3 ферромагнитные стабилизаторы напряжения назначение устройство принцип действия

Принципы действия феррорезонансного стабилизатора напряжения

Феррорезонансный стабилизатор напряжения нашел широкое распространение в различных сферах промышленности и в быту. Такие феррорезонансные стабилизаторы напряжения дают возможность выровнять переменное напряжение. Также такие устройства имеют и недостатки, которые необходимо рассмотреть.

В настоящее время существует стандарт, по которому напряжение на выходе должно находиться в интервале 0,9-1,05 от номинального значения. Эта норма была определена давно и все устройства должны ей соответствовать. Напряжение сети на выходе должно равняться 197-230 В. Перед приобретением следует ознакомиться с однофазными моделями.

Феррорезонансные стабилизаторы

Такие устройства не оснащаются вольтметром, поэтому будет трудно понять, какая величина напряжения сети получается на выходе. Самому не получится отрегулировать напряжение. Если для вас это не критично, то такой вид стабилизатора хорошо подходит для вас. Феррорезонансные устройства могут частично искажать величину показаний, погрешность может доходить до 12%.

Если вы долгое время применяете такой прибор, то нужно знать, что он способен испускать магнитное поле, влияющее на функционирование бытовых приборов. Эти стабилизаторы настраивают в заводских условиях, поэтому после его монтажа нужно просто подключить в работу.

Влияние стабилизатора на технику

  1. Магнитофоны. Мощность на выходе таких устройств может сильно уменьшиться. Значительно ухудшается стирание записи.
  2. Радиоприемники. Такая аппаратура может снижать чувствительность, и выход мощности заметно снижается.
  3. Телевизоры. Если подсоединить прибор к телевизору, то можно увидеть заметное снижение качества изображения. Также некоторые цвета отображаются неверно.

Феррорезонансные стабилизаторы могут обладать негативными факторами. Если у вас затруднения с выбором подобной аппаратуры, то следует ознакомиться с правилами подбора.

Бытовые электрические устройства постепенно становятся более качественными. Поэтому изготовители приборов такого вида тоже стараются сделать качественными свои изделия. Они делают лучше электрическую схему, позволяющую выдержать повышенные нагрузки.

Теперь это устройство может обеспечивать точную настройку напряжения сети. Процесс коррекции и выравнивания напряжения осуществляется трансформатором. При надобности он способен уменьшать или увеличивать длину вторичной обмотки.

Режимы эксплуатации

Эти режимы чаще всего зависят от различных факторов. На режим влияет мощность и вид прибора. Мощность устройства может быть различной и подбирать ее нужно, учитывая вид подключаемых устройств, которые планируется подсоединять для работы. Режимы работы выпрямляющего прибора зависят от следующих видов нагрузки:

Чисто активная нагрузка существует очень редко. Она требуется только в цепях без ограничения переменного значения прибора. Если вам нужно применить емкостную нагрузку, то нужно знать, что она служит только для стабилизаторов, имеющих малую мощность. Реакция определяется емкостью сопротивления, намного меньшего, чем нагрузка.

Принцип действия феррорезонансных стабилизаторов

Первичная обмотка, на которую приходит напряжение входа, находится на участке 2 магнитопровода. Он имеет значительное поперечное сечение, чтобы сердечник был в ненасыщенном состоянии. На входе напряжение образует магнитный поток Ф2.

На зажимах вторичной обмотки создается напряжение выхода. К ней подключается нагрузка, находящаяся на 3 участке сердечника, и имеет малое сечение, и насыщенное состояние. при отклонениях напряжения сети и магнитного потока, величина его почти не меняется, а также не изменится ЭДС. При повышении магнитного потока некоторая часть его будет замыкаться по магнитному шунту.

Поток Ф2 становится синусоидальным. Если поток Ф2 подходит к амплитудной величине, то третий участок переходит в насыщение, а магнитный поток перестает повышаться, и возникает поток Ф1. В результате поток по магнитному шунту будет замыкаться только тогда, когда магнитный поток №2 по величине сравнивается с амплитудным. Это создает поток Ф3 несинусоидальным, а напряжение становится тоже не синусоидальным.

Наличие конденсатора дает возможность прибору работать с повышенным коэффициентом мощности. А коэффициент стабилизации зависит от наклона горизонтальной кривой 2 к абсциссе. Этот участок обладает большим наклоном, поэтому получить большую стабилизацию без вспомогательных приборов не получится. Прямая передача тока дает возможность добиться повышенного усиления.

