Трехфазный стабилизатор напряжения: принцип действия, конструкция и сфера использования

Как правильно выбрать трехфазный стабилизатор напряжения для дома

Агрегат под названием «стабилизатор напряжения трехфазный» – это сложное электронное устройство, позволяющее поддерживать параметры выходного питания на нужном уровне. Потребность в этих изделиях вызвана нестабильностью сетевого питания 380 Вольт, колебания которого достигают порой опасных величин. При установке стабилизаторов удается уберечь подключенное к нему промышленное и бытовое оборудование, нередко выходящее из строя из-за превышения напряжением предельных значений.

  1. Особенности конструкции
  2. Принцип работы и сфера применения
  3. Виды трехфазных стабилизаторов
  4. Релейные и тиристорные образцы
  5. Электромеханические модели
  6. Феррорезонансные стабилизаторы
  7. Инверторы
  8. Гибридные приборы

Особенности конструкции

Трехфазный стабилизатор напряжения

По своей конструкции трехфазный стабилизатор – это три однотипных однофазных модуля с общей схемой управления и контроля. Известны два варианта исполнения таких устройств:

  • В первом случае это единая конструкция, включающая в себя три независимых контура стабилизации.
  • Второй вариант представляет собой три одинаковых однофазных стабилизатора, включенных по схеме «звезда» и размещенных в виде модулей в единой стойке.

Первое из исполнений применяется для обслуживания маломощных потребителей и стоит сравнительно дешево. Но за это приходится расплачиваться серьезными проблемами, возможными при его эксплуатации. При выходе из строя одной из 3-х схем всю конструкцию приходится ремонтировать или обновлять полностью. Вторая модификация (в виде стойки с независимыми модулями) отличается повышенной функциональностью, позволяющей не прерывать подачу питания при неисправности одной из фазных линий. В этом случае напряжение подается на выход напрямую, минуя проблемный модуль.

Однофазный стабилизатор напряжения Энергия СНВТ Hybrid

Особенностью подключения любых модификаций является раздельная подача фазы на каждый из преобразователей, в то время как рабочий ноль у них остается общим. Кроме того, корпуса этих устройств обязательно соединяются с имеющимся на промышленном объекте заземляющим контуром.

Схема управления и контроля стабилизаторов напряжения 380 В работает по особому алгоритму, позволяющему не только корректировать величину выходного напряжения, но и отключать прибор в следующих экстренных случаях:

  • величина напряжения одной из фаз ниже или выше критического уровня;
  • температура элементов регулировки преобразовательных модулей превышает заданный порог;
  • в схеме потребления обнаружен сильный перекос фаз.

Перекос фаз характерен для режима работы с неравномерной нагрузкой, когда значения фазных напряжений смещаются в сторону нуля трансформаторной нейтрали.

В качестве защитного элемента, отключающего нагрузку в аварийной ситуации, применяется встроенный в агрегат 4-х полюсный автомат. Стабилизатор 3-фазный внешне оформлен как вертикально установленная напольная конструкция. На ее переднюю панель, помимо органов управления, выведены индикаторы напряжения, выполненные в виде стрелочных вольтметров или современных цифровых индикаторов.

Принцип работы и сфера применения

Назначение любого стабилизатора состоит в поддержании выходного напряжения на заданном уровне. Для понимания принципа его работы сначала нужно ознакомиться со следующими особенностями внутреннего устройства:

  • основой большинства стабилизаторов является преобразователь-трансформатор с регулируемым числом витков на выходе, позволяющим изменять напряжение на них в ту или другую сторону;
  • до тех пор, пока показания на входе соответствуют номиналу, с выходной обмотки снимаются нормальные 220 Вольт;
  • если напряжение на входе изменилось в большую или меньшую сторону, встроенный в стабилизатор контроллер обрабатывает разницу и подает управляющий сигнал на специальный моторный механизм;
  • последний перемещает движок съемника напряжения в нужную сторону, корректируя выходное напряжение до момента достижения им номинала.

Среди выпускаемых промышленность образцов стабилизирующих устройств различают модели с плавной и ступенчатой регулировкой.

Область применения трехфазных стабилизаторов достаточно широка. Они устанавливаются в силовых цепях питания не только на производстве, но и в домашних условиях, в основном – в частных и загородных домах. Стабилизирующие устройства для бытовых нужд, как правило, отличаются невысоким показателем мощности, ограниченным величиной 30-50 кВт. Более энергоемкие агрегаты (до 100 кВт) нередко устанавливаются в городских офисах, в загородных поселках, а так же на небольших предприятиях.

Для личной дачи вполне достаточно устройства, гарантирующего получение на выходе мощности до 50-70 кВт. Промышленные образцы стабилизаторов с заявленной мощностью более 100 кВт устанавливаются в цехах заводов, в медицинских учреждениях, а также на выставочных площадках и в торговых центрах. Устройства с гальванической развязкой по напряжению, работающие в условиях повышенной влажности, востребованы в специализированных медучреждениях, лабораториях и научных центрах.

Виды трехфазных стабилизаторов

Промышленностью налажен выпуск большого количества модификаций стабилизаторов, рассчитанных на работу в трехфазных сетях. Перечень основных типов таких агрегатов:

  • релейные и тиристорные устройства;
  • электромеханические стабилизаторы;
  • феррорезонансные и инверторные модели;
  • гибридные приборы.

Каждая из этих позиций нуждается в отдельном рассмотрении.

Релейные и тиристорные образцы

Релейный стабилизатор напряжения SUNTEK PR 1500 ВА

В релейных устройствах для переключения витков выходной катушки встроенного трансформатора используются электромагнитные реле. Системы этого класса отличаются достаточным быстродействием и удобны в работе и обслуживании. Однако из-за механического характера переключений они недостаточно долговечны (ресурс срабатывания реле ограничен). При этом точность регулировки выходных показателей у релейных агрегатов недостаточна для практических нужд.

Тиристорные устройства не содержат механических контактов, так как их переключающая схема построена на основе полупроводниковых приборов. За счет этого показатели надежности и долговечности стабилизатора резко повышаются, а ресурс практически неограничен. Благодаря отлаженному производству современных электронных компонентов стоимость такого устройства невысока.

Читайте также:
Акустический выключатель: применение, выбор и создание своими руками

Электромеханические модели

Электромеханический стабилизатор напряжения

В агрегатах этого типа подстройка выходного напряжения осуществляется путем механического перемещения щеток токосъемника, входящего в состав встроенного сервопривода. Этим и объясняется низкая скорость регулирования выходного параметра, не превышающая 15 Вольт в секунду. К другим недостаткам этих устройств относят:

  • излишнюю шумность;
  • сильное искрение в процессе работы;
  • низкую инерционность (устройство не успевает реагировать на резкие изменения входного напряжения).

Положительным качеством электромеханических приборов является высокая точность выставления выходных показателей (напряжения и мощности).

Феррорезонансные стабилизаторы

Устройство феррорезонансного типа

Этот тип стабилизирующих устройств напоминает обычные трансформаторные модели, у которых магнитопровод имеет ярко выраженную асимметрию. Этим он отличается от типовых конструкций с нелинейными магнитными характеристиками. Существенный недостаток этих агрегатов – низкий КПД по мощности. Кроме того, при необходимости управления большими токовыми нагрузками линейный дроссель получается значительных размеров.

Для снижения габаритов и массы устройства в него введен конденсатор, за счет которого магнитопровод приобретает резонансные свойства. Отсюда и название этого агрегата – феррорезонансный регулятор. Сегодня этот тип стабилизаторов (как и его электромеханический аналог) применяется только в особых случаях. В бытовых условиях на смену им пришли современные электронные приборы, называемые инверторами.

Инверторы

Инверторные модели построены по сложной электронной схеме, включающей в себя несколько ступеней преобразования входного напряжения. Благодаря этому удается получить практически идеальный регулятор, позволяющий поддерживать выходной уровень с недостижимой для других стабилизаторов точностью. Расширен и диапазон допустимых колебаний по входу, а скорость управления ограничена только быстродействием выходных ключевых элементов (высокочастотных транзисторов). Единственный недостаток электронных агрегатов – их высокая стоимость.

Гибридные приборы

Это тип стабилизирующих устройств появился на рынке сравнительно недавно (в 2012 году). Основа его конструкции – механический регулятор, в состав которого введены два преобразователя релейного типа. В нормальном режиме работает только электромеханическое устройство, а дополнительные узлы вступают в действие, когда основной модуль уже не справляется со своими функциями.

