+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Феррорезонанс в трансформаторе напряжения: принцип работы стабилизатора напряжения

Содержание статьи:

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

Феррезонансный стабилизатор

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.

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:

  • индуктивная;
  • активная;
  • ёмкостная.

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.

Феррорезонансный стабилизатор напряжения — принцип действия

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:

  • Индуктивная.
  • Емкостная.
  • Активная.

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.

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.

МОЩЬНЫЙ ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР | Техника и Программы

Нормальная работа радиотехнической аппаратуры возможна лишь при стабиль­ном напряжении сети, близком к номинальному значению. В тех случаях, когда это напряжение нестабильно, для поддержания нормального напряжения питания исполь­зуются автотрансформаторы с контрольным вольтметром или феррорезонансные ста­билизаторы.

При использовании автотрансформатора необходимо следить за контрольным вольтметром и вручную устанавливать номинальное напряжение питания радиотех­нического устройства.

Значительное преимущество перед автотрансформаторами, особенно при резких скачках напряжения, имеют феррорезонансные стабилизаторы, позволяющие автома­тически поддерживать номинальное напряжение питания приемника, телевизора, маг­нитофона и т. д. Они отличаются сравнительной простотой и надежностью.

Феррорезонансный стабилизатор напряжения, схема которого приведена на рис. 1, рассчитан на работу от сети переменного тока напряжением 127 или 220 в и обеспе­чивает стабилизированное напряжение 127 или 220 в на нагрузке мощностью до 320 вт. Точность стабилизации — 2%, к.п.д. — порядка 80%.

Основными элементами стабилизатора являются: дроссель Др1, автотрансформа­тор Аm1 и конденсатор С1.

Дроссель Дp1 имеет сердечник с воздушным зазором и работает в ненасыщен­ном режиме. Он содержит три обмотки: две основные I и II и компенсационную III.

Автотрансформатор Аm1 работает в режиме насыщения и служит основным ре­гулирующим элементом. Конденсатор С1 включен параллельно обмотке автотрансфор­матора и образует с нею колебательный контур.

К входу автотрансформатора (отводам 1 — 3 или 1 — 10) подводится сетевое на­пряжение. Имеющиеся на автотрансформаторе Аm1 отводы необходимы для повыше­ния выходного напряжения с целью компенсации падения напряжения на обмотках I, 11, III дросселя Дри

Часть витков между отводами 3 — 4 (127 в) или 10 — 11 (220 в) автотрансформа­тора совместно с обмоткой 1 — 3 (127 в) или 1 — 10 (220 в) образуют повышающую обмотку автотрансформатора. Секции 4 — 18 (127 в) или 11 — 18 (220 в) служат для создания добавочных ампервитков, наличие которых обеспечивает работу автотранс­форматора в режиме насыщения даже при самом низком напряжении сети (102 в или 176 в).

При повышении напряжения в сети ток через автотрансформатор (колебательный контур) возрастает и вследствие этого большая часть приращенного напряжения упадет на основных обмотках I, II дросселя Др1. Поэтому напряжение на автотранс­форматоре, определяющее стабильность выходного напряжения, возрастет незначи­тельно. Для уменьшения и этого незначительного увеличения напряжения последова­тельно с нагрузкой включается компенсационная обмотка III дросселя Др1. Созда­ваемое на этой обмотке напряжение противоположно по знаку напряжению на основ­ных обмотках I, 11, вследствие этого общее напряжение, подводимое к нагрузке, бу­дет изменяться крайне мало.

При уменьшении напряжения сети процесс стабилизации происходит аналогично, т. е. падение напряжения на основных обмотках I, II дросселя Др1 уменьшится в большей степени, чем уменьшится напряжение на части обмотки автотрансформатора Amh работающего в режиме насыщения. Напряжение, создаваемое в компенсацией­ной обмотке, также уменьшится, а напряжение на нагрузке останется почти неиз­менным.

Таким образом, стабилизация выходного напряжения происходит вследствие не­пропорционального распределения приращения входного напряжения между отдель­ными звеньями стабилизатора. Это оказалось возможным осуществить благодаря не­линейной зависимости между током и напряжением в резонансном контуре, образо­ванном индуктивностью обмотки автотрансформатора Аm1 и емкостью конденсатора С1.

Сердечники автотрансформатора Am1 и дросселя Др1 собираются из пластин УШ-32 (рис. 2). Обрезать пластины не требуется. Сборка сердечника автотрансформа­тора производится вперекрышку. Толщина набора 50 мм. Сборка сердечника дросселя Др1 производится встык, толщина набора 32 мм. В зазор между пластинами поме­щают прокладку из прессшпана толщиной 1,5 мм.

Каркасы для дросселя и автотрансформатора нужно сделать из текстолита или прессшпана толщиной 1,5 мм.

Секция I автотрансформатора (отводы 1 — 13) наматывается проводом ПЭЛ 1,5 и содержит 420 витков с отводами от 195, 200, 215, 220, 345, 350, 355, 360, 365, 375 и 380 витков. Секция II (отводы 14 — 18) содержит 580 витков провода ПЭЛ 1,0 с отводами от 520, 540 и 560. витков. При сборке обе секции соединяются последова­тельно.

Обмотки I к II дросселя Др1 наматываются проводом ПЭЛ 1,5 и содержат по 266 витков каждая. Обмотка III содержит 50 витков провода ПЭЛ 1,5 с отводами от 15, 18, 21, 24, 27, 30, 35 и 40 витков. С помощью этих отводов при регулировке устанавливается величина стабилизированного напряжения, а также необходимая точ­ность стабилизации.

