Jednotka s názvom „trojfázový stabilizátor napätia“ je komplexné elektronické zariadenie, ktoré vám umožňuje udržiavať výstupný výkon na správnej úrovni. Potreba týchto výrobkov je spôsobená nestabilitou napájania 380 V, ktorého výkyvy niekedy dosahujú nebezpečné hodnoty. Pri inštalácii stabilizátorov je možné chrániť priemyselné a domáce vybavenie, ktoré je k nemu pripojené, ktoré často zlyháva kvôli napätiu prekračujúcemu limitné hodnoty.
Dizajnové prvky
Trojfázovým stabilizátorom sú podľa konštrukcie tri jednofázové jednofázové moduly so spoločným riadiacim a monitorovacím obvodom. Sú známe dve verzie takýchto zariadení:
- V prvom prípade ide o jediný dizajn, ktorý obsahuje tri nezávislé stabilizačné obvody.
- Druhou možnosťou sú tri identické jednofázové stabilizátory, ktoré sú zapojené podľa schémy „hviezd“ a umiestnené vo forme modulov do jedného stojana.
Prvá verzia sa používa na poskytovanie služieb zákazníkom s nízkou spotrebou energie a je relatívne lacná. Ale musíte za to platiť s vážnymi problémami, ktoré sú možné počas jeho prevádzky. Ak jedna z 3 schém zlyhá, musí sa opraviť alebo úplne aktualizovať celá štruktúra. Druhá modifikácia (vo forme stojanu s nezávislými modulmi) sa vyznačuje zvýšenou funkčnosťou, ktorá umožňuje neprerušiť dodávku energie v prípade zlyhania jedného z fázových vedení. V tomto prípade sa napätie privádza priamo na výstup a obchádza problémový modul.
Charakteristickým rysom pripojenia akýchkoľvek modifikácií je samostatné fázové napájanie každého z konvertorov, zatiaľ čo ich pracovná nula zostáva bežná. Okrem toho sú kryty týchto zariadení nevyhnutne spojené s uzemňovacím obvodom dostupným v priemyselnom zariadení.
Regulačný a monitorovací obvod stabilizátorov napätia 380 V pracuje podľa špeciálneho algoritmu, ktorý umožňuje nielen nastavenie výstupného napätia, ale aj vypnutie zariadenia v nasledujúcich núdzových prípadoch:
- hodnota napätia jednej z fáz pod alebo nad kritickou úrovňou;
- teplota nastavovacích prvkov prevodníkových modulov prekračuje vopred určený prah;
- v modeli spotreby bola zistená silná fázová nerovnováha.
Fázová nerovnováha je charakteristická pre prevádzkový režim s nerovnomerným zaťažením, keď sa hodnoty fázového napätia posunú smerom k nule neutrálneho transformátora.
Ako ochranný prvok sa pri núdzovom odpojení záťaže používa 4-pólový istič zabudovaný v jednotke. 3-fázový stabilizátor je navonok navrhnutý ako vertikálne namontovaná podlahová konštrukcia. Okrem ovládacích prvkov sa na prednom paneli zobrazujú indikátory napätia, ktoré sú vo forme ukazovateľov voltmetrov alebo moderných digitálnych ukazovateľov.
Zásada práce a rozsah pôsobnosti
Účelom každého stabilizátora je udržať výstupné napätie na danej úrovni. Aby ste pochopili princíp jeho činnosti, musíte sa najprv oboznámiť s nasledujúcimi vlastnosťami vnútorného zariadenia:
- základom väčšiny stabilizátorov je transformátor-transformátor s nastaviteľným počtom otáčok na výstupe, ktorý vám umožňuje meniť napätie v jednom alebo druhom smere;
- pokiaľ vstupné hodnoty zodpovedajú nominálnej hodnote, z výstupného vinutia sa odoberie normálnych 220 voltov;
- ak sa vstupné napätie zmenilo nahor alebo nadol, regulátor zabudovaný do stabilizátora spracuje rozdiel a poskytne riadiaci signál špeciálnemu mechanizmu motora;
- ten posúva motor na odstraňovanie napätia v požadovanom smere a výstupné napätie upravuje, až kým nedosiahne nominálnu hodnotu.
Spomedzi modelov stabilizačných zariadení vyrábaných v priemysle sa rozlišujú modely s plynulým a stupňovým nastavením.
Rozsah trojfázových stabilizátorov je pomerne široký. Sú inštalované v napájacích obvodoch nielen vo výrobe, ale aj doma, hlavne v súkromných a prímestských domoch. Stabilizačné zariadenia pre domáce potreby sa spravidla vyznačujú ukazovateľom nízkej spotreby, ktorý je obmedzený na 30 - 50 kW. Energeticky náročnejšie jednotky (do 100 kW) sú často inštalované v mestských úradoch, v prímestských dedinách, ako aj v malých podnikoch.