Невозможность поддерживать на выходе оптимальный уровень обычно проявляется при слишком заниженных или завышенных входных напряжениях, ограниченных диапазоном от 144 до 256 Вольт. Если эта величина меньше 144 или выше 256 Вольт, начинает работать вторая ступень стабилизации, собранная на э/м реле. Максимальный диапазон регулировки составляет от 105 до 280 Вольт.

Стабилизаторы напряжения трехфазные: виды, характеристики, назначение

Аппараты, стабилизирующие электричество, выпускают номиналами мощности от 10 до 20 кВт для бытовых целей и от 15 до 100 кВт – для промышленной сферы. По диапазону изменения входного напряжения допустимого для регулирования стабилизатором, они бывают обычные и расширенного диапазона.

Что такое стабилизаторы напряжения трехфазные и где их применяют

Стабилизатором напряжения трехфазным называют устройство, которое подключается к трехфазной сети (380 В, 50 Гц – частота тока переменного) и призвано поддерживать напряжение на каждой фазе выхода в стандартных пределах 220 В +,- 5%, нивелируя все скачки и просадки электричества на его входе. Стабилизаторы напряжения трехфазные состоят из трех однофазных стабилизаторов, объединенных в схему. Каждый отдельный блок выполнен на базе своего трансформатора и платы контроллера для реагирования изменения входного электричества. Параметры каждого отдельного устройства одинаковы с остальными.

Применяют трехфазные стабилизаторы напряжения для дома, когда разгружают входной трансформатор, используя все три фазы. Каждая из них питает отдельную линию нагрузки. В промышленных целях стабилизатор напряжения трехфазный 15 кВт и выше используют для запитывания агрегатов, работающих от трехфазной сети питания (мощные электродвигатели и нагреватели).

Принцип действия стабилизаторов

Простейшие трехфазные стабилизаторы напряжения для дома принцип действия имеют такой, который основан на свойстве трансформатора повышать либо понижать напряжение на своем выходе в зависимости от того, как оно изменяется на входе. Трансформатор, используемый в стабилизаторе, имеет выходную обмотку, с которой возможно снимать электроэнергию, перемещаясь по виткам. То есть, когда напряжение на входе соответствует номиналу, обмотка выдает номинальное выходное его значение. Если напряжение на входе изменилось, например, на 20 % от номинального, то контроллер преобразует эту разницу, подавая сигнал на устройство перемещения по виткам выходной обмотки трансформатора. Последнее, в свою очередь, занимает такое положение, что увеличивается либо уменьшается количество витков выходной обмотки, а параметры электричества на выходе остаются неизменными.

Бывают системы стабилизации с плавной регулировкой либо ступенчатой. Если контроллер основан на электромеханической системе, то она может иметь небольшую инерцию при резких и быстрых изменениях входного напряжения.

Феррорезонансный стабилизатор

Промышленный стабилизатор напряжения трехфазный 15 кВт является наиболее простой и надежной системой. Он позволяет быстро регулировать и точно стабилизировать электричество (отклонение не выше 3 %), исключает разрыв фазы и может работать при температурах ниже -40 градусов.

Недостаток системы: в маленьком диапазоне входных регулируемых параметров, в процессе работы наводятся помехи, создаются сильные шумы. Такие стабилизаторы напряжения трехфазные очень громоздки.

Стабилизаторы электромеханического типа

Электромеханические трехфазные стабилизаторы напряжения эффективно работают в электрических сетях и линиях, где изменение сетевых параметров не имеет резкого характера. Выходное напряжение изменяется за счет передвижения щетки токосъемного контакта по виткам выходной катушки трансформатора. При этом скорость регулировки электричества довольно медленна и не превышает 15 Вольт за секундный интервал времени. Агрегаты имеют повышенную шумность и высокое искрообразование в процессе эксплуатации, зато они точны по мощности.

Читайте также:
Как соединить светодиодную ленту между собой: способы соединения и инструмент

Релейные стабилизаторы напряжения

В этих типах устройств переключение витков трансформатора реализовано на релейной схеме (реле электромагнитное). Системы обладают высокими показателями реагирования на изменение входного напряжения и долговечны в работе, но точность выравнивания электроэнергии у них невысокая.

Электронные схемы стабилизации

Имеются ввиду тиристоры, симисторы. Стабилизаторы трехфазные, которые нашли самое широкое применение благодаря универсальной схеме. Она позволяет получать высокую скорость срабатывания, высокоточность преобразования напряжения на выходе и работать в линиях со скачками электроэнергии в широких пределах. Процесс переключения выходных обмоток трансформатора реализован на электронных ключах и происходит ступенчато.

Характеристики стабилизаторов напряжения

Прежде чем приобрести стабилизирующее устройство, необходимо проанализировать его основные параметры:

  • Мощность полная. Стабилизатор напряжения имеет возможность пропустить только определенную силу тока, на которую рассчитаны его обмотки, поэтому необходимо точно знать, какую суммарную мощность будет потреблять нагрузка линии. При этом следует учитывать токи включения приборов и устройств и брать стабилизатор с запасом по мощности, отталкиваясь от расчетов.
  • Широта диапазона напряжения на входе. Параметр показывает, при каких минимальных и максимальных значениях входного электричества аппарат имеет возможность выполнять стабилизирующую функцию. Важно помнить, что чем больше диапазон, тем может быть меньшей точность стабилизации.
  • Точность выравнивания напряжения. Выпускают устройства низкого показателя точности, разброс регулировки у которого составляет +,- 7% и высокоточные стабилизаторы. Первые относительно недороги и подходят для питания бытовой аппаратуры. Для всех высокоточных приборов и дорогостоящей аппаратуры предпочтительней второй вариант стабилизаторов.
  • Степень быстродействия. Зависит от системы управления выходной обмоткой трансформатора в стабилизаторе. Этот параметр важен при частых перепадах напряжения в сети, особенно при запитывании ответственных объектов, больниц, например, где важна стабильность работы поддерживающих жизнеобеспечение устройств, либо чувствительных сетей бесперебойных систем питания.
  • Наличие систем защиты. Защита может осуществляться по входному напряжению. То есть когда параметры электричества на входе устройства выходят за пределы, которые может регулировать стабилизатор, тогда система отключает нагрузку. Защита при перегрузках и токах короткого замыкания в питающей линии. Она отключает стабилизатор от линии, сохраняя от сгорания его силовую схему и контроллер. Защита нагрузки при выходе из строя элементов стабилизатора разрывает цепь на выходе стабилизатора. Тепловая защита стабилизатора включает системы вентиляции при повышении допустимой температуры частей схемы либо, вообще, отключает прибор при возможности перегрева.
  • Вид регулировки напряжения. Бывают устройства регулировки плавной, а бывают ступенчатой. К первым системам относится электромеханика и стабилизация на усилителях магнитного типа. Ко вторым – системы релейные и электронные.
  • Климатическое исполнение устройства. Показывает, в каком температурном режиме и влажности может работать трехфазный стабилизатор напряжения 3 кВт и выше.
  • Уровень шума, производимого аппаратом. Самые большие децибелы выдают системы на усилителях магнитных, чуть ниже электромеханические. Щелчки производят релейные стабилизаторы напряжения трехфазные, электронные не шумят.

Когда выгоднее ставить трехфазный и однофазный стабилизаторы

Часто случается так, что для запитывания большого дома используют трехфазное напряжение, распределяя каждую фазу на свою линию. Как поступить в этом случае: поставить трехфазный стабилизатор или на каждую линию отдельно свой собственный однофазный? На первый взгляд может показаться, что разницы нет ведь в трехфазном собраны те же однофазные стабилизаторы только в одном корпусе. Но отличие существенно, потому что система безопасности трехфазного устройства отключает нагрузку при наличии аварии на любой фазе. Поэтому если в цепи не предусмотрены устройства трехфазного питания, то, чтобы не остаться полностью без электричества, лучше регулировать напряжение каждой фазы своим стабилизатором.

Если же в хозяйстве есть трехфазные двигатели, тогда подключение трехфазного стабилизатора напряжения неизбежно. Но когда вопрос за деньгами не стоит, лучше применить комбинированную систему – линии запитать однофазниками, а трехфазное оборудование отдельно идентичным стабилизатором. В промышленной сфере применяют только промышленный стабилизатор напряжения трехфазный.

Заключение

Правильное подключение любых стабилизаторов напряжения могут осуществить только профессиональные электрики, которые имеют допуск к работе с высоковольтными сетями.