При намотке следует обращать внимание на изоляцию между слоями и обмот­ками. Между слоями прокладывается один слой бумаги толщиной 0,05 мм, а между обмотками — два слоя бумаги толщиной 0,12 — 0,15 мм. Конденсатор Ci состоит из нескольких конденсаторов КБГ-МН на рабочее напряжение 1000 в, соединенных меж­ду собой параллельно.

При сборке сердечников Am1 и Др1 пластины следует набивать плотно и хорошо стягивать их планками крепления. Это намного уменьшит «гудение» стабилизатора при работе.

Собранный стабилизатор требует регулировки, которая сводится к подбору ве­личины воздушного зазора- в сердечнике дросселя и места подключения выводов к обмоткам автотрансформатора и компенсационной обмотке дросселя.

Для регулировки стабилизатора необходимы два вольтметра переменного тока (вольтметр V2 обязательно электромагнитной системы), лабораторный автотрансфор- . матор (типа ЛАТР-2 или ему подобные) и нагрузка, в качестве которой- можно ис­пользовать осветительные лампы. Схема подключения стабилизатора для регулиров­ки приведена на рис. 3 (можно применить только один вольтметр и тумблер для его переключения).

Сначала все обмотки своими отводами подключаются так, как показано на рис. 1, остальные неиспользуемые отводы должны быть хорошо изолированы.

Далее настройка производится на напряжение 127 в, затем на 220 в. Установив соответственно переключатели В1 и В3, стабилизатор включают в сеть при номиналь­ной нагрузке на минимальное напряжение от лабораторного автотрансформатора. За­тем плавно повышают это напряжение и следят за показанием выходного вольтмет­ра (V2), которое должно сначала возрастать медленно, а потом быстрее и, наконец, скачком возрасти до нужной величины (127 или 220 в). При дальнейшем увеличении этого входного напряжения напряжение на выходе обычно увеличивается очень мед­ленно.

Показание вольтметра V2, при котором произошел скачок напряжения, указывает нижний предел сетевого напряжения, при котором стабилизатор будет нормально ра­ботать. Если этот предел окажется выше заданного (в нашем случае более 105 б), то нужно уменьшить зазоры в стыках между пластинами сердечника автотрансформато­ра или уменьшить нагрузку стабилизатора.

Если выходное напряжение после скачка продолжает увеличиваться при уве­личении входного напряжения, то причиной этого может быть неправильное вклю­чение компенсационной обмотки III дросселя. Концы обмотки в этом случае надо попробовать поменять местами и более точно подобрать число витков, которое вклю­чается последовательно с нагрузкой.

Для получения наибольшей стабильности при значительном снижении напря­жения сети (более 20%) нужно подобрать место подключения верхнего (по схе­ме рис. 1) конца конденсатора С1 к одному из отводов автотрансформатора, при котором напряжение на резонансном контуре имеет наибольшее значение (порядка 600 в).

Иногда после скачка напряжение на выходе стабилизатора значительно отличается от того напряжения, на которое рассчитан стабилизатор. В этом случае нуж­но подать на вход стабилизатора номинальное напряжение сети и затем тщатель­но подобрать место подключения отвода «а» к автотрансформатору Am.]. Если напря­жение ниже нормального, нужно увеличить число витков, а если выше — умень­шить.

При регулировке следует иметь в виду, что чем большее число витков компен­сационной обмотки дросселя Др1 используется для подключения в цепь, тем луч­ше стабильность, но при этом величина выходного напряжения уменьшается. Если при изменении напряжения сети в заданных пределах (±20%) выходное напряже­ние изменяется более чем на ±2%, то необходимо подобрать воздушный зазор в дросселе, а если выходное напряжение при увеличении напряжения сети уменьша­ется, то нужно уменьшить число витков обмотки III дросселя или увеличить воз­душный зазор в сердечнике.

При налаживании стабилизатора для работы на 220 в практически надо подобрать лишь место подключения отвода «б», чем определяется выходное напряжение стабилизатора.

Режим работы стабилизатора без нагрузки бывает наиболее тяжелым, а поэтому его следует избегать.

Стабилизатор монтируется на стальном угловом шасси и заключается в сталь­ной кожух с вентиляционными отверстиями. Общие габариты стабилизатора 150X350X200 мм. На передней панели располагаются предохранители, выключатель сети, переключатели В1, В2, гнезда выходного напряжения и индикаторная лам­почка.

Кожух и шасси должны изготовляться из достаточно толстого материала (по­рядка 1,5 мм), а автотрансформатор и дроссель крепятся через виброизоляционные прокладки (резину, войлок и т. п.). Иначе при работе стабилизатор будет сильно гудеть.

Г-299372 от 21ДЧ-72 г. Изд. № 2/6405 Зак. 180

OCR Pirat

Феррорезонансные стабилизаторы: конструкция и использование

В этой статье сайт «Все-электричество» расскажет про феррорезонансные стабилизаторы, которые пользуются высокой популярностью. Они позволяют стабилизировать переменное напряжение. Кроме, преимуществ эта продукция также может иметь и недостатки, о которых мы поговорим в этой статье.

