“Üç fazlı voltaj dengeleyici” adı verilen ünite, çıkış gücünü doğru seviyede tutmanızı sağlayan karmaşık bir elektronik cihazdır. Bu ürünlere duyulan ihtiyaç, dalgalanmaları bazen tehlikeli değerlere ulaşan 380 V güç kaynağının dengesizliğinden kaynaklanmaktadır. Stabilizatörler monte edilirken, genellikle sınır değerlerini aşan voltaj nedeniyle arızalanan endüstriyel ve ev eşyalarını korumak mümkündür.
Tasarım özellikleri
Tasarımlarına göre, üç fazlı bir stabilizatör, ortak bir kontrol ve izleme devresine sahip üç tek fazlı tek fazlı modüldür. Bu tür cihazların iki sürümü bilinmektedir:
- İlk durumda, bu üç bağımsız stabilizasyon devresi içeren tek bir tasarımdır.
- İkinci seçenek, "yıldız" şemasına göre bağlanan ve tek bir rafta modüller şeklinde yerleştirilen üç özdeş tek fazlı stabilizatördür.
İlk sürüm, düşük güçlü tüketicilere hizmet etmek için kullanılır ve nispeten ucuzdur. Ancak operasyonu sırasında mümkün olan ciddi problemlerle bunun bedelini ödemek zorundasınız. 3 şemadan biri başarısız olursa, tüm yapının onarılması veya tamamen güncellenmesi gerekir. İkinci değişiklik (bağımsız modüllere sahip bir raf şeklinde), faz hatlarından birinin arızalanması durumunda güç kaynağını kesintiye uğratmaya izin vermeyen artan işlevsellik ile karakterize edilir. Bu durumda, voltaj, çıkış modülüne doğrudan sorun modülünü atlayarak uygulanır.
Herhangi bir değişikliği bağlamanın bir özelliği, dönüştürücülerin her birine ayrı bir faz beslemesidir, ancak çalışma sıfırları ortaktır. Ayrıca, bu cihazların mahfazaları mutlaka endüstriyel tesisteki topraklama devresine bağlıdır.
380 V voltaj stabilizatörlerinin kontrol ve izleme devresi, sadece çıkış voltajının değerini ayarlamayı değil, aynı zamanda aşağıdaki acil durumlarda cihazı kapatmayı sağlayan özel bir algoritmaya göre çalışır:
- kritik seviyenin altındaki veya üzerindeki fazlardan birinin voltaj değeri;
- dönüştürücü modüllerinin ayar elemanlarının sıcaklığı önceden belirlenmiş bir eşiği aşar;
- tüketim paterninde güçlü bir faz dengesizliği tespit edilmiştir.
Faz dengesizliği, faz gerilimi değerleri transformatör nötr değerinin sıfıra kaydırıldığında, dengesiz yüke sahip bir çalışma modunun karakteristiğidir.
Acil bir durumda yükün bağlantısını kesen koruyucu bir eleman olarak, üniteye yerleştirilmiş 4 kutuplu bir devre kesici kullanılır. 3 fazlı stabilizatör harici olarak dikey olarak monte edilmiş bir zemin yapısı olarak tasarlanmıştır. Kontrollerin yanı sıra, ön panelde işaretçi voltmetreler veya modern dijital göstergeler şeklinde voltaj göstergeleri görüntülenir.
Çalışma prensibi ve kapsamı
Herhangi bir dengeleyicinin amacı, çıkış voltajını belirli bir seviyede tutmaktır. Çalışma prensibini anlamak için, önce dahili cihazın aşağıdaki özelliklerini tanımanız gerekir:
- çoğu dengeleyicinin temeli, çıkışta ayarlanabilir dönüş sayısına sahip bir transformatör transformatörüdür, bu da üzerlerindeki voltajı bir yönde değiştirmenize izin verir;
- giriş değerleri nominal değere karşılık geldiği sürece, çıkış sargısından normal 220 volt alınır;
- giriş voltajı yukarı veya aşağı değişmişse, dengeleyicide yerleşik olan kontrolör farkı işler ve özel bir motor mekanizmasına bir kontrol sinyali sağlar;
- ikincisi, gerilim sıyırıcı motorunu istenen yönde hareket ettirir ve çıkış gerilimini nominal değerine ulaşana kadar ayarlar.
Endüstri tarafından üretilen stabilizasyon cihazlarının modelleri arasında pürüzsüz ve kademeli ayarlara sahip modeller ayırt edilir.
Üç fazlı stabilizatörlerin kapsamı oldukça geniştir. Sadece üretimde değil, aynı zamanda evde, özellikle özel ve banliyö evlerinde güç kaynağı devrelerine monte edilirler. Yerli ihtiyaçlar için stabilizasyon cihazları, kural olarak, 30-50 kW ile sınırlı düşük güç göstergesi ile karakterize edilir. Şehir ofislerine, banliyö köylerine ve küçük işletmelere daha fazla enerji yoğun üniteler (100 kW'a kadar) monte edilir.