Трехфазный стабилизатор напряжения

Качество поставляемой потребителям электроэнергии регулируется нормами ГОСТа 32144. На эти показатели ориентируются производители бытовой и промышленной техники. Выпускаемое ими электрическое оборудование не выходит из строя при допустимых колебаниях напряжения в диапазоне 5-10%, но может сократиться срок службы этих устройств. Для исключения опасных ситуаций и поддержания нормированных характеристик сетей электропитания используют стабилизатор напряжения трехфазный.

Основные особенности

Стабилизатор напряжения на 380 вольт используется в сетях с трехфазным электроснабжением. Этот прибор состоит из трёх однофазных устройств стабилизации, каждое из которых нормализует ток на своей отдельной фазе.

Производителями освоен выпуск аппаратов двух видов исполнения: моноблочные и модульные.

Моноблочная конструкция (1) содержит в себе три независящие друг от друга, самостоятельные однофазные устройства нормализации напряжения.

Модульная конструкция (2) состоит из трёх однофазных одинаковых устройств стабилизации, помещенных на стойку и соединенных между собой.

Единая конструкция чаще всего используется для обеспечения безопасного питания устройств малой мощности. Цена моноблочной структуры меньше модульной. Неудобство этой системы в том, что при любой поломке приходится отдавать в ремонт всю установку.

Читайте также:
Установка розеток в квартире: миниколонны, шаблон, схема и этапы монтажа

Модульная конструкция оснащена функцией «байпас». Это позволяет, при возникновении неполадок в любом блоке структуры, осуществлять поступление питания, исключив проблемный модуль. В этом большое преимущество этой системы, так как поступление электроэнергии на объект не прекращается, что облегчает и ремонтные работы тоже. Кроме этого, доставить в ремонтную мастерскую один модуль, вместо целой конструкции, гораздо легче.

Важно! Если напряжение опустилось ниже предельно допустимого для работы стабилизатора, из-за перегрева он может выйти из строя. В этом случае напряжение необходимо подать напрямую, непосредственно через байпас.

Современный стабилизатор 3 фазный оснащен микропроцессорным управлением. Это позволяет устройству, помимо нормализации напряжения, выполнять следующие функции:

  • Предохранять потребителя от перенапряжения. Если напряжение станет выше допустимого, приспособление отключит приёмники электроэнергии.
  • При пропадании фазы переключать потребителя на две оставшиеся, разделив равномерно нагрузку.
  • Защищать от короткого замыкания в линии питания. Срабатывает раньше пакетного автомата.
  • Защищать от перекоса фаз.

Принцип работы и сфера использования

Работа 3-х фазного стабилизатора аналогична работе однофазных приборов. Процесс нормализации показателей электроэнергии осуществляется переключением обмоток стабилизирующих устройств, являющихся частью данных аппаратов.

В соответствии с принципом работы различают электронный и электромеханический стабилизаторы. Электронный прибор осуществляет переключение ступеней релейными и полупроводниковыми ключами. Электромеханический аппарат производит регулировку посредством токосъемного контакта, передвигающегося по обмотке тороидального трансформатора. Движение осуществляет электродвигатель.

Область применения 3-х фазных устройств, стабилизирующих напряжение, достаточно широка. С их помощью защищают и бытовые, и промышленные приёмники. Особенно чувствительна дорогостоящая бытовая техника. В производственных помещениях стабилизаторы монтируют на трёхфазном вводе. Это даёт возможность обезопасить все электрические устройства от нестабильности сети.

Технические характеристики

Для того чтобы правильно выбрать аппарат стабилизации напряжения, необходимо ознакомиться с его техническими характеристиками, прописанными в инструкции по эксплуатации. При этом нужно обратить внимание на следующие параметры устройства:

  • общая (суммарная) мощность,
  • вид допускаемой нагрузки,
  • сколько фаз предусмотрено конструкцией оборудования,
  • особенности предполагаемой сети питания,
  • рабочий диапазон,
  • количество и качество розеток,
  • принципы и присутствие заземления,
  • возможная и предполагаемая точность стабилизации.

Важно! Номинальная мощность стабилизатора выбирается с учётом суммарной мощности всех потребителей.

Виды трехфазных стабилизаторов

Классификация приборов стабилизации производится по принципу их действия и способу управления. Используют аппараты:

  1. электронные (тиристорные),
  2. сервоприводные (электромеханические),
  3. релейные,
  4. феррорезонансные,
  5. инверторные.

Релейные

Стабилизация электроэнергии в приборах данной группы осуществляется силовыми реле, производящими переключение между обмотками блоков трансформаторов. Электронный блок управления контролирует работу реле.

Релейный стабилизатор включает в себя:

  • А – блок электронного контроля;
  • В – коммутационный блок;
  • С – трансформатор стабилизирующий.

Тиристорные

Работа производится по такому же принципу, как и в релейных модификациях. Отличается коммутационным блоком, в котором применяются не реле, а электронные ключи (тиристоры).

Тиристорный стабилизатор состоит из:

  • А – автотрансформатора;
  • В – электронных ключей (здесь использовали симисторы);
  • С – управляющего блока.

Электромеханические

Основной элемент устройства – автотрансформатор, оснащенный двигающимся токосъемником, передвижение которого совершается благодаря сервоприводу, управляемому электронным контролером.

Электромеханический стабилизатор состоит из:

  • А – сервопривода, перемещающего токосъемник;
  • В – управляющей платы;
  • С – токосъемного механизма;
  • D – автотрансформатора;
  • Е – изображение 3-х фазного устройства механического типа.

Феррорезонансные

Работа этого аппарата основана на феррорезонансном эффекте, в процессе которого происходит электромагнитное взаимодействие одного дросселя с насыщаемым сердечником и второго с не насыщаемым сердечником.

Феррорезонансный стабилизатор состоит из:

  • А – трансформатора;
  • В – дросселя с выходным (насыщаемым) сердечником;
  • С – дросселя с не насыщаемым сердечником (входным);
  • D – конденсатора.

Инверторные

Принцип работы данной модификации основан на двойном преобразовании. Вначале на входе происходит преобразование переменного тока в постоянный. Потом, на следующем этапе, выполняется обратное преобразование (инвертирование). При этом достигается максимальное приближение к номинальным характеристикам.

Блок-схема прибора состоит из:

  • Входного фильтра (А);
  • Блока, преобразующего и корректирующего напряжение в сети (В);
  • Блока управляющего (С);
  • Контроллёра управлением электронными ключами (D);
  • Ёмкостного сглаживающего фильтра (Е);
  • Инверторного преобразователя (F).

Гибридные приборы

Гибридные аппараты сочетают в себе свойства двух стабилизаторов разных видов. Такое устройство позволяет использовать плюсы того или иного метода нормализации сети.

Важно! В гибридных аппаратах недостатков также становится больше.

Плюсы и минусы трёхфазных стабилизаторов

Несомненными достоинствами аппаратов стабилизации напряжения на три фазы являются:

  • Наличие широкого диапазона входных параметров тока;
  • Способность выдерживать перегрузки;
  • Доступность обслуживания;
  • Высокий темп и большая точность стабилизации;
  • Обеспечение надёжной защиты от токов короткого замыкания и других последствий аварийных ситуаций.

Основные недостатки трёхфазных аппаратов:

  • Большой размер и вес устройства, усложняющие выбор места для его установки;
  • Высокий уровень шума при работе релейных и сервоприводных аппаратов;
  • Инерционность, дополнительное время требуется на синхронизацию однофазных устройств;
  • Ограниченность по температурному режиму работы, по влажности и запылённости в местах установки;
  • Высокая стоимость оборудования.

Критерии выбора стабилизатора на 3 фазы

Чтобы не ошибиться, выбирая стабилизатор, необходимо учесть:

  • Сколько фаз в сети энергоснабжения;
  • Какой разброс колебания напряжения;
  • Общую мощность потребителей (кВт), которая не должна превысить номинальную мощность стабилизирующего устройства;
  • Скорость регулировки напряжения;
  • Погрешность характеристик напряжения на выходе.

Важно! Для повышения надёжности защиты электрических приёмников рекомендуется использовать стабилизаторы с запасом по мощности.

Читайте также:
Электронный балласт для люминесцентных ламп: что это такое и схемы подключения

Схема и особенности подключения

Подключение стабилизатора производится согласно технической документации, прилагающейся к каждому аппарату.

На каждую из трёх фаз линии включается свой стабилизатор. Ноль соединяют с клеммами стабилизатора.

