O que é um estabilizador de tensão? Um guia prático de um fabricante experiente

Nas redes eléctricas práticas, a instabilidade da tensão é um dos factores mais frequentemente observados e, ao mesmo tempo, subestimados como causa de falha do equipamento. As máquinas eléctricas funcionam mal, avariam, ou mesmo as suas partes electrónicas envelhecem prematuramente, não devido a uma máquina defeituosa ou a um sistema mal concebido, mas devido a uma tensão instável que lhes é fornecida.

Quer se trate de uma unidade de produção, de edifícios de escritórios, de centros de saúde ou de unidades residenciais, a necessidade de uma tensão constante é imensa quando se trata do bom funcionamento dos aparelhos eléctricos. Pequenas alterações de tensão resultam em paragens inesperadas ou danos permanentes nos aparelhos eléctricos.

Como profissional estabilizador de tensão e fabricantes de transformadores, somos frequentemente confrontados com a seguinte questão simples mas imperativa: O que é um estabilizador de tensão? Este artigo fornece uma explicação precisa e informativa sobre o funcionamento dos estabilizadores de tensão, em que parte do dispositivo são utilizados, como diferem de outros instrumentos de tipo e aplicação semelhantes e como deve escolher entre eles.

O que é um estabilizador de tensão?

Um estabilizador de tensão, por vezes designado por regulador de tensão, é um dispositivo de condicionamento de energia que é totalmente capaz de regular automaticamente a tensão para assegurar que a tensão permanece constante apesar das flutuações da tensão de entrada acima do normal.

Nas redes eléctricas do mundo real, especialmente em zonas em desenvolvimento ou industriais, a variação de tensão deve-se ao seguinte:

• Variação das cargas durante o período de ponta
• Rádios com longas distâncias de transmissão
• Arranque de grandes motores
• Interferência industrial e má regulação da rede

Tanto a sobretensão como a subtensão são perigosas para os aparelhos eléctricos. Um estabilizador de tensão é utilizado para monitorizar a tensão de entrada e regulá-la de forma constante, de modo a fornecer a tensão de saída constante desejada à carga ligada.

É um facto bem estabelecido na engenharia eléctrica e de acordo com as normas IEEE de qualidade de energia que a regulação da tensão é uma necessidade básica para proteger dispositivos electrónicos e electromecânicos sensíveis.

Como funciona um estabilizador de tensão?

Apesar das variações, a maioria dos estabilizadores automáticos de tensão utiliza um sistema de controlo em malha fechada, que funciona da seguinte forma

1. Deteção de tensão
   A tensão de alimentação de entrada é constantemente monitorizada por sensores.
2. Resposta do circuito de controlo
   Quando a tensão medida não se encontra no intervalo predefinido, o circuito de controlo calcula a quantidade de correção.
3. Ajuste da tensão
   No caso de diferentes modelos de estabilizadores, a correção é feita por:
   Transformadores variáveis acionados por servo-motores
   Comutador de derivação baseado em relé
   Componentes electrónicos de estado sólido
4. Alimentação de saída estável
   A tensão corrigida é então transmitida à carga, o que acontece em milissegundos.
   Este processo é automatizado e contínuo e permite um controlo preciso da tensão sem ter de recorrer a controlos manuais.

Principais tipos de estabilizadores de tensão

Estabilizadores de tensão de servo

• Servo-estabilizadores utilizam um sistema motorizado para uma regulação suave e precisa da tensão.
• Precisão de saída (±3%)
• Sempre adequado para cargas contínuas e variáveis.
• Normalmente utilizado em máquinas CNC, elevadores e linhas de production

Estabilizadores de tensão de relé

• Estabilizadores de relé função de controlo da tensão por meio de derivações do transformador.
• Solução económica
• Velocidade e precisão de resposta moderadas
• Normalmente utilizado em espaços residenciais e de escritórios

Estabilizadores de tensão estática

• A sua conceção utiliza apenas componentes de estado sólido.
• Alta precisão de saída (tipicamente ±1%~±2%)
• Sem partes móveis
• Tempo de resposta ultrarrápido
• É um componente ideal em eletrónica sensível, centros de dados e products de cuidados de saúde.
• Isto porque, na prática, o tipo de estabilizador a utilizar depende muito da sensibilidade da carga e da velocidade de correção.

Aplicações dos estabilizadores de tensão

Os estabilizadores de tensão encontram as suas aplicações num grande número de sectores:

Aplicações industriais

Equipamento de fabrico e automatização
Máquinas CNC e sistemas de corte a laser
Máquinas têxteis, de impressão e de embalagem
Sistemas de controlo para petróleo e gás

Aplicações comerciais

Centros de dados e salas de servidores
Elevadores, sistemas HVAC
Edifícios de escritórios e centros comerciais

Aplicações médicas

Aparelhos de ressonância magnética e de tomografia computorizada
Equipamento de laboratório e de diagnóstico
Equipamento de suporte e monitorização da vida

Aplicações residenciais

Aparelhos de ar condicionado e frigoríficos
Cinema em casa e electrodomésticos inteligentes

Os estudos da indústria sobre a qualidade da energia confirmam que a instabilidade da tensão está entre as causas mais comuns de falha do equipamento elétrico a nível mundial.

