ตัวปรับแรงดันไฟฟ้า Ferroresonant - หลักการทำงาน

โคลงซึ่งได้รับแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรที่ขั้วของโช้กแบบไม่เชิงเส้นคือโคลงเฟอร์โรแมกเนติกที่ง่ายที่สุด ข้อเสียเปรียบหลักคือตัวประกอบกำลังต่ำ นอกจากนี้ ที่กระแสสูงในวงจร ขนาดของเส้นสำลักจะใหญ่มาก

เพื่อลดน้ำหนักและขนาด ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าเฟอร์โรแมกเนติกผลิตขึ้นด้วยระบบแม่เหล็กรวม และเพื่อเพิ่มตัวประกอบกำลัง ตัวเก็บประจุจะรวมอยู่ด้วยตามวงจรเรโซแนนซ์ปัจจุบัน สารกันโคลงนี้เรียกว่าเฟอร์โรเรโซแนนต์

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้า Ferroresonant มีโครงสร้างคล้ายกับหม้อแปลงทั่วไป (รูปที่ 1, a) ขดลวดปฐมภูมิ w1 ซึ่งใช้แรงดันไฟฟ้าอินพุต Uin อยู่ที่ส่วนที่ 2 ของวงจรแม่เหล็กซึ่งมีหน้าตัดขนาดใหญ่ ดังนั้นส่วนหนึ่งของวงจรแม่เหล็กจึงอยู่ในสถานะไม่อิ่มตัว Uin แรงดันไฟฟ้าสร้างฟลักซ์แม่เหล็ก F2

ข้าว. 1. แผนผังของตัวปรับแรงดันไฟฟ้า ferroresonant: a - main; ข — การแทนที่

ขดลวดทุติยภูมิ w2 ที่ขั้วซึ่งเกิดแรงดันเอาต์พุต Uout และเชื่อมต่อกับโหลดนั้นอยู่ในส่วนที่ 3 ของวงจรแม่เหล็กซึ่งมีส่วนเล็กกว่าและอยู่ในสถานะอิ่มตัว ดังนั้นด้วยการเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้า Uin และฟลักซ์แม่เหล็ก F2 ค่าของฟลักซ์แม่เหล็ก F3 ในส่วนที่ 3 แทบจะไม่เปลี่ยนแปลง ee จะไม่เปลี่ยนแปลง เป็นต้น v. ขดลวดทุติยภูมิและ Uout. เมื่อฟลักซ์ F2 เพิ่มขึ้น ส่วนที่ไม่ผ่านส่วนที่ 3 จะถูกปิดผ่านทางแยกแม่เหล็ก 1 (F1)

ฟลักซ์แม่เหล็ก F2 ที่แรงดันไซน์ Uin เป็นไซน์ เมื่อค่าทันทีของฟลักซ์ F2 เข้าใกล้แอมพลิจูด ส่วนที่ 3 จะเข้าสู่โหมดความอิ่มตัว ฟลักซ์ F3 จะหยุดเพิ่มขึ้นและฟลักซ์ F1 จะปรากฏขึ้น ดังนั้นฟลักซ์ผ่านแม่เหล็ก shunt 1 จะปิดเฉพาะช่วงเวลาที่ฟลักซ์ F2 ใกล้เคียงกับค่าแอมพลิจูด สิ่งนี้ทำให้ฟลักซ์ F3 ไม่เป็นไซน์, แรงดันไฟฟ้า Uout กลายเป็นที่ไม่ใช่ไซน์เช่นกัน, ส่วนประกอบฮาร์มอนิกที่สามนั้นแสดงออกมาอย่างชัดเจน

