Стабилизатор напряжения трехфазный

Под трехфазным стабилизатором напряжения понимается электронное устройство, подключаемое к промышленным сетям 380 Вольт переменного тока. Его основное назначение – поддержание напряжения по каждой из фаз в пределах 5% от номинальной величины, нивелируя возможные перепады в питающей линии.

Стабилизатор на 3 фазы

Типовой стабилизатор напряжения трехфазный (СНТ) представляет собой комплекс из независимых однофазных устройств, объединенных единым схемным решением.

Виды и конструкция

Рассматриваемые здесь устройства стабилизации могут иметь самые различные исполнения, отличающиеся как по мощности, так и по диапазону регулирования, а также по своим конструктивным особенностям. Типовые модели этих агрегатов выпускаются с расчётными рабочими мощностями порядка 10-15 кВт для бытового варианта и от 15 до 100 кВт для промышленного применения.

Промышленный образец стабилизатора

По пределам регулировки выходного напряжения все известные образцы СНТ делятся на модели с обычным и расширенным диапазоном. Относительно конструкции этих приборов необходимо отметить следующее:

• Каждый отдельный модуль стабилизатора 3 фазного выполняется на базе самостоятельного трансформатора, дополненного узлом управления на специальном контроллере;
• Все три канала стабилизации по своим техническим характеристикам абсолютно идентичны;
• В домашних условиях такие устройства имеет смысл применять лишь при необходимости разгрузки отдельных фаз, каждая из которых представляет собой раздельную линию питания.

В промышленных сетях стабилизатор напряжения 380 вольт, рассчитанный на мощность от 15 кВт и выше, как правило, используется для запитывания трёхфазных систем типа мощных нагревателей и электродвигателей.

Принцип работы

Простейшие системы стабилизации в трехфазных цепях работают по классическому принципу регулировки выходного напряжения в зависимости от его колебаний на входе. Как и в обычных (линейных) стабилизирующих устройствах, в них используется приём коррекции потенциала во вторичной обмотке в соответствии с его входными изменениями.

Вторичная катушка трансформатора устроена таким образом, что с её частично оголённых витков напряжение снимается путём перемещения специального ползункового механизма. То есть при отсутствии сильных перепадов на входе вторичная обмотка выдает номинальное значение параметра на выходе устройства. При его изменении на какую-то величину контроллер преобразует это отклонение в сигнал, поступающий на устройство, ответственное за перемещения съёмного механизма по виткам выходной катушки.

Типовой трехфазный стабилизатор обычно выполнятся в двух модификациях. Одна из них предполагает регулировку выходного напряжения в непрерывном режиме, а другая – ступенчато (то есть с небольшими интервалами между фиксированными значениями).

Методы стабилизации

В соответствии со схемным решением, посредством которого реализуется такая регулировка, все устройства этого класса подразделяются на электромеханические, релейные и феррорезонансные.

Электромеханический СНТ

Первые из них работают по принципу непрерывного регулирования, осуществляемого с помощью серверного двигателя, перемещающего съёмный контакт вдоль витков вторичной обмотки. Достоинством этих систем является высокая точность установки напряжения (по сравнению со всеми другими системами).

К существенным недостаткам такого стабилизатора можно отнести:

• Скорость регулировки в этом случае не превышает 15-ти Вольт в секунду;
• Работа агрегата сопровождается значительными по уровню шумами;
• В процессе управления наблюдается сильное искрообразование.

Релейные системы названы так потому, что в них в качестве элементов, коммутирующих дополнительные витки в обмотке, используются обычные реле. Их быстродействие несколько выше, чем у электромеханических, но при работе они также создают много шума, проявляющегося в виде характерных щелчков.

Релейное устройство

В устройствах ферромагнитного типа за счёт особого режима работы магнитопровода напряжение во вторичной обмотке практически не изменяется (даже при условии его колебаний на входе). Основной недостаток таких систем – очень низкий коэффициент передачи мощности, которая в большей мере расходуется на обслуживание индуктивной нагрузки.

