Ferrorezonantowy stabilizator napięcia od dawna jest aktywnie wykorzystywany nie tylko w życiu codziennym, ale także w przemyśle. Urządzenia tej klasy pozwalają na wyrównanie napięcia AC. Zasada działania opiera się na efekcie rezonansu elektromagnetycznego w obwodzie oscylacyjnym. Takie normalizatory mają wiele zalet, ale mają też swoje wady.
Zjawiska ferrorezonansu w sieciach elektrycznych
Głównymi czynnikami powodującymi zjawiska ferrorezonansu w sieciach elektrycznych są elementy typu pojemnościowego i indukcyjnego. Są zdolne do tworzenia obwodów oscylacyjnych podczas okresów przełączania. Efekt ten jest szczególnie zauważalny w transformatorach mocy, wzmacniaczach liniowych, obwodach bocznikowych i podobnych urządzeniach wyposażonych w masywne uzwojenie.
Zjawisko to ma 2 rodzaje: rezonans prądów i napięcia.
Ferrorezonans napięć jest możliwy, gdy w sieci występuje indukcyjność, charakteryzująca się nieliniową właściwością woltamperową. Ta cecha jest nieodłączna w cewkach indukcyjnych, w których rdzenie są wykonane z elementów ferromagnetycznych. Dotyczy to zwłaszcza prostowników linii NKF. To negatywne zjawisko wynika z małego wskaźnika rezystancji typu omowego i indukcyjnego w stosunku do transformatorów mocy.
Ferrorezonans w przekładniku napięciowym
Po pewnym czasie napięcie na elemencie indukcyjnym osiąga wartość szczytową, obwód magnetyczny jest zasilany, a napięcie na elemencie typu pojemnościowego nadal rośnie. Ferrorezonans w przekładniku napięciowym występuje, gdy napięcie cewki indukcyjnej i elementu pojemnościowego stają się równe.
Szybkie przejście przyłożonego napięcia z typu aktywno-indukcyjnego do typu aktywno-pojemnościowego jest określane jako „odwrócenie fazy”. Ten efekt jest niebezpieczny dla urządzeń elektrycznych.
Stabilizatory ferrorezonansowe
Prostowniki ferrorezonansowe nie są wyposażone we wbudowany woltomierz, co utrudnia pomiar napięcia wyjściowego sieci. Dostosowanie wartości napięcia własnymi rękami nie będzie działać. Stabilizatory ferrorezonansowe częściowo zniekształcają rzeczywiste odczyty, wartość błędu wynosi do 12%.
Ci, którzy korzystają z takich urządzeń przez długi czas, powinni pamiętać, że są one w stanie emitować pole magnetyczne, które może zakłócić prawidłowe działanie domowych urządzeń elektrycznych. Stabilizatory tej klasy są nastawiane fabrycznie, nie wymagają w życiu codziennym żadnych dodatkowych regulacji.
Wpływ stabilizatora na technikę
Ferrorezonansowy regulator napięcia, którego zasada nie jest prosta, wpływa na urządzenia gospodarstwa domowego w następujący sposób:
- Odbiornik radiowy - czułość odbioru sygnału może być zmniejszona, wskaźnik mocy wyjściowej jest znacznie zmniejszony.
- Centrum muzyczne - moc wyjściowa takiej techniki może zostać znacznie zmniejszona, kasowanie i zapisywanie nowych płyt jest znacznie osłabione.
- Telewizor - po podłączeniu do stabilizatora można zaobserwować znaczny spadek jakości obrazu na telewizorze, niektóre kolory nie są przesyłane poprawnie.
Udoskonalono obwód elektryczny nowoczesnych normalizatorów ferrorezonansowych, co pozwala im wytrzymać duże obciążenia. Takie urządzenia mogą zagwarantować dokładną regulację napięcia linii. Procedura korekcji realizowana jest przez transformator.
Tryby pracy
Tryby pracy stabilizatorów zależą od wielu czynników. Wskaźnik mocy i klasa urządzenia mają bezpośredni wpływ. Charakterystyki mocy urządzenia mogą być różne, należy je dobrać z uwzględnieniem rodzaju podłączanego sprzętu elektrycznego.