Pre osobnú letnú rezidenciu stačí zariadenie, ktoré zaručuje získanie výstupného výkonu do 50-70 kW. Priemyselné vzory stabilizátorov s deklarovaným výkonom viac ako 100 kW sa inštalujú v obchodoch tovární, v zdravotníckych zariadeniach, ako aj na výstavných miestach av nákupných centrách. Napäťovo izolované zariadenia pracujúce vo vysoko vlhkých podmienkach sú potrebné v špecializovaných zdravotníckych zariadeniach, laboratóriách a výskumných strediskách.
Druhy trojfázových stabilizátorov
Priemysel zaviedol výrobu veľkého počtu úprav stabilizátorov určených na prevádzku v trojfázových sieťach. Zoznam hlavných typov takýchto jednotiek:
- reléové a tyristorové zariadenia;
- elektromechanické stabilizátory;
- ferrorezonantné a invertorové modely;
- hybridné spotrebiče.
Každá z týchto pozícií si vyžaduje osobitnú pozornosť.
Vzorky relé a tyristorov
V reléových zariadeniach sa elektromagnetické relé používajú na prepínanie zákrutov výstupnej cievky zabudovaného transformátora. Systémy tejto triedy sa vyznačujú dostatočnou rýchlosťou a sú vhodné na prevádzku a údržbu. Avšak kvôli mechanickej povahe prepínania nie sú dostatočne odolné (zdroj odozvy relé je obmedzený). Presnosť nastavenia ukazovateľov výstupu pre reléové jednotky je zároveň nedostatočná pre praktické potreby.
Tyristorové zariadenia neobsahujú mechanické kontakty, pretože ich spínací obvod je založený na polovodičových zariadeniach. Z tohto dôvodu sa výrazne zvyšujú ukazovatele spoľahlivosti a trvanlivosti stabilizátora a zdroj je takmer neobmedzený. Vďaka zjednodušenej výrobe moderných elektronických komponentov sú náklady na takéto zariadenie nízke.
Elektromechanické modely
V jednotkách tohto typu sa výstupné napätie nastavuje mechanickým pohybom kefiek kolektora prúdu, ktorý je súčasťou zabudovaného servopohonu. Toto vysvetľuje nízku mieru regulácie výstupného parametra, ktorá nepresahuje 15 voltov za sekundu. Medzi ďalšie nevýhody týchto zariadení patria:
- nadmerný hluk;
- silné iskry pri práci;
- nízka zotrvačnosť (prístroj nemá čas reagovať na náhle zmeny vstupného napätia).
Pozitívnou kvalitou elektromechanických zariadení je vysoká presnosť nastavenia ukazovateľov výstupu (napätie a výkon).
Ferorezonančné stabilizátory
Tento typ stabilizačného zariadenia pripomína konvenčné modely transformátorov, v ktorých má magnetický obvod výraznú asymetriu. To sa líši od štandardných prevedení s nelineárnymi magnetickými charakteristikami. Významnou nevýhodou týchto jednotiek je nízka energetická účinnosť.Okrem toho, ak je potrebné regulovať veľké prúdové zaťaženie, získa sa lineárny induktor značnej veľkosti.
Aby sa zmenšila veľkosť a hmotnosť zariadenia, do neho sa zavedie kondenzátor, vďaka čomu magnetický obvod získa rezonančné vlastnosti. Názov tejto jednotky je preto ferrorezonantným regulátorom. V súčasnosti sa tento typ stabilizátorov (ako aj jeho elektromechanický náprotivok) používa iba v osobitných prípadoch. V domácich podmienkach boli nahradené modernými elektronickými zariadeniami nazývanými invertory.
meniče
Invertorové modely sú skonštruované podľa komplexného elektronického obvodu, ktorý zahŕňa niekoľko stupňov premeny vstupného napätia. Vďaka tomu je možné získať takmer dokonalý regulátor, ktorý umožňuje udržanie výstupnej úrovne s presnosťou nedosiahnuteľnou pre ostatné stabilizátory. Rozsah prípustných kmitov na vstupe je rozšírený a rýchlosť riadenia je obmedzená iba rýchlosťou výstupných kľúčových prvkov (vysokofrekvenčné tranzistory). Jedinou nevýhodou elektronických komponentov sú ich vysoké náklady.
Hybridné zariadenia
Tento typ stabilizačných zariadení sa na trhu objavil relatívne nedávno (v roku 2012). Základom jeho konštrukcie je mechanický regulátor, ktorý obsahuje dva reléové prevodníky. V normálnom režime funguje iba elektromechanické zariadenie a ďalšie uzly začnú platiť, keď hlavný modul už nebude schopný zvládnuť svoje funkcie.
Neschopnosť udržať optimálnu úroveň na výstupe sa obvykle prejavuje príliš nízkym alebo príliš vysokým vstupným napätím, obmedzeným rozsahom od 144 do 256 voltov. Ak je táto hodnota menšia ako 144 alebo vyššia ako 256 voltov, začne druhý stabilizačný stupeň zostavený na elektronickom relé. Maximálny rozsah nastavenia je od 105 do 280 voltov.