Estabilizadores de tensão em sistemas de energia industrial: Insights do fabricante

Do ponto de vista do fabricante, os reguladores de tensão industriais diferem significativamente da variedade doméstica. Os reguladores de tensão industriais têm de funcionar em condições difíceis.

Em aplicações da vida real, um erro comum que ocorre na maioria dos casos é o sub-dimensionamento de um estabilizador. A corrente de arranque, as cargas indutivas e as melhorias futuras podem resultar em sobreaquecimento, desempenho deficiente e falha prematura, uma vez que estes factores podem não ser tidos em consideração. Servo ou estabilizadores estáticos pode ser preferido em relação aos estabilizadores convencionais devido à compensação de tensão suave e ao aumento da longevidade para cargas motorizadas e indutivas.

Principais parâmetros técnicos a ter em conta

Os parâmetros que são tidos em conta na avaliação de um estabilizador de tensão são

• Capacidade nominal (kVA / kW)
• Gama de tensão de entrada
• Precisão da tensão de saída
• Tempo de resposta
• Eficiência (%)
• Configuração de fase (monofásica / trifásica)
• Funções de proteção (sobrecarga, curto-circuito, sobreaquecimento)

Os estabilizadores profissionais cumprem normalmente as normas IEC e CE relativas à qualidade da energia.

Estabilizador de tensão vs. tecnologias semelhantes

Ao contrário dos transformadores e dos AVRs, um estabilizador de tensão é capaz de efetuar uma correção em tempo real da tensão numa fonte de alimentação flutuante.

Como escolher o estabilizador de tensão correto

A seleção do estabilizador de tensão adequado desempenha um papel significativo no seu funcionamento a longo prazo porque

A seleção do estabilizador de tensão correto é essencial para o desempenho a longo prazo:

• Calcular a capacidade de carga total
• Incluir o início da expansão atual e a possível expansão futura.
• Compreender as condições da rede
• As redes instáveis requerem gamas de tensão de entrada mais amplas.
• Sensibilidade do equipamento de correspondência
• O equipamento de precisão exige uma maior exatidão e uma resposta mais rápida.
• Considerar o ambiente de instalação
• A temperatura ambiente, a humidade e a proteção contra o pó são importantes.
• Trabalhar com um fabricante experiente
• Uma avaliação técnica correta é frequentemente mais importante do que o custo inicial.

Em geral, nas aplicações do mundo real, a seleção do estabilizador nem sempre é de "tamanho único".

Porque é que os estabilizadores de tensão são essenciais hoje em dia

A complexidade e a sensibilidade crescentes das redes de energia eléctrica levam à obrigatoriedade de estabilizadores de tensão, uma vez que estes dispositivos se tornam equipamentos de proteção de energia necessários.

Um bom estabilizador de tensão também ajuda:

• Minimizar o tempo de inatividade inesperado
• Aumentar a vida útil do equipamento
• Aumentar a eficiência operacional
• Reduz os custos de manutenção a longo prazo
• No que diz respeito à engenharia e aos processos de production, uma tensão estável equivale a um funcionamento estável.

FAQ

Q1: Preciso de um estabilizador de tensão apesar de ter uma UPS?

Sim. Uma UPS é utilizada quando há uma falha de energia; fornece energia. Um estabilizador de tensão é utilizado porque as flutuações de tensão ocorrem muito frequentemente e não durante uma falha de energia. Protege o dispositivo contra cortes de energia constantes. Protege

P2: Um estabilizador de tensão pode proteger vários dispositivos?

Sim, desde que a carga total esteja dentro da capacidade nominal e a tensão seja compatível.

P3: Quanto tempo dura a vida útil de um estabilizador de tensão?

Concebidos adequadamente, utilizando componentes de qualidade e corretamente adaptados à carga, os estabilizadores de tensão na indústria podem funcionar durante 10 a 15 anos ou mais.

Conclusão

O que é, então, um estabilizador de tensão? Um estabilizador de tensão é um componente essencial que ajuda na gestão de um fornecimento estável no caso de fornecimentos erráticos. Quer seja instalado em indústrias, escritórios ou residências, a importância de um estabilizador de tensão na gestão da qualidade da energia não pode ser subestimada.

Na nossa própria experiência como fabricante de estabilizadores de tensão e transformadores, acreditamos que uma compreensão adequada dos princípios básicos dos estabilizadores e da sua seleção é o início de uma boa defesa.