Важно! Соединение входного нуля и выходного запрещается.

Таким образом, стабилизаторы напряжения незаменимы для осуществления безопасности энергоснабжения и эффективны для поддержания нормированных показателей сетей.

Видео

Как выбрать трёхфазный стабилизатор напряжения

Трёхфазный стабилизатор напряжения предназначен для защиты от аномалий входных параметров тока 3-фазных потребителей электроэнергии, подключаемых к 1- или 3-фазным сетям питания.

Основные особенности

Стабилизатор трехфазного типа в большинстве случаев состоит из трех однофазных стабилизаторов. Основной элемент схемы однофазного стабилизатора напряжения – автотрансформатор. Он включает пару намотанных на сердечник катушек, изолированных друг от друга. К первой катушке подключается источник электроэнергии, а ко вторичной, где вследствие электромагнитной индукции напряжение будет иметь отличные от входных характеристики – выходная нагрузка.

Кроме автотрансформатора с гальваническим соединением обмоток принципиальная схема стабилизатора включает:

  • Контроллер (измеряет входные параметры тока и рассчитывает разницу с выходными);
  • Управляющее устройство (получает команды от контроллера на активацию или отключение определённого числа витков первичной и вторичной обмоток в соответствии с необходимым коэффициентом трансформации);
  • Систему защиты от перегрузок и короткого замыкания (магнитный и тепловой расщепители), а также кратковременных избыточных импульсов или проседаний входного напряжения (грозозащита).

Во многих современных моделях стабилизирующих устройств реализована функция байпас. Это дополнительный элемент схемы, который обеспечивает непрерывность питания подключённых к сети потребителей в случае его обрывов при переключении нагрузки на трансформаторе. Наличие байпаса востребовано при защите чувствительного к непрерывности питающего тока электрооборудования.

Принцип работы и сфера использования

Принципиальная схема трёхфазных устройств стабилизации напряжения включает 3 однофазных устройства, объединённые в едином корпусе. Такое оборудование оснащается системой контроля и синхронизации среднефазовых параметров тока.

Каждый из модулей контролирует параметры тока на своей ветке, обеспечивая стабильную работу потребителей при перебоях питания на других фазах.

Стабилизаторы с 3-фазной схемой питания применяются как в быту, так и на производстве.

Главными критериями выбора трёхфазной модели являются:

  • 3-фазная схема сетевого питания или наличие 3-фазных потребителей электроэнергии;
  • Высокая суммарная потребляемая мощность (от 5-7 кВт);
  • Значительные пусковые перегрузки (характерны для мощных электродвигателей и оборудования, оснащённого трансформаторами);

Виды трехфазных стабилизаторов

Наиболее широко в быту и промышленности используются следующие виды стабилизаторов:

Электромеханические (сервоприводные). Осуществляют плавный и непрерывный контроль выходного напряжения, не внося никаких искажений в его форму. Точность стабилизации находится в рамках 1-3%, но медленная реакция не позволяет подключать электромеханические стабилизаторы к сетям с частыми скачками или проседаниями напряжения.

Релейные. Выполняют ступенчатое регулирование выходного напряжения посредством переподключения необходимого количества витков первичной и вторичной обмоток посредством коммутационных реле. Точность стабилизации составляет около 10%. Релейные стабилизаторы имеют широкий диапазон входного напряжения (145-285 В для 1-фазного или 320-420 В для 3-фазного питания) и выдают чистую синусоиду выходного параметра.

Электронные. Одно- или трёхфазный электронный стабилизатор напряжения работает по принципу, схожему на реализованный в релейных моделях. Принципиальное отличие заключается в способе коммутации трансформаторных обмоток — она осуществляется силовыми ключами (симисторами или тиристорами) в соответствии с командами микропроцессора.

Инверторные (онлайн) и ШИМ-стабилизаторы. В нормализаторах этого класса реализован принцип двойного преобразования входного напряжения посредством встроенных в систему выпрямителя и инвертора. Инверторные системы имеют высокую стоимость, но характеризуются широким диапазоном входных параметров тока, высоким качеством синусоиды напряжения на выходе, точностью стабилизации до 0,5% и КПД от 96%. ШИМ-стабилизаторы функционируют по схожему с инверторными принципу, обеспечивая высокую точность стабилизации (погрешность не выше 1%) и почти мгновенную реакцию на изменения входных токовых характеристик.

Плюсы и минусы трёхфазных стабилизаторов

Главными недостатками трёхфазных стабилизаторов напряжения являются:

  1. Большие габариты и вес, а также напольная (шкафная) конструкция усложняют выбор места установки и монтаж оборудования;
  2. Шум при работе (для релейных и сервоприводных устройств);
  3. Инерционность (синхронизация параметров однофазных модулей требует дополнительного времени, что влияет на качество и стабильность работы чувствительного оборудования);
  4. Ограничения по температурному режиму эксплуатации (только электронные стабилизаторы способны нормально функционировать при минусовых температурах в помещении);
  5. Ограничения по использованию во влажных или запылённых помещениях (зависят от варианта исполнения корпуса и класса электрозащиты основных узлов нормализатора);
  6. Высокая стоимость.

В список достоинств трёхфазных устройств стабилизации следует включить:

  1. Широкий диапазон входных параметров тока;
  2. Высокая перегрузочная способность;
  3. Простота в обслуживании;
  4. Высокая точность и скорость стабилизации;
  5. Надёжная защита от критических токовых аномалий (включая короткое замыкание и воздействие грозовых эффектов);
  6. Расширенные функции управления.

Критерии выбора стабилизатора на 3 фазы

Для защиты от аномалий входных параметров тока электрооборудования бытового и промышленного назначения стабилизатор напряжения рекомендуется выбирать в соответствии со следующими критериями:

Количество фаз питания. Трёхфазные стабилизаторы напряжения для дома, офиса или производственных предприятий выбираются в том случае, если от электросети объекта питается хотя бы один потребитель с 3-фазной схемой питания. В ситуациях, когда суммарная потребляемая мощность подключаемой однофазной техники превышает 7 кВт, сеть целесообразно переоборудовать на 3-фазы с подключением к каждой из них отдельного однофазного стабилизатора с соответствующим фазовой нагрузке значением мощности.

Читайте также:
Подрозетники по бетону: характеристики, установка, диаметр и глубина

Точность и инерционность стабилизации. Приводятся в инструкции по эксплуатации или паспорте электроприбора. К примеру, бытовое оборудование и оргтехника нуждаются в стабилизации сетевого напряжения с погрешностью до 5%, тогда как лабораторная, вычислительная, телевизионная и т.д. техника не терпит погрешностей стабилизации выше 1%. Инерционность стабилизатора – время реакции на изменения входных параметров сетевого тока – выбирается в соответствии с характеристиками потребителей.

Диапазон напряжения на входе. Заявленная производителем точность стабилизации касается рабочего диапазона входного напряжения. При выходе последнего за установленные (предельные) рамки стабилизатор отключает потребителей от питания, либо отключается сам.

Перегрузочная способность. Характеризуется временем, на протяжении которого стабилизатор способен выдавать мощность, превышающую номинальную на 5% и выше. По истечению заданного периода перегрузки или при коротком замыкании система защиты отключает устройство с целью предотвращения его выхода из строя. Трёхфазный промышленный стабилизатор напряжения должен иметь высокую устойчивость к перегрузкам, поскольку к электросетям производственного назначения часто подключаются потребители со значительными скачками параметров тока при запуске (электродвигатели, насосы и т.п.).

Наличие интеллектуальных опций контроля и управления, в том числе удалённого, работой системы. Нормализаторы напряжения могут оснащаться дополнительными опциями, повышающими удобство контроля и управления параметрами сетевого тока, к примеру, фильтрами импульсных помех, ручной регулировкой выходного напряжения, байпасом, дистанционным управлением и т.д.

Схема и особенности подключения

В зависимости от особенностей потребителей электроэнергии, нуждающихся в защите от аномалий входного тока, трёхфазный стабилизатор напряжения может подключаться по одной из следующих схем:

  1. Сразу после электросчётчика или распределительного щитка;
  2. Непосредственно перед потребителем, нуждающимся в стабилизации напряжения.

Стабилизатор с 3-фазным питанием имеет 4 входных и 4 выходных клеммы. Одна из них предназначена для подключения нуля или нейтрали, остальные – для подключения фазных линий. Эта схема соблюдается независимо от того, где подключен нормализатор – после счётчика или сразу перед защищаемым оборудованием.