Сейчас действует специальный стандарт, согласно которому выходное напряжение обязательно должно колебаться от 0,9 до 1,05. Этот стандарт был установлен достаточно давно и вся продукция должна ему обязательно соответствовать. Номинальное напряжение на выходе должно составлять от 197 до 230 вольт. Перед покупкой вам следует изучить виды однофазных стабилизаторов.

Феррорезонансные стабилизаторы

Эта продукция не имеет вольтметра. Именно поэтому вам будет достаточно сложно понять, какое напряжение вы получаете на выходе. Потребитель самостоятельно не сможет выполнить регулировку напряжения. Если вас это не смущает, тогда стабилизаторы феррорезонансного типа отлично для вас подойдут. Феррорезонансные нормализаторы способны искажать показания. Иногда искажения могут достигать 12%.

Также если вы длительное время используете этот товар, тогда вам следует знать, что он может издавать магнитное поле, которое способно влиять на работу определенной бытовой техники. Эти виды стабилизаторов настраивают на заводе. Именно поэтому после его установки вам необходимо будет просто его установить.

Влияние на технику

Феррорезонансные стабилизаторы напряжения могут повлиять на следующую технику:

  1. Телевизоры. Если вы подключите устройство к телевизору, тогда сможете заметить значительное уменьшение растра. Также некоторые цветовые лучи могут быть нарушены.
  2. Радиоприемники. Этот вид техники может потерять свою чувствительность. Выходная мощность приемника также может значительно уменьшиться.
  3. Магнитофоны. Выходная мощность этих устройств может значительно упасть. Стирание записей в этом случае также может ухудшиться.

Как видите, феррорезонансная продукция может иметь свои недостатки. Если вы не знаете, какие феррорезонансные стабилизаторы выбрать, тогда мы сейчас расскажем.

Бытовая техника постоянно улучшается. Именно поэтому производители стабилизаторов феррорезонансного типа также стараются улучшить свои товары. Они улучшают его схему, которая позволит справлять с высокими нагрузками.

Сейчас эта продукция может точно выполнять настройку напряжения. Процесс изменения и стабилизации напряжения происходит с помощью трансформатора. При необходимости он может добавлять или отнимать катушки.

Режимы работы

Режимы работы обычно могут зависеть от нескольких факторов. Например, значительно на режим работы может повлиять тип устройства и его мощность. Мощность феррорезонансного стабилизатора может быть разнообразной и выбирать ее необходимо исходя из вида техники, к которой вы желаете его применить. Режимы выпрямителя могут быть следующими:

  • Активную нагрузку.
  • Нагрузку емкостного характера.
  • Индуктивную нагрузку.

Идеальная активная нагрузка встречается достаточно редко. Она необходима только для цепей, которые не требуют ограничения переменной составляющей выпрямителя. Если вы желаете использовать емкостную нагрузку, тогда вам необходимо помнить, что она предназначается только для выпрямителей, которые имеют небольшую мощность. Реакция нагрузки, которая будет действовать на выпрямитель, определяется емкостью сопротивление, которой будет значительно меньше сопротивления нагрузки. Если вам будет интересно, тогда можете прочесть про стабилизаторы для котла.

Если вы планируете выбрать феррорезонансный стабилизатор, тогда вам необходимо исходить из нескольких факторов. Сначала вам следует определиться, где он будет установлен. Установить его можно возле бытового прибора или на входе в дом. Если вы планируете проводить установку для всех бытовых приборов, тогда вам обязательно необходимо подключить его сразу после счетчика. Также выбирайте прибор мощности, которого хватит для стабилизации напряжения во всем доме. Прочитать, как выполнить его установку вы сможете в наших предыдущих статьях.

Рекомендуем прочесть: трехфазные стабилизаторы напряжения.

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

Феррорезонансный стабилизатор напряжения: достоинства и недостаткиОсновные 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

Феррорезонансный стабилизатор напряжения: достоинства и недостаткиКогда 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

Феррорезонансный стабилизатор напряжения: достоинства и недостатки Феррезонансный стабилизатор

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.

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:

  • индуктивная;
  • активная;
  • ёмкостная.

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

Феррорезонансный стабилизатор напряжения: достоинства и недостаткиОбмотка 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.

Феррорезонансный стабилизатор напряжения: достоинства и недостатки

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

  • 10 советов по обустройству маленькой кухни в хрущевке
  • Использование полистирола для несъемной опалубки — стоимость



Трехфазный стабилизатор напряжения: схемы подключения, выбор

Качество электроэнергии это не абстрактное понятие, а набор определенных показателей, регулируемых нормами ГОСТа 32144-2013. Соответственно, производители электрооборудования, для обеспечения функциональности своей продукции, также должны ориентироваться на нормированные характеристики питающих сетей. Но что делать в случаях перепадов или скачков напряжения в электрической сети, проявление которых не поддается прогнозированию? Самый оптимальный вариант решения задачи – установить трехфазный стабилизатор напряжения.

Устройство и принцип работы

Практикуется два варианта исполнения трехфазных стабилизаторов:

  1. Единая конструкция, включающая в себя три контура стабилизации, независимых друг от друга.
  2. Три однофазных стабилизатора (одного типа), подключенных «звездой» и размещенных в одной стойке.
Исполнение 3-х фазных стабилизаторов: единая (1) и модульная (2) конструкцииИсполнение 3-х фазных стабилизаторов: единая (1) и модульная (2) конструкции

Единые конструкции, как правило, применяются для стабилизации питания маломощных потребителей. В этом случае моноблочная конструкция обойдется дешевле модульных стабилизаторов, не если выйдет из строя один из контуров нормализации напряжения, в ремонт придется сдавать всю установку.

