Der ferroresonante Spannungsstabilisator wird seit langem nicht nur im Alltag, sondern auch in der Industrie aktiv eingesetzt. Mit Geräten dieser Klasse können Sie die Wechselspannung ausgleichen. Das Funktionsprinzip basiert auf der Wirkung elektromagnetischer Resonanz im Schwingkreis. Solche Normalisierer haben viele Vorteile, aber sie haben auch ihre Nachteile.
Ferroresonanzphänomene in elektrischen Netzen
Die Hauptursachen für Ferroresonanzphänomene in elektrischen Netzen sind kapazitive und induktive Elemente. Sie sind in der Lage, während Schaltperioden Schwingkreise zu bilden. Dieser Effekt macht sich besonders bei Leistungstransformatoren, Linearverstärkern, Shunt-Schaltungen und ähnlichen Geräten bemerkbar, die mit einer massiven Wicklung ausgestattet sind.
Dieses Phänomen ist von 2 Arten: Resonanz von Strömen und Spannung.
Ferroresonanz von Spannungen ist möglich, wenn eine Induktivität im Netzwerk vorhanden ist, die durch eine nichtlineare Volt-Ampere-Eigenschaft gekennzeichnet ist. Diese Eigenschaft ist Induktoren inhärent, deren Kerne aus ferromagnetischen Komponenten bestehen. Dies gilt insbesondere für Gleichrichter der NKF-Reihe. Dieses negative Phänomen ist auf einen kleinen Indikator für Widerstände ohmscher und induktiver Art in Bezug auf Leistungstransformatoren zurückzuführen.
Ferroresonanz in einem Spannungswandler
Am Ende einer bestimmten Zeitdauer wird die Spannung am induktiven Element Spitzenwert, der Magnetkreis wird gespeist und die Spannung an der kapazitiven Komponente steigt weiter an. Ferroresonanz in einem Spannungswandler tritt auf, wenn die Spannung der Induktivität und des kapazitiven Elements gleich 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.
Ferroresonante Stabilisatoren
Ferroresonante Gleichrichter sind nicht mit einem eingebauten Voltmeter ausgestattet, was die Messung der Ausgangsspannung des Netzes erschwert. Es funktioniert nicht, den Spannungswert mit Ihren eigenen Händen einzustellen. Ferroresonante Stabilisatoren verfälschen teilweise reale Messwerte, der Fehlerwert beträgt bis zu 12%.
Diejenigen, die solche Geräte lange Zeit verwenden, sollten daran denken, dass sie in der Lage sind, ein Magnetfeld auszusenden, das die ordnungsgemäße Funktion von elektrischen Haushaltsgeräten stören kann. Stabilisatoren dieser Klasse sind werkseitig eingestellt, sie erfordern keine zusätzlichen Anpassungen im Alltag.
Der Einfluss des Stabilisators auf die Technik
Der ferroresonante Spannungsregler, dessen Prinzip nicht einfach ist, wirkt sich wie folgt auf Haushaltsgeräte aus:
- Funkempfänger - die Empfindlichkeit des Signalempfangs kann reduziert werden, die Ausgangsleistungsanzeige wird erheblich reduziert.
- Musikzentrum - Die Ausgangsleistung einer solchen Technik kann erheblich reduziert werden, das Löschen und Beschreiben neuer Discs wird erheblich beeinträchtigt.
- Fernseher - Wenn Sie an den Stabilisator angeschlossen sind, können Sie eine deutliche Verschlechterung der Bildqualität auf dem Fernseher feststellen, einige Farben werden nicht richtig übertragen.
Der Stromkreis moderner ferroresonanter Normalisierer wurde verbessert, sodass sie hohen Belastungen standhalten können. Solche Geräte können eine genaue Netzspannungsregelung gewährleisten. Der Korrekturvorgang wird von einem Transformator durchgeführt.
Betriebsarten
Die Betriebsarten der Stabilisatoren hängen von mehreren Faktoren ab. Die Betriebsanzeige und die Klasse des Gerätes haben direkten Einfluss. Die Leistungsmerkmale des Geräts können unterschiedlich sein, sie müssen unter Berücksichtigung der Art der anzuschließenden elektrischen Ausrüstung ausgewählt werden.
