¿Qué es un estabilizador de tensión? Guía práctica de un fabricante experimentado

En las redes eléctricas prácticas, la inestabilidad de la tensión es uno de los factores más frecuentemente observados y al mismo tiempo subestimados como causa de avería de los equipos. Las máquinas eléctricas funcionan mal, se averían o incluso sus piezas electrónicas envejecen prematuramente, no por culpa de una máquina defectuosa o un sistema mal diseñado, sino por una tensión inestable que les llega.

Ya se trate de una unidad de fabricación, edificios de oficinas, centros sanitarios o unidades residenciales, el requisito de una tensión constante es inmenso cuando se trata del correcto funcionamiento de los aparatos eléctricos. Los pequeños cambios de tensión provocan tiempos de inactividad inesperados o daños permanentes en los aparatos eléctricos.

Como profesional estabilizador de voltaje y fabricantes de transformadores, a menudo nos enfrentamos a la siguiente pregunta, sencilla pero imperativa: ¿Qué es un estabilizador de tensión? Este artículo ofrece una explicación precisa e informativa de cómo funcionan los estabilizadores de tensión, en qué parte del dispositivo se utilizan, en qué se diferencian de otros instrumentos de tipo y aplicación similares, y cómo se debe elegir entre ellos.

¿Qué es un estabilizador de tensión?

Un estabilizador de tensión, a veces llamado regulador de tensión, es un dispositivo de acondicionamiento de la energía totalmente capaz de regular automáticamente la tensión para garantizar que ésta se mantenga constante a pesar de las fluctuaciones de la tensión de entrada por encima de lo normal.

En las redes eléctricas del mundo real, especialmente en zonas en desarrollo o industriales, la variación de tensión se debe a lo siguiente:

• Variación de las cargas durante el periodo punta
• Radios con largas distancias de transmisión
• Arranques de motores grandes
• Interferencias industriales y mala regulación de la red

Tanto la sobretensión como la subtensión son peligrosas para los aparatos eléctricos. Un estabilizador de tensión se utiliza para controlar la tensión de entrada y regularla de forma constante para proporcionar la tensión de salida constante deseada a la carga conectada.

Es un hecho bien establecido en ingeniería eléctrica y según las normas IEEE de calidad de la energía que la regulación de la tensión es una necesidad básica para proteger los dispositivos electrónicos y electromecánicos sensibles.

¿Cómo funciona un estabilizador de tensión?

A pesar de las variaciones, en la mayoría de los estabilizadores automáticos de tensión se utiliza un sistema de control en bucle cerrado; este sistema funciona de la siguiente manera:

1. Detección de tensión
   La tensión de alimentación se controla constantemente mediante sensores.
2. Respuesta del circuito de control
   Cuando la tensión medida no se encuentra en el intervalo preestablecido, el circuito de control calcula la cantidad de corrección.
3. Ajuste de la tensión
   En el caso de diferentes modelos de estabilizador, la corrección se realiza mediante:
   Transformadores variables accionados por servomotor
   Conmutador de tomas basado en relé
   Componentes electrónicos de estado sólido
4. Alimentación de salida estable
   A continuación, la tensión corregida se transmite a la carga, lo que ocurre en milisegundos.
   Este proceso es automatizado y continuo y permite un control preciso de la tensión sin tener que recurrir a controles manuales.

Principales tipos de estabilizadores de tensión

Estabilizadores de servotensión

• Servoestabilizadores emplean un sistema motorizado para un ajuste suave y preciso de la tensión.
• Precisión de salida (±3%)
• Siempre adecuado para cargas continuas y variables.
• De uso común en máquinas CNC, ascensores y líneas de production

Estabilizadores de tensión por relé

• Estabilizadores de relé función de control de la tensión mediante tomas del transformador.
• Solución rentable
• Velocidad de respuesta y precisión moderadas
• Suelen utilizarse en viviendas y oficinas

Estabilizadores estáticos de tensión

• Su diseño utiliza únicamente componentes de estado sólido.
• Alta precisión de salida (típicamente ±1%~±2%)
• Sin partes móviles
• Tiempo de respuesta ultrarrápido
• Es un componente ideal en electrónica sensible, centros de datos y product sanitarios.
• Esto se debe a que, en la práctica, el tipo de estabilizador a utilizar depende en gran medida de la sensibilidad de la carga y de la velocidad de corrección.

