Lo stabilizzatore di tensione ferroresonante è stato a lungo attivamente utilizzato non solo nella vita di tutti i giorni, ma anche nell'industria. I dispositivi di questa classe consentono di equalizzare la tensione CA. Il principio di funzionamento si basa sull'effetto della risonanza elettromagnetica nel circuito oscillatorio. Tali normalizzatori hanno molti vantaggi, ma hanno anche i loro svantaggi.
Fenomeni di ferroresonanza nelle reti elettriche
I principali fattori che generano fenomeni di ferroresonanza nelle reti elettriche sono elementi di tipo capacitivo e induttivo. Sono in grado di formare circuiti oscillatori durante i periodi di commutazione. Questo effetto è particolarmente evidente nei trasformatori di potenza, booster di boost lineare, circuiti di shunt e dispositivi simili che sono dotati di un avvolgimento massiccio.
Questo fenomeno è di 2 tipi: risonanza di correnti e tensione.
La ferroresonanza di tensione è possibile quando vi è un'induttanza nella rete caratterizzata da una proprietà di corrente-tensione non lineare. Questa caratteristica è caratteristica degli induttori, in cui i nuclei sono realizzati con componenti ferromagnetici. Ciò è particolarmente vero per i raddrizzatori della linea NKF. Un fenomeno così negativo è causato da un piccolo indicatore della resistenza dei tipi ohmici e induttivi rispetto ai trasformatori di potenza.
Ferroresonanza in un trasformatore di tensione
Quando il trasformatore di tensione è collegato alla rete, si formano circuiti LC combinati in sequenza, che sono un circuito di tipo risonante. Quando l'elemento induttivo con la proprietà corrente-tensione non lineare è collegato in serie all'elemento di tipo capacitivo, la tensione in questa zona del circuito è caratterizzata come attiva-induttiva.
Alla fine di un certo periodo di tempo, il valore della tensione sull'elemento induttivo diventa picco, il circuito magnetico viene alimentato e la tensione sul componente di tipo capacitivo continua a crescere. La ferroresonanza in un trasformatore di tensione si verifica quando la tensione dell'induttanza e l'elemento capacitivo diventano equivalenti.
La rapida transizione della tensione applicata dal tipo attivo-induttivo al tipo attivo-capacitivo viene definita inversione di fase. Questo effetto è pericoloso per gli apparecchi elettrici.
Stabilizzatori ferroresonanti
I raddrizzatori a ferroresonanti non sono dotati di un voltmetro incorporato, il che rende difficile misurare l'indicatore della tensione di uscita della rete. La regolazione del valore di tensione con le proprie mani non funzionerà. Gli stabilizzatori del tipo a ferroresonanza distorcono parzialmente le letture reali, l'errore è fino al 12%.
Coloro che utilizzano tali dispositivi da molto tempo dovrebbero ricordare che sono in grado di emettere un campo magnetico, che può interferire con il corretto funzionamento delle apparecchiature elettriche domestiche. Gli stabilizzatori di questa classe sono configurati in fabbrica, non richiedono alcuna impostazione aggiuntiva nella vita di tutti i giorni.
L'effetto dello stabilizzatore sulla tecnica
Uno stabilizzatore di tensione ferroresonante, il cui principio non è semplice, agisce sugli elettrodomestici come segue:
- Ricevitore radio: la sensibilità della ricezione del segnale può essere ridotta, l'indicatore della potenza di uscita è significativamente ridotto.
- Music center: la potenza di uscita di tali apparecchiature può diminuire in modo significativo, la cancellazione e la registrazione di nuovi dischi è notevolmente deteriorata.
- TV: quando è collegato a uno stabilizzatore, è possibile osservare una riduzione significativa della qualità dell'immagine sulla TV, i singoli colori non vengono trasmessi correttamente.
Il circuito elettrico dei moderni normalizzatori di tipo ferroresonance è stato migliorato, il che consente loro di sopportare carichi pesanti. Tali dispositivi possono garantire una regolazione fine della tensione di rete. La procedura di correzione viene eseguita dal trasformatore.
Modalità operative
Le modalità operative degli stabilizzatori dipendono da una serie di fattori. Il fattore di potenza e la classe del dispositivo hanno un effetto diretto. Le caratteristiche di potenza del dispositivo possono essere diverse, devono essere selezionate tenendo conto del tipo di apparecchiatura elettrica da collegare.