Читайте также: Однофазный стабилизатор напряжения jonchn sar e1500va

Достоинства

  • Невосприимчивость перегрузок.
  • Широкий интервал эксплуатационных величин.
  • Повышенная скорость регулировки.
  • Ток в форме синуса.
  • Повышенная точность выравнивания.

Недостатки

  • От величины нагрузки зависит качество работы.
  • Образование наружных электромагнитных помех.
  • При малой нагрузке плохая работа.
  • Плохие параметры веса и габаритов.
  • Повышенная шумность работы.

Современные устройства не обладают такими недостатками, но их стоимость часто больше источника бесперебойного питания. Также такие устройства не оснащены вольтметром. Отрегулировать прибор нет возможности.

Советы по выбору

Бытовая техника постоянно модернизируется и совершенствуется. Поэтому изготовители феррорезонансных стабилизаторов напряжения стремятся к модернизации. Они повышают качество схемы, позволяющей справиться с большими перегрузками. Инновационные приборы такого вида отличаются повышенным быстродействием, точностью регулировки и длительным сроком работы.

Режимы определяются мощностью устройств и их типом. К устройствам с реактивной нагрузкой можно отнести те, которые имеют электрический двигатель – кондиционеры, нагреватели, вентиляторы.

Если нужно купить феррорезонансный прибор, то нужно учесть место его подключения. Это выполняется обычно на входе в помещение, или в непосредственной близости с бытовым устройством. Если планируется производить установку для всех устройств, то лучше подобрать систему стабилизации по необходимой мощности и подключить стабилизатор сразу за прибором учета энергии.

Тема 2.4.3. Схема и принцип работы ферромагнитного стабилизатора переменного напряжения.

(Поспелов, с. 50-51, рис. 4.2 а, б)

Принцип работы ферромагнитного стабилизатора переменного напряжения основан на использовании явления насыщения (намагничивания) ферромагнитного сердечника. Он состоит из двух трансформаторов 1 и 2, первичные обмотки которых намотаны согласно, соединены последовательно и подключены к напряжению U1 сети. Вторичные обмотки трансформаторов намотаны встречно и соединены последовательно, поэтому выходное напряжение U2 равно разности напряженийU ‘ 2 и U » 2 (U2 = U ‘ 2U » 2) .

Рис. 1. Схема ферромагнитного стабилизатора переменного напряжения.

Рис.2. Характеристика ферромагнитного стабилизатора напряжения

Сердечник трансформатора 1 изготовлен из стали, обладающей большой индукцией, а сердечник трансформатора 2 – из стали с малой индукцией, благодаря чему первый насыщается быстро и резко, второй медленно и плавно. При увеличении первичного напряжения U1 напряжение U » 2 возрастает плавно, тогда как напряжение U ‘ 2 сначала возрастает резко, а при достижении насыщения сердечника продолжает возрастать также плавно. Трансформаторы рассчитываются так, чтобы в диапазоне изменений напряжения U1 кривые, соответствующие напряжениям U ‘ 2 и U » 2, имели одинаковый угол наклона α. Тогда выходное напряжение U2 , равное разности напряжений U2 = U ‘ 2U » 2, будет в этом диапазоне неизменным.

Простейшая схема ферромагнитного стабилизатора приведена на рис.3-26,а. Она выполнена на двух дрос­селях Др1 и Др2. Магнитопровод первого дросселя не насыщен, а второго дросселя насыщен. Обмотки дрос­селей включены последовательно между собой. Вольт- амперная характеристика дросселя Др1 (рис.3-26,б, прямая 1) является линейной функцией, а вольт- амперная характеристика дрос­селя Др2 (кривая 2) и всей цепи (кривая 3) представляют собой нелинейные функции.

Рис. 3-26. Простейший ферромагнитный стабилизатор напряжения: а — схема; б — ВАХ.

Предположим, что входное напряжение Uвx увеличилось на величину ΔUвx . Тогда напряжение на зажимах обмотки Др1 увеличится на на величину ΔU1, а напряжение на зажимах обмотки Др2 — на ΔU2, которое можно найти по формуле ΔU2 = ΔUвx — ΔU1. Это напряжение равно напряжению ΔUвыx , которое во много раз меньше ΔUвx. Таким образом, на участке I’вх — I»вх будет наблюдаться стабилизация выходного напряжения Uвыx. Рассмотренная схема стабилизатора применяется редко.