Чтобы выбрать трёхфазный стабилизатор напряжения, следует внимательно изучить свойства сети электропитания, а также характеристик подключаемого к ней оборудования. Грамотный подбор устройства стабилизации позволяет обеспечить стабильную и непрерывную работу потребителей и способствует увеличению срока их службы.

Трехфазный стабилизатор напряжения

Качество электроэнергии это не абстрактное понятие, а набор определенных показателей, регулируемых нормами ГОСТа 32144-2013. Соответственно, производители электрооборудования, для обеспечения функциональности своей продукции, также должны ориентироваться на нормированные характеристики питающих сетей. Но что делать в случаях перепадов или скачков напряжения в электрической сети, проявление которых не поддается прогнозированию? Самый оптимальный вариант решения задачи – установить трехфазный стабилизатор напряжения.

Устройство и принцип работы

Практикуется два варианта исполнения трехфазных стабилизаторов:

  1. Единая конструкция, включающая в себя три контура стабилизации, независимых друг от друга.
  2. Три однофазных стабилизатора (одного типа), подключенных «звездой» и размещенных в одной стойке.

Исполнение 3-х фазных стабилизаторов: единая (1) и модульная (2) конструкции

Единые конструкции, как правило, применяются для стабилизации питания маломощных потребителей. В этом случае моноблочная конструкция обойдется дешевле модульных стабилизаторов, не если выйдет из строя один из контуров нормализации напряжения, в ремонт придется сдавать всю установку.

Основное преимущество модульной конструкции заключается в том, что при неисправности одного из блоков стабилизации функция «байпас» включает подачу питание напрямую, минуя проблемный модуль. Это позволяет не прерывать подачу электроэнергии, пока производится ремонт и не требует доставки в мастерскую всей конструкции.

Что касается принципа работы трехфазных стабилизаторов, то он такой же, как у однофазных приборов, которые мы уже рассматривали, в одной из предыдущих публикаций.

Типы трехфазных стабилизаторов напряжения

Классификация приборов, обеспечивающих нормализацию качества электроэнергии, производится в зависимости от их принципа действия и способа управления. На текущий момент применяются следующие виды стабилизаторов:

  • Электронные (тиристорные), устройства данной группы управляются автоматически, то есть отсутствует необходимость настройки пользователем. Широко применяются для защиты бытовых электрических приборов от перекоса фаз, скачков напряжения и т.д.
  • Сервоприводные (электромеханические), трехфазные модели выпускаются под рабочее напряжение 0,4-11,0 кВ, как правило, предназначены для промышленного использования.
  • Релейные, в настоящее время данный вид стабилизаторов вытесняется более современными моделями с электронными ключами.
  • Феррорезонансные.
  • Инверторные.

Кратко опишем особенности перечисленных выше видов.

Релейные

В основу работы приборов данной группы заложен дискретный принцип нормализации электроэнергии. Для этого осуществляется переключение между обмотками блоков трансформаторов, чтобы повысить или понизить уровень выходных напряжений, с целью максимального приближения к номинальным параметрам. Коммутация обмоток осуществляется при помощи силовых реле, за работу которых отвечает электронный блок управления.

Ниже представлено фото релейного однофазного модуля с обозначением основных элементов.

Основные элементы релейного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Электронный блок контроля работы.
  • В – Блок коммутации.
  • С – Стабилизирующий трансформатор.

Тиристорные

В качестве базовой основы данного вида стабилизаторов используется тот же принцип что и у релейных модификаций. Единственное отличие заключается в блоке коммутации, где вместо силовых реле используются электронные ключи – тиристоры или симисторы (сдвоенные тиристоры), что отразилось в названии приборов этого типа.

Устройство стабилизатора Vektor Energy на электронных ключах

Обозначения:

  • А – Автотрансформатор.
  • В – Электронные ключи (в данной модели используются симисторы).
  • С – Блок управления.
Читайте также:
Какое сечение провода нужно для розеток в квартире: порядок расчета нагрузки

Иногда тиристорные стабилизаторы называют электронными, что тоже считается правильным, поскольку тиристоры, по сути, являются электронными ключами.

Электромеханические

Основным элементом данной конструкции является автотрансформатор, снабженный подвижным токосъемником. За счет перемещения последнего производится плавное управление коэффициентом трансформации, что позволяет корректировать линейное напряжение в однофазных и трехфазных сетях, обеспечивая высокую точность стабилизации.

В ранних моделях данного вида управление выходным напряжением осуществлялась вручную. Сегодня этот процесс полностью автоматизирован, перемещение токосъемника по обмотке автотрансформатора обеспечивает сервопривод, управляемый электронным контролером. Ниже представлено изображение трехфазного стабилизатора электромеханического типа и основные элементы одного из его модулей.

Особенности конструкции релейного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Сервопривод, перемещающий токосъемник.
  • В – Плата управления.
  • С – Токосъемный механизм.
  • D – Автотрансформатор.

Феррорезонансные

Данный вид можно без преувеличения назвать прародителем бытовых нормализаторов напряжения. В нашей стране их широкое применение началось в середине 50-х годов прошлого века, когда ламповые телевизоры и другая бытовая техника стали доступны широким слоям населения.

В основу работы этого прибора заложен феррорезонансный эффект, в ходе которого устанавливается электромагнитное взаимодействие двух дросселей с насыщаемым и не насыщаемым сердечниками. Основные элементы такой конструкции представлены ниже.

Основные элементы феррорезонансного стабилизатора

Обозначения:

  • A – Трансформатор.
  • В – Дроссель с насыщаемым сердечником (выходной).
  • С – Дроссель с не насыщаемым сердечником (входной).
  • D – Сглаживающий конденсатор.

Инверторные

Это наиболее современная разработка нормализаторов питания. Принцип работы таких устройств коренным образом отличается от более ранних модификаций. В основу положено двойное преобразование. То есть, на первом этапе входной переменный ток преобразуется в постоянный. На втором этапе производится обратное инвертирование в синусоидальное напряжение с максимальным приближением к номинальным параметрам электрической сети.

Блок схема и устройство инверторного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Входной фильтр.
  • B – Блок преобразования и коррекции сетевого напряжения.
  • С – Управляющий блок и входящие в него исполнительные элементы.
  • D – Контролер управления электронными ключами.
  • Е – Сглаживающий емкостной фильтр.
  • F – Инверторный преобразователь.

Гибридные приборы

Гибридные типы устройств комбинируют в себе свойства двух стабилизаторов, например, электромеханического и тиристорного. При небольших скачках напряжения нормализация осуществляется при помощи электромеханической составляющей, когда уровень превышает рабочий диапазон, электронные ключи осуществляют перекоммутацию обмоток трансформатора. Благодаря такой комбинации гибридные стабилизаторы позволяют использовать преимущества того или иного способа нормализации напряжения, правда, следует учитывать, что недостатки тоже суммируются.

Преимущества и недостатки

Предлагаем ознакомиться с плюсами и минусами различных типов нормализаторов напряжения, перечисленных выше. Начнем с релейного типа:

  1. Преимущества, к таковым следует отнести: относительно невысокую стоимость и быстродействие (в пределах 20,0 – 40,0 мс).
  2. Недостатки:
  • Не подходит для промышленного применения из-за недостаточной выходной мощности.
  • Большая дискретность и погрешность, последняя может быть на уровне 7,5%.
  • Небольшой уровень перегрузочной устойчивости (около 120%-160%).
  • Применение механических контактов существенно сокращает срок эксплуатации (как правило, не более 5-ти лет).

Теперь рассмотрим особенности моделей, в которых применяются электронные ключи:

  1. Плюсы:
  • Достаточно высокое быстродействие (около 20-ти мс).
  • Большой рабочий ресурс (порядка 10-и – 20-и лет).
  1. Основные минусы: высокая дискретность и низкая устойчивость к перегрузке.

У электромеханических приборов также имеются свои сильные и слабые стороны, к первым можно отнести:

  • Плавное изменение уровня напряжения.
  • Высокая скорость быстродействия и низкая погрешность стабилизации.
  • Перегрузочная устойчивость может составлять 500%-1000%.
  • Широкий диапазон рабочей температуры (от -25°С до 55°С ) и большой эксплуатационный ресурс (30 лет и более).

Что касается недостатков, то у электромеханических моделей их всего два: значительный вес и высокая стоимость.

