Стабилизатор элекс схема
Эта небольшая статья будет про стабилизацию трехфазного напряжения. Что такое трехфазное напряжение – я популярно рассказал в статьях про подключение трехфазного счетчика и про обрыв нуля . А тут читайте, в чем разница трехфазного и однофазного напряжения .
А вот статья на Дзене - как устроен трехфазный стабилизатор напряжения . Спойлер - как три однофазных, с общими цепями управления и контроля.
Зачем нужен трёхфазный стабилизатор напряжения
Зачем и где нужна стабилизация трехфазного напряжения? Прежде всего там, где используются трехфазные потребители тока. А они, как правило, довольно мощные.
Трудно представить трехфазный стабилизатор с мощностью менее 10кВт, поскольку предполагается питание нескольких групп потребителей, включая однофазные.
Часто использования мощных стабилизаторов на три фазы можно избежать, просто устранив перекос фаз на этапе проектирования схемы электроснабжения.
Однако, стабилизаторы ставят не от хорошей жизни, и ставят их конечные потребители (офисы, дома, квартиры). И перекос фаз в данном случае – данность, которую устранить без стабилизатора невозможно.
Естественно, перекос фаз, возникший вследствие обрыва нуля, устранить тоже можно, но лишь до определенной степени. Как только напряжение выйдет за пределы возможностей стабилизатора, он отключит проблемную фазу вообще.
Устройство трехфазного стабилизатора
Раскрою все карты – когда производители и продавцы говорят о трехфазных стабилизаторах, они, мягко говоря, лукавят. Дело в том, что для стабилизации напряжения всегда используют три однофазных стабилизатора . Если кто-то видел трёхфазный стабилизатор – это три однофазных, имеющих один общий корпус.
И подключается он также, как три однофазных.
Единственное отличие трехфазного стабилизатора от трех однофазных – в трехфазном есть защита от пропадания фазы. Трёхфазный с этом случае просто отключится. А если применять три однофазных – в питаемом оборудовании должна быть защита от пропадания фазы – мотор-автоматы для двигателей либо устройство контроля фаз.
Схема подключения трехфазного стабилизатора напряжения
Для трехфазной сети нужно использовать трехфазный стабилизатор, но как правило для стабилизации используют три однофазных стабилизатора, соединенные по схеме”Звезда”.
Схема подключения трехфазного стабилизатора напряжения на основе трех однофазных выглядит так:
Бытовой стабилизатор напряжения позволяет в автоматическом режиме и в любое время регулировать уровень напряжения.
Это позволяет защитить приборы и электрооборудование от скачков напряжения и различных помех.
В настоящее время качество поставляемого электричества в дома и квартиры становится хуже, а покупаемая электроника все дороже. Гарантии на сгорание приборов из-за плохого напряжения в сети производитель не дает. Чтобы не тратить деньги впустую, потребители все чаще приобретают бытовые стабилизаторы.
Разновидности стабилизаторов
Самое большое достоинство таких стабилизаторов это непрерывность работы. они включены в сеть 24 часа в сутки. Существует несколько разновидностей стабилизаторов, или нормализаторов. Из разделяют по типу мощности.
По типу мощности также используют и разное количество фаз в работе стабилизатора.
- Простые бытовые приборы имеют одну фазу. Их используют для нагрузок до 3 кВт.
- Трехфазные стабилизаторы могут справляться с напряжением от 20 кВт.
Для домашнего использования достаточно приобрести однофазный стабилизатор повышенной мощности. Его вполне хватит для бытовых нагрузок использования электричества.
Схемы подключения стабилизаторов
В зависимости от мощности стабилизаторы подключают по-разному:
Однофазный стабилизатор подключается в сеть с помощью обычной вилки. В него подключается оборудование (телевизор или компьютер) тоже с помощью обычной вилки.
Более мощные стабилизаторы подключаются с помощью специального клеммника, который встроен в прибор. Подключить такое устройство может только специалист.
Если стабилизатор подключается на всю квартиру или другое помещение, то его необходимо установить сразу после счетчика.
Алгоритм установки однофазного стабилизатора
В качестве примера описываем схему подключения стандартных стабилизаторов напряжения в домашних условиях с клеммным подключением.
1. Выбираем подходящее место для стабилизатора. Закрепляем по необходимости
2. Выключаем электричество в помещении
3. В щите распределения отсоединяем фазный провод
4. Подключаем фазный провод в клеммную колодку стабилизатора с надписью «вход»
5. Подайте выходной провод стабилизатора на нагрузку напряжения.
6. Подключите нулевой провод в клемме стабилизатора.
7. Проверьте надежность крепления.