Le modalità operative del raddrizzatore dipendono da questi tipi di carico:
- induttivo
- attivo;
- capacitivo.
Il carico attivo nella sua forma pura è estremamente raro. È necessario solo in quei circuiti in cui il valore variabile del dispositivo non ha restrizioni. I carichi capacitivi possono essere utilizzati solo per quei raddrizzatori a bassa potenza.
Il principio di funzionamento degli stabilizzatori ferroresonanti
L'avvolgimento di tipo primario a cui viene applicata la tensione di ingresso si trova sul circuito magnetico. Ha una grande sezione trasversale, che consente di mantenere il nucleo in uno stato insaturo. All'ingresso, la tensione forma flussi magnetici.
Una tensione di uscita è formata ai terminali dell'avvolgimento secondario. Un carico, che si trova sul nucleo, ha una piccola sezione trasversale ed è in uno stato saturo collegato a questo avvolgimento. In caso di anomalie nella tensione di rete e nel flusso magnetico, il suo valore non viene effettivamente modificato e l'indicatore EMF rimane invariato. Durante un aumento del flusso magnetico, una certa parte di esso verrà chiusa su uno shunt magnetico.
Il flusso magnetico assume una forma sinusoidale e quando si avvicina all'indice di ampiezza, la sua sezione individuale passa in modalità di saturazione. L'aumento del flusso magnetico si arresta. La chiusura del flusso lungo lo shunt magnetico verrà eseguita solo quando l'indice di flusso magnetico viene confrontato con l'ampiezza.
La presenza di un condensatore consente allo stabilizzatore ferroresonante di funzionare con un fattore di potenza maggiore. Il tasso di stabilizzazione dipende dal livello della pendenza della curva di tipo orizzontale rispetto all'ascissa. La pendenza di questa sezione è significativa, quindi è impossibile trovare un alto livello di stabilizzazione senza attrezzature ausiliarie.
Vantaggi e svantaggi
Tra i principali vantaggi dei raddrizzatori ferroresonanti ci sono:
- resistenza ai sovraccarichi;
- ampia gamma di valori operativi;
- velocità di regolazione;
- la corrente assume la forma di un seno;
- elevata precisione di livellamento.
Ma con tutti questi vantaggi, i dispositivi di questa classe hanno anche i loro svantaggi:
- La qualità del funzionamento dipende dall'indicatore di carico.
- Durante il funzionamento, vengono generate interferenze elettromagnetiche esterne.
- Funzionamento instabile con carichi leggeri.
- Alti pesi e dimensioni.
- Rumore durante il funzionamento.
La maggior parte dei modelli moderni non presenta tali svantaggi, ma si distingue per un costo considerevole, a volte superiore al prezzo di un UPS. Inoltre, i dispositivi non sono dotati di un voltmetro, il che rende impossibile regolarli.
Suggerimenti per la selezione
Il design dei raddrizzatori viene costantemente aggiornato, la qualità dei loro circuiti viene migliorata, il che consente di trasferire significative sovratensioni ferroresonanti. I modelli moderni si distinguono per un alto livello di prestazioni, precisione di messa a punto e una lunga durata. Le modalità sono impostate dalle caratteristiche di potenza del dispositivo e dal suo tipo.
La condizione principale per la scelta di uno stabilizzatore ferroresonante è il luogo della sua connessione. Di solito è installato all'ingresso della rete elettrica nella stanza o vicino agli elettrodomestici. Se il raddrizzatore è installato per tutte le apparecchiature, è necessario selezionare i dispositivi con un livello di potenza elevato e collegarli immediatamente dietro il centralino.
Regolatore di tensione ferroresonante fai-da-te
I circuiti di ferroresonanza sono i più semplici per la produzione artigianale. Il suo funzionamento si basa sull'effetto della risonanza magnetica.
Il design di un raddrizzatore di tipo ferroresonance abbastanza potente può essere assemblato da tre elementi:
- acceleratore primario;
- acceleratore secondario;
- condensatore.
Allo stesso tempo, la semplicità di questa opzione è accompagnata da tutta una serie di inconvenienti. Un potente normalizzatore realizzato secondo lo schema di ferroresonanza risulta massiccio, voluminoso e pesante.