У феррорезонансных стабилизаторов напряжения самый продолжительный срок эксплуатации (до 50-и лет), небольшой уровень погрешности (порядка 1%) и вполне приемлемая перегрузочная устойчивость (до 300%). Но данному виду присущи специфические недостатки, а именно характерный гул при работе, большой вес и габариты, а также сравнительно высокая стоимость.

Инверторные модели обладают более широким диапазоном входных напряжений, чем у других модификаций нормализаторов. Помимо этого они обеспечивают высокую точность выходного напряжения (погрешность составляет не более 1%) и его плавное регулирование. Инверторные приборы обладают небольшим весом, малыми габаритами и значительным рабочим ресурсом (до 25-и лет эксплуатации). К сожалению, относительно небольшой запас выходной мощности не позволяет использовать такие модели на промышленных предприятиях и объектах.

Что касается гибридных моделей, то их достоинства и недостатки определяются составляющими.

Схемы подключения

Подключение стабилизаторов на 3 фазы осуществляется в соответствии с прилагающийся инструкцией, пример типовой схемы показан ниже.

Типовое подключение 3-х фазного стабилизатора

При подключении 3 однофазных блоков для нормализации сети 380 В, или более высокого напряжения, питающего промышленное оборудование, может быть задействована схема подключения, представленная ниже.

Подключение 3-х однофазных блоков стабилизации

Обратим внимание, что обеспечить надежную защиту техники, запитанной от 3-х фазной сети, стабилизируемой от трех отдельных однофазных устройств, необходимо использовать блок синхронизации. Пример такого подключения показан ниже.

Подключение 3-х модулей с применением блока синхронизации

Обозначения:

  • А – Электросчетчик.
  • В – Блок синхронизации.
  • С – Распределительный шкаф, для подключения нагрузки.
  • D, Е, F – Однофазные модули нормализации напряжения.
Читайте также:
Штепсельная розетка: конструкция, разновидности и технические характеристики

Как выбрать – основные критерии

Перечисли факторы, требующие особого внимания при выборе стабилизатора:

  1. Тип электросети, в зависимости от этого используют однофазные или трехфазные нормализаторы.
  2. Качество электроэнергии. То есть, в насколько широком диапазоне происходят колебания напряжения. Соответственно, выбирается модель с соответствующими показателями.
  3. Суммарная мощность нагрузки должна соответствовать номинальной мощности нормализатора. Например, если общая нагрузка 3 кВт, то прибор должен быть рассчитан на мощность 3 и более киловатт. Для повышенной надежности защиты электроприборов рекомендуется иметь запас по мощности.
  4. С какой скоростью прибор регулирует напряжение, если этот параметр критичен, следует отдать предпочтение релейным, тиристорным или инверторным моделям.
  5. Точность параметров выходного напряжения (величина погрешности), при повышенных требованиях рекомендуется использовать высокоточные трехфазные феррорезонансные или инверторные нормализаторы. Они обеспечивают высочайший уровень точности.

Рекомендуем с осторожностью относиться к изделиям неизвестных китайских брендов, низкая цена — единственное их достоинство. При этом, в большинстве своем, они не могут обеспечить стабильное напряжение при приближении к номинальной нагрузке.

Типовые часто задаваемые вопросы от читателей

Как подобрать стабилизатор напряжения для водяного насоса мощностью 1,3 кВт?

Чтобы подобрать наиболее подходящий в вашем случае тип стабилизатора напряжения рекомендую отталкиваться от основных рабочих параметров. Для этого рассмотрите наиболее важные критерии:

Мощность стабилизатора напряжения – дефицит мощности приведет к недееспособности устройства при подключении слишком большой нагрузки, а ее чрезмерный избыток приведет к необоснованным затратам. Поэтому вы должны определиться –к стабилизатору будет подключаться только насос, тогда хватит и 2 кВт мощности. Если вы планируете запитать от него весь дом или группу бытовых приборов, то мощность стабилизатора напряжения выбирается по их суммарной нагрузке.

Диапазон стабилизации – определяет минимальный и максимальный предел напряжения, в рамках которых стабилизатор напряжения может выдавать требуемые 230 В для питания нагрузки. Поэтому предварительно вы должны сориентироваться, до какого предела опускается или выше какого поднимается напряжение в домашней цепи. Оба этих параметра не должны выходить за пределы диапазона стабилизации.

Тип стабилизации – чтобы выбрать из представленных на рынке вариантов также стоит обратиться к параметрам напряжения в домашней цепи. Если отсутствуют значительные скачки, снижение или нарастание напряжения происходит плавно, то можно приобрести более дешевые модели ступенчатых стабилизаторов, к примеру, электронный. Если для вашего района характерны коммутационные переходные процессы, существенная просадка напряжения, то лучше взять бесступенчатый стабилизатор напряжения с двойной трансформацией.

Как выбрать трёхфазный стабилизатор напряжения?

Трёхфазные стабилизаторы напряжения находят широкое применение не только на промышленных объектах. Они могут применяться в коттеджных загородных посёлках, на объектах социальной инфраструктуры и на предприятиях малого бизнеса. Даже к жилым домам в некоторых случаях может быть подведена трёхфазная сеть, поэтому не исключено его использование и в качестве стабилизатора сетевого напряжения для дома.

Идеальная трёхфазная сеть должна иметь уровень напряжения 380В, но это соблюдается далеко не всегда, поэтому для нормализации сети применяются трёхфазные стабилизаторы напряжения.

Содержание:

Что такое трёхфазный стабилизатор?

По своей сути трёхфазный стабилизатор напряжения это три самостоятельных однофазных стабилизатора, которые объединены общей схемой контроля, и в случае перекоса фазы или её отключения, схема полностью отключит весь стабилизатор. Однофазные устройства подключаются таким образом, что на каждый блок подаётся своя фаза, а ноль является общим для всех блоков. Кроме того, сам корпус трёхфазного стабилизатора должен быть заземлён.

Принципиальных отличий трёхфазного стабилизатора от однофазного прибора практически нет. Трёхфазные устройства могут иметь релейную, электромеханическую или тиристорную схему.

В трёхфазных стабилизаторах может быть более сложная схема защиты.

Она может отключать стабилизатор по любой из следующих причин:

  • Напряжение фазы ниже критического уровня;
  • Напряжение фазы выше критического уровня;
  • Температура элементов любого блока превысила определённый порог.

Иногда при подключении потребителей может возникнуть ситуация с неравномерной нагрузкой на отдельные фазы, что называется «перекос фаз». Элементом защиты в этом случае является трехфазный автомат. Стабилизаторы такого типа обычно представляют собой вертикальную напольную конструкцию. Кроме органов управления, на передней панелей располагаются индикаторы напряжения. Это могут быть стрелочные вольтметры или цифровые сегментные индикаторы.

Область применения трёхфазных стабилизаторов исключительно велика. Трёхфазные стабилизаторы напряжения для дома обычно имеют небольшую мощность. Она может ограничиваться 30-50 кВт. Стабилизаторы с мощностью до 100 кВт используются для электропитания небольших коттеджных посёлков, а так же на предприятиях малого бизнеса.

Устройства большой мощности устанавливаются на промышленных предприятиях. Если трёхфазный стабилизатор имеет гальваническую развязку, то он может эксплуатироваться в условиях повышенной влажности. Стабилизаторы такой конструкции применяются в специализированных медицинских учреждениях, лабораториях и научных центрах.

Виды стабилизаторов

В качестве трёхфазных стабилизаторов используются следующие схемы:

  • Электромеханические;
  • Релейные;
  • Тиристорные.

Если релейные и тиристорные стабилизаторы имеют определённые ограничения по мощности, то у электромеханических стабилизаторов этот параметр не является критичной величиной. Мощность электромеханических (электродинамических) устройств может достигать сотен киловатт.

Электромеханические

Трёхфазный промышленный стабилизатор напряжения может быть выполнен по одной из двух схем:

  1. В первом случае стабилизация осуществляется по среднефазному напряжению. В таком стабилизаторе имеются три трансформатора, по одному на каждую фазу, и три контактных регулятора напряжения, но управление ими осуществляется одним сервоприводом. Электронная схема контролирует точность стабилизации среднефазного напряжения и в случае его отклонения даёт команду серводвигателю. Стабилизатор напряжения, выполненный по такой схеме, подходит только для питания хорошо сбалансированных нагрузок. В этой схеме не задействован нулевой провод. Он проходит с входа на выход, не заходя в схему. Трёхфазный стабилизатор этой конструкции может работать с трёхфазными сетями, организованными по схеме «треугольник» без нейтрали.
  2. Во втором случае стабилизатор так же имеет три трансформатора, но у каждого установлен свой сервопривод и отдельная плата управления на каждую фазу. Это самая распространённая конструкция, которая может работать с любым видом трехфазной нагрузки и допускает некоторую их разбалансировку. Основной недостатокэлектродинамического стабилизатора это низкая скорость стабилизации, зависящая от времени, в течение которого скользящий контакт переместится по обмотке трансформатора для выполнения коррекции напряжения.
Читайте также:
Почему моргает светодиодный прожектор: пробой светодиодов, устранение моргания

Главные достоинства:

  • Высокая точность регулировки;
  • Большой диапазон напряжения на входе;
  • Практически неограниченная мощность нагрузки.

