Электромагнитный стабилизатор напряжения Советский патент 1958 года по МПК G05B5/01 

Известны электромагнитные стабилизаторы напряжения с внутренним магнитным шунтом, основанные на феррорезонансе токов.

Особенность предлагаемого стабилизатора, обеспечивающая улучшение использования активных материалов, заключается в том, что часть расположенной на насыщенном стержне вторичной обмотки, к которой присоединена нагрузка, выделена в отдельную секцию и размещена в части окна магнитопровода, соответствующей минимальному потокосцеплению этой секции с потоком рассеяния.

На фиг. 1 представлена схема обычного стабилизатора напряжения, основанного на феррорезонансе токов; на фиг. 2 показано распределение магнитных потоков в магнитопроводе этого стабилизатора под нагрузкой; на фиг. 3-зависимость э.д.с. витков обмоток, расположенных на насыщенном стержне магнитопровода, от первичного напряжения; на фиг. 4-конструкция предлагаемого стабилизатора.

В стабилизаторе (фиг. 1) первичная обмотка Wi, питаемая стабилизируемым напряжением U, наложена на стержень А. Буквой В обозначен ненасыщенный шунт.

Стабилизированное напряжение Uz на нагрузке Z снимается с включенных встречно обмоток-Wz, находящейся на насыщенном стержне D, и компенсационной W,, находящейся на стержне А.

Конденсатор С, основным назначением которого является расширение пределов и повышение точности стабилизации, подключается к обмоткам Wz тл Wf, соединенным последовательно и согласно.

В известных конструкциях стабилизаторов (фиг. 1) обмотки W2 и W наматываются на один каркас без учета потоков рассеяния, которые, вследствие большой степени насыщения стержня D магнитопровода, в значительной мере влияют на характер зависимости э.д.с. витков обмоток, расположенных на стержне D, от изменения первичного напряжения. Это влияние для каждого витка зависит от места расположения данного витка в окне магнитопровода.

№ 118104

На фиг. 2, показывающей распределение потоков в магпитопроводе нагруженного стабилизатора, приняты следуюш,ие обозначения: 0i-главный поток, создаваемый первичной обмоткой Wi; Фа-поток в насыщенном стержне D; Ф -поток, замыкающийся через магнитные шунты; Фр -поток рассеяния, замыкающийся через воздух.

Поток рассеяния первичной обмотки не рассматривается.

Магнитные потоки связаны следующим соотношением:

Ф1 Ф2 +

При увеличении первичного напряжения Ui по мере насыщения стержня D увеличиваются потоки Ф и Фр, вследствие чего поток Фз увеличивается в значительно меньщей степени, чем напряжение f/i. Однако обмотка Wi, расположенная на насыщенном стержне D, помимо потока Фа пронизывается потоком рассеяния Ф,, вследствие чего зависимость э.д.с. обмотки от изменения напряжения Ui ббльщая, нежели зависимость потока 2 от этого напряжения.

Как видно из фиг. 2, для разных витков влияние потока рассеяния неодинаково. Так, виток Wi пронизывается почти всем потоком рассеяния, тогда как через виток поток рассеяния практически не проходит. Рассмотрение характеристик ,„ /(i), представленных на фиг. 3 и снятых для четырех витков Wi , Wn , W in, и , при работе стабилизатора на номинальную нагрузку показывает, чтонаименьщий угол наклона к оси абсцисс имеют характеристики витков Wni и Wiv, максимально удаленные от магнитного шунта.

Предлагается выделить обмотку W в виде отдельной секции и поместить ее в окне на максимальном расстоянии от шунта (фиг. 4). При этом обеспечивается возможпость значительного уменьшения угла наклона характеристики E2 f(U коси абсцисс, что дает следующие практические возможности улучшения параметров стабилизатора по сравнению с известными конструкциями: при неизменном весе активных материалов-получение более щироких пределов стабилизации и повышение точности стабилизации, либо при неизменном весе активных материалов и сохранении величины диапазона и точности стабилизации-снижение потерь в стали магнитопровода (вследстве уменьшения насыщения), либо при сохранении неизменными электрических параметров- снижение веса стали магнитопровода и меди обмоток, уменьшение емкости конденсаторной батареи, уменьшение габаритов стабилизатора.

Предмет изобретения

Электромагнитный стабилизатор напряжения с внутренним магнитным шунтом, основанный на феррорезонансе токов, отличающийс я тем, что, с целью улучшения использования активных материалов, часть вторичной обмотки, расположенной на насыщенном стержне, к которой подключена нагрузка, выделена в отдельную секцию и размещена в части окна магнитопровода, соответствующей минимальному потокосцеплению этой секции с потоком рассеяния.

Фиг.1

ww

W/r

w,

ЛУ

Фаг.2 f

Фик.З

и,