De eenheid genaamd "driefasige spanningsstabilisator" is een complex elektronisch apparaat waarmee u het uitgangsvermogen op het juiste niveau kunt houden. De behoefte aan deze producten wordt veroorzaakt door de instabiliteit van de 380 V-voeding, waarvan de schommelingen soms gevaarlijke waarden bereiken. Bij het installeren van stabilisatoren is het mogelijk om de aangesloten industriële en huishoudelijke apparatuur te beschermen, die vaak faalt als de spanning de grenswaarden overschrijdt.
Ontwerpkenmerken
Door hun ontwerp is een driefasige stabilisator drie enkelfasige enkelfasige modules met een gemeenschappelijk stuur- en bewakingscircuit. Er zijn twee versies van dergelijke apparaten bekend:
- In het eerste geval is dit een enkel ontwerp, dat drie onafhankelijke stabilisatiecircuits omvat.
- De tweede optie is drie identieke enkelfasige stabilisatoren, verbonden volgens het "ster" -schema en geplaatst in de vorm van modules in een enkel rek.
De eerste versie wordt gebruikt om consumenten met een laag energieverbruik te bedienen en is relatief goedkoop. Maar u moet ervoor betalen met ernstige problemen die mogelijk zijn tijdens de werking. Als een van de 3 schema's faalt, moet de hele structuur worden gerepareerd of volledig worden bijgewerkt. De tweede aanpassing (in de vorm van een rek met onafhankelijke modules) wordt gekenmerkt door een verhoogde functionaliteit, die het mogelijk maakt de stroomtoevoer niet te onderbreken in geval van een storing in een van de faselijnen. In dit geval wordt de spanning rechtstreeks op de uitgang aangelegd, waarbij de probleemmodule wordt omzeild.
Een kenmerk van het aansluiten van eventuele wijzigingen is een afzonderlijke fasevoeding naar elk van de converters, terwijl hun werkende nul gewoon blijft. Bovendien zijn de behuizingen van deze apparaten noodzakelijkerwijs aangesloten op het aardingscircuit dat beschikbaar is in de industriële faciliteit.
Het regel- en bewakingscircuit van 380 V-spanningsstabilisatoren werkt volgens een speciaal algoritme waarmee niet alleen de uitgangsspanning kan worden aangepast, maar ook om het apparaat uit te schakelen in de volgende noodgevallen:
- de spanningswaarde van een van de fasen onder of boven het kritische niveau;
- de temperatuur van de instelelementen van de convertormodules overschrijdt een vooraf bepaalde drempel;
- in het consumptiepatroon werd een sterke fase-onbalans geconstateerd.
Een fase-onbalans is kenmerkend voor een bedrijfsmodus met een ongelijke belasting, wanneer de fasespanningswaarden worden verschoven naar de nul van de transformatorneutraal.
Als beschermend element, dat de belasting in noodgevallen loskoppelt, wordt een in de unit ingebouwde 4-polige stroomonderbreker gebruikt. De driefasige stabilisator is extern ontworpen als een verticaal gemonteerde vloerconstructie. Naast de bedieningselementen worden spanningsindicatoren weergegeven op het voorpaneel, gemaakt in de vorm van wijzer voltmeters of moderne digitale indicatoren.
Werkingsprincipe en reikwijdte
Het doel van elke stabilisator is om de uitgangsspanning op een bepaald niveau te houden. Om het principe van de werking ervan te begrijpen, moet u eerst vertrouwd raken met de volgende kenmerken van het interne apparaat:
- de basis van de meeste stabilisatoren is een transformator-transformator met een instelbaar aantal windingen aan de uitgang, zodat u de spanning erop in de een of andere richting kunt veranderen;
- zolang de ingangsmetingen overeenkomen met het nominale, wordt normaal 220 volt uit de uitgangswikkeling gehaald;
- als de ingangsspanning omhoog of omlaag is veranderd, verwerkt de in de stabilisator ingebouwde controller het verschil en stuurt een stuursignaal naar een speciaal motormechanisme;
- de laatste beweegt de spanningsstrippermotor in de gewenste richting en past de uitgangsspanning aan totdat deze de nominale waarde bereikt.
Onder de modellen van stabilisatieapparaten die door de industrie worden geproduceerd, onderscheiden zich modellen met soepele en trapverstelling.
De reikwijdte van driefasige stabilisatoren is vrij breed. Ze zijn geïnstalleerd in voedingscircuits, niet alleen in productie, maar ook thuis, voornamelijk in privé- en voorstedelijke huizen. Stabilisatieapparaten voor huishoudelijke behoeften worden in de regel gekenmerkt door een indicator voor laag vermogen, beperkt tot 30-50 kW. Meer energie-intensieve units (tot 100 kW) worden vaak geïnstalleerd in stadskantoren, in voorstedelijke dorpen en in kleine bedrijven.