Основное преимущество модульной конструкции заключается в том, что при неисправности одного из блоков стабилизации функция «байпас» включает подачу питание напрямую, минуя проблемный модуль. Это позволяет не прерывать подачу электроэнергии, пока производится ремонт и не требует доставки в мастерскую всей конструкции.

Что касается принципа работы трехфазных стабилизаторов, то он такой же, как у однофазных приборов, которые мы уже рассматривали, в одной из предыдущих публикаций.

Типы трехфазных стабилизаторов напряжения

Классификация приборов, обеспечивающих нормализацию качества электроэнергии, производится в зависимости от их принципа действия и способа управления. На текущий момент применяются следующие виды стабилизаторов:

  • Электронные (тиристорные), устройства данной группы управляются автоматически, то есть отсутствует необходимость настройки пользователем. Широко применяются для защиты бытовых электрических приборов от перекоса фаз, скачков напряжения и т.д.
  • Сервоприводные (электромеханические), трехфазные модели выпускаются под рабочее напряжение 0,4-11,0 кВ, как правило, предназначены для промышленного использования.
  • Релейные, в настоящее время данный вид стабилизаторов вытесняется более современными моделями с электронными ключами.
  • Феррорезонансные.
  • Инверторные.

Кратко опишем особенности перечисленных выше видов.

Релейные

В основу работы приборов данной группы заложен дискретный принцип нормализации электроэнергии. Для этого осуществляется переключение между обмотками блоков трансформаторов, чтобы повысить или понизить уровень выходных напряжений, с целью максимального приближения к номинальным параметрам. Коммутация обмоток осуществляется при помощи силовых реле, за работу которых отвечает электронный блок управления.

Ниже представлено фото релейного однофазного модуля с обозначением основных элементов.

Основные элементы релейного стабилизатораОсновные элементы релейного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Электронный блок контроля работы.
  • В – Блок коммутации.
  • С – Стабилизирующий трансформатор.

Тиристорные

В качестве базовой основы данного вида стабилизаторов используется тот же принцип что и у релейных модификаций. Единственное отличие заключается в блоке коммутации, где вместо силовых реле используются электронные ключи – тиристоры или симисторы (сдвоенные тиристоры), что отразилось в названии приборов этого типа.

Устройство стабилизатора Vektor Energy на электронных ключахУстройство стабилизатора Vektor Energy на электронных ключах

Обозначения:

  • А – Автотрансформатор.
  • В – Электронные ключи (в данной модели используются симисторы).
  • С – Блок управления.

Иногда тиристорные стабилизаторы называют электронными, что тоже считается правильным, поскольку тиристоры, по сути, являются электронными ключами.

Электромеханические

Основным элементом данной конструкции является автотрансформатор, снабженный подвижным токосъемником. За счет перемещения последнего производится плавное управление коэффициентом трансформации, что позволяет корректировать линейное напряжение в однофазных и трехфазных сетях, обеспечивая высокую точность стабилизации.

В ранних моделях данного вида управление выходным напряжением осуществлялась вручную. Сегодня этот процесс полностью автоматизирован, перемещение токосъемника по обмотке автотрансформатора обеспечивает сервопривод, управляемый электронным контролером. Ниже представлено изображение трехфазного стабилизатора электромеханического типа и основные элементы одного из его модулей.

Особенности конструкции релейного стабилизатораОсобенности конструкции релейного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Сервопривод, перемещающий токосъемник.
  • В – Плата управления.
  • С – Токосъемный механизм.
  • D – Автотрансформатор.

Феррорезонансные

Данный вид можно без преувеличения назвать прародителем бытовых нормализаторов напряжения. В нашей стране их широкое применение началось в середине 50-х годов прошлого века, когда ламповые телевизоры и другая бытовая техника стали доступны широким слоям населения.

В основу работы этого прибора заложен феррорезонансный эффект, в ходе которого устанавливается электромагнитное взаимодействие двух дросселей с насыщаемым и не насыщаемым сердечниками. Основные элементы такой конструкции представлены ниже.

Основные элементы феррорезонансного стабилизатораОсновные элементы феррорезонансного стабилизатора

Обозначения:

  • A – Трансформатор.
  • В – Дроссель с насыщаемым сердечником (выходной).
  • С – Дроссель с не насыщаемым сердечником (входной).
  • D – Сглаживающий конденсатор.

Инверторные

Это наиболее современная разработка нормализаторов питания. Принцип работы таких устройств коренным образом отличается от более ранних модификаций. В основу положено двойное преобразование. То есть, на первом этапе входной переменный ток преобразуется в постоянный. На втором этапе производится обратное инвертирование в синусоидальное напряжение с максимальным приближением к номинальным параметрам электрической сети.

Блок схема и устройство инверторного стабилизатораБлок схема и устройство инверторного стабилизатора

Обозначения:

  • А – Входной фильтр.
  • B – Блок преобразования и коррекции сетевого напряжения.
  • С – Управляющий блок и входящие в него исполнительные элементы.
  • D – Контролер управления электронными ключами.
  • Е – Сглаживающий емкостной фильтр.
  • F – Инверторный преобразователь.