Релейные

Трёхфазный стабилизатор, выполненный на электромеханических реле, состоит из трансформатора с секционированной обмоткой. Отдельные секции переключаются с помощью реле, изменяя тем самым коэффициент трансформации и меняя величину напряжения на выходе устройства.

Достоинства релейного стабилизатора – это высокая скорость срабатывания и надёжность, поскольку устройство не имеет механического привода и не нуждается в техническом обслуживании.

Недостатком можно считать дискретность (ступенчатость) установки напряжения, но при большом количестве электромагнитных реле это практически незаметно и не оказывает негативного влияния на нагрузку.

Тиристорные

По такому же принципу работает трёхфазный тиристорный стабилизатор. Переключение секций трансформатора, вместо реле, осуществляется электронными силовыми приборами. Это – тиристоры и симисторы. Стабилизатор такого типа обладает ещё более высокой скоростью корректирования напряжения, хотя его величина, так же как и у релейной конструкции, изменяется ступенями.

Трёхфазный электронный стабилизатор напряжения может иметь до 7-9 тиристорных ключей, что позволяет довести точность установки напряжения до 3-5%. Большим преимуществом электронных стабилизаторов является возможность работы в широком температурном диапазоне, включая и достаточно низкие температуры.

Симисторные устройства плохо работают с реактивной нагрузкой, поэтому в трёхфазных стабилизаторах практически не применяются.

Критерии выбора

На выбор трёхфазного стабилизатора могут повлиять следующие факторы:

  • Состояние (качество) входного напряжения;
  • Мощность потребителей электроэнергии;
  • Требуемая скорость выравнивания;
  • Необходимая точность установки напряжения;
  • Условия эксплуатации.

При выборе трёхфазного стабилизатора следует заранее знать, какие минимальные и максимальные величины напряжения сети могут возникнуть в процессе эксплуатации. Допустимый разброс входных напряжений всегда указывается в технической документации на изделие.

Трёхфазные стабилизаторы, работающие по среднефазному напряжению, используются преимущественно с реактивной нагрузкой, поэтому требуемую мощность несложно подсчитать по формуле. Стабилизаторы, представляющие собой три отдельных блока (по одному для каждой фазы), могут работать с любыми нагрузками. В каждом случае подсчёт мощности следует выполнять очень тщательно.

Если важным критерием является скорость стабилизации, то от использования сервоприводного электродинамического стабилизатора придётся отказаться. В этом случае подойдёт релейный трёхфазный стабилизатор, а если эксплуатация прибора подразумевает неотапливаемое помещение и работу при низкой температуре, то электронный стабилизатор.

Если наоборот, важна высокая точность установки, а скорость стабилизации менее важна, то электромеханический трёхфазный стабилизатор будет оптимальным вариантом.

Практически все модели современных стабилизаторов оборудуются системой «байпас». При нормальной величине напряжения сети нагрузка подключается к ней напрямую, минуя схему стабилизатора. При отклонении напряжения в ту или иную сторону, питание потребителей начинает осуществляться через стабилизатор.

Конструктивно, трёхфазный стабилизатор напряжения может быть выполнен в виде вертикальной напольной стойки, но могут быть устройства и с настенным креплением. Некоторые модели мощных стабилизаторов напряжения могут иметь систему принудительного воздушного охлаждения, что заметно облегчает режим работы трансформаторов и мощных полупроводниковых приборов.

Подключение трёхфазного стабилизатора

Подключение трёхфазного стабилизатора напряжения не является слишком сложной задачей, но если человек не имеет элементарных знаний и опыта в электротехнике, то лучше поручить это дело специалистам. Трёхфазный стабилизатор напряжения состоит из трёх отдельных блоков. На задней панели каждого блока расположена винтовая колодка со следующими обозначениями:

  • L (фаза) вход;
  • L (фаза) выход;
  • N (ноль).

Бытовой стабилизатор устанавливается после входного автомата и счётчика. Каждая из трёх фаз подключается к соответствующей клемме каждого блока. Клеммы «ноль» всех блоков соединяются между собой. Клеммы «фаза-выход» подключаются к автоматам нагрузки. Подробная схема подключения всегда имеется в техническом описании, с которым следует тщательно ознакомиться, поскольку каждая модель стабилизатора может иметь некоторые конструктивные особенности.

Стабилизаторы от компании «Энергия»

Трёхфазный стабилизатор напряжения 15 кВт «Энергия HYBRID СНВТ 15 000/3» представляет собой оригинальное техническое решение, объединяющее в одном устройстве два принципа стабилизации напряжения – электродинамический (сервоприводный) и релейный. Прибор обеспечивает устойчивую работу в диапазоне напряжения сети от 105 до 280В и гарантирует установку напряжения 220±3%.

Стабилизатор может использоваться на даче, в загородных жилых домах, офисах и небольших производственных предприятиях. Прибор выполнен в виде вертикальной стойки и оснащён всеми видами защиты.

При выборе трёхфазных стабилизаторов следует обращать внимание преимущественно на российские разработки, поскольку они, в отличие от зарубежных производителей, полностью адаптированы для эксплуатации в наших условиях.

Читайте также:
Провод ПВ-3 1х6: желто-зеленый, отличия от ПУГВ, сечение и маркировка

Принцип работы стабилизатора напряжения

Стабилизатор напряжения – применение, принцип работы

Стабилизатор напряжения — это электрическое устройство, которое используется для подачи постоянного напряжения на нагрузку на своих выходных клеммах независимо от каких-либо изменений или колебаний на входе, то есть входящего питания.

Основное назначение стабилизатора напряжения заключается в защите электрических или электронных устройств (например, кондиционера, холодильника, телевизора и так далее) от возможного повреждения в результате скачков напряжения или колебаний, повышенного или пониженного напряжения.

Рис.1 — Различные типы стабилизаторов напряжения

Стабилизатор напряжения также известен как AVR (автоматический регулятор напряжения).

Использование стабилизатора напряжения не ограничивается домашним или офисным оборудованием, которое получает электропитание извне.

Даже места, которые имеют свои собственные внутренние источники питания в виде дизельных генераторов переменного тока, сильно зависят от этих AVR для безопасности своего оборудования.

Зачем нужны стабилизаторы напряжения и его важность

Все электрические устройства спроектированы и изготовлены для работы с максимальной эффективностью с типичным источником питания, который известен как номинальное рабочее напряжение. В зависимости от расчетного безопасного предела эксплуатации рабочий диапазон (с оптимальной эффективностью) электрического устройства может быть ограничен до ± 5%, ± 10% или более.

Из-за многих проблем источник входного напряжения, которое мы получаем, всегда имеет тенденцию колебаться, что приводит к постоянно меняющемуся источнику входного напряжения. Это изменяющееся напряжение является основным фактором, способствующим снижению эффективности устройства, а также увеличению частоты его отказов.

Рис. 2 — Проблемы из-за колебаний напряжения

Как работает стабилизатор напряжения

Основная работа стабилизатора напряжения заключается в выполнении двух необходимых функций: функции понижения и повышения напряжения.

Функция понижения и повышения — это не что иное, как регулирование постоянного напряжения от перенапряжения.

Эта функция может выполняться вручную с помощью селекторных переключателей или автоматически с помощью дополнительных электронных схем.

В условиях перенапряжения функция «понижения напряжения» обеспечивает необходимое снижение интенсивности напряжения. Аналогично, в условиях пониженного напряжения функция «повышения напряжения» увеличивает интенсивность напряжения. Идея обеих функций в целом заключается в том, чтобы поддерживать одинаковое выходное напряжение.

Рис. 4 — Принципиальная схема функции понижения в стабилизаторе напряжения

На приведенном выше рисунке показано подключение трансформатора в функции «Понижения». В функции понижения полярность вторичной катушки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом вычитания напряжения первичной и вторичной катушек.

