A ferroresonáns feszültségstabilizátort régóta aktívan használják nem csak a mindennapi életben, hanem az iparban is. Az ebbe az osztályba tartozó eszközök lehetővé teszik a váltakozó feszültség kiegyenlítését. A működés elve az elektromágneses rezonancia hatására épül fel az oszcillációs áramkörben. Az ilyen normalizátoroknak számos előnye van, de vannak hátrányaik is.
Ferrorezonancia jelenségek az elektromos hálózatokban
Az elektromos hálózatokban a ferrorezonancia jelenségeket generáló fő tényezők a kapacitív és az induktív típusú elemek. Képesek oszcillációs áramköröket képezni a kapcsolási periódusokban. Ez a hatás különösen akkor figyelhető meg, ha a hatalmas tekercsekkel felszerelt teljesítménytranszformátorok, lineáris erősítők, shunt áramkörök és hasonló eszközök megfigyelhetők.
Ez a jelenség kétféle: áramok és feszültség rezonanciája.
A feszültségű ferrorezonancia akkor lehetséges, ha a hálózatban induktancia van, amelyet nemlineáris áram-feszültség tulajdonság jellemez. Ez a tulajdonság az induktorokra jellemző, amelyekben a magokat feromágneses alkatrészekből készítik. Ez különösen igaz az NKF vonal egyenirányítóira. Egy ilyen negatív jelenséget az ohmikus és induktív típusok ellenállásának kis mutatója okozza a transzformátorokkal szemben.
Ferrorezonancia egy feszültségtranszformátorban
Amikor a feszültségváltót csatlakoztatják a hálózathoz, abban egymás után kombinált LC áramkörök alakulnak ki, amelyek rezonancia típusú áramkörök. Ha a nemlineáris áram-feszültség tulajdonságú induktív elemet sorosan csatlakoztatjuk a kapacitív típusú elemhez, akkor az áramkör ezen zónájában a feszültséget aktív-induktív jellegűnek tekintjük.
Egy bizonyos időtartam végén az induktív elemnél a feszültség értéke csúcspontjává válik, a mágneses áramkör táplálkozik, és a kapacitív típusú alkatrész feszültsége tovább növekszik. Ferrorezonancia a feszültségtranszformátorban akkor fordul elő, amikor az induktivitás és a kapacitív elem feszültsége egyenértékűvé válik.
Az alkalmazott feszültség gyors átalakulását az aktív-induktív típusról az aktív-kapacitív típusúra fázis-váltásnak nevezik. Ez a hatás veszélyes az elektromos készülékekre.
Ferroresonáns stabilizátorok
A ferroresonáns egyenirányítók nincsenek beépített voltmérővel felszerelve, ami megnehezíti a hálózat kimeneti feszültségének mérését. A feszültség értékének saját kezű beállítása nem fog működni. A Ferroresonance típusú stabilizátorok részben torzítják a valós értékeket, a hiba akár 12% lehet.
Azoknak, akik ilyen eszközöket már régóta használnak, ne feledje, hogy képesek olyan mágneses teret bocsátani ki, amely zavarhatja a háztartási elektromos berendezések megfelelő működését. Ennek az osztálynak a stabilizátorai gyárilag vannak konfigurálva, a mindennapi életben nem igényelnek további beállításokat.
A stabilizátor hatása a technikára
A ferroresonáns feszültségstabilizátor, amelynek alapelve nem egyszerű, a háztartási készülékekre a következőképpen hat:
- Rádióvevő - csökkenthető a jel vétel érzékenysége, a kimeneti teljesítmény mutatója jelentősen csökken.
- Zenei központ - az ilyen készülékek kimeneti teljesítménye jelentősen csökkenhet, az új lemezek törlése és rögzítése jelentősen romlik.
- TV - stabilizátorhoz csatlakoztatva a TV-n a képminőség jelentős romlását figyelheti meg, az egyes színeket nem továbbítja megfelelően.
Javul a modern ferrorezonancia típusú normalizátorok elektromos áramköre, amely lehetővé teszi számukra, hogy ellenálljanak a nehéz terheknek. Ezek az eszközök garantálhatják a hálózati feszültség finom beállítását. A korrekciót a transzformátor hajtja végre.
Üzemmódok
A stabilizátorok működési módjai számos tényezőtől függnek. A teljesítménytényezőnek és az eszközosztálynak közvetlen hatása van. A készülék teljesítményjellemzői eltérőek lehetnek, azokat a csatlakoztatandó elektromos berendezés típusának figyelembevételével kell megválasztani.