Tryby pracy prostownika zależą od następujących rodzajów obciążenia:
- indukcyjny;
- aktywny;
- pojemnościowy.
Aktywny ładunek w czystej postaci jest niezwykle rzadki. Jest potrzebny tylko w obwodach, w których zmienna wartość urządzenia nie jest ograniczona. Obciążenia pojemnościowe mogą być używane tylko dla tych prostowników, które mają małą moc.
Zasada działania stabilizatorów ferrorezonansowych
Napięcie wyjściowe generowane jest na zaciskach uzwojenia wtórnego. Do tego uzwojenia, które znajduje się na rdzeniu, jest podłączone obciążenie, ma mały przekrój i jest w stanie nasyconym. W przypadku anomalii w napięciu sieciowym i strumieniu magnetycznym jego wartość nie jest faktycznie modyfikowana, a wskaźnik EMF pozostaje niezmieniony. Podczas wzrostu strumienia magnetycznego część z nich zostanie zamknięta na boczniku magnetycznym.
Strumień magnetyczny przybiera kształt sinusoidalny i zbliżając się do wskaźnika amplitudy, jego wydzielona część przechodzi w stan nasycenia. W takim przypadku wzrost strumienia magnetycznego ustaje. Zamknięcie strumienia wzdłuż bocznika magnetycznego nastąpi dopiero po porównaniu wskaźnika strumienia magnetycznego ze wskaźnikiem amplitudy.
Obecność kondensatora umożliwia działanie stabilizatora ferrorezonansowego ze zwiększonym współczynnikiem mocy. Wskaźnik stabilizacji zależy od poziomu nachylenia krzywej typu poziomego względem odciętej. Nachylenie tego odcinka jest znaczne, dlatego bez wyposażenia pomocniczego nie da się uzyskać wysokiego poziomu stabilizacji.
Zalety i wady
Do kluczowych zalet prostowników ferrorezonansowych należą:
- odporność na przeciążenie;
- szeroki zakres wartości operacyjnych;
- szybkość regulacji;
- prąd przybiera postać sinusoidy;
- wysoka dokładność poziomowania.
Ale przy tych wszystkich zaletach urządzenia tej klasy mają swoje wady:
- Jakość funkcjonowania zależy od wskaźnika obciążenia.
- Podczas pracy generowane są zewnętrzne zakłócenia elektromagnetyczne.
- Niestabilna praca przy lekkich obciążeniach.
- Wysokie wskaźniki wagi i wymiarów.
- Hałas podczas pracy.
Większość nowoczesnych modeli jest pozbawiona takich wad, ale wyróżniają się sporym kosztem, czasem wyższym niż cena zasilacza UPS. Ponadto urządzenia nie są wyposażone w woltomierz, co uniemożliwia ich regulację.
Wskazówki dotyczące wyboru
Konstrukcja prostowników jest stale unowocześniana, poprawia się jakość ich obwodów, co umożliwia przenoszenie znacznych przepięć ferrorezonansowych. Nowoczesne modele wyróżniają się wysoką wydajnością, dokładnością strojenia i długą żywotnością.Tryby są ustawiane na podstawie charakterystyki mocy urządzenia i jego typu.
Głównym warunkiem wyboru stabilizatora ferrorezonansowego jest miejsce jego połączenia. Zwykle jest instalowany przy wejściu do sieci elektrycznej do pomieszczenia lub w pobliżu urządzeń gospodarstwa domowego. Jeśli prostownik jest zainstalowany dla wszystkich urządzeń, należy wybrać urządzenia o dużej mocy i podłączyć je bezpośrednio za rozdzielnicą.
DIY ferrorezonansowy regulator napięcia
Obwód ferrorezonansowy jest najprostszym do produkcji ręcznej. Jego działanie opiera się na efekcie rezonansu magnetycznego.
Konstrukcja dość potężnego prostownika ferrorezonansowego może być złożona z trzech elementów:
- dławik pierwotny;
- dławik wtórny;
- kondensator.
Co więcej, prostocie tej opcji towarzyszy cały szereg niedogodności. Potężny normalizator wykonany według schematu ferrorezonansowego okazuje się masywny, nieporęczny i ciężki.
