Ferorezonanční stabilizátor napětí: výhody a nevýhody

Ferorezonanční stabilizátor napětí se již dlouho aktivně používá nejen v každodenním životě, ale také v průmyslu. Zařízení této třídy umožňují vyrovnat střídavé napětí. Princip činnosti je založen na účinku elektromagnetické rezonance v oscilačním obvodu. Tito normalizátoři mají mnoho výhod, ale mají také své nevýhody.

Ferorezonanční jevy v elektrických sítích

Hlavními faktory, které vedou k ferorezonančním jevům v elektrických sítích, jsou prvky kapacitního a indukčního typu. Jsou schopné tvořit oscilační obvody během spínacích období. Tento efekt je zvláště patrný u výkonových transformátorů, lineárních zesilovačů, bočních obvodů a podobných zařízení, která jsou vybavena masivním vinutím.

Tento jev má dva typy: rezonanci proudů a napětí.

Ferorezonance napětí je možná, když je v síti indukčnost, charakterizovaná nelineární voltampérovou vlastností. Tato vlastnost je vlastní induktorům, kde jsou jádra vyrobena z feromagnetických komponent. To platí zejména pro usměrňovače řady NKF. Tento negativní jev je způsoben malým indikátorem odporu ohmických a indukčních typů ve vztahu k výkonovým transformátorům.

Ferorezonance v transformátoru napětí

Když je k síti připojen transformátor napětí, vytvoří se v něm sériově uspořádané LC obvody, které jsou obvodem rezonančního typu. Když je indukční prvek s nelineární vlastností proudového napětí zapojen do série s prvkem kapacitního typu, je napětí v této zóně obvodu charakterizováno jako aktivní-indukční.

Na konci určitého časového období se napětí na indukčním prvku stane špičkovým, magnetický obvod je napájen a napětí na komponentě kapacitního typu stále stoupá. Ferorezonance v napěťovém transformátoru nastává, když se napětí induktoru a kapacitního prvku vyrovná.

Rychlý přechod aplikovaného napětí z aktivně-indukčního typu na aktivní-kapacitní se označuje jako „fázový reverz“. Tento účinek je pro elektrické spotřebiče nebezpečný.

Ferorezonanční stabilizátory

Ferorezonanční usměrňovače nejsou vybaveny vestavěným voltmetrem, což ztěžuje měření výstupního napětí ze sítě. Nastavení hodnoty napětí pomocí vlastních rukou nebude fungovat. Ferorezonanční stabilizátory částečně zkreslují skutečné hodnoty, chybová hodnota je až 12%.

Ti, kteří používají tato zařízení po dlouhou dobu, by si měli pamatovat, že jsou schopni vyzařovat magnetické pole, které může narušit správné fungování domácích elektrických spotřebičů. Stabilizátory této třídy jsou nastaveny ve výrobě; nevyžadují v každodenním životě žádné další úpravy.

Vliv stabilizátoru na techniku

Ferorezonanční regulátor napětí, jehož princip není jednoduchý, ovlivňuje domácí spotřebiče následovně:

• Rádiový přijímač - lze snížit citlivost příjmu signálu, výrazně snížit indikátor výstupního výkonu.
• Hudební centrum - výstupní výkon takové techniky lze výrazně snížit, mazání a zápis nových disků je výrazně narušen.
• TV - po připojení ke stabilizátoru můžete pozorovat výrazné snížení kvality obrazu na TV, některé barvy se nepřenášejí správně.

Byl vylepšen elektrický obvod moderních normalizátorů ferorezonančního typu, což jim umožňuje odolat velkému zatížení. Taková zařízení mohou zaručit přesnou regulaci síťového napětí. Postup korekce se provádí transformátorem.

Provozní režimy

Provozní režimy stabilizátorů závisí na řadě faktorů. Indikátor napájení a třída zařízení mají přímý vliv. Výkonové charakteristiky zařízení se mohou lišit, musí být zvoleny s ohledem na typ připojeného elektrického zařízení.