8. Проверьте напряжение в стабилизаторе, предварительно отключив нагрузку.
9. Подключаем нагрузку.
Установка трехфазного стабилизатора
Установка такого типа имеет схожий алгоритм и несколько отличается от предыдущей схемы. Трехфазный стабилизатор подключается с помощью блока фазовой синхронизации. Его необходимо приобрести дополнительно. Каждая фаза подключается отдельно. Выходные провода подключают к блоку. Выходные провода блока синхронизации подсоединяются к приборам или «потребителям».
Если при проверке подключенной сети блок синхронизации не включился, то нарушена очередность подключения фаз. Проверьте и исправьте недочеты. Если все включилось, необходимо проверить напряжение в сети потребления. После полной проверки можно подключать оборудование и электроприборы.
Важно: Проверяйте соединения в клеммах каждый год, подтягивайте соединения. Плохой контакт может привести к возгоранию.
Трехфазный стабилизатор напряжения обеспечивает напряжением сети 380 Вт.
Стабилизатор напряжения (трехфазный) необходимая составляющая для обеспечения бесперебойной работы промышленного (реже бытового) оборудования с оптимальным напряжением сети 380 Вт.
Область применения
Трехфазный стабилизатор переменного сетевого напряжения предназначен для коррекции напряжения в промышленных и бытовых сетях электроснабжения с номинальным напряжением 380 вольт.
Необходимость установки оборудования включает в себя следующие моменты:
- При значительных перепадах сетевого напряжения.
- Если электропоставки на объект проходят через устаревшие силовые линии.
- При использовании высокоточного оборудования.
Особенностью конструкции трехфазного стабилизатора является установка на базу трех однофазных стабилизаторов, чаще всего схема соединения типа «звезда». Исходное напряжение всегда отвечает параметру «фаза-ноль», вход «нейтральный».
Параметры работы стабилизатора
Правильная установка оборудования обеспечивает стабильную работу электроприборов, предотвращает аварийные ситуации. Трехфазный стабилизатор осуществляет:
- Оптимальное выравнивание входного напряжения под сеть 220 Вт. Оптимальная частота в районе 59 Гц.
- Обеспечивает классическую (неискаженную) синусоиду сигнала.
- Обеспечивает полноценную работу подключенного оборудования во всех рабочих диапазонах (максимум, пассивный режим).
- При значительном увеличении входного напряжения стабилизатор обеспечивает автоматическое отключение всех потребителей.
- Конструкция нормализатора (стабилизатора) защищает электропотребители от короткого замыкания.
- Конструкция оборудования предполагает переход на режим «транзит» до окончания аварийной ситуации.
Сфера обслуживания
Трехфазные стабилизаторы чаще всего используются на промышленных объектах для подключения в питающую сеть станков, насосов, электромоторов большой мощности. Реже в качества стабилизатора на потребители в жилых домах, с установленным трехфазным выводом электросети.
В случае если промышленный объект имеет в эксплуатации хотя бы один трехфазный потребитель, для стабилизации входного напряжения следует устанавливать трехфазный стабилизатор.
При наличии на промышленном объекте потребителей, которые суммарно имеют высокую мощность нагрузки, рекомендуется провести частичное разделение потребителей по фазам. В качестве стабилизатора входного напряжения используют трехфазные модели.
Нагрузка на канал (фазу) стабилизатора должна соответствовать максимально допустимой нагрузке для каждого типа стабилизирующего агрегата.
При монтаже электропитания на загородные дома, в качестве стабилизатора используют как трехфазное, так и однофазное оборудование. Допускается комбинация нормализаторов по фазам.
Особенности конструкции
Наиболее перспективными и функциональными являются трехфазные стабилизаторы, построенные на основе трех законченных однофазных аналогов, соединенные между собой по схеме «звезда». Принцип соединения обеспечивает следующие качественные характеристики:
- Средний вес трехфазного стабилизатора от 100 кг. Различаются модели весом до 700 кг. При схеме «звезда» обеспечивается удобная транспортировка отдельных узлов. Монтаж производится непосредственно на промышленном (или бытовом) объекте.
- Параметры рабочих нагрузок трехфазного оборудования допускают значительные перепады напряжения на входе, поскольку каждый однофазный блок стабилизатора контролирует только одну фазу.
- Допускаются разные параметры нагрузок на выходе.
- При отключении одного из однофазных блоков не требуется производить замену всего комплекса. Нерабочий блок ремонтируется отдельно.
- Схема сборки допускает использование стабилизаторов неодинаковой мощности.
- Обеспечивается возможность установки дополнительного блока контроля.