Помимо этого, для выдерживания значительных по величине токов габариты линейного дросселя получаются очень громоздкими.

Характеристики стабилизаторов напряжения

Прежде чем выбрать подходящее для заданных целей стабилизирующее устройство, следует внимательно изучить его основные параметры.

Во-первых, это полная мощность данного агрегата, зависящая от максимального тока, который смогут пропустить его обмотки. Она определяется величиной нагрузки в каждой конкретной потребительской линии и обычно выбирается с небольшим запасом. Кроме того, мощностные характеристики зависят от колебаний входного напряжения (смотрите рисунок ниже).

Показатель мощности СНТ

Во-вторых, это диапазон допустимых колебаний напряжения на входе устройства, определяемый разницей между максимальным и минимальным значениями. При изучении этого параметра следует исходить из того, что чем шире его границы, тем качество стабилизации хуже.

Следующей по порядку идёт погрешность выставления выходного уровня СНТ, измеряемая в процентах от номинала. По этому параметру все устройства делятся на приборы средней категории (до 7%) и высокоточные. Первая группа отличается не очень высокой стоимостью и чаще всего используется для работы с бытовыми потребителями. При выборе стабилизатора для специальной дорогостоящей аппаратуры предпочтение отдаётся второму варианту.

Далее рассматривается быстродействие регулятора по выходу, от которого зависит скорость выставления (стабилизации) нужного параметра. Этот показатель критичен в тех случаях, когда от быстроты переключения зависят жизнь человека (при питании ответственной больничной аппаратуры) или работа бесперебойных производств.

Очень важно при выборе подходящего устройства наличие встроенной в него системы защиты от перегрузок, которая может осуществляться по целому ряду параметров, а именно:

• По уровню входного напряжения;
• По току в нагрузке (перегруз);
• По рассеиваемой устройством мощности;
• По короткому замыканию в линиях СНТ.

Защитная система должна отключать прибор от линии в случае угрозы его функциональности, обеспечивая сохранность всего устройства в целом.

Не следует упускать из внимания и такой важный фактор, как наличие в агрегате тепловой защиты, надёжно предохраняющей стабилизатор от перегрева. В качестве такой защиты чаще всего используется блок вентиляторов, включающийся в работу при превышении температурой внутри корпуса какой-то предельной отметки.

Далее следует изучить климатическое исполнение выбираемого устройства, указывающее на те условия, в которых оно способно нормально функционировать. Добавим к этому такой важный параметр, как его шумность (или уровень шума, измеряемый в децибелах). Наиболее шумными считаются ферромагнитные системы, а самыми «тихими» – релейные СНТ.

Когда выбирается трехфазный стабилизатор

Обычно при подключении частного дома к питающей трёхфазной сети каждая из фаз образует отдельную линию (за исключением случая питания электродвигателя на фрезерном станке, например). Пользователю в этом случае приходится решать вопрос о том, выбрать ли общий трёхфазный стабилизатор на всю входную линию или же использовать отдельные устройства на каждом из ответвлений.

При первом взгляде на эту проблему может показаться, что существенных отличий у представленных вариантов нет, поскольку после объединения отдельных устройств в одном корпусе можно получить трёхфазную систему. Но, оказывается, что различие имеется и проявляется оно в том, что встроенная в СНТ система защиты отключает все фазы сразу, а не по отдельности.

Поэтому, чтобы не оставить без электричества весь дом, предпочтительнее на каждую из фазных линий устанавливать свой одиночный стабилизатор. Но если в частном хозяйстве имеются трёхфазные потребители (электродвигатели), на ответвлении линии, предназначенной для их питания, следует установить СНТ.

В заключение отметим, что перед их монтажом в домашних условиях необходимо заранее побеспокоиться о вызове специалиста. Любая попытка самостоятельного подключения высоковольтного агрегата к частной питающей сети может закончиться плачевными последствиями.

Видео