Ferroresonanter Spannungsstabilisator wird seit langem nicht nur im Alltag, sondern auch in der Industrie aktiv eingesetzt. Geräte dieser Klasse ermöglichen den Ausgleich der Wechselspannung. Das Funktionsprinzip basiert auf dem Effekt der elektromagnetischen Resonanz im Schwingkreis. Solche Normalisierer haben viele Vorteile, aber auch ihre Nachteile.
Ferroresonanzphänomene in elektrischen Netzen
Die Hauptfaktoren, die Ferroresonanzphänomene in elektrischen Netzen erzeugen, sind kapazitive und induktive Elemente. Sie können während Schaltperioden Schwingkreise bilden. Dieser Effekt macht sich insbesondere bei Leistungstransformatoren, linearen Boost-Boostern, Shunt-Schaltkreisen und ähnlichen Geräten bemerkbar, die mit einer massiven Wicklung ausgestattet sind.
Es gibt zwei Arten von Phänomenen: Resonanz von Strömen und Spannungen.
Eine Spannungsferoresonanz ist möglich, wenn im Netzwerk eine Induktivität vorhanden ist, die durch eine nichtlineare Strom-Spannungs-Eigenschaft gekennzeichnet ist. Diese Eigenschaft ist charakteristisch für Induktoren, bei denen die Kerne aus ferromagnetischen Komponenten bestehen. Dies gilt insbesondere für Gleichrichter der NKF-Leitung. Ein solches negatives Phänomen wird durch einen kleinen Indikator für den Widerstand des ohmschen und des induktiven Typs in Bezug auf Leistungstransformatoren verursacht.
Ferroresonanz in einem Spannungswandler
Wenn der Spannungswandler mit dem Netzwerk verbunden ist, werden in ihm sequentiell kombinierte LC-Schaltungen gebildet, die eine Resonanzschaltung sind. Wenn das induktive Element mit der nichtlinearen Strom-Spannungs-Eigenschaft in Reihe mit dem kapazitiven Element geschaltet ist, wird die Spannung in dieser Zone der Schaltung als aktiv-induktiv charakterisiert.
Am Ende eines bestimmten Zeitraums wird der Spannungswert am induktiven Element zur Spitze, der Magnetkreis wird mit Strom versorgt und die Spannung an der kapazitiven Komponente wächst weiter. Ferroresonanz in einem Spannungswandler tritt auf, wenn die Spannung der Induktivität und des kapazitiven Elements äquivalent wird.
Der schnelle Übergang der angelegten Spannung vom aktiv-induktiven Typ zum aktiv-kapazitiven Typ wird als Phasenumkehr bezeichnet. Dieser Effekt ist für Elektrogeräte gefährlich.
Ferroresonant-Stabilisatoren
Ferroresonant-Gleichrichter sind nicht mit einem eingebauten Voltmeter ausgestattet, was es schwierig macht, die Ausgangsspannungsanzeige des Netzwerks zu messen. Das Einstellen des Spannungswerts mit Ihren eigenen Händen funktioniert nicht. Stabilisatoren vom Ferroresonanztyp verzerren teilweise die tatsächlichen Messwerte, der Fehler beträgt bis zu 12%.
Diejenigen, die solche Geräte schon lange verwenden, sollten sich daran erinnern, dass sie ein Magnetfeld aussenden können, das die ordnungsgemäße Funktion elektrischer Haushaltsgeräte beeinträchtigen kann. Stabilisatoren dieser Klasse sind werkseitig konfiguriert und erfordern im Alltag keine zusätzlichen Einstellungen.
Die Wirkung des Stabilisators auf die Technik
Ein ferroresonanter Spannungsstabilisator, dessen Prinzip nicht einfach ist, wirkt auf Haushaltsgeräte wie folgt:
- Funkempfänger - Die Empfindlichkeit des Signalempfangs kann verringert werden, die Anzeige der Ausgangsleistung wird erheblich verringert.
- Music Center - Die Ausgangsleistung solcher Geräte kann erheblich sinken, das Löschen und Aufnehmen neuer Discs wird erheblich beeinträchtigt.
- TV - Wenn Sie an einen Stabilisator angeschlossen sind, können Sie eine erhebliche Verschlechterung der Bildqualität auf dem TV feststellen. Einzelne Farben werden nicht korrekt übertragen.
Der Stromkreis moderner Ferroresonanz-Normalisierer ist verbessert, wodurch sie schweren Lasten standhalten können. Solche Geräte können eine Feineinstellung der Netzspannung gewährleisten. Der Korrekturvorgang wird vom Transformator durchgeführt.
Betriebsarten
Die Betriebsarten von Stabilisatoren hängen von einer Reihe von Faktoren ab. Der Leistungsfaktor und die Geräteklasse wirken sich direkt aus. Die Leistungseigenschaften des Geräts können unterschiedlich sein. Sie müssen unter Berücksichtigung der Art der anzuschließenden elektrischen Geräte ausgewählt werden.