Estabilizadores de tensión Aplicaciones

Los estabilizadores de tensión tienen aplicación en un gran número de sectores:

Aplicaciones industriales

Equipos de fabricación y automatización
Máquinas CNC y sistemas de corte por láser
Maquinaria textil, de impresión y envasado
Sistemas de control para petróleo y gas

Aplicaciones comerciales

Centros de datos y salas de servidores
Ascensores, sistemas HVAC
Edificios de oficinas y centros comerciales

Aplicaciones médicas

Escáneres de IRM y TC
Equipos de laboratorio y diagnóstico
Equipos de soporte vital y monitorización

Aplicaciones residenciales

Aire acondicionado y frigoríficos
Cine en casa y electrodomésticos inteligentes

Los estudios industriales sobre calidad de la energía confirman que la inestabilidad de la tensión es una de las causas más comunes de avería de los equipos eléctricos en todo el mundo.

Estabilizadores de tensión en sistemas eléctricos industriales: Perspectivas de los fabricantes

Desde el punto de vista del fabricante, los reguladores de tensión industriales difieren significativamente de los domésticos. Los reguladores de tensión industriales tienen que funcionar en condiciones duras.

En las aplicaciones de la vida real, un error común que se produce en la mayoría de los casos es infradimensionar un estabilizador. La corriente de arranque, las cargas inductivas y la futura mejora pueden provocar un sobrecalentamiento, un retraso en el rendimiento y un fallo prematuro, ya que estos factores pueden no tenerse en cuenta. Servo o estabilizadores estáticos pueden preferirse a los estabilizadores convencionales por su suave compensación de tensión y su mayor longevidad para cargas motorizadas e inductivas.

Principales parámetros técnicos a tener en cuenta

Los parámetros que se tienen en cuenta al clasificar un estabilizador de tensión son:

• Capacidad nominal (kVA / kW)
• Rango de tensión de entrada
• Precisión de la tensión de salida
• Tiempo de respuesta
• Eficacia (%)
• Configuración de fases (monofásica / trifásica)
• Funciones de protección (sobrecarga, cortocircuito, sobretemperatura)

Los estabilizadores profesionales suelen cumplir las normas CEI y CE sobre calidad de la energía.

Estabilizador de tensión frente a tecnologías similares

A diferencia de los transformadores y los AVR, un estabilizador de tensión es capaz de realizar una corrección en tiempo real de la tensión en un suministro eléctrico fluctuante.

Cómo elegir el estabilizador de tensión adecuado

La selección del estabilizador de tensión adecuado desempeña un papel importante en su funcionamiento a largo plazo porque

Seleccionar el estabilizador de tensión correcto es esencial para un rendimiento a largo plazo:

• Calcular la capacidad de carga total
• Incluya el inicio de la expansión actual y la posible expansión futura.
• Entender las condiciones de la red
• Las redes inestables requieren rangos de tensión de entrada más amplios.
• Sensibilidad del equipo
• Los equipos de precisión exigen una mayor exactitud y una respuesta más rápida.
• Considerar el entorno de instalación
• La temperatura ambiente, la humedad y la protección contra el polvo son importantes.
• Trabaje con un fabricante experimentado
• Una evaluación técnica adecuada suele ser más importante que el coste inicial.

En general, en las aplicaciones del mundo real, la selección del estabilizador no siempre es "talla única".

Por qué los estabilizadores de tensión son esenciales hoy en día

El aumento de la complejidad y sensibilidad de las redes eléctricas obliga a utilizar estabilizadores de tensión, ya que estos dispositivos se convierten en equipos de protección eléctrica de primera necesidad.

Un buen estabilizador de tensión también ayudará:

• Minimizar los tiempos de inactividad imprevistos
• Aumentar la vida útil de los equipos
• Aumentar la eficacia operativa
• Reduce los costes de mantenimiento a largo plazo
• En lo que respecta a los procesos de ingeniería y production, una tensión estable equivale a un funcionamiento estable.

FAQ

P1: ¿Necesito un estabilizador de tensión aunque tenga un SAI?

Sí. Un SAI se utiliza cuando hay un apagón; suministra energía. Se utiliza un estabilizador de tensión porque las fluctuaciones de voltios se producen muy a menudo y no durante un corte. Protege el aparato de los cortes de corriente constantes. Se

P2: ¿Puede un estabilizador de tensión proteger varios aparatos?

Sí, siempre que la carga total esté dentro de la capacidad nominal y la tensión sea compatible.

P3: ¿Cuánto dura la vida útil de un estabilizador de tensión?

Diseñados adecuadamente, con componentes de calidad y correctamente adaptados a la carga, los estabilizadores de tensión de la industria pueden funcionar de 10 a 15 años o más.

Conclusión

¿Qué es un estabilizador de tensión? Un estabilizador de tensión es un componente esencial que ayuda a gestionar el suministro estable en caso de suministro errático. Tanto si se instala en industrias, oficinas u hogares, no se puede subestimar la importancia de un estabilizador de tensión en la gestión de la calidad de la energía.

En nuestra propia experiencia como fabricantes de estabilizadores de tensión y transformadores, creemos que una comprensión adecuada de los fundamentos de los estabilizadores y su selección es el principio de una buena defensa.