Kişisel bir yazlık konut için, 50-70 kW'a kadar çıkış gücü elde etmeyi garanti eden bir cihaz yeterlidir. 100 kW'ın üzerinde beyan gücü olan endüstriyel stabilizatör tasarımları fabrikaların mağazalarına, tıbbi kurumlara, sergi mekanlarına ve alışveriş merkezlerine monte edilmiştir. Özel tıbbi tesislerde, laboratuvarlarda ve araştırma merkezlerinde yüksek nem koşullarında çalışan gerilim izolasyonlu cihazlar talep edilmektedir.
Üç fazlı stabilizatör çeşitleri
Endüstri, üç fazlı şebekelerde çalışmak için tasarlanmış çok sayıda stabilizatör modifikasyonunun üretimini başlattı. Bu tür birimlerin ana tiplerinin listesi:
- röle ve tristör cihazları;
- elektromekanik stabilizatörler;
- ferroresonant ve invertör modelleri;
- melez cihazlar.
Bu pozisyonların her biri ayrı bir değerlendirmeye ihtiyaç duyar.
Röle ve tristör örnekleri
Röle cihazlarında, yerleşik transformatörün çıkış bobininin dönüşlerini değiştirmek için elektromanyetik röleler kullanılır. Bu sınıftaki sistemler yeterli hız ile ayırt edilir ve işletme ve bakım için uygundur. Bununla birlikte, anahtarlamanın mekanik doğası nedeniyle, yeterince dayanıklı değildirler (röle yanıt kaynağı sınırlıdır). Aynı zamanda, röle üniteleri için çıkış göstergelerini ayarlama doğruluğu pratik ihtiyaçlar için yetersizdir.
Tristör cihazları mekanik kontaklar içermez, çünkü anahtarlama devreleri yarı iletken cihazlara dayanır. Bu nedenle, stabilizatörün güvenilirlik ve dayanıklılık göstergeleri keskin bir şekilde artar ve kaynak neredeyse sınırsızdır. Modern elektronik bileşenlerin düzgün üretimi sayesinde, böyle bir cihazın maliyeti düşüktür.
Elektromekanik modeller
Bu tip birimlerde, çıkış voltajı, yerleşik servo sürücünün bir parçası olan mevcut kollektör fırçalarının mekanik hareketi ile ayarlanır. Bu, çıkış parametresinin saniyede 15 volt'u aşmayan düşük düzenleme hızını açıklar. Bu cihazların diğer dezavantajları şunlardır:
- aşırı ses;
- çalışma sırasında güçlü kıvılcım;
- düşük atalet (cihazın giriş voltajındaki ani değişikliklere cevap vermek için zamanı yoktur).
Elektromekanik cihazların olumlu kalitesi, çıkış göstergelerinin (voltaj ve güç) ayarlanmasının yüksek doğruluğudur.
Ferroresonant stabilizatörler
Bu tip stabilizasyon cihazı, manyetik devrenin belirgin bir asimetriye sahip olduğu geleneksel transformatör modellerine benzer. Bu, doğrusal olmayan manyetik özelliklere sahip standart tasarımlardan farklıdır. Bu ünitelerin önemli bir dezavantajı, düşük güç verimidir.Ek olarak, büyük akım yüklerini kontrol etmek gerekirse, doğrusal indüktör önemli boyutta elde edilir.
Cihazın boyutunu ve ağırlığını azaltmak için, içine manyetik devrenin rezonant özellikler kazandığı bir kondansatör sokulur. Bu nedenle, bu birimin adı ferroresonant bir regülatördür. Bugün, bu tip dengeleyiciler (ve elektromekanik muadili) sadece özel durumlarda kullanılmaktadır. Ev koşullarında, invertör adı verilen modern elektronik cihazlarla değiştirildi.
İnvertörler
Inverter modelleri, giriş voltajı dönüşümünün birkaç aşamasını içeren karmaşık bir elektronik devreye göre üretilmiştir. Bu sayede, diğer stabilizatörler için ulaşılamaz bir hassasiyetle çıkış seviyesinin korunmasına izin veren neredeyse mükemmel bir regülatör elde etmek mümkündür. İzin verilen giriş salınımları aralığı genişletilir ve kontrol hızı yalnızca çıkış anahtarı elemanlarının (yüksek frekanslı transistörler) hızı ile sınırlanır. Elektronik bileşenlerin tek dezavantajı yüksek maliyetleridir.
Hibrit cihazlar
Bu tip dengeleyici cihazlar nispeten yakın bir zamanda (2012'de) piyasaya çıktı. Tasarımının temeli, iki röle tipi dönüştürücü içeren mekanik bir regülatördür. Normal modda, sadece elektromekanik cihaz çalışır ve ana modül işlevleriyle artık baş edemediğinde ek düğümler devreye girer.
Çıkışta optimum seviyeyi koruyamamak, genellikle 144 ila 256 volt aralığında sınırlı olarak çok düşük veya çok yüksek giriş voltajlarıyla kendini gösterir. Bu değer 144'ten düşük veya 256 Volt'tan yüksekse, elektronik bir röleye monte edilen ikinci stabilizasyon aşaması çalışmaya başlar. Maksimum ayar aralığı 105 ila 280 volt arasındadır.