Учитывая нестабильность поставок электроснабжения централизованных сетей, значительный износ электромагистралей, установка трехфазного стабилизатора помогает полностью обезопасить потребителей и сэкономить значительные средства на приобретение электрооборудования.
Практически каждый электронный прибор требует для своей работы питания. Одни схемы некритичны к величине и стабильности питающего напряжения, но большинство все же требует для своей работы напряжений строго заданной величины. Сегодня мы поговорим о простых стабилизаторах и разберемся, какими они бывают и как работают.
Простейший параметрический
В основу параметрических стабилизаторов положено свойство сильной нелинейности вольтамперной характеристики (ВАХ) некоторых полупроводниковых приборов. Рассмотрим принцип работы простейшего параметрического стабилизатора, собранного на стабилитроне.
Параметрический стабилизатор напряжения на стабилитроне Параметрический стабилизатор напряжения на стабилитронеКак известно, стабилитрон имеет участок ВАХ, на котором напряжение на полупроводнике почти не зависит от тока через него. Нижний порог этого участка называют Iст. min, верхний – Iст.max. При подаче на схему напряжения питания Uвх, через стабилитрон начинает течь ток, который задается токоограничивающим (балластным) резистором R1. Если он находится в пределах Iст. min - Iст. max, то на выводах стабилитрона установится определенное напряжение Uст, которое зависит от типа полупроводникового прибора.
При подключении нагрузки (на схеме для наглядности ее роль исполняет резистор R2) ситуация несколько меняется. Ток, протекающий через балластный резистор, делится. Часть его продолжает течь через стабилитрон, часть питает нагрузку. В результате ток через стабилитрон уменьшается и при достаточно мощной нагрузке может упасть ниже пределах Iст. min.
В этом случае полупроводник выйдет из режима стабилизации и перестанет исполнять свои функции. Таким образом, подобные схемы годятся лишь для питания маломощных устройств, потребляющих единицы, максимум несколько десятков миллиампер. Их используют, к примеру, для получения опорных напряжений.
Вполне очевидно, что напряжение Uвх должно быть выше Uст. В противном случае стабилитрон не сможет выйти на рабочий режим. Обычно величину Uвх выбирают не менее чем на 3-5 В выше Uст.
А теперь попробуем собрать практическую схему стабилизатора на 12 В, используя стабилитрон КС512А. Смотрим на его характеристики:
- Uст – 12 В (при токе Iст. 5 мА);
- Iст.min – 1 мА;
- Iст.max – 67 мА.
R=(Uвх- Uвых)/Iстаб
- R - сопротивление балластного резистора R1, Ом;
- Uвх - входное напряжение, В;
- Uвых - выходное напряжение, В;
- Iстаб - ток через стабилитрон, А.
Включаем калькулятор и считаем: R1=(15-12)/0.05=60 Ом. Какой ток в нагрузку сможет отдать такая схема? Как мы выяснили, при подключении нагрузки ток через балластный резистор будет составлять Iбал=Iстаб+Iнагр, а значит, Iстаб=Iбал–Iнагр. Нижний передел режима стабилизации выбранного нами полупроводника – 1 мА. Значит, наш стабилизатор сможет отдать в нагрузку порядка 40-45 мА. При этом ток через стабилитрон упадет до 5-10 мА. Дальнейшее повышение Iнагр приведет к еще большему уменьшению Iстаб, что может вызвать неустойчивую работу стабилитрона, скажем, при уменьшении входного напряжения, которое, как мы помним, нестабилизировано.
Включаем калькулятор и считаем: R1=(15-12)/0.05=60 Ом.
Значит, наш стабилизатор сможет отдать в нагрузку порядка 40-45 мА. При этом ток через стабилитрон упадет до 5-10 мА. Дальнейшее повышение Iнагр приведет к еще большему уменьшению Iстаб, что может вызвать неустойчивую работу стабилитрона, скажем, при уменьшении входного напряжения, которое, как мы помним, нестабилизировано.
На самом деле все на так просто, поскольку напряжение стабилизации стабилитрона зависит от тока через него. Не особо сильно, но зависит. При динамичной и особенно большой нагрузке напряжение на выходе нашей схемы станет существенно изменяться и будет мало похоже на стабильное. Таким образом, более-менее нормальную работу такого стабилизатора можно получить при отдаче в нагрузку много меньших токов – 1-2 десятка мА.
Параметрический с транзисторным ключом
В предыдущем разделе мы выяснили, что простейший стабилизатор имеет существенный недостаток – он не может обеспечить питанием более-менее мощную нагрузку. Кроме того, коэффициент стабилизации (зависимость выходного напряжения от входного) у предыдущей схемы относительно небольшой. Выйти из положения можно при помощи дополнительного элемента – транзистора.
Читайте также: