Enheten som kallas ”trefasspänningsstabilisator” är en komplex elektronisk enhet som gör att du kan hålla uteffekten på rätt nivå. Behovet av dessa produkter orsakas av instabiliteten i 380 V-strömförsörjningen, vars fluktuationer ibland når farliga värden. Vid montering av stabilisatorer är det möjligt att skydda den industriella och hushållsutrustning som är ansluten till den, vilket ofta misslyckas på grund av spänning som överskrider gränsvärdena.
Design egenskaper
Enligt deras konstruktion är en trefasstabilisator tre enfas-enfasmoduler med en gemensam styr- och övervakningskrets. Två versioner av sådana enheter är kända:
- I det första fallet är det en enda konstruktion som innehåller tre oberoende stabiliseringskretsar.
- Det andra alternativet är tre identiska enfasstabilisatorer, anslutna enligt "star" -schemat och placerade i form av moduler i ett enda rack.
Den första versionen används för att betjäna lågeffektkonsumenter och är relativt billig. Men du måste betala för det med allvarliga problem som är möjliga under dess drift. Om ett av de tre schemana misslyckas måste hela strukturen repareras eller uppdateras fullständigt. Den andra modifieringen (i form av ett rack med oberoende moduler) kännetecknas av ökad funktionalitet, som tillåter att inte avbryta strömförsörjningen i händelse av fel i en av fasledningarna. I detta fall appliceras spänningen direkt på utgången genom att kringgå problemmodulen.
En funktion för att ansluta eventuella modifieringar är en separat fastillförsel till var och en av omvandlarna, medan deras arbetsnoll förblir vanlig. Dessutom är kapslarna för dessa enheter nödvändigtvis anslutna till den jordningskrets som finns tillgänglig vid den industriella anläggningen.
Styr- och övervakningskretsen för 380 V-spänningsstabilisatorer fungerar enligt en speciell algoritm som inte bara gör det möjligt att justera utgångsspänningens värde, utan också stänga av enheten i följande nödsituationer:
- spänningsvärdet för en av faserna under eller över den kritiska nivån;
- temperaturen för justeringselementen i omvandlarmodulerna överskrider en förutbestämd tröskel;
- en stark fasobalans upptäcktes i konsumtionsmönstret.
En fasobalans är karakteristisk för ett driftsläge med ojämn belastning, när fasspänningsvärdena förskjuts mot transformatorns neutrala noll.
Som ett skyddande element, vid bortkoppling av lasten i en nödsituation, används en 4-polig brytare inbyggd i enheten. 3-fas stabilisatorn är externt utformad som en vertikalt monterad golvkonstruktion. Förutom kontrollerna visas spänningsindikatorer på frontpanelen, gjord i form av pekarspänningsmätare eller moderna digitala indikatorer.
Princip för arbete och omfattning
Syftet med vilken stabilisator som helst är att hålla utspänningen på en viss nivå. För att förstå principen för dess drift måste du först bekanta dig med följande funktioner på den interna enheten:
- basen för de flesta stabilisatorer är en transformator-transformator med ett justerbart antal varv vid utgången, så att du kan ändra spänningen på dem i en eller annan riktning;
- så länge ingångsavläsningarna motsvarar den nominella, tas normalt 220 volt från utgångslindningen;
- om ingångsspänningen har ändrats upp eller ner, behandlar den inbyggda styrenheten skillnaden och tillhandahåller en styrsignal till en speciell motormekanism;
- den senare förflyttar spänningsavskrapningsmotorn i önskad riktning och justerar utspänningen tills den når sitt nominella värde.
Bland modellerna för stabiliseringsanordningar som produceras av industrin skiljer man modeller med smidig och stegjustering.
Omfånget för trefasstabilisatorer är ganska stort. De är installerade i strömförsörjningskretsar, inte bara i produktion, utan också hemma, främst i privata och förortshem. Stabiliseringsanordningar för inhemska behov kännetecknas som regel av en låg effektindikator, begränsad till 30-50 kW. Mer energiintensiva enheter (upp till 100 kW) installeras ofta på stadskontor, i förortsbyar och i små företag.
För en personlig sommarresidens är det tillräckligt med en enhet som garanterar att du får uteffekt upp till 50-70 kW. Industriella konstruktioner av stabilisatorer med en deklarerad effekt på mer än 100 kW installeras i fabrikerna, i medicinska institutioner, samt på utställningsplatser och i köpcentrum. Spänningsisolerade anordningar som arbetar under höga fuktighetsförhållanden är efterfrågade i specialiserade medicinska anläggningar, laboratorier och forskningscentra.