Гибридные приборы

Гибридные типы устройств комбинируют в себе свойства двух стабилизаторов, например, электромеханического и тиристорного. При небольших скачках напряжения нормализация осуществляется при помощи электромеханической составляющей, когда уровень превышает рабочий диапазон, электронные ключи осуществляют перекоммутацию обмоток трансформатора. Благодаря такой комбинации гибридные стабилизаторы позволяют использовать преимущества того или иного способа нормализации напряжения, правда, следует учитывать, что недостатки тоже суммируются.

Преимущества и недостатки

Предлагаем ознакомиться с плюсами и минусами различных типов нормализаторов напряжения, перечисленных выше. Начнем с релейного типа:

  1. Преимущества, к таковым следует отнести: относительно невысокую стоимость и быстродействие (в пределах 20,0 – 40,0 мс).
  2. Недостатки:
  • Не подходит для промышленного применения из-за недостаточной выходной мощности.
  • Большая дискретность и погрешность, последняя может быть на уровне 7,5%.
  • Небольшой уровень перегрузочной устойчивости (около 120%-160%).
  • Применение механических контактов существенно сокращает срок эксплуатации (как правило, не более 5-ти лет).

Теперь рассмотрим особенности моделей, в которых применяются электронные ключи:

  1. Плюсы:
  • Достаточно высокое быстродействие (около 20-ти мс).
  • Большой рабочий ресурс (порядка 10-и – 20-и лет).
  1. Основные минусы: высокая дискретность и низкая устойчивость к перегрузке.

У электромеханических приборов также имеются свои сильные и слабые стороны, к первым можно отнести:

  • Плавное изменение уровня напряжения.
  • Высокая скорость быстродействия и низкая погрешность стабилизации.
  • Перегрузочная устойчивость может составлять 500%-1000%.
  • Широкий диапазон рабочей температуры (от -25°С до 55°С ) и большой эксплуатационный ресурс (30 лет и более).

Что касается недостатков, то у электромеханических моделей их всего два: значительный вес и высокая стоимость.

У феррорезонансных стабилизаторов напряжения самый продолжительный срок эксплуатации (до 50-и лет), небольшой уровень погрешности (порядка 1%) и вполне приемлемая перегрузочная устойчивость (до 300%). Но данному виду присущи специфические недостатки, а именно характерный гул при работе, большой вес и габариты, а также сравнительно высокая стоимость.

Инверторные модели обладают более широким диапазоном входных напряжений, чем у других модификаций нормализаторов. Помимо этого они обеспечивают высокую точность выходного напряжения (погрешность составляет не более 1%) и его плавное регулирование. Инверторные приборы обладают небольшим весом, малыми габаритами и значительным рабочим ресурсом (до 25-и лет эксплуатации). К сожалению, относительно небольшой запас выходной мощности не позволяет использовать такие модели на промышленных предприятиях и объектах.

Что касается гибридных моделей, то их достоинства и недостатки определяются составляющими.

Схемы подключения

Подключение стабилизаторов на 3 фазы осуществляется в соответствии с прилагающийся инструкцией, пример типовой схемы показан ниже.

Типовое подключение 3-х фазного стабилизатораТиповое подключение 3-х фазного стабилизатора

При подключении 3 однофазных блоков для нормализации сети 380 В, или более высокого напряжения, питающего промышленное оборудование, может быть задействована схема подключения, представленная ниже.

Подключение 3-х однофазных блоков стабилизацииПодключение 3-х однофазных блоков стабилизации

Обратим внимание, что обеспечить надежную защиту техники, запитанной от 3-х фазной сети, стабилизируемой от трех отдельных однофазных устройств, необходимо использовать блок синхронизации. Пример такого подключения показан ниже.

Подключение 3-х модулей с применением блока синхронизацииПодключение 3-х модулей с применением блока синхронизации

Обозначения:

  • А – Электросчетчик.
  • В – Блок синхронизации.
  • С – Распределительный шкаф, для подключения нагрузки.
  • D, Е, F – Однофазные модули нормализации напряжения.

Как выбрать – основные критерии

Перечисли факторы, требующие особого внимания при выборе стабилизатора:

  1. Тип электросети, в зависимости от этого используют однофазные или трехфазные нормализаторы.
  2. Качество электроэнергии. То есть, в насколько широком диапазоне происходят колебания напряжения. Соответственно, выбирается модель с соответствующими показателями.
  3. Суммарная мощность нагрузки должна соответствовать номинальной мощности нормализатора. Например, если общая нагрузка 3 кВт, то прибор должен быть рассчитан на мощность 3 и более киловатт. Для повышенной надежности защиты электроприборов рекомендуется иметь запас по мощности.
  4. С какой скоростью прибор регулирует напряжение, если этот параметр критичен, следует отдать предпочтение релейным, тиристорным или инверторным моделям.
  5. Точность параметров выходного напряжения (величина погрешности), при повышенных требованиях рекомендуется использовать высокоточные трехфазные феррорезонансные или инверторные нормализаторы. Они обеспечивают высочайший уровень точности.

Рекомендуем с осторожностью относиться к изделиям неизвестных китайских брендов, низкая цена — единственное их достоинство. При этом, в большинстве своем, они не могут обеспечить стабильное напряжение при приближении к номинальной нагрузке.

Будет полезно прочитать:

Руководство по АРН

: преимущества и недостатки феррорезонансного трансформатора

Преимущества и недостатки феррорезонансного трансформатора

Преимущества

Ферро-регулятор напряжения благодаря своей уникальной конструкции обеспечивает хорошую изоляцию нагрузочного оборудования от линейных помех и скачков напряжения. Регулировка выходного напряжения также является плавной, если производитель принял меры для минимизации искажений, вызываемых работой в области насыщения. Стабилизаторы напряжения Ferro могут быть очень долговечными, и некоторые производители предлагают гарантию более 10 лет.