Читайте также: Стабилизаторами свежей крови полученной после убоя животного являются

Наибольшее распространение в практике получила схема, изображенная на рис.3-27, а. Схема выполнена на двух трансформаторах Тр1 и Тр2. Магнитопровод пер­вого трансформатора насыщен, а магнитопровод второ­го не насыщен. Первичные обмотки w1 трансформаторов включены согласно, а вторичные обмотки w2 и wK — встречно. Наличие насыщенного трансформатора Тр1 вместо дросселя дает возможность получить любую ве­личину выходного стабилизированного напряжения Uвых. Параметры схемы выбирают так, чтобы наклон характеристики UK (рис.3-27, б, прямая 1), который зависит от числа витков вторичной (компенсационной) обмотки wK, на участке стабилизации I’вх — I»вх был при­мерно равен углу наклона характеристики U2 (кри­вая 3). Если входное напряжение Uвx (кривая 4) увели­чилось на ΔUвx, то напряжение на вторичной обмотке w2 трансформатора Тр1 увеличится на ΔU2, а на вторич­ной обмотке wK трансформатора Тр2— на ΔUк. Напря­жение на выходе Uвыx (кривая 2) изменится только на ΔUвыx, которое намного меньше значения ΔUвx.

Рис. 3-27. Ферромагнитный стабилизатор напряжения: а — схема; б — ВАХ.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Феррорезонансный стабилизатор напряжения: достоинства и недостатки

Феррорезонансный стабилизатор напряжения уже давно активно применяется не только в быту, но и в промышленности. Устройства этого класса позволяют выровнять напряжение переменного типа. В основе принципа функционирования заключается эффект электромагнитного резонанса в колебательном контуре. Такие нормализаторы обладают массой достоинств, но также имеют и свои недостатки.

Феррорезонансные явления в электрических сетях

Основные факторы, которые порождают феррорезонансные явления в электрических сетях – это элементы ёмкостного и индуктивного типа. Они способны формировать колебательные контуры в периоды переключения. Этот эффект особо заметен в трансформаторах силового типа, линейного вольтодобавочного, шунтирующих контурах и в аналогичных устройствах, которые оборудуются массивной обмоткой.

Данное явление бывает 2 типов: резонанс токов и напряжения.

Феррорезонанс напряжений возможен, когда в сети имеется индуктивность, характеризующаяся нелинейным вольт-амперным свойством. Данная характеристика свойственна катушкам индуктивности, где сердечники производятся из ферромагнитных компонентов. Особенно это касается выпрямителей линейки НКФ. Такое негативное явление обуславливается небольшим показателем сопротивлений омического и индуктивного типов по отношению к силовым трансформаторам.

Феррорезонанс в трансформаторе напряжения

Когда трансформатор напряжения подключается к сети, в ней формируются последовательно совмещённые LC-цепи, являющие собой контур резонансного типа. При последовательном подключении индуктивного элемента с нелинейным вольт-амперным свойством к элементу ёмкостного типа напряжение в этой зоне цепи характеризуется как активно-индуктивное.

По окончании определённого временного периода значение напряжения на индуктивном элементе становится пиковым, магнитопровод питается, а напряжение на компоненте ёмкостного типа продолжает расти. Феррорезонанс в трансформаторе напряжения наступает, когда напряжение индуктивности и ёмкостного элемента становится равнозначным.

Быстрый переход приложенного напряжения из активно-индуктивного типа в активно-ёмкостной именуется как «опрокидывание фазы». Такой эффект опасен для электроприборов.

Феррорезонансные стабилизаторы

Феррорезонансные выпрямители не оборудуются встроенным вольтметром, вследствие чего сложно замерять выходной показатель напряжения сети. Отрегулировать величину напряжения собственноручно не получится. Стабилизаторы феррорезонансного типа частично искажают реальные показания, величина погрешности составляет до 12%.

Тем, кто долго пользуется такими устройствами, необходимо помнить, что они способны излучать магнитное поле, которое может нарушить правильное функционирование бытовой электротехники. Стабилизаторы такого класса настраиваются в заводских условиях, никаких дополнительных настроек в быту они не требуют.

Влияние стабилизатора на технику

Феррорезонансный стабилизатор напряжения, принцип работы которого непрост, воздействует на бытовую технику следующим образом:

  • Радиоприёмник – чувствительность приёма сигнала может быть уменьшена, показатель выходной мощности существенно снижается.
  • Музыкальный центр – выходная мощность такой техники может существенно снизиться, стирание и запись новых дисков значительно ухудшаются.
  • Телевизор – при подсоединении к стабилизатору можно наблюдать значительное снижение качества картинки на ТВ, отдельные цвета передаются неправильно.

