Феррорезонансный стабилизатор напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F3/06 

Фб/г./ 1 Изобретение относихс к элёЛ ротехнике, а именно к стай илизаторам напряжения переменного тока. Цель изобретения - повьппение КПД На фиг. 1 показана обращенная сх ма устройства; на фиг. 2 - схема дл реализации устройства в стабилизаторе с феррорезонансным напряжением на фиг. 3 - то же, с феррорезонансо токов; на фиг. 4 - зависимость КПД от изменения напряжения источника питания в заданном диапазоне при из вестном и предлагаемом способе стабилизации напряжения переменного ,тока. Схема устройства содержит входны зажимы 1 и 2, нелинейный блок 3,при соединенный к первому выходному зажиму 4 и общей шине, соединяющей первьЕй входной 1 и второй выходной зажим 5, балластньй злемент 6, вклю ченный между другим входным 2 и пер вым выходным 4 зажимами. U - напряжение переменного тока источника питания; „ - полный ток, протекающий через балластньй злемент 6 и со держащий реактивный ток К нелинейного блока и ток нагрузки U, напряжение на балластном элементе 6 йц - напряжение на нелинейном блоке 3. Принцип стабилизации напряжения переменного тока с помощью предлага емого устройства заключается в следующем. Напряжение U приложено к входным зажимам 1 и 2, амплитуда которого изменяется в широких пределах. Напряжение U на зажимах 4 и 5 снимают с нелинейного блока на нагрузку. На балластном элементе 6 выделяют напряжение U, равное геометрической сумме напряжений на входных зажимах IF и на выходных U|. Напряжение Uj формируют при устойчивом чередовании переходных процессов возбуждения и проводимое ти дросселя насыщения нелинейного блока 3. в каждой полуволне тока источника. В периоде возбуждения дрос сель насьпцения нелинейного блока 3 обладает бесконечно большой индуктивностью и не влияет на переходньй процесс в цепи остальных элементов стабилизатора и нагрузки. Когда напряжение на нелинейном блоке 3 возрастает до номинального значения на пряжения на нагрузке U, индукция магнитопровода дросселя 3 достигает 62 значения остаточной индукции. В этот момент индуктивность дросселя 3 падает, чем ограничивает рост напряжения Uj при дальнейшем увеличении напряжения источника питания U. В следующей полуволне тока процессы повторяются в той же последовательности с другой полярностью. Полньй ток 1, протекаюш 1й через балластный элемент 6, ограничивают в нелинейном режиме, т.е. при возрастании тока ll-l.более значения II I I/ .1 ц I нагрузки номинальной мощности, сопротивление Z балластного элемента 6 уменьшают скачком от его номинальной величины 1 Z j в ненасьпценном состоянии до величины сопротивления jZi; балластного элемента в режиме его насыщения. При снижении тока flijJ до значения |1ц| сопротивление балластного элемента 6 восстанавливают до его первоначального значения |2)(ц( . При этом прирост напряжения на балластном элементе 6, корректирующий отклонение от номинального значения напряжения, будет одинаковым при различных токах I, т.е. ток нагрузки не оказывает влияния на точность стабилизации выходного напряжения U|. Образованная в результате этого дополнительная разница напряжений 1и| и компенсируется изменением угла взаимной фазы напряжений на нагрузке Uj и на балластном элемен- . те , величина напряжения на котором ограничена его насыщением. При этом перемещение рабочей точки, характеризующей состояние сердечника насьщающегося дросселя нелинейного блока по наклонному участку насыщенной области основной кривой намагничивания, ограничено. Следовательно, уменьшается реактивньй ток ipl , а соответственно и полньй ток jl(,|. Это приводит к уменьшению потребляемой активной мощности насыщающимся дросселем и балластным элементом, т.е. потери в них снижены. Для типа стабилизатора напряжения с феррорезонансом напряжения (фиг.2), реализующего предлагаемьй способ стабилизации напряжения, в качестве балластного элемента 6 использован конденсатор С нелинейным диэлектриком. .Сопротивление его |Zj;| обусловлено диэлектрической проницаемостью мате3

риала между обкладками конденсатора 6 в режиме его насьщения.

В схеме для типа стабилизатора напряжения с феррорезонансом тока (фиг.З) в качестве балластного индуктивного элемента 6 использован дроссель с насыщающимся магнитопроводом. Величина его сопротивления |Ец1 обусловлена динамической магнитной проницаемостью дросселя 6 в насыщенном состоянии.

Зависимость КПД в заданном диапазоне изменения напряжения источника

1871564

питания в известном 7 и предлагаемом 8 устройствах дана на фиг.4.

Расчетная амплитуда индукции dajt-. ластного элемента 6 должна выходить 5 за пределы ненасыщенной области основной кривой намагничивания при зна чениях полного тока 11„|через элемент 6 более номинального тока |l(|j. При этом емкость конденсатора нелинейно- 10 го блока получает меньшую часть энергии, поступающей от источника питания, поэтому при ее разряде меньшая энергия выделяется в насыщенном дросселе, т.е. потерн в нем уменьшаются,повышается КПДстаЙилкзатора.

. 1. ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий балластный элемент, подключенный одним выводом к первому входному выводу, а другим - к первому выходному выводу и одному из выводов нелинейного блока, другой вывод которого соединен с вторым входным и выходным выводами,о тличающийся тем,что,с целью повышения КПД, балластный элемент выполнен на нелинейном реактивном элементе. 2.Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве нелинейногб реактивного элемента использован нелинейный дроссель. 3.Стабилизатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве нелинейного реактивного элемента ис(Л пользован Нелинейный конденсатор.

/0сриг.2