Ferroresonantspinge stabilisaatorid - tööpõhimõte
Stabilisaator, milles mittelineaarse õhuklapi klemmidel saadakse stabiliseeritud pinge, on lihtsaim ferromagnetiline stabilisaator. Selle peamine puudus on madal võimsustegur. Samuti on vooluringis suure voolu korral liini drosselid väga suured.
Kaalu ja mõõtmete vähendamiseks valmistatakse ferromagnetilisi pingestabilisaatoreid kombineeritud magnetsüsteemiga ning võimsusteguri suurendamiseks on kaasas kondensaator vastavalt vooluresonantsahelale. Sellist stabilisaatorit nimetatakse ferroresonandiks.
Ferroresonantspinge stabilisaatorid on struktuurilt sarnased tavaliste trafodega (joon. 1, a). Primaarmähis w1, millele rakendatakse sisendpinget Uin, asub magnetahela suure ristlõikega sektsioonil 2, nii et osa magnetahelast on küllastumata olekus. Pinge Uin tekitab magnetvoo F2.
Riis. 1. Ferroresonantspinge stabilisaatori skeem: a — põhi; b – asendused
Sekundaarmähis w2, mille klemmidele indutseeritakse väljundpinge Uout ja millega on ühendatud koormus, asub magnetahela väiksema sektsiooniga 3. sektsioonis, mis on küllastunud olekus. Seetõttu pinge Uin ja magnetvoo F2 kõrvalekallete korral magnetvoo F3 väärtus lõigus 3 peaaegu ei muutu, ee ei muutu. jne. v. sekundaarmähis ja Uout. Kui voog F2 suureneb, suletakse see osa sellest, mis ei pääse läbi sektsiooni 3, läbi magnetšundi 1 (F1).
Magnetvoog F2 siinuspingel Uin on sinusoidne. Kui voo F2 hetkeväärtus läheneb amplituudile, läheb sektsioon 3 küllastusrežiimi, voo F3 suurenemine peatub ja ilmub voog F1. Seega sulgub magnetšundi 1 läbiv voog ainult neil hetkedel, mil voog F2 on amplituudi väärtuse lähedal. See muudab voo F3 mittesinusaalseks, pinge Uout muutub samuti mittesinusoidseks, selles väljendub selgelt kolmas harmooniline komponent.
Samaväärses vooluringis (joonis 1, b) moodustavad mittelineaarse elemendi (sekundaarmähis) paralleelselt ühendatud induktiivsus L2 ja mahtuvus C ferroresonantsahela, millel on joonisel fig. 2. Nagu on näha samaväärsest ahelast, on voolud harudes võrdelised pingega Uin. Kõverad 3 (haru L2) ja 1 (haru C) asuvad erinevates kvadrantides, kuna induktiivsuse ja mahtuvuse voolud on faasis vastandlikud. Resonantsahela tunnus 2 on konstrueeritud L2 ja C voolude algebralise summeerimise teel samade pingeväärtuste Uout juures.
Nagu resonantsahela omadustest näha, võimaldab kondensaatori kasutamine madalate magnetiseerivate voolude korral saada stabiilset pinget, s.t. madalamal pingel Uin.
Lisaks töötab kondensaatoriga regulaator suure võimsusteguriga. Mis puutub stabiliseerimistegurisse, siis see sõltub kõvera 2 horisontaalse osa kaldenurgast abstsisstelje suhtes. Kuna sellel lõigul on märkimisväärne kaldenurk, on ilma lisaseadmeteta võimatu saada suurt stabiliseerimistegurit.
Riis. 2. Ferroresonantspinge stabilisaatori mittelineaarse elemendi karakteristikud
Selliseks lisaseadmeks on kompensatsioonimähis wk (joonis 3), mis asub koos primaarmähisega magnetahela küllastumata sektsioonil 1. Kui Uin ja F suurenevad, suureneb emf. jne. v. kompenseeriv mähis. See on sekundaarmähisega järjestikku ühendatud, kuid nii e. jne. c) kompensatsioonimähis oli faasis e vastupidine. jne. v. sekundaarmähis. Kui Uin suureneb, siis emissioon veidi suureneb. jne. v. sekundaarmähis. Pinge Uout, mille määrab e. jne. c) sekundaar- ja kompensatsioonimähised hoitakse konstantsena e suurenemise tõttu. jne. v. kompenseeriv mähis.
Riis. 3. Kompensatsioonimähisega ferroresonantspinge stabilisaatori skeem
Mähis w3 on ette nähtud kondensaatori pinge suurendamiseks, mis suurendab voolu mahtuvuslikku komponenti, stabiliseerimistegurit ja võimsustegurit.
Ferroresonantspinge stabilisaatorite puuduseks on mittesinusoidne väljundpinge ja selle sagedussõltuvus.
Tööstus toodab ferroresonantse pingestabilisaatoreid võimsusega 100 W kuni 8 kW, stabiliseerimisteguriga 20-30. Lisaks toodetakse ferroresonantse stabilisaatoreid ilma magnetšundita. Nendes olev magnetvoog F3 on õhule suletud, see tähendab, et see on lekkevoog. See võimaldab vähendada stabilisaatori kaalu, kuid ahendab tööpiirkonda 10% -ni nimiväärtusest Uin stabiliseerimisteguri kc juures, mis on võrdne viiega.