Ferroresonant boltahe stabilizers - prinsipyo ng operasyon

Ang stabilizer, kung saan ang isang stabilized na boltahe ay nakuha sa mga terminal ng nonlinear choke, ay ang pinakasimpleng ferromagnetic stabilizer. Ang pangunahing kawalan nito ay ang mababang power factor. Gayundin, sa mataas na agos sa circuit, ang mga sukat ng line choke ay napakalaki.

Upang mabawasan ang timbang at laki, ang mga stabilizer ng ferromagnetic boltahe ay ginawa gamit ang isang pinagsamang magnetic system, at upang madagdagan ang power factor, ang isang kapasitor ay kasama ayon sa kasalukuyang resonant circuit. Ang naturang stabilizer ay tinatawag na ferroresonant.

Ferroresonant boltahe stabilizers structurally katulad sa maginoo transformer (Fig. 1, a). Ang pangunahing paikot-ikot na w1, kung saan inilapat ang input boltahe Uin, ay matatagpuan sa seksyon 2 ng magnetic circuit, na may malaking cross-section, upang ang bahagi ng magnetic circuit ay nasa unsaturated state. Ang boltahe Uin ay lumilikha ng magnetic flux F2.

kanin. 1. Schematics ng isang ferroresonant voltage stabilizer: a — main; b - mga pagpapalit

Ang pangalawang paikot-ikot na w2, sa mga terminal kung saan ang output boltahe Uout ay sapilitan at kung saan ang load ay konektado, ay matatagpuan sa seksyon 3 ng magnetic circuit, na may isang mas maliit na seksyon at nasa isang puspos na estado. Samakatuwid, sa mga deviations ng boltahe Uin at ang magnetic flux F2, ang halaga ng magnetic flux F3 sa seksyon 3 ay halos hindi nagbabago, ee ay hindi nagbabago. atbp. v. pangalawang paikot-ikot at Uout. Habang tumataas ang flux F2, ang bahagi nito na hindi makakadaan sa seksyon 3 ay sarado sa pamamagitan ng magnetic shunt 1 (F1).

Ang magnetic flux F2 sa isang sinusoidal voltage Uin ay sinusoidal. Kapag ang agarang halaga ng flux F2 ay lumalapit sa amplitude, ang seksyon 3 ay napupunta sa saturation mode, ang flux F3 ay hihinto sa pagtaas at ang flux F1 ay lilitaw. Kaya, ang flux sa pamamagitan ng magnetic shunt 1 ay nagsasara lamang sa mga sandaling iyon kapag ang flux F2 ay malapit sa halaga ng amplitude. Ginagawa nitong non-sinusoidal ang flux F3, ang boltahe Uout ay nagiging non-sinusoidal din, ang ikatlong harmonic component ay malinaw na ipinahayag dito.

Sa katumbas na circuit (Fig. 1, b), ang parallel-connected inductance L2 ng non-linear element (secondary winding) at capacitance C ay bumubuo ng isang ferroresonant circuit na may mga katangian na ipinapakita sa Fig. 2. Tulad ng makikita mula sa katumbas na circuit, ang mga alon sa mga sanga ay proporsyonal sa boltahe ng Uin. Ang mga curves 3 (branch L2) at 1 (branch C) ay matatagpuan sa iba't ibang mga quadrant dahil ang mga alon sa inductance at capacitance ay magkasalungat sa phase. Ang katangian 2 ng resonant circuit ay itinayo sa pamamagitan ng algebraically summing ng mga alon sa L2 at C sa parehong mga halaga ng boltahe Uout.

Tulad ng makikita mula sa mga katangian ng resonant circuit, ang paggamit ng isang kapasitor ay ginagawang posible upang makakuha ng isang matatag na boltahe sa mababang magnetizing currents, i.e. sa mababang boltahe Uin.

Bilang karagdagan, na may isang kapasitor, ang regulator ay nagpapatakbo na may mataas na power factor. Tulad ng para sa stabilization factor, depende ito sa anggulo ng pagkahilig ng pahalang na bahagi ng curve 2 sa abscissa axis. Dahil ang seksyong ito ay may isang makabuluhang anggulo ng pagkahilig, imposibleng makakuha ng isang malaking kadahilanan ng pagpapapanatag nang walang karagdagang mga aparato.

kanin. 2. Mga katangian ng isang nonlinear na elemento ng isang ferroresonant voltage stabilizer

Ang nasabing karagdagang aparato ay ang compensating coil wk (fig.3), na matatagpuan kasama ng pangunahing coil sa unsaturated section 1 ng magnetic circuit. Habang tumataas ang Uin at F, tumataas ang emf. atbp. v. compensating coil. Ito ay konektado sa serye na may pangalawang paikot-ikot, ngunit kaya e. atbp. c. ang compensating coil ay kabaligtaran sa phase e. atbp. v. pangalawang paikot-ikot. Kung tumaas ang Uin, bahagyang tumataas ang emisyon. atbp. v. pangalawang paikot-ikot. Voltage Uout na tinutukoy ng pagkakaiba sa e. atbp. c. ang pangalawang at compensating windings ay pinananatiling pare-pareho dahil sa pagtaas ng e. atbp. v. compensating coil.

kanin. 3. Scheme ng isang ferroresonant voltage stabilizer na may compensation coil

Ang winding w3 ay idinisenyo upang mapataas ang boltahe sa kapasitor, na nagpapataas ng capacitive component ng kasalukuyang, ang stabilization factor at ang power factor.

Ang mga disadvantages ng ferroresonant voltage stabilizer ay ang non-sinusoidal output voltage at ang frequency dependence nito.

Ang industriya ay gumagawa ng ferroresonant voltage stabilizer na may kapangyarihan mula 100 W hanggang 8 kW, na may stabilization factor na 20-30. Bilang karagdagan, ang mga ferroresonant stabilizer na walang magnetic shunt ay ginawa. Ang magnetic flux F3 sa kanila ay sarado sa hangin, iyon ay, ito ay isang leakage flux. Ginagawa nitong posible na bawasan ang bigat ng stabilizer, ngunit pinaliit ang lugar ng pagtatrabaho sa 10% ng nominal na halaga ng Uin sa isang stabilization factor kc katumbas ng lima.