Seade, mida nimetatakse "kolmefaasiliseks pingestabilisaatoriks", on keeruline elektrooniline seade, mis võimaldab säilitada väljundvõimsuse parameetreid soovitud tasemel. Vajaduse nende toodete järele põhjustab 380 V toiteallika ebastabiilsus, mille kõikumised ulatuvad kohati ohtlike väärtusteni. Stabilisaatorite paigaldamisel on võimalik kaitsta sellega ühendatud tööstus- ja majapidamisseadmeid, mis sageli piirväärtusi ületava pinge tõttu ebaõnnestuvad.
Disaini omadused
Oma konstruktsiooni järgi koosneb kolmefaasiline stabilisaator kolmest sama tüüpi ühefaasilisest moodulist, millel on ühine juhtimis- ja jälgimisahel. Sellistest seadmetest on teada kaks versiooni:
- Esimesel juhul on tegemist ühe disainiga, mis sisaldab kolme sõltumatut stabiliseerimisahelat.
- Teine võimalus koosneb kolmest identsest ühefaasilisest stabilisaatorist, mis on ühendatud tähtkonfiguratsioonis ja paigutatud moodulitena ühte riiulisse.
Esimest versiooni kasutatakse väikese võimsusega tarbijate teenindamiseks ja see on suhteliselt odav.Kuid selle eest peate maksma tõsiste probleemidega, mis võivad selle töö ajal tekkida. Kui üks kolmest vooluringist ebaõnnestub, tuleb kogu konstruktsioon parandada või täielikult uuendada. Teist modifikatsiooni (sõltumatute moodulitega riiuli kujul) eristab suurenenud funktsionaalsus, mis võimaldab ühe faasiliini rikke korral toiteallikat mitte katkestada. Sel juhul antakse pinge otse väljundisse, möödudes probleemsest moodulist.
Mis tahes modifikatsioonide ühendamise tunnuseks on iga muunduri eraldi faasitoide, samas kui nende töönull jääb ühiseks. Lisaks peavad nende seadmete korpused olema ühendatud tööstusrajatise maandusahelaga.
380 V pingestabilisaatorite juhtimis- ja jälgimisahel töötab spetsiaalse algoritmi järgi, mis võimaldab mitte ainult väljundpinget reguleerida, vaid ka seadme välja lülitada järgmistel hädaolukordadel:
- ühe faasi pinge väärtus on alla või üle kriitilise taseme;
- muundurimoodulite reguleerimiselementide temperatuur ületab määratud läve;
- Tarbimisahelas tuvastati tugev faaside tasakaalustamatus.
Faasi tasakaalustamatus on tüüpiline ebaühtlase koormusega töörežiimidele, kui faasipinge väärtused nihkuvad trafo nulli nulli suunas.
Seadmesse sisseehitatud 4-pooluselist kaitselülitit kasutatakse kaitseelemendina, mis hädaolukorras koormuse lahti ühendab. 3-faasiline stabilisaator on väliselt projekteeritud vertikaalselt paigaldatava põrandakonstruktsioonina.Selle esipaneelil on lisaks juhtnuppudele pingeindikaatorid, mis on valmistatud dialvoltmeetrite või kaasaegsete digitaalsete näidikute kujul.
Tööpõhimõte ja rakendusala
- Enamiku stabilisaatorite aluseks on muundur-trafo, mille väljundis on reguleeritav pöörete arv, mis võimaldab muuta nende pinget ühes või teises suunas;
- seni, kuni sisendi näidud vastavad nimiväärtusele, eemaldatakse väljundmähisest tavaline 220 volti;
- kui sisendpinge muutub üles või alla, töötleb stabilisaatorisse ehitatud kontroller erinevust ja saadab juhtsignaali spetsiaalsele mootorimehhanismile;
- viimane liigutab pingetõmbemootorit soovitud suunas, reguleerides väljundpinget, kuni see jõuab nimiväärtuseni.
Tööstuses toodetud stabiliseerimisseadmete näidiste hulgas on sujuva ja astmelise reguleerimisega mudeleid.
Kolmefaasiliste stabilisaatorite kasutusala on üsna lai. Neid paigaldatakse toiteahelatesse mitte ainult tootmises, vaid ka kodus, peamiselt era- ja maamajades. Kodumajapidamiste jaoks mõeldud stabiliseerimisseadmeid iseloomustab reeglina madal võimsus, mis on piiratud 30-50 kW-ga. Energiamahukamad agregaadid (kuni 100 kW) paigaldatakse sageli linna kontoritesse, äärelinna küladesse ja ka väikeettevõtetesse.
