Описание и принцип работы
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ НОРМАЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ - изделие промышленной серии ESSV представляет собой устройство модульного построения, заключенное в единую металлическую оболочку размерами 800х750х350(мм) и 950х900х450(мм) ,выполненную из стали толщиной 1,5 мм.
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ НОРМАЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ промышленной серии ESSV предназначен:
- для автоматического регулирования величины напряжения в электрических сетях 380/220 В, 50 Гц.
- сбережение электроэнергии от 10%
- улучшения качества электроэнергии в соответствии с требованиями ГОСТ 13109-97.
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ НОРМАЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ промышленной серии ESSV включает в себя оригинальный электронный блок управления и силовую часть.
Электронный блок управления состоит из:
- контроллера,
- блока коммутации
- блока снабберов.
Силовая часть включает:
- аппараты силовые защитно-коммутационные,
- систему фазированных электромагнитных преобразователей мощностью соответствующей номинальной мощности установки.
Регулирование напряжения осуществляется в заданных пределах при его отклонениях от параметров ГОСТ 13109-97. ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ НОРМАЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ промышленной серии ESSV позволяет регулировать и снижать напряжение до нижнего уровня, разрешенного ГОСТ 13109-97, что является условием эффективной работы всех электроприемников без недопустимого снижения их производительности.
В результате нормализации электроснабжения при применении ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО НОРМАЛИЗАТОРА ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ достигаются две основные цели:
- экономия денежных средств за счет сокращения электропотребления;
- экономия денежных средств за счет увеличения ресурса электроприемников.
Применяемое в устройстве запатентованное схемное решение позволяет использовать компоненты силовой части имеющие номинальную мощность, не превышающую 10% от мощности стабилизируемой нагрузки. В результате этого, КПД устройства составляет 99,7%.
Принцип работы
Принцип работы Энергосберегающего нормализатора переменного напряжения серии ESSV основан на применении трансформатора, регулирующего напряжение и включенного по различным схемам.
1.Режим «НОРМА», когда напряжение сети равно напряжению нагрузки.
Трансформатор Т - регулировочный трансформатор. Его обмотки высшего напряжения - U1 и низкого - U2 включены параллельно. По принципу работы любого трансформатора токи в его обмотках направлены встречно, т.е. работают на размагничивание. Индуктивное сопротивление обмоток очень малое. Поэтому напряжение сети Uс практически равно напряжению на нагрузке Uн. Ток в сети Ic равен току нагрузки Iн. Энергия передается из сети в нагрузку на 100% электрическим путем.
2. Режим понижения напряжения на нагрузке.
Трансформатор включен как автотрансформатор с указанной полярностью. Обмотка высшего напряжения W1 индуцирует в обмотке низшего напряжения W2 Э.Д.С. U2, направленную встречно напряжению в сети. Напряжение на нагрузке равно разности сетевого напряжения и U2:
Uн = Uс - U2.
По первому закону Кирхгофа для точки m:
Iн = Iс + I1,
где
Iс - доля тока, передаваемого из сети в нагрузку, за счет электрической связи. (Основная доля).
I1 - доля тока, передаваемого из сети в нагрузку, за счет электромагнитной связи. (Дополнительная, малая доля).
Для трансформатора
I1 = Iс / K ,
где
K- коэффициент трансформации трансформатора.
K=W1 / W2.
Значит, доля тока, передаваемого из сети в нагрузку за счет электромагнитной связи, в K раз меньше доли тока, передаваемого за счет электрической связи. Иначе говоря, мощность регулировочного трансформатора в K раз меньше мощности подключаемой нагрузки, что коренным образом влияет на габариты, вес, стоимость и К.П.Д. стабилизатора.
Например, если имеем 1 кВа; 220/12 В,
то К = 220 / 12 = 18.
Доля электрически передаваемого тока:
Iэ = 1000/12=83,3 А;
Доля тока, передаваемая электромагнитным способом:
Iэм = 1000/220 = 4, 54 А
3. Режим повышения напряжения на нагрузке.
Трансформатор включен по автотрансформаторной схеме с указанной полярностью. Здесь обмотка W1 индуцирует в обмотке W2 Э.Д.С., направленную согласованно с напряжением сети. Напряжение Uн
Uн = Uс + U2,
т.е. равно сумме напряжения сети и индуцируемого напряжения.
Ток (энергия) из сети в нагрузку передаются за счет электрической связи (основная доля) и электромагнитной связи. Рассуждаем так же, как и для режима 2. Удобно рассматривать режимы работы. Анализируя автотрансформаторную схему включения трансформатора.
Введем понятие коэффициента трансформации автотрансформатора КАТ.
Для режима 2:
КАТ = W1 /( W1 +W2) = U1 / (U1 + U2).
Для режима 3:
КАТ = ( W1 +W2) / W1 = (U1 + U2)/ U1.
Для схем режимов 1, 2, 3 rn - сопротивление элементов сети (проводов, кабелей, трансформаторов и т.д.) от источника до места установки стабилизатора.
Составим таблицу для режима 2 из условия применения стандартных трансформаторов с различными коэффициентами трансформации.
Приводим таблицу энергетических показателей стабилизатора при использовании стандартных трансформаторов. (Табл.1).
Таблица 1.
Энергетические показатели стабилизатора напряжения
при использовании стандартных трансформаторов
|
Трансформатор |
*Кат |
Кат² |
Кат4 |
Sт/Sн , % |
|
220/6 |
0,97 |
0,94 |
0,88 |
3 |
|
220/12 |
0,95 |
0,90 |
0,81 |
5 |
|
220/14 |
0,94 |
0,88 |
0,78 |
6 |
|
220/24 |
0,90 |
0,81 |
0,66 |
10 |
*Где
Кат - коэффициент трансформации автотрансформатора,
Sт/Sнг - отношение номинальной мощности регулировочного трансформатора к мощности подключаемой нагрузки, %.
