Jednotka zvaná „třífázový stabilizátor napětí“ je komplexní elektronické zařízení, které vám umožňuje udržovat výstupní výkon na správné úrovni. Potřeba těchto produktů je způsobena nestabilitou napájení 380 V, jejíž výkyvy někdy dosahují nebezpečných hodnot. Při instalaci stabilizátorů je možné chránit průmyslová a domácí zařízení k nim připojená, která často selhávají kvůli napětí překračujícímu mezní hodnoty.
Designové vlastnosti
Podle jejich konstrukce jsou třífázový stabilizátor tři jednofázové jednofázové moduly se společným řídicím a monitorovacím obvodem. Jsou známy dvě verze takových zařízení:
- V prvním případě se jedná o jediný návrh, který zahrnuje tři nezávislé stabilizační obvody.
- Druhou možností jsou tři identické jednofázové stabilizátory, připojené podle schématu „hvězd“ a umístěné ve formě modulů do jednoho stojanu.
První verze se používá k poskytování služeb zákazníkům s nízkou spotřebou a je relativně levná. Ale musíte za to platit s vážnými problémy, které jsou možné během jeho provozu. Pokud jeden ze 3 schémat selže, musí být celá struktura opravena nebo kompletně aktualizována. Druhá modifikace (ve formě stojanu s nezávislými moduly) se vyznačuje zvýšenou funkčností, která umožňuje nepřerušit napájení v případě selhání jednoho z fázových vedení. V tomto případě je napětí přivedeno přímo na výstup a obchází problémový modul.
Charakteristickým rysem připojení jakýchkoli modifikací je samostatné fázové napájení každého z konvertorů, zatímco jejich pracovní nula zůstává běžná. Krabice těchto zařízení jsou navíc nutně připojeny k uzemňovacímu obvodu dostupnému v průmyslovém zařízení.
Řídicí a monitorovací obvod stabilizátorů napětí 380 V pracuje podle speciálního algoritmu, který umožňuje nejen upravit hodnotu výstupního napětí, ale také vypnout zařízení v následujících nouzových případech:
- hodnota napětí jedné z fází pod nebo nad kritickou úrovní;
- teplota nastavovacích prvků převodníkových modulů překračuje předem stanovený práh;
- ve vzorci spotřeby byla zjištěna silná fázová nerovnováha.
Fázová nevyváženost je charakteristická pro provozní režim s nerovnoměrným zatížením, když jsou hodnoty fázového napětí posunuty směrem k nule neutrálního transformátoru.
Jako ochranný prvek se při nouzovém odpojení zátěže používá 4pólový jistič zabudovaný v jednotce. 3-fázový stabilizátor je navenek navržen jako svisle namontovaná podlahová konstrukce. Kromě ovládacích prvků jsou na předním panelu zobrazeny indikátory napětí, které jsou vytvořeny ve formě ukazatelů voltmetru nebo moderních digitálních indikátorů.
Zásada práce a rozsah
Účelem jakéhokoli stabilizátoru je udržovat výstupní napětí na dané úrovni. Abyste porozuměli principu jeho fungování, musíte se nejprve seznámit s následujícími vlastnostmi interního zařízení:
- základem většiny stabilizátorů je transformátor-transformátor s nastavitelným počtem otáček na výstupu, který vám umožňuje měnit napětí na nich v jednom nebo druhém směru;
- pokud vstupní hodnoty odpovídají jmenovité hodnotě, je z výstupního vinutí odebráno normálních 220 voltů;
- pokud se vstupní napětí změnilo nahoru nebo dolů, řídicí jednotka zabudovaná do stabilizátoru zpracuje rozdíl a poskytne řídicí signál speciálnímu mechanismu motoru;
- ten posune motor odstraňovače napětí v požadovaném směru a upraví výstupní napětí, dokud nedosáhne nominální hodnoty.
Mezi modely stabilizačních zařízení vyráběných v průmyslu se rozlišují modely s plynulým a stupňovým nastavením.
Rozsah třífázových stabilizátorů je poměrně široký. Jsou instalovány v napájecích obvodech nejen ve výrobě, ale také doma, hlavně v soukromých a příměstských domech. Stabilizační zařízení pro domácí potřeby se zpravidla vyznačují indikátorem nízkého výkonu omezeným na 30-50 kW. Energeticky náročnější jednotky (do 100 kW) jsou často instalovány v městských úřadech, v příměstských vesnicích i v malých podnicích.
Pro osobní letní sídlo stačí zařízení, které zaručuje získání výstupního výkonu až 50-70 kW. Průmyslové návrhy stabilizátorů s deklarovaným výkonem větším než 100 kW jsou instalovány v obchodech továren, ve zdravotnických zařízeních, na výstavních místech a v nákupních centrech. Napěťově izolovaná zařízení pracující v podmínkách vysoké vlhkosti jsou požadována ve specializovaných zdravotnických zařízeních, laboratořích a výzkumných centrech.
Druhy třífázových stabilizátorů
Odvětví zahájilo výrobu velkého počtu modifikací stabilizátorů určených pro provoz v trojfázových sítích. Seznam hlavních typů takových jednotek:
- reléová a tyristorová zařízení;
- elektromechanické stabilizátory;
- ferroresonantní a invertorové modely;
- hybridní spotřebiče.
Každá z těchto pozic vyžaduje zvláštní posouzení.
Vzorky relé a tyristorů
V reléových zařízeních se elektromagnetická relé používají k přepínání otáček výstupní cívky vestavěného transformátoru. Systémy této třídy se vyznačují dostatečnou rychlostí a jsou vhodné pro provoz a údržbu. Vzhledem k mechanické povaze přepínání však nejsou dostatečně trvanlivé (prostředek odezvy relé je omezený). Současně není přesnost nastavení výstupních indikátorů pro reléové jednotky dostatečná pro praktické potřeby.
Tyristorová zařízení neobsahují mechanické kontakty, protože jejich spínací obvod je založen na polovodičových zařízeních. Z tohoto důvodu se ukazatele spolehlivosti a trvanlivosti stabilizátoru prudce zvyšují a zdroj je téměř neomezený. Díky efektivní výrobě moderních elektronických součástek jsou náklady na takové zařízení nízké.
Elektromechanické modely
U jednotek tohoto typu je výstupní napětí nastaveno mechanickým pohybem kartáčů sběrače proudu, který je součástí vestavěného servopohonu. To vysvětluje nízkou rychlost regulace výstupního parametru nepřesahující 15 voltů za sekundu. Mezi další nevýhody těchto zařízení patří:
- nadměrný hluk;
- silné jiskření během práce;
- nízká setrvačnost (zařízení nemá čas reagovat na náhlé změny vstupního napětí).
Pozitivní kvalitou elektromechanických zařízení je vysoká přesnost nastavení výstupních indikátorů (napětí a výkon).
Ferorezonanční stabilizátory
Tento typ stabilizačního zařízení se podobá konvenčním modelům transformátorů, u kterých má magnetický obvod výraznou asymetrii. To se liší od standardních provedení s nelineárními magnetickými charakteristikami. Významnou nevýhodou těchto jednotek je nízká energetická účinnost.Kromě toho, pokud je nutné řídit velké proudové zátěže, získá se lineární induktor významné velikosti.
Pro zmenšení velikosti a hmotnosti zařízení je do něj zaveden kondenzátor, díky čemuž magnetický obvod získává rezonanční vlastnosti. Název této jednotky je proto ferrorezonantním regulátorem. Dnes se tento typ stabilizátorů (stejně jako jeho elektromechanický protějšek) používá pouze ve zvláštních případech. V domácích podmínkách byly nahrazeny moderními elektronickými zařízeními zvanými invertory.
Střídače
Invertorové modely jsou konstruovány podle složitého elektronického obvodu, který zahrnuje několik fází přeměny vstupního napětí. Díky tomu je možné získat téměř dokonalý regulátor, který umožňuje udržovat výstupní úroveň s přesností nedosažitelnou pro jiné stabilizátory. Rozsah přípustných vstupních kmitů je rozšířen a řídicí rychlost je omezena pouze rychlostí výstupních klíčových prvků (vysokofrekvenční tranzistory). Jedinou nevýhodou elektronických součástek jsou jejich vysoké náklady.
Hybridní zařízení
Tento typ stabilizačních zařízení se objevil na trhu relativně nedávno (v roce 2012). Základem jeho konstrukce je mechanický regulátor, který zahrnuje dva reléové převodníky. V normálním režimu funguje pouze elektromechanické zařízení a další uzly nabudou účinnosti, když hlavní modul již nebude schopen zvládat své funkce.
Neschopnost udržet optimální úroveň na výstupu se obvykle projevuje příliš nízkým nebo příliš vysokým vstupním napětím, omezeným rozsahem od 144 do 256 voltů. Pokud je tato hodnota menší než 144 nebo vyšší než 256 voltů, začne druhý stabilizační stupeň, sestavený na elektronickém relé, fungovat. Maximální rozsah nastavení je od 105 do 280 voltů.