Typer av trefasstabilisatorer
Branschen har lanserat produktionen av ett stort antal modifieringar av stabilisatorer utformade för drift i trefasiga nätverk. Listan över huvudtyperna för sådana enheter:
- relä- och tyristoranordningar;
- elektromekaniska stabilisatorer;
- ferroresonant- och invertormodeller;
- hybridapparater.
Var och en av dessa positioner behöver en separat övervägande.
Relä- och tyristorprover
I reläanordningar används elektromagnetiska reläer för att växla varv på utgångsspolen på den inbyggda transformatorn. System i denna klass kännetecknas av tillräcklig hastighet och är praktiska i drift och underhåll. På grund av omkopplarnas mekaniska karaktär är de emellertid inte tillräckligt hållbara (reläsvarsresursen är begränsad). Samtidigt är noggrannheten att justera utgångsindikatorerna för reläenheter inte tillräcklig för praktiska behov.
Thyristor-enheter innehåller inte mekaniska kontakter, eftersom deras kopplingskrets är baserad på halvledaranordningar. På grund av detta ökar indikatorerna för stabilitet och hållbarhet hos stabilisatorn kraftigt och resursen är nästan obegränsad. Tack vare den strömlinjeformade produktionen av moderna elektroniska komponenter är kostnaden för en sådan enhet låg.
Elektromekaniska modeller
I enheter av denna typ justeras utgångsspänningen genom mekanisk rörelse av strömkollektorborstarna, som är en del av den inbyggda servodrivningen. Detta förklarar den låga regleringshastigheten för utgångsparametern, som inte överstiger 15 volt per sekund. Andra nackdelar med dessa enheter inkluderar:
- överdrivet oljud;
- stark gnista under arbetet;
- låg tröghet (enheten har inte tid att svara på plötsliga förändringar i ingångsspänningen).
En positiv kvalitet på elektromekaniska enheter är den höga noggrannheten för inställning av utgångsindikatorer (spänning och effekt).
Ferroresonantstabilisatorer
Denna typ av stabiliseringsanordning liknar konventionella transformatormodeller, i vilka magnetkretsen har en uttalad asymmetri. Detta skiljer sig från standardkonstruktioner med icke-linjära magnetiska egenskaper. En betydande nackdel med dessa enheter är deras låga effekteffektivitet.Om det är nödvändigt att kontrollera stora strömbelastningar erhålles dessutom den linjära induktorn av betydande storlek.
För att minska anordningens storlek och vikt införs en kondensator i den, på grund av vilken magnetkretsen får resonansegenskaper. Därför är namnet på denna enhet en ferroresonant regulator. Idag används denna typ av stabilisatorer (liksom dess elektromekaniska motsvarighet) endast i speciella fall. Under inhemska förhållanden ersattes de av moderna elektroniska apparater som kallas inverterare.
Växelriktare
Invertermodeller är byggda enligt en komplex elektronisk krets som inkluderar flera steg i ingångsspänningskonvertering. Tack vare detta är det möjligt att få en nästan perfekt regulator, som gör det möjligt att upprätthålla utgångsnivån med noggrannhet som inte kan uppnås för andra stabilisatorer. Området för tillåtna ingångsvängningar utvidgas, och styrhastigheten begränsas endast av utgångsnyckelelementens hastighet (högfrekventa transistorer). Den enda nackdelen med elektroniska komponenter är deras höga kostnad.
Hybridanordningar
Denna typ av stabiliserande enheter dök upp på marknaden relativt nyligen (2012). Grunden för dess design är en mekanisk regulator, som innehåller två relä-omvandlare. I normalt läge fungerar bara den elektromekaniska enheten och ytterligare noder träder i kraft när huvudmodulen inte längre klarar sina funktioner.
Oförmågan att upprätthålla den optimala nivån vid utgången manifesterar sig vanligtvis med för låga eller för höga ingångsspänningar, begränsad av ett område från 144 till 256 volt. Om detta värde är mindre än 144 eller högre än 256 volt, börjar det andra stabiliseringssteget, monterat på ett elektroniskt relä, att fungera. Det maximala justeringsområdet är från 105 till 280 volt.