Režimy činnosti usměrňovače závisí na následujících typech zátěže:

• induktivní;
• aktivní;
• kapacitní.

Aktivní zatížení v čisté formě je extrémně vzácné. Je to nutné pouze v obvodech, kde není omezena proměnná hodnota zařízení. Kapacitní zátěže lze použít pouze pro ty usměrňovače, které mají nízký výkon.

Princip činnosti ferorezonančních stabilizátorů

Primární vinutí, které přijímá vstupní napětí, je umístěno na magnetickém obvodu. Má velký průřez, který udržuje jádro nenasycené. Na vstupu tvoří napětí magnetické toky.

Výstupní napětí je generováno na svorkách sekundárního vinutí. K tomuto vinutí, které je na jádře, má malý průřez a je v nasyceném stavu, je připojena zátěž. V případě anomálií v síťovém napětí a magnetickém toku se jeho hodnota ve skutečnosti nezmění a indikátor EMF zůstane nezměněn. Během zvyšování magnetického toku bude část magnetického toku uzavřena.

Magnetický tok má sinusový tvar a když se přiblíží k indikátoru amplitudy, jeho samostatná část přejde do režimu nasycení. V tomto případě se nárůst magnetického toku zastaví. Uzavření toku podél magnetického bočníku bude provedeno pouze tehdy, když je indikátor magnetického toku porovnán s ukazatelem amplitudy.

Přítomnost kondenzátoru umožňuje, aby ferorezonantní stabilizátor pracoval se zvýšeným účinníkem. Stabilizační index závisí na úrovni sklonu křivky horizontálního typu vzhledem k úsečce. Sklon tohoto úseku je značný, proto je nemožné dosáhnout vysoké úrovně stabilizace bez pomocného zařízení.

Výhody a nevýhody

Mezi klíčové výhody ferorezonančních usměrňovačů patří:

• odolnost proti přetížení;
• široký rozsah provozních hodnot;
• rychlost nastavení;
• proud má podobu sinusu;
• vysoká přesnost nivelace.

Ale se všemi těmito výhodami mají zařízení této třídy své vlastní nevýhody:

• Kvalita fungování závisí na ukazateli zatížení.
• Během provozu dochází k vnějšímu elektromagnetickému rušení.
• Nestabilní provoz při malém zatížení.
• Vysoké ukazatele hmotnosti a rozměrů.
• Hluk během provozu.

Většina moderních modelů takové nevýhody postrádá, ale vynikají značnými náklady, někdy vyššími než cena UPS. Zařízení také nejsou vybavena voltmetrem, což znemožňuje jejich nastavení.

Tipy pro výběr

Konstrukce usměrňovačů se neustále modernizuje, zlepšuje se kvalita jejich obvodů, což umožňuje přenášet významná ferorezonanční přepětí. Moderní modely se vyznačují vysokou úrovní výkonu, přesností ladění a dlouhou životností.Režimy jsou nastaveny podle výkonových charakteristik zařízení a jeho typu.

Hlavní podmínkou pro výběr ferorezonančního stabilizátoru je místo jeho připojení. Obvykle se instaluje u vchodu do elektrické sítě do místnosti nebo v blízkosti domácích spotřebičů. Pokud je nainstalován usměrňovač pro všechna zařízení, je nutné vybrat zařízení s vysokou úrovní výkonu a připojit je bezprostředně za rozvaděč.

DIY ferorezonanční regulátor napětí

Ferorezonanční obvod je nejjednodušší pro ruční výrobu. Jeho fungování je založeno na účinku magnetické rezonance.

Konstrukci poměrně výkonného usměrňovače ferorezonančního typu lze sestavit ze tří prvků:

• primární tlumivka;
• sekundární tlumivka;
• kondenzátor.

Jednoduchost této možnosti je navíc doprovázena celou řadou nepříjemností. Silný normalizátor vyrobený podle ferorezonantního schématu se ukázal být masivní, těžkopádný a těžký.