В стабилизаторе напряжения есть схема переключения. Всякий раз, когда обнаруживается превышение напряжения в первичном источнике питания, подключение нагрузки вручную или автоматически переключается в конфигурацию режима «Понижения» с помощью переключателей (реле).

Рис. 6 — Принципиальная схема функции повышения напряжения в стабилизаторе напряжения

На рисунке выше показано подключение трансформатора в функции «Повышения». В функции повышения полярность вторичной обмотки трансформатора подключается таким образом, что приложенное напряжение к нагрузке является результатом сложения напряжения первичной и вторичной обмоток.

Видео совет при выборе стабилизатор напряжения

Особенности сетевых стабилизаторов

Принципиальная схема стабилизатора напряжения данного типа представляет собой набор транзисторов, а также диодов. В свою очередь механизм замыкания в ней отсутствует. Регуляторы при этом имеются обычного типа. В некоторых моделях дополнительно устанавливается система индикации.

Она способна показать мощность скачков в сети. По чувствительности модели довольно сильно отличаются. Конденсаторы, как правило, в цепи имеются компенсационного типа. Система защиты у них отсутствует.

Устройства моделей с регулятором

Для холодильного оборудования востребованным является регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его подразумевает возможность настройки прибора перед началом использования. В данном случае это помогает в устранении высокочастотных помех. В свою очередь электромагнитное поле проблем для резисторов не представляет.

Конденсаторы также включаются в регулируемый стабилизатор напряжения. Схема его не обходится без транзисторных мостов, которые соединяются между собой по коллекторной цепочке. Непосредственно регуляторы могут устанавливаться различных модификаций. Многое в данном случае зависит от предельного напряжения. Дополнительно учитывается тип трансформатора, который имеется в стабилизаторе.

Стабилизаторы “Ресанта”

Схема стабилизатора напряжения “Ресанта” представляет собой набор транзисторов, которые взаимодействуют между собой по коллектору. Для охлаждения системы имеется вентилятор. С высокочастотными перегрузками в системе справляется конденсатор компенсационного типа.

Также схема стабилизатора напряжения “Ресанта” включает в себя диодные мосты. Регуляторы во многих моделях устанавливаются обычные. Ограничения по нагрузке у стабилизаторов “Ресанта” есть. В целом помехи ими воспринимаются все. К недостаткам следует отнести высокую шумность трансформаторов.

Схема моделей с напряжением 220 В

Схема стабилизатора напряжения 220 В отличается от прочих устройств тем, что в ней имеется блок управления. Данный элемент соединяется напрямую с регулятором. Сразу за системой фильтрации имеется диодный мост. Для стабилизации колебаний дополнительно предусмотрена цепь из транзисторов. На выходе после обмотки располагается конденсатор.

С перегрузками в системе справляется трансформатор. Преобразование тока осуществляется им же. В целом диапазон мощности у данных устройств довольно высокий. Работать эти стабилизаторы способны и при минусовой температуре. По шумности они не отличаются от моделей других типов. Параметр чувствительности сильно зависит от производителя. Также на нее влияет тип установленного регулятора.

Принцип работы импульсных стабилизаторов

Схема электрическая стабилизатора напряжения данного типа схожа с моделью релейного аналога. Однако отличия в системе все же есть. Главным элементом в цепи принято считать модулятор. Занимается данное устройство тем, что считывает показатели напряжения. Далее сигнал переносится на один из трансформаторов. Там проходит полная обработка информации.

Читайте также:
Подсветка для зеркала в ванной: светильник с выключателем, класс защиты и расположение

Для изменения силы тока имеется два преобразователя. Однако в некоторых моделях он установлен один. Чтобы справиться с электромагнитным полем, задействуется выпрямительный делитель. При повышении напряжения он снижает предельную частоту. Чтобы ток поступил на обмотку, диоды передают сигнал на транзисторы. На выходе стабилизированное напряжение проходит по вторичной обмотке.

Высокочастотные модели стабилизаторов

По сравнению с релейными моделями, высокочастотный стабилизатор напряжения (схема показана ниже) является более сложным, и диодов в нем задействуется больше двух. Отличительной особенность приборов данного типа принято считать высокую мощность.

Трансформаторы в цепи рассчитаны на большие помехи. В результате данные приборы способны защитить любую бытовую технику в доме. Система фильтрации в них настроена на различные скачки. За счет контроля напряжения величина тока может изменяться. Показатель предельной частоты при этом будет увеличиваться на входе, и уменьшаться на выходе. Преобразование тока в этой цепи осуществляется в два этапа.

Первоначально задействуется транзистор с фильтром на входе. На втором этапе включается диодный мост. Для того чтобы процесс преобразования тока завершился, системе требуется усилитель. Устанавливается он, как правило, между резисторами. Таким образом, температура в устройстве поддерживается на должном уровне. Дополнительно в системе учитывается источник питания. Использование блока защиты зависит от его работы.

Стабилизаторы на 15 В

Для устройств с напряжением 15 В используется сетевой стабилизатор напряжения, схема которого по своей структуре является довольно простой. Порог чувствительности у приборов находится на малом уровне. Модели с системой индикации встретить очень сложно. В фильтрах они не нуждаются, поскольку колебания в цепи незначительные.

Резисторы во многих моделях есть только на выходе. За счет этого процесс преобразования происходит довольно быстро. Входные усилители устанавливаются самые простые. Многое в данном случае зависит от производителя. Используются стабилизатор напряжения (схема показана ниже) этого типа чаще всего в лабораторных исследованиях.

Особенности моделей на 5 В

Для устройств с напряжением 5 В используют специальный сетевой стабилизатор напряжения. Схема их состоит из резисторов, как правило, не более двух. Применяют такие стабилизаторы исключительно для нормального функционирования измерительных приборов. В целом они являются довольно компактными, а работают тихо.

Модели серии SVK

Модели данной серии относятся к стабилизаторам латерного типа. Чаще всего их используют на производстве для уменьшения скачков от сети. Схема подключения стабилизатора напряжения этой модели предусматривает наличие четырех транзисторов, которые расположены попарно. За счет этого ток преодолевает меньшее сопротивление в цепи. На выходе у системы имеется обмотка для обратного эффекта. Фильтров в схеме предусмотрено два.

За счет отсутствия конденсатора процесс преобразования также происходит быстрее. К недостаткам следует отнести большую чувствительность. На электромагнитное поле прибор реагирует очень остро. Схема подключения стабилизатора напряжения серии SVK регулятор предусматривает, как и систему индикации. Напряжение максимум устройством воспринимается до 240 В, а отклонение при этом не может превышать 10 %.

Автоматические стабилизаторы “Лигао 220 В”

Для систем сигнализации является востребованным от компании “Лигао” стабилизатор напряжения 220В. Схема его построена на работе тиристоров. Использоваться данные элементы способны исключительно в полупроводниковых цепях. На сегодняшний день типов тиристоров существует довольно много. По степени защищенности они делятся на статические, а также динамические. Первый вид используется с источниками электричества различной мощности. В свою очередь динамические тиристоры имеют свой предел.

Если говорить про компании “Лигао” стабилизатор напряжения (схема показана ниже), то в нем имеется активный элемент. В большей степени он предназначен для нормального функционирования регулятора. Представляет он собой набор контактов, которые способны соединяться. Необходимо это для того чтобы увеличивать или уменьшать предельную частоту в системе. В других моделях тиристоров может иметься несколько. Устанавливаются они между собой при помощи катодов. В результате коэффициент полезного действия устройства можно значительно повысить.

Низкочастотные устройства

Для обслуживания устройств с частотой менее 30 Гц существует такой стабилизатор напряжения 220В. Схема его схожа со схемами релейных моделей за исключением транзисторов. В данном случае они имеются с эмиттером. Иногда дополнительно устанавливается специальный контроллер. Многое зависит от производителя, а также модели. Контроллер в стабилизаторе необходим для передачи сигнала на блок управления.

Для того чтобы связь была качественной, производители используют усилитель. Устанавливается он, как правило, на входе. На выходе в системе имеется обычно обмотка. Если говорить про предел напряжения в 220 В, конденсаторов можно найти два. Коэффициент передачи тока у таких устройств довольно низкий. Причиною этого принято считать малую предельную частоту, которая является следствием работы контроллера. Однако коэффициент насыщения находится на высокой отметке. Во многом это связано именно с транзисторами, которые устанавливаются с эмиттерами.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: