators, ierobežots līdz 30-50 kW. Energoietilpīgākas vienības (līdz 100 kW) bieži tiek uzstādītas pilsētas birojos, piepilsētas ciematos, kā arī mazos uzņēmumos.
Personīgai vasaras uzturēšanai pilnīgi pietiek ar ierīci, kas garantē izejas jaudas iegūšanu līdz 50-70 kW. Rūpnīcu veikalos, ārstniecības iestādēs, kā arī izstāžu vietās un tirdzniecības centros tiek uzstādīti stabilizatoru rūpnieciski projekti ar deklarēto jaudu vairāk nekā 100 kW. Sprieguma izolētas ierīces, kas darbojas augsta mitruma apstākļos, ir pieprasītas specializētās medicīnas iestādēs, laboratorijās un pētniecības centros.
Trīsfāzu stabilizatoru veidi
Nozare ir uzsākusi daudzu stabilizatoru modifikāciju ražošanu, kas paredzētas darbībai trīsfāžu tīklos. Šādu vienību galveno veidu saraksts:
- releju un tiristoru ierīces;
- elektromehāniski stabilizatori;
- ferorezonantu un invertoru modeļi;
- hibrīdierīces.
Katra no šīm pozīcijām ir jāapsver atsevišķi.
Releju un tiristoru paraugi
Releju ierīcēs elektromagnētiskos relejus izmanto, lai pārslēgtu iebūvētā transformatora izejas spoles pagriezienus. Šīs klases sistēmas izceļas ar pietiekamu ātrumu un ir ērtas darbībā un uzturēšanā. Tomēr, ņemot vērā pārslēgšanas mehānisko raksturu, tie nav pietiekami izturīgi (releja reakcijas resurss ir ierobežots). Tajā pašā laikā releju vienību izejas indikatoru pielāgošanas precizitāte ir nepietiekama praktiskām vajadzībām.
Tiristoru ierīces nesatur mehāniskus kontaktus, jo to komutācijas shēma ir balstīta uz pusvadītāju ierīcēm. Sakarā ar to strauji palielinās stabilizatora uzticamības un izturības rādītāji, un resurss ir gandrīz neierobežots. Pateicoties modernizētu mūsdienu elektronisko komponentu ražošanai, šādas ierīces izmaksas ir zemas.
Elektromehāniskie modeļi
Šī tipa vienībās izejas spriegumu pielāgo ar strāvas kolektora suku mehānisku kustību, kas ir daļa no iebūvētā servo piedziņas. Tas izskaidro izejas parametra zemo regulēšanas ātrumu, kas nepārsniedz 15 voltus sekundē. Pie citiem šo ierīču trūkumiem pieder:
- pārmērīgs troksnis;
- spēcīga dzirksteļošana darba laikā;
- zema inerce (ierīcei nav laika reaģēt uz pēkšņām ieejas sprieguma izmaiņām).
Elektromehānisko ierīču pozitīva kvalitāte ir augstā izejas indikatoru (sprieguma un jaudas) iestatīšanas precizitāte.
Ferroresonanti stabilizatori
Šis stabilizācijas ierīces tips atgādina parastos transformatoru modeļus, kuros magnētiskajai ķēdei ir izteikta asimetrija. Tas atšķiras no standarta dizainparaugiem ar nelineāriem magnētiskajiem parametriem. Būtisks šo vienību trūkums ir to zemā enerģijas efektivitāte.Turklāt, ja ir nepieciešams kontrolēt lielas strāvas slodzes, iegūst lineāru induktoru ar ievērojamu izmēru.
Lai samazinātu ierīces izmēru un svaru, tajā ievada kondensatoru, kura dēļ magnētiskā ķēde iegūst rezonanses īpašības. Līdz ar to šīs vienības nosaukums ir ferroresonants regulators. Mūsdienās šāda veida stabilizatori (kā arī tā elektromehāniskais līdzinieks) tiek izmantoti tikai īpašos gadījumos. Vietējos apstākļos tos aizstāja ar modernām elektroniskām ierīcēm, ko sauc par invertoriem.
Invertori
Invertora modeļi tiek būvēti pēc sarežģītas elektroniskās shēmas, kas ietver vairākus ieejas sprieguma pārveidošanas posmus. Pateicoties tam, ir iespējams iegūt gandrīz ideālu regulatoru, kas ļauj uzturēt izejas līmeni ar precizitāti, kas nav sasniedzama citiem stabilizatoriem. Tiek paplašināts pieļaujamo ieejas svārstību diapazons, un vadības ātrumu ierobežo tikai izejas galveno elementu (augstfrekvences tranzistoru) ātrums. Vienīgais elektronisko komponentu trūkums ir to augstās izmaksas.
Hibrīdas ierīces
Šāda veida stabilizējošās ierīces tirgū parādījās salīdzinoši nesen (2012. gadā). Tās konstrukcijas pamatā ir mehānisks regulators, kurā ietilpst divi releja tipa pārveidotāji. Parastajā režīmā darbojas tikai elektromehāniskā ierīce, un papildu mezgli stājas spēkā, kad galvenais modulis vairs nespēj tikt galā ar savām funkcijām.
Nespēja uzturēt optimālu līmeni pie izejas parasti izpaužas ar pārāk zemu vai pārāk augstu ieejas spriegumu, ko ierobežo diapazons no 144 līdz 256 voltiem. Ja šī vērtība ir mazāka par 144 vai augstāka par 256 voltiem, sāk darboties otrais stabilizācijas posms, kas samontēts uz elektroniska releja. Maksimālais regulēšanas diapazons ir no 105 līdz 280 voltiem.