Одной из необычных рабочих характеристик ферро-регулятора напряжения является то, что его конструкция может ограничивать ток, подаваемый на нагрузку. Когда ток нагрузки превышает примерно 150% номинального тока ферромагнитного регулятора напряжения, блок «вытягивается» из области насыщения, выходное напряжение падает до очень небольшого значения, и тем самым ограничивается ток. В некоторых приложениях эта характеристика преднамеренно используется для защиты нагрузок от высоких токов, однако в других приложениях эта характеристика становится существенным недостатком.

Недостатки

Ferroresonant Transformer Efficiency Принцип магнетизма, который дает ферро-регулятору возможность регулирования напряжения, также является его ахиллесовой пятой. Стабилизаторы напряжения этого типа могут иметь электрический КПД до 92% при полной нагрузке и идеальных условиях, но при более легких нагрузках КПД существенно падает. На графике справа показан типичный диапазон коэффициента полезного действия ферро в зависимости от процентной нагрузки. Видно, что при нагрузке 50% КПД ферро-регулятора напряжения составляет от 75 до 85%.Для сравнения: типичный силовой трансформатор будет иметь КПД 90% или более при 50% нагрузке.

В приложениях с высокими токами перегрузки или броска тока обычно номинальный ток трансформатора постоянного напряжения превышает номинальный ток нагрузки в 2–3 раза. Это необходимо для того, чтобы ферромагнитный регулятор напряжения пропускал достаточный ток, прежде чем выходное напряжение упадет, как описано выше. Однако увеличение размера регулятора постоянного напряжения значительно снижает его эффективность. Шкалы, расположенные в правом нижнем углу рисунка, демонстрируют, что происходит с эффективностью, когда размер регулятора постоянного напряжения увеличивается в 2 или 3 раза по сравнению с нагрузкой: при трехкратном увеличении КПД даже при 75% нагрузке достигает только 60–75%.

,

Основы электроники: регулятор напряжения

Electronics Fundamentals

Создание регулятора напряжения

Теория предыстории: как работает регулятор напряжения?


Название говорит само за себя: регулятор напряжения. Аккумулятор в вашем автомобиле, который заряжается от генератора, розетка в вашем доме, которая обеспечивает все необходимое вам электричество, сотовый телефон , который вы, вероятно, будете держать под рукой каждую минуту дня, все они требуют определенного напряжения, чтобы функция. Колебания выходных сигналов, превышающие ± 2 В, могут вызвать неэффективную работу и, возможно, даже повредить ваши зарядные устройства.Существует множество причин, по которым могут возникать колебания напряжения: состояние электросети, включение и выключение других приборов, время суток, факторы окружающей среды и т. Д. Из-за необходимости постоянного постоянного напряжения введите регулятор напряжения.

Регулятор напряжения — это интегральная схема (ИС), которая обеспечивает постоянное фиксированное выходное напряжение независимо от изменения нагрузки или входного напряжения. Это можно сделать разными способами, в зависимости от топологии схемы внутри, но для того, чтобы этот проект оставался базовым, мы в основном сосредоточимся на линейном регуляторе.Линейный регулятор напряжения работает, автоматически регулируя сопротивление через контур обратной связи, учитывая изменения как нагрузки, так и входа, при этом сохраняя постоянное выходное напряжение.

Микросхема стабилизатора напряжения в корпусе ТО-220 С другой стороны, импульсные регуляторы
, такие как понижающий (понижающий), повышающий (повышающий) и понижательно-повышающий (повышающий / понижающий), требуют большего количества компонентов, а также повышенной сложности как различные компоненты повлияют на результат. Импульсные регуляторы намного более эффективны с точки зрения преобразования энергии, где эффективность играет большую роль, но линейные регуляторы очень хорошо работают как регуляторы напряжения в низковольтных приложениях.

В зависимости от приложения, стабилизатору напряжения может также потребоваться больше внимания для улучшения других параметров, таких как пульсирующее напряжение на выходе, переходная характеристика нагрузки, падение напряжения и выходной шум. Такие приложения, как аудиопроекты, более чувствительны к шуму и помехам, поэтому потребуется дополнительная фильтрация, особенно в импульсных регуляторах, где пульсации на выходе могут быть значительными. Большую часть информации, включая схемы, можно найти в техническом описании микросхемы регулятора напряжения, с которой вы работаете, в разделе «Замечания по применению».


Рекомендации по применению регулятора 7805T
Afrotechmods также имеет информативное видео о работе с популярным регулятором напряжения LM317T для получения регулируемого выхода.


Проект

Комплект регулятора напряжения макетной платы — отличный набор для пайки для любого новичка. Он выдает чистое 5 В постоянного тока с максимальным выходным током 500 мА. Он способен принимать диапазон входного напряжения от 6 до 18 В постоянного тока и имеет контакты, размер которых идеально подходит для любой стандартной макетной платы с 0.Расстояние 1 дюйм.

