Стабилизаторы напряжения и тока

Называется устройство для поддержания напряжения или тока на одном и том же уровне при изменении напряжения источника, тока нагрузки и температуры окружающей среды. Эти три фактора называются дестабилизирующими..

Классификация стабилизаторов:

1.По принципу действия:

а) Параметрический.

б) Компенсационный.

Параметрическим является стабилизатор, который производит регулировку напряжения и тока путем изменения параметров нелинейных элементов(дросселей, конденсаторов, диодов).

Компенсационный стабилизатор производит регулировку путем компенсации изменения выходного напряжения при помощи цепи обратной связи.

По роду тока стабилизаторы бывают постоянного и переменного тока.

По стабилизационной величине стабилизатор бывают со стабилизацией тока и стабилизацией напряжения.

Характеристики стабилизатора:

1. Коэффициент стабилизации.

Кст.= (∆ U вх./ Uвх.ном ) / ( ∆Uвых./ Uвых.ном.);

Коэффициент стабилизации показывает во сколько раз относительные

изменения входного напряжения уменьшаются на выходе при прохождении

через стабилизатор.

2. Точность стабилизации/

δ= ( ∆Uвых./ Uвых.ном.) * 100%;

Точность стабилизации показывает погрешность стабилизации.

3. КПД.

ή= Р2 / Р1

4. Температурный коэффициент нестабильности.

Т.К.Н. = ∆ I н/ ∆ t

Параметрический стабилизатор переменного тока.

1. Дроссель с насыщенным сердечником.(ДРУ),применяется в ВУК,ВУЛС.

2. Феррорезонансный стабилизатор (ФРС), применяется в ВБ.

Дроссель насыщения и ФРС являются электромагнитными стабилизаторами.

Достоинства:

1. Простота конструкции.

2. Большой срок службы.

3. Применяется на любые мощности.

Недостатки:

Большие габариты и вес, малая скорость регулировки(2-3 сек.), низкое КПД.

Дроссель насыщения.

Конструкция

Состоит из замкнутого сердечника Ш-образной формы и двух обмоток: обмотки дросселя и обмотки подмагничивания.

Принцип действия

Для регулировки выходного напряжения изменяется напряжение на дросселе. Для этого меняют намагниченность сердечника при помощи обмотки постоянного тока, (обмотки подмагничивания). Для автоматической регулировки постоянного тока установлена следящая система.

Например:

Если выходное напряжение увеличивается, то следящая система преобразует повышение напряжения в пониженный ток и подает в обмотку постоянного тока. Тогда намагниченность сердечника уменьшается и сопротивление дросселя увеличивается. В результате напряжение дросселя увеличивается, а напряжение нагрузки уменьшается до стабильного. Время регулировки 2-3 секунды, точность стабилизации ± 2-3%, КПД составляет 50-60 %.

Феррорезонансный стабилизатор.

Состоит из дросселя с ненасыщенным сердечником, компенсационного дросселя, трансформатора с насыщенным сердечником.

Принцип действия:

При подключении к сети происходит резонанс токов в контуре СрWp, т.к он настроен на частоту сети 50 Гц. В момент резонанса протекает большой резонансный ток в первичной обмотке и намагничивает сердечник до насыщения. С момента насыщения магнитный поток не меняется, поэтому ЭДС на вторичной обмотке не меняется. С этого момента происходит стабилизация. Точность стабилизации небольшая, поэтому для улучшения стабилизации подключают компенсационный дроссель, намотанный встречно вторичной обмотке. Дроссель компенсирует изменение напряжения и тока нагрузки. Точность стабилизации ± 2%, КПД = 80%.