Die Betriebsarten des Gleichrichters hängen von folgenden Lastarten ab:
- induktiv;
- aktiv;
- kapazitiv.
Eine aktive Belastung in reiner Form ist äußerst selten. Es wird nur in Stromkreisen benötigt, bei denen der variable Wert des Geräts nicht begrenzt ist. Kapazitive Lasten können nur für Gleichrichter mit geringer Leistung verwendet werden.
Das Funktionsprinzip von ferroresonanten Stabilisatoren
Die Ausgangsspannung wird an den Klemmen der Sekundärwicklung erzeugt. An diese Wicklung ist eine Last angeschlossen, die sich auf dem Kern befindet, einen kleinen Querschnitt hat und sich in einem gesättigten Zustand befindet. Bei Anomalien der Netzspannung und des magnetischen Flusses wird sein Wert nicht geändert und die EMF-Anzeige bleibt unverändert. Während der Zunahme des magnetischen Flusses wird ein Teil davon am magnetischen Shunt geschlossen.
Der magnetische Fluss nimmt eine Sinusform an und wenn er sich dem Amplitudenindikator nähert, geht sein separater Abschnitt in den Sättigungsmodus über. In diesem Fall stoppt die Zunahme des magnetischen Flusses. Die Schließung des Flusses entlang des magnetischen Shunts wird nur durchgeführt, wenn der Magnetflussindikator mit dem Amplitudenindikator verglichen wird.
Das Vorhandensein eines Kondensators ermöglicht es dem ferroresonanten Stabilisator, mit einem erhöhten Leistungsfaktor zu arbeiten. Der Stabilisierungsindex hängt von der Höhe der Steigung der Kurve vom horizontalen Typ bezüglich der Abszisse ab. Die Steigung dieses Abschnitts ist erheblich, daher ist es ohne Zusatzausrüstung unmöglich, ein hohes Maß an Stabilisierung zu erreichen.
Vorteile und Nachteile
Zu den wichtigsten Vorteilen von ferroresonanten Gleichrichtern gehören:
- Überlastfestigkeit;
- breites Spektrum an Betriebswerten;
- Geschwindigkeit der Anpassung;
- der Strom nimmt die Form eines Sinus an;
- hohe Nivelliergenauigkeit.
Aber bei all diesen Vorteilen haben Geräte dieser Klasse ihre eigenen Nachteile:
- Die Funktionsqualität hängt von der Lastanzeige ab.
- Während des Betriebs werden externe elektromagnetische Störungen erzeugt.
- Instabiler Betrieb bei leichten Lasten.
- Hohe Indikatoren für Gewicht und Abmessungen.
- Geräusch während des Betriebs.
Die meisten modernen Modelle sind frei von solchen Nachteilen, 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, was eine Justierung unmöglich macht.
Auswahltipps
Das Design der Gleichrichter wird ständig modernisiert, die Qualität ihrer Schaltungen verbessert sich, wodurch erhebliche ferroresonante Überspannungen übertragen werden können. Moderne Modelle zeichnen sich durch eine hohe Leistung, Stimmgenauigkeit und eine lange Lebensdauer aus.Die Modi werden durch die Leistungsmerkmale des Geräts und seinen Typ festgelegt.
Die Hauptbedingung für die Auswahl eines ferroresonanten Stabilisators ist der Ort seiner Verbindung. Normalerweise wird es am Eingang des Stromnetzes zum Raum oder in der Nähe von Haushaltsgeräten installiert. Wenn für alle Geräte ein Gleichrichter installiert ist, müssen Geräte mit hoher Leistung ausgewählt und direkt hinter der Schalttafel angeschlossen werden.
DIY ferroresonanter Spannungsregler
Der Ferroresonanzkreis ist der einfachste für die Handfertigung. Seine Funktionsweise basiert auf der Wirkung der Magnetresonanz.
Das Design eines ziemlich leistungsstarken ferroresonanten Gleichrichters kann aus drei Elementen zusammengesetzt werden:
- Primärdrossel;
- Sekundärdrossel;
- Kondensator.
Darüber hinaus geht die Einfachheit dieser Option mit einer ganzen Reihe von Unannehmlichkeiten einher. Ein leistungsstarker Normalisierer, der nach dem ferroresonanten Schema hergestellt wurde, erweist sich als massiv, schwerfällig und schwer.