В комплект входит:

(1) Печатная плата
(1) Выключатель питания
(1) Разъем питания постоянного тока 2,1 мм
(1) Электролитический конденсатор 10 мкФ
(1) Монолитный конденсатор 0,1 мкФ
(1) Резистор 1 кОм
(1) Красный источник питания светодиодный индикатор
(1) Разъемы контактов
(1) Руководство пользователя

Вам понадобятся:
• Паяльник
• Припой
• Фрезы
• Блок питания от сетевого адаптера 6-18В (Mean Well GS06U-3PIJ)


Комплект стабилизатора напряжения макетной платы Solarbotics 34020
Направление:

1.Резистор и конденсатор 0,1 мкФ:
Снимите ленту и согните выводы резистора, затем вставьте его в положение, обозначенное R1. Припаяйте его с другой стороны и отрежьте лишние выводы. Проделайте то же самое с конденсатором 0,1 мкФ в позиции C2. Неважно, как эти детали установлены — они не поляризованные .

2. Регулятор напряжения и цилиндрический домкрат:
Припаяйте регулятор напряжения в положение V-REG. Убедитесь, что сторона табуляции выровнена с жирной линией на символе — обратное направление не работает! Затем обрежьте лишние провода.Защелкните цилиндрический домкрат в положение B1 и припаяйте его на место.

Шаг 1 Шаг 2
3. Конденсатор 10 мкФ и индикатор питания:
Установите электролитический конденсатор 10 мкФ в положение C1. Позиционирование имеет решающее значение. Убедитесь, что более длинный провод входит в площадку, отмеченную (+). Убедитесь, что он находится в правильном положении, убедившись, что полоса на стороне конденсатора находится ближе всего к этикетке PWR. Сделайте то же самое со светодиодом; более длинный вывод входит в круглую площадку.Вы можете убедиться, что светодиод находится в правильном положении, заметив небольшую выемку на светодиоде, расположенную на стороне символа светодиода с линией (рядом с квадратной площадкой).

4. Контакты выключателя питания и макетной платы:
Выключатель питания просто устанавливается в положение PWR. С выводами на макетной плате посложнее — они идут снизу, и их сложнее удерживать при пайке. Тщательно припаяйте их как можно ровнее вручную или, если вы уверены, вставьте длинную сторону контактов в макет так, чтобы они совпадали с отверстиями в печатной плате, затем припаяйте их, пока макетная плата удерживает все выровненные.

Шаг 3 Шаг 4
5. Настройка шин питания:
ЭТО ВАЖНО.
Если вы забудете это сделать, ваша доска не будет работать! Выберите, с какой стороны макета вы хотите установить плату (в этом примере мы используем левую сторону). Обратите внимание на полярность направляющих макетной платы «+» внизу и «-» вверху. Найдите, какой набор контактных площадок на плате соответствует этому расположению, и нанесите каплю припоя на маленькие полумесяцы.

Если вы планируете переключать полярность питания на направляющих, вы можете установить номер детали SWT7 на контактные площадки между контактными площадками. Не допускайте попадания капель на подушечки в этом случае. Обратите внимание, что это не рекомендуемая модификация.

Подайте питание на плату от любого источника постоянного тока 2,1 мм с номинальным напряжением 6–18 В — не превышайте максимальное значение 35 В постоянного тока! Регулятор мощности нагревается при питании от более 12 В (это нормально). Если вы не хотите использовать его на макетной плате, используйте контактные площадки с маркировкой «+ -» на конце, ближайшем к цилиндрическому разъему, для регулируемой выходной мощности 5 В.


Шаг 5
SWT7 Навесной

Вопросы для обсуждения


1.Какое влияние на выход цепи окажут тепло и шум?
2. Как конденсаторы помогают отфильтровывать помехи?
3. Каковы преимущества и недостатки линейных и импульсных регуляторов? ,

Стабилизатор постоянного напряжения — CVT — Объяснение

Обнаружил это в Википедии,

Стабилизаторы напряжения переменного тока:

Стабилизатор напряжения — это тип бытового регулятора электросети, в котором используется бесступенчатый автотрансформатор для поддержания выхода переменного тока, который максимально приближен к стандартное или нормальное напряжение сети, по возможности, в условиях колебаний. Он использует сервомеханизм (или отрицательную обратную связь) для управления положением крана (или стеклоочистителя) автотрансформатора, обычно с помощью двигателя.Повышение сетевого напряжения приводит к увеличению выходного напряжения, что, в свою очередь, заставляет отвод (или стеклоочиститель) перемещаться в направлении, уменьшающем выходное напряжение до номинального.

Альтернативным методом является использование насыщающего трансформатора, называемого феррорезонансным трансформатором или трансформатором постоянного напряжения. В этих трансформаторах используется баковая цепь, состоящая из высоковольтной резонансной обмотки и конденсатора, для получения почти постоянного среднего выходного сигнала с изменяющимся входом. Феррорезонансный подход привлекателен из-за отсутствия в нем активных компонентов, поскольку он основан на характеристиках насыщения прямоугольного контура цепи резервуара для поглощения изменений среднего входного напряжения.Более старые конструкции феррорезонансных трансформаторов имели выход с высоким содержанием гармоник, что приводило к искажению формы выходного сигнала. Современные устройства используются для создания идеальной синусоиды. Феррорезонансное действие является скорее ограничителем магнитного потока, чем регулятором напряжения, но при фиксированной частоте питания он может поддерживать почти постоянное среднее выходное напряжение, даже если входное напряжение сильно меняется.

Феррорезонансные трансформаторы, также известные как трансформаторы постоянного напряжения (CVT) или ферросистемы, также являются хорошими ограничителями перенапряжения, поскольку они обеспечивают высокую изоляцию и внутреннюю защиту от короткого замыкания.

