Стабілізатори змінної напруги

В сучасних блоках живлення для стабілізації змінної напруги мережі зазвичай застосовуються електромагнітні стабілізатори. В них використовується параметричний метод стабілізації напруги. В залежності від типу нелінійного елементу електромагнітні стабілізатори діляться на два основних типи: стабілізатори с насиченим магнітним осердям та стабілізатори з використанням резонансу струмів або напруг (ферорезонансні стабілізатори).

2 U_М 1 3

І_С

U₂ U_К U_М С L U_К

І_L

U_вих

а б

Рис. 3.3.18. Електромагнітний стабілізатор напруги з насиченим магнітним осердям (а); ферорезонансний паралельний контур (б)

Стабілізатори з насиченим магнітним осердям. В таких стабілізаторах використовується не лінійність кривої намагнічування феромагнітних матеріалів. Найбільш розповсюджена схема стабілізатора такого типу зображена на рис. 3.3.18, а.

Стабілізатор складається із трансформатора спеціальної конструкції, що являє собою три стержневе осердя, на якому є три обмотки. На середньому стержні розташована первинна обмотка, на неї подається змінна напруга мережі U_М, яка стабілізується. На лівому стержні, переріз якого береться меншим за середній, розташована вторинна обмотка. Послідовно з вторинною обмоткою ввімкнена компенсаційна обмотка. Стержень, на якому розташована компенсаційна обмотка може переміщуватися, змінюючи величину зазору в магніто проводі. Цим регулюється величина магнітного потоку, що пронизує витки компенсаційної обмотки.

До переваг такої схеми можна віднести: простоту конструкції, надійність в роботі і без інерційність. Недоліками схеми є: невеликі межі стабілізації, спотворення форми стабілізованої напруги, низькі ККД і cosφ, а також залежність величини стабілізованої напруги від частоти мережі.

Ферорезонансні стабілізатори. Нелінійним елементом в ферорезонансних стабілізаторах напруги є резонансний контур, який складається із насиченого дроселя та ємності, причому контур може бути послідовним або паралельним. Практично більш високий коефіцієнт стабілізації і ККД можна отримати при паралельному ввімкненні дроселя і конденсатора, тобто, при резонансі струмів.

На рис. 3.3.18, б наведена схема ферорезонансного паралельного контуру. Межі стабілізації напруги в ферорезонансних стабілізаторах значно ширші, ніж в електромагнітних стабілізаторах з насиченим магнітним осердям. Такі стабілізатори можуть підтримувати напругу на виході з точністю до ±1% при змінах вхідної напруги на ±20%, однак вони дуже чуттєві до змін частоти напруги живлення.

При використанні ферорезонансних стабілізаторів слід враховувати, що навколо них в процесі роботи утворюється сильне магнітне поле розсіювання, яке може створити наводки на підсилювачі і вимірювальну апаратуру.