Az egyenirányító üzemmódjai az alábbi terheléstől függnek:
- induktív
- aktív;
- kapacitív.
Az aktív terhelés tiszta formájában rendkívül ritka. Ez csak azokban az áramkörökben szükséges, ahol az eszköz változó értéke nincs korlátozva. A kapacitív terhelések csak alacsony teljesítményű egyenirányítókhoz használhatók.
A ferroresonáns stabilizátorok működésének elve
Az elsődleges típusú tekercs, amelyre a bemeneti feszültséget alkalmazzák, a mágneses áramkörön helyezkedik el. Nagy keresztmetszettel rendelkezik, amely lehetővé teszi a mag telítetlen állapotában tartását. A bemeneten a feszültség mágneses fluxusokat képez.
A kimeneti feszültség a másodlagos tekercs csatlakozóinál van kialakítva. A magon elhelyezkedő teher keresztmetszete kicsi, telített állapotban csatlakozik ehhez a tekercshez. A hálózati feszültség és a mágneses fluxus rendellenességei esetén az érték ténylegesen nem változik, és az EMF-mutató változatlan marad. A mágneses fluxus növekedése során annak egy részét mágneses sönt segítségével zárják le.
A mágneses fluxus szinusz alakú, és amikor megközelíti az amplitúdó-indexet, az egyedi szakasz telítési módba kerül. A mágneses fluxus növekedése megáll. A fluxus mágneses shunt mentén történő bezárására csak akkor kerül sor, ha a mágneses fluxusindexet összehasonlítják az amplitúdóval.
A kondenzátor jelenléte lehetővé teszi a ferroresonáns stabilizátor megnövelt teljesítménytényezővel történő működését. A stabilizációs sebesség függ a vízszintes típusú görbe lejtésének az abszcisszához viszonyított szintjétől. Ennek a szakasznak a lejtése jelentős, ezért nem lehetséges magas szintű stabilizációt találni segédberendezés nélkül.
Előnyök és hátrányok
A ferroresonáns egyenirányítók fő előnyei a következők:
- ellenállás a túlterhelésekkel szemben;
- széles működési értékek;
- beállítási sebesség;
- az áram szinusz formájában van;
- magas szintű pontosság.
De ezen előnyök mellett ezen osztályú eszközöknek vannak hátrányaik is:
- A működés minősége a terhelésjelzőtől függ.
- Működés közben külső elektromágneses interferencia jön létre.
- Instabil működés kis terhelés esetén.
- Magas súlyok és méretek.
- Zaj működés közben.
A legtöbb modern modellnek nincsenek ilyen hátrányai, ám ezek jelentős költségekkel állnak elő, néha magasabbak, mint egy UPS ára. Ezenkívül az eszközök nincsenek ellátva voltmérővel, ami lehetetlenné teszi azok beállítását.
Kiválasztási tippek
Az egyenirányítók tervezését folyamatosan fejlesztjük, javul az áramköreik minősége, ami lehetővé teszi a jelentős ferroresonáns túlfeszültségek átvitelét. A modern modelleket a magas szintű teljesítmény, a hangolási pontosság és a hosszú élettartam jellemzi. A módokat az eszköz teljesítményjellemzői és típusa határozza meg.
A ferroresonáns stabilizátor kiválasztásának fő feltétele a csatlakozás helye. Általában a hálózati bejáratnál vagy a háztartási készülékeknél telepítik. Ha az egyenirányítót minden berendezéshez telepítették, akkor ki kell választani a nagy teljesítményű eszközöket, és azokat közvetlenül a kapcsolótábla mögé kell csatlakoztatni.
DIY ferroresonáns feszültségszabályozó
A ferroresonance áramkör a legegyszerűbb a kézzel készített gyártáshoz. Működése a mágneses rezonancia hatására épül.
Egy meglehetősen nagy teljesítményű ferrorezonancia-egyenirányító kialakítása három elemből áll:
- elsődleges fojtószelep;
- másodlagos fojtószelep;
- kondenzátor.
Ugyanakkor ennek a lehetőségnek az egyszerűségét számos kellemetlenség kíséri. A ferrorezonancia sémája szerint készített nagy teljesítményű normalizátor masszív, terjedelmes és nehéz.