Voor een persoonlijk zomerverblijf volstaat een apparaat dat een gegarandeerd uitgangsvermogen tot 50-70 kW garandeert. Industriële ontwerpen van stabilisatoren met een verklaard vermogen van meer dan 100 kW worden geïnstalleerd in fabrieken, in medische instellingen, op tentoonstellingslocaties en in winkelcentra. Spanningsgeïsoleerde apparaten die werken in omstandigheden met hoge vochtigheid zijn gewild in gespecialiseerde medische faciliteiten, laboratoria en onderzoekscentra.
Soorten driefasige stabilisatoren
De industrie is begonnen met de productie van een groot aantal modificaties van stabilisatoren die zijn ontworpen voor gebruik in driefasige netwerken. De lijst met de belangrijkste typen van dergelijke eenheden:
- relais- en thyristorinrichtingen;
- elektromechanische stabilisatoren;
- ferroresonant- en invertermodellen;
- hybride apparaten.
Elk van deze functies heeft een aparte overweging nodig.
Relais- en thyristormonsters
In relaisapparaten worden elektromagnetische relais gebruikt om de windingen van de uitgangsspoel van de ingebouwde transformator te schakelen. Systemen van deze klasse onderscheiden zich door voldoende snelheid en zijn handig in gebruik en onderhoud. Vanwege het mechanische karakter van het schakelen zijn ze echter niet duurzaam genoeg (de bron voor relaisrespons is beperkt). Tegelijkertijd is de nauwkeurigheid van het aanpassen van de uitgangsindicatoren voor relaiseenheden onvoldoende voor praktische behoeften.
Thyristor-apparaten bevatten geen mechanische contacten, omdat hun schakelcircuit is gebaseerd op halfgeleider-apparaten. Hierdoor nemen de indicatoren voor betrouwbaarheid en duurzaamheid van de stabilisator sterk toe en is de bron bijna onbeperkt. Dankzij de gestroomlijnde productie van moderne elektronische componenten zijn de kosten van een dergelijk apparaat laag.
Elektromechanische modellen
Bij eenheden van dit type wordt de uitgangsspanning aangepast door mechanische beweging van de stroomcollectorborstels, die deel uitmaakt van de ingebouwde servoaandrijving. Dit verklaart de lage reguleringssnelheid van de uitgangsparameter, niet meer dan 15 volt per seconde. Andere nadelen van deze apparaten zijn onder meer:
- geluidsoverlast;
- sterke vonken tijdens het werk;
- lage traagheid (het apparaat heeft geen tijd om te reageren op plotselinge veranderingen in de ingangsspanning).
Een positieve kwaliteit van elektromechanische apparaten is de hoge nauwkeurigheid van het instellen van uitgangsindicatoren (spanning en vermogen).
Ferroresonant-stabilisatoren
Dit type stabilisatieapparaat lijkt op conventionele transformatormodellen, waarbij het magnetische circuit een uitgesproken asymmetrie heeft. Dit verschilt van standaardontwerpen met niet-lineaire magnetische eigenschappen. Een belangrijk nadeel van deze units is hun lage energie-efficiëntie.Als het bovendien nodig is om grote stroombelastingen te regelen, wordt de lineaire inductor van aanzienlijke omvang verkregen.
Om de grootte en het gewicht van het apparaat te verminderen, wordt er een condensator in geïntroduceerd, waardoor het magnetische circuit resonante eigenschappen verwerft. Vandaar dat de naam van dit toestel een ferroresonant regelaar is. Tegenwoordig wordt dit type stabilisatoren (evenals de elektromechanische tegenhanger) alleen in speciale gevallen gebruikt. Onder huishoudelijke omstandigheden werden ze vervangen door moderne elektronische apparaten die omvormers worden genoemd.
Omvormers
Inverter-modellen zijn gebouwd volgens een complex elektronisch circuit dat verschillende stadia van ingangsspanningsconversie omvat. Dankzij dit is het mogelijk om een bijna perfecte regelaar te verkrijgen, die het mogelijk maakt om het uitgangsniveau nauwkeurig te handhaven, onbereikbaar voor andere stabilisatoren. Het bereik van toegestane ingangstrillingen wordt uitgebreid en de regelsnelheid wordt alleen beperkt door de snelheid van de uitgangssleutelelementen (hoogfrequente transistors). Het enige nadeel van elektronische componenten zijn hun hoge kosten.
Hybride apparaten
Dit type stabilisatieapparatuur is relatief recent (in 2012) op de markt verschenen. De basis van het ontwerp is een mechanische regelaar, die twee relaisconverters bevat. In de normale modus werkt alleen het elektromechanische apparaat en worden extra knooppunten van kracht wanneer de hoofdmodule zijn functies niet langer aankan.
Het onvermogen om het optimale niveau aan de uitgang te behouden, manifesteert zich meestal met te lage of te hoge ingangsspanningen, beperkt door een bereik van 144 tot 256 volt. Als deze waarde lager is dan 144 of hoger dan 256 Volt, begint de tweede stabilisatiestap, gemonteerd op een elektronisch relais, te werken. Het maximale instelbereik is van 105 tot 280 volt.