Феррорезонансный трансформатор может работать с диапазоном входного напряжения 40% или более от номинального напряжения.

Коэффициент выходной мощности остается в диапазоне 0,96 или выше от половинной до полной нагрузки.

Поскольку он восстанавливает форму выходного напряжения, выходное искажение, которое обычно составляет менее 4%, не зависит от каких-либо искажений входного напряжения, включая вырез.

КПД при полной нагрузке обычно находится в диапазоне от 89% до 93%. Однако при низких нагрузках КПД может упасть ниже 60%, а потери без нагрузки могут достигать 20%.Возможность ограничения тока также становится препятствием, когда вариатор используется в приложениях с пусковым током от умеренного до высокого, например в двигателях, трансформаторах или магнитах. В этом случае вариатор должен быть такого размера, чтобы выдерживать пиковый ток, что заставляет его работать при низких нагрузках и низкой эффективности.

Требуется минимальное обслуживание. Трансформаторы и конденсаторы могут быть очень надежными. В некоторых устройствах предусмотрены резервные конденсаторы, позволяющие нескольким конденсаторам выходить из строя между проверками без какого-либо заметного влияния на производительность устройства.

Выходное напряжение изменяется примерно на 1,2% на каждые 1% изменения частоты питания. Например, изменение частоты генератора на 2 Гц, что очень велико, приводит к изменению выходного напряжения всего на 4%, что мало влияет на большинство нагрузок.

Он принимает 100% однофазную нагрузку импульсного источника питания без каких-либо требований к снижению номинальных характеристик, включая все нейтральные компоненты.

Искажение входного тока остается менее 8% THD даже при питании нелинейных нагрузок с THD тока более 100%.

Недостатками вариаторов (трансформаторов постоянного напряжения) являются их больший размер, слышимый гудящий звук и большое тепловыделение.

Н.Мурали

.

Как проверить генератор на наличие проблем

Загорающийся красный индикатор батареи или ALT на приборной панели предупреждает вас о проблемах с генератором. Но фары, которые внезапно теряют яркость, затемняют свет на приборной панели или разряжается аккумулятор, также могут указывать на проблемы с системой зарядки. Тем не менее, вам необходимо подтвердить, что генератор подан, прежде чем заменять его.

Эти следующие тесты помогут вам проверить работу системы зарядки.

1. Проверка выходной мощности генератора

Одна из наиболее частых проблем стареющего генератора переменного тока возникает из-за износа щеток.Но перегоревший предохранитель цепи зарядки, сломанная плавкая вставка, вышедший из строя диод в выпрямительном узле генератора, даже изношенный подшипник повлияют на работу системы зарядки.

Итак, используя цифровой мультиметр, давайте начнем с проверки, какое напряжение выдает ваша система зарядки.

1.1 Измерение базового напряжения аккумуляторной батареи

ПРИМЕЧАНИЕ: Если ваша батарея разряжена, попробуйте одолжить хорошую батарею для этих тестов. Таким образом вы быстро проверите, не вызывает ли проблема система зарядки.В противном случае вы можете сначала сосредоточиться на проверке батареи. Итак, переходите к тестам батареи, описанным ниже.

Установите вольтметр на значение около 20 по шкале постоянного напряжения и подсоедините щупы к клеммам батареи, соблюдая полярность. Если ваша батарея полностью заряжена, вы увидите около 12,6 вольт. Запишите свое чтение. Вы будете использовать это напряжение как точку отсчета для следующих двух тестов.

1.2 Измерение напряжения холостого хода системы зарядки

* Запустите двигатель и дайте ему поработать на холостом ходу.
* Попросите помощника поддерживать частоту вращения двигателя около 1500 об / мин.
* Выключите все автомобильные аксессуары.
* Подключите вольтметр к клеммам аккумулятора.
* Запишите значение напряжения.

Вы должны получить напряжение на 0,5–2 В выше базового напряжения. Любое напряжение выше этого будет указывать на перезарядку. Проблема может быть связана с генератором переменного тока или в электрической цепи.

Однако, если ваше значение напряжения остается таким же или немного ниже, чем базовое напряжение, система зарядки не работает.У вас может быть плохое соединение в системе зарядки (убедитесь, что разъемы и провода в хорошем состоянии и хороший контакт), неисправный генератор или регулятор напряжения, который обычно вы найдете установленным на корпусе генератора в современных транспортных средствах.

Осмотрите провода и разъемы и при необходимости обратитесь к разделу «Проверка регулятора напряжения» ниже.

1.3 Измерение напряжения нагрузки системы зарядки

Если система зарядки прошла предыдущий тест, вам необходимо проверить, выдает ли система зарядки достаточно энергии для вашей батареи и различных электрических систем.

* На этот раз попросите вашего помощника запустить двигатель и увеличить и удерживать частоту вращения двигателя примерно до 2000 об / мин.
* Теперь включите все аксессуары, такие как радио, кондиционер, фары и дворники.
* Подключите вольтметр к клеммам аккумулятора.
* Запишите показания вольтметра.
* Вычтите базовое напряжение из показаний напряжения нагрузки — это ваше зарядное напряжение.

Напряжение зарядки должно быть на 0,5 выше, чем базовое напряжение. В противном случае у вас могут быть плохие соединения цепи (проверьте провода и разъемы) или неисправный регулятор.Продолжайте с раздела ниже.

.
Стабилизат

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.