ในวงจรสมมูล (รูปที่ 1, b) ตัวเหนี่ยวนำ L2 ที่เชื่อมต่อแบบขนานขององค์ประกอบที่ไม่ใช่เชิงเส้น (ขดลวดทุติยภูมิ) และความจุ C ก่อตัวเป็นวงจรเฟอร์เรโซแนนต์ที่มีลักษณะเฉพาะดังแสดงในรูปที่ 2. ดังที่เห็นได้จากวงจรสมมูล กระแสในกิ่งเป็นสัดส่วนกับแรงดัน Uin เส้นโค้ง 3 (แบรนช์ L2) และ 1 (แบรนช์ C) อยู่ในควอดแดรนต์ที่แตกต่างกัน เนื่องจากกระแสในตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุอยู่ตรงข้ามกันในเฟส ลักษณะที่ 2 ของวงจรเรโซแนนซ์สร้างโดยการรวมกระแสใน L2 และ C ที่ค่าแรงดันเท่ากัน Uout

ดังที่เห็นได้จากลักษณะของวงจรเรโซแนนซ์ การใช้ตัวเก็บประจุทำให้ได้แรงดันไฟฟ้าที่เสถียรที่กระแสแม่เหล็กต่ำ เช่น ที่ Uin แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า

นอกจากนี้ด้วยตัวเก็บประจุตัวควบคุมยังทำงานด้วยตัวประกอบกำลังสูง สำหรับปัจจัยการทำให้เสถียรนั้นขึ้นอยู่กับมุมเอียงของส่วนแนวนอนของเส้นโค้ง 2 ถึงแกน abscissa เนื่องจากส่วนนี้มีมุมเอียงที่สำคัญจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับปัจจัยการรักษาเสถียรภาพขนาดใหญ่โดยไม่มีอุปกรณ์เพิ่มเติม

ข้าว. 2. ลักษณะขององค์ประกอบไม่เชิงเส้นของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าเฟอร์โรเรโซแนนต์

อุปกรณ์เพิ่มเติมดังกล่าวคือขดลวดชดเชย wk (รูปที่ 3) ซึ่งอยู่ร่วมกับขดลวดปฐมภูมิในส่วนที่ไม่อิ่มตัว 1 ของวงจรแม่เหล็ก เมื่อ Uin และ F เพิ่มขึ้น emf จะเพิ่มขึ้น เป็นต้น v. คอยล์ชดเชย. มันเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขดลวดทุติยภูมิ แต่ e. เป็นต้น ค. ขดลวดชดเชยอยู่ตรงข้ามในเฟส e. เป็นต้น ก. ขดลวดทุติยภูมิ. ถ้า Uin เพิ่มขึ้น การปล่อยจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย เป็นต้น ก. ขดลวดทุติยภูมิ. แรงดันไฟฟ้า Uout ซึ่งกำหนดโดยความแตกต่างใน e เป็นต้น c. ขดลวดทุติยภูมิและขดลวดชดเชยคงที่เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของ e เป็นต้น v. คอยล์ชดเชย.

ข้าว. 3. รูปแบบของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า ferroresonant พร้อมขดลวดชดเชย

w3 ที่คดเคี้ยวได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุซึ่งจะเพิ่มส่วนประกอบของตัวเก็บประจุของกระแส, ตัวประกอบเสถียรภาพและตัวประกอบกำลัง

ข้อเสียของตัวปรับแรงดันไฟฟ้าเฟอร์เรโซแนนต์คือแรงดันเอาต์พุตที่ไม่ใช่ไซน์และการพึ่งพาความถี่

อุตสาหกรรมนี้ผลิตตัวปรับแรงดันไฟฟ้าเฟอเรโซแนนต์ที่มีกำลังตั้งแต่ 100 W ถึง 8 kW พร้อมปัจจัยความเสถียรที่ 20-30 นอกจากนี้ยังมีการผลิตสารเพิ่มความคงตัวเฟอร์โรเรโซแนนต์ที่ไม่มีการแบ่งแม่เหล็ก ฟลักซ์แม่เหล็ก F3 อยู่ในอากาศซึ่งก็คือฟลักซ์การรั่วไหล สิ่งนี้ทำให้สามารถลดน้ำหนักของตัวกันโคลงได้ แต่จำกัดพื้นที่การทำงานให้แคบลงเหลือ 10% ของค่า Uin เล็กน้อยที่ค่าความเสถียร kc เท่ากับห้า