Читайте также: Недискреционная фискальная политика встроенные стабилизаторы кратко

Электрическая схема современных нормализаторов феррорезонансного типа улучшена, что позволяет им выдерживать большие нагрузки. Такие устройства могут гарантировать точную регулировку сетевого напряжения. Процедура корректировки выполняется трансформатором.

Режимы эксплуатации

Эксплуатационные режимы стабилизаторов зависят от ряда факторов. Прямое влияние имеет показатель мощности и класс устройства. Мощностные характеристики прибора могут быть разными, выбирать их надо с учётом типа подсоединяемой электротехники.

Режимы функционирования выпрямителя зависят от таких типов нагрузки:

Активная нагрузка в чистой форме наблюдается крайне редко. Она необходима только в тех цепях, где переменное значение устройства не имеет ограничений. Нагрузки ёмкостного типа могут применяться только для тех выпрямителей, которые обладают невысокой мощностью.

Принцип действия феррорезонансных стабилизаторов

Обмотка первичного типа, на которую поступает входное напряжение, находится на магнитопроводе. Он обладает большим поперечным сечением, что позволяет держать сердечник в ненасыщенном состоянии. На входе напряжение формирует магнитные потоки.

На зажимах обмотки вторичного типа формируется выходное напряжение. К этой обмотке подсоединяется нагрузка, которая находится на сердечнике, обладает небольшим сечением и пребывает в насыщенном состоянии. При аномалиях сетевого напряжения и магнитного потока его значение фактически не модифицируется, а также неизменным остаётся показатель ЭДС. Во время увеличения магнитного потока некоторая его доля будет замкнута на магнитном шунте.

Магнитный поток принимает синусоидальную форму и при его подходе к амплитудному показателю отдельный его участок переходит в режим насыщения. Повышение магнитного потока при этом прекращается. Замыкание потока по магнитному шунту будет осуществляться лишь тогда, когда показатель магнитного потока сравнится с амплитудным.

Наличие конденсатора позволяет феррорезонансному стабилизатору работать с увеличенным мощностным коэффициентом. Показатель стабилизации зависит от уровня наклона кривой горизонтального типа по отношению к абсциссе. Наклон данного участка значительный, поэтому обрести высокий уровень стабилизации без вспомогательного оборудования невозможно.

Достоинства и недостатки

Среди ключевых плюсов феррорезонансных выпрямителей можно отметить:

  • стойкость к перегрузкам;
  • обширный интервал эксплуатационных значений;
  • быстрота регулировки;
  • ток обретает форму синуса;
  • высокая точность выравнивания.

Но при всех этих преимуществах имеются у приборов данного класса и свои минусы:

  • Качество функционирования зависит от показателя нагрузки.
  • При работе формируются внешние электромагнитные помехи.
  • Нестабильное функционирование при небольших нагрузках.
  • Высокие показатели массы и размеров.
  • Возникновение шума при работе.

Большинство современных моделей лишены таких недостатков, но они выделяются немалой стоимостью, порой выше, нежели цена ИБП. Также устройства не оборудуются вольтметром, что лишает возможности их регулировки.

Советы по выбору

Конструкция выпрямителей постоянно модернизируется, повышается качество их схем, что позволяет переносить значительные феррорезонансные перенапряжения. Современные модели выделяются высоким уровнем быстродействия, точностью настройки и длительным эксплуатационным сроком. Режимы устанавливаются мощностными характеристиками прибора и его типом.

Основное условие выбора феррорезонансного стабилизатора – место его подсоединения. Обычно его устанавливают на входе электросети в помещение либо вблизи бытовой техники. Если выпрямитель устанавливается для всей техники, необходимо выбирать устройства с высоким уровнем мощности и подключать их сразу же за распределительным щитком.

Феррорезонансный стабилизатор напряжения своими руками

Феррорезонансная схема является наиболее простой для собственноручного изготовления. В основе её функционирования лежит эффект магнитного резонанса.

Конструкцию довольно мощного выпрямителя феррорезонансного типа можно собрать из трёх элементов:

  • первичного дросселя;
  • вторичного дросселя;
  • конденсатора.

При этом простота такого варианта сопровождается целым набором неудобств. Мощный нормализатор, изготовленный по феррорезонансной схеме, выходит массивным, громоздким и тяжёлым.

  • Свежие записи
    • Датчик положения педали газа 1: принцип работы и особенности
    • Что произойдет, если датчик кислорода на автомобиле перестанет работать?
    • Как очистить датчик массового расхода воздуха: эффективные средства
    • Причины выхода из строя датчика абсолютного давления
    • Где находится масляный датчик на ВАЗ 2112 с 16 клапанами?