Isikliku dacha jaoks on täiesti piisav seade, mis tagab kuni 50-70 kW väljundvõimsuse. Stabilisaatorite tööstuslikud näidised deklareeritud võimsusega üle 100 kW paigaldatakse tehase töökodadesse, meditsiiniasutustesse, samuti messipaikadesse ja kaubanduskeskustesse. Kõrge õhuniiskuse tingimustes töötavate galvaanilise pingeisolatsiooniga seadmete järele on nõudlus spetsialiseeritud meditsiiniasutustes, laborites ja uurimiskeskustes.
Kolmefaasiliste stabilisaatorite tüübid
Tööstus on käivitanud suure hulga stabilisaatorite modifikatsioonide tootmist, mis on mõeldud töötamiseks kolmefaasilistes võrkudes. Selliste üksuste peamiste tüüpide loend:
- relee- ja türistoriseadmed;
- elektromehaanilised stabilisaatorid;
- ferroresonants- ja invertermudelid;
- hübriidseadmed.
Kõik need positsioonid nõuavad eraldi kaalumist.
Relee ja türistori näidised
Releeseadmetes kasutatakse elektromagnetreleed sisseehitatud trafo väljundmähise pöörde ümberlülitamiseks. Selle klassi süsteeme iseloomustab piisav kiirus ning neid on mugav kasutada ja hooldada. Lülituse mehaanilise iseloomu tõttu ei ole need aga piisavalt vastupidavad (relee tööiga on piiratud). Samas on releeüksuste väljundnäitajate reguleerimise täpsus praktilisteks vajadusteks ebapiisav.
Türistorseadmed ei sisalda mehaanilisi kontakte, kuna nende lülitusahel põhineb pooljuhtseadmetel. Tänu sellele suureneb järsult stabilisaatori töökindlus ja vastupidavus ning ressurss on praktiliselt piiramatu.Tänu kaasaegsete elektroonikakomponentide sujuvamale tootmisele on sellise seadme maksumus madal.
Elektromehaanilised mudelid
Seda tüüpi seadmetes reguleeritakse väljundpinget sisseehitatud servoajami osaks oleva voolukollektori harjade mehaanilise liigutamisega. See seletab väljundparameetri reguleerimise madalat kiirust, mis ei ületa 15 volti sekundis. Nende seadmete muud puudused on järgmised:
- liigne müra;
- tugev säde töö ajal;
- madal inerts (seadmel pole aega reageerida äkilistele sisendpinge muutustele).
Elektromehaaniliste seadmete positiivne kvaliteet on väljundindikaatorite (pinge ja võimsus) seadistamise kõrge täpsus.
Ferroresonantsed stabilisaatorid
Seda tüüpi stabiliseerimisseadmed meenutavad tavalisi trafo mudeleid, milles magnetahelal on väljendunud asümmeetria. See eristab seda mittelineaarsete magnetiliste omadustega standardkonstruktsioonidest. Nende seadmete oluline puudus on nende madal energiatõhusus. Lisaks, kui on vaja juhtida suuri voolukoormusi, muutub lineaarne drossel märkimisväärse suurusega.
Seadme suuruse ja kaalu vähendamiseks sisestatakse sellesse kondensaator, mille tõttu magnetahel omandab resonantsomadused. Sellest ka selle üksuse nimi – ferroresonantsregulaator. Tänapäeval kasutatakse seda tüüpi stabilisaatoreid (nagu selle elektromehaanilist vastet) ainult erijuhtudel. Igapäevaelus on need asendatud kaasaegsete elektroonikaseadmetega, mida nimetatakse inverteriteks.
Inverterid
Inverteri mudelid on ehitatud keeruka elektroonilise vooluahela abil, mis sisaldab sisendpinge muundamise mitut etappi. Tänu sellele on võimalik saada peaaegu ideaalne regulaator, mis võimaldab hoida väljundtaset teiste stabilisaatorite jaoks kättesaamatu täpsusega. Laiendatud on ka sisendis lubatud võnkumiste ulatust ning juhtimiskiirust piirab vaid väljundi võtmeelementide (kõrgsagedustransistorid) kiirus. Elektroonikaseadmete ainus puudus on nende kõrge hind.
Hübriidseadmed
Seda tüüpi stabiliseerimisseadmed ilmusid turule suhteliselt hiljuti (2012. aastal). Selle konstruktsiooni aluseks on mehaaniline regulaator, mis sisaldab kahte relee-tüüpi muundurit. Tavarežiimis töötab ainult elektromehaaniline seade ja lisakomponendid tulevad mängu siis, kui põhimoodul enam oma funktsioonidega toime ei tule.
Suutmatus väljundis optimaalset taset hoida ilmneb tavaliselt siis, kui sisendpinged on liiga madalad või liiga kõrged, piirdudes vahemikuga 144–256 volti. Kui see väärtus on väiksem kui 144 või suurem kui 256 volti, hakkab e/m releele kokku pandud teine stabiliseerimisaste tööle. Maksimaalne reguleerimisvahemik on 105 kuni 280 volti.