Die Betriebsarten des Gleichrichters hängen von folgenden Lasttypen ab:
- induktiv
- aktiv;
- kapazitiv.
Aktive Last in ihrer reinen Form ist äußerst selten. Dies ist nur in Schaltkreisen erforderlich, in denen der variable Wert des Geräts keine Einschränkungen aufweist. Kapazitive Lasten können nur für Gleichrichter mit geringer Leistung verwendet werden.
Das Funktionsprinzip von Ferroresonanzstabilisatoren
Die Primärwicklung, an die die Eingangsspannung angelegt wird, befindet sich im Magnetkreis. Es hat einen großen Querschnitt, wodurch Sie den Kern in einem ungesättigten Zustand halten können. Am Eingang bildet die Spannung magnetische Flüsse.
An den Anschlüssen der Sekundärwicklung wird eine Ausgangsspannung gebildet. Eine Last, die sich auf dem Kern befindet, einen kleinen Querschnitt hat und sich in einem gesättigten Zustand befindet, ist mit dieser Wicklung verbunden. Bei Anomalien der Netzspannung und des Magnetflusses wird der Wert nicht geändert und die EMF-Anzeige bleibt unverändert. Während eines Anstiegs des Magnetflusses wird ein bestimmter Teil davon auf einem Magnetshunt geschlossen.
Der magnetische Fluss nimmt eine sinusförmige Form an und wenn er sich dem Amplitudenindex nähert, geht sein einzelner Abschnitt in den Sättigungsmodus. Der Anstieg des Magnetflusses stoppt. Das Schließen des Flusses entlang des magnetischen Shunts wird nur durchgeführt, wenn der magnetische Flussindex mit der Amplitude verglichen wird.
Das Vorhandensein eines Kondensators ermöglicht es dem Ferroresonanzstabilisator, mit einem erhöhten Leistungsfaktor zu arbeiten. Die Stabilisierungsrate hängt vom Grad der Steigung der horizontalen Kurve in Bezug auf die Abszisse ab. Die Neigung dieses Abschnitts ist erheblich, so dass es ohne Hilfsmittel unmöglich ist, ein hohes Maß an Stabilisierung zu finden.
Vorteile und Nachteile
Zu den Hauptvorteilen von Ferroresonanzgleichrichtern gehören:
- Beständigkeit gegen Überlastungen;
- breites Spektrum an Betriebswerten;
- Geschwindigkeit der Einstellung;
- Strom nimmt die Form eines Sinus an;
- hohe Nivelliergenauigkeit.
Mit all diesen Vorteilen haben Geräte dieser Klasse auch ihre Nachteile:
- Die Betriebsqualität hängt von der Lastanzeige ab.
- Während des Betriebs werden externe elektromagnetische Störungen erzeugt.
- Instabiler Betrieb bei geringer Belastung.
- Hohe Gewichte und Größen.
- Geräusche während des Betriebs.
Den meisten modernen Modellen fehlen solche Nachteile, aber sie zeichnen sich durch erhebliche Kosten aus, die manchmal höher sind als der Preis einer USV. Außerdem sind die Geräte nicht mit einem Voltmeter ausgestattet, so dass eine Einstellung nicht möglich ist.
Auswahltipps
Das Design von Gleichrichtern wird ständig verbessert, die Qualität ihrer Schaltkreise wird verbessert, was es ermöglicht, signifikante ferroresonante Überspannungen zu übertragen. Moderne Modelle zeichnen sich durch hohe Leistung, Abstimmgenauigkeit und lange Lebensdauer aus. Die Modi werden durch die Leistungseigenschaften des Geräts und dessen Typ festgelegt.
Die Hauptbedingung für die Wahl eines Ferroresonanzstabilisators ist der Ort seiner Verbindung. Normalerweise wird es am Eingang des Stromnetzes zum Raum oder in der Nähe von Haushaltsgeräten installiert. Wenn der Gleichrichter für alle Geräte installiert ist, müssen Geräte mit hoher Leistung ausgewählt und unmittelbar hinter der Schalttafel angeschlossen werden.
DIY Ferroresonant Spannungsregler
Ferroresonanzschaltungen sind für die handgefertigte Herstellung am einfachsten. Seine Funktion basiert auf der Wirkung der Magnetresonanz.
Das Design eines ziemlich leistungsstarken Gleichrichters vom Ferroresonanz-Typ kann aus drei Elementen zusammengesetzt werden:
- Primärgas;
- Sekundärgas;
- Kondensator.
Gleichzeitig geht die Einfachheit dieser Option mit einer Reihe von Unannehmlichkeiten einher. Ein leistungsstarker Normalisierer, der nach dem Ferroresonanzschema hergestellt wurde, ist massiv, sperrig und schwer.
