Стабилизаторы переменного (гармонического) напряжения

Стабилизаторы переменного и постоянного напряжения имеют много общего. Для стабилизации переменного напряжения используются такие же способы и схемные решения, характеристики стабилизующих элементов имеют форму с ярко выраженным участком насыщения, подобную характеристике стабилитрона (см. параграф 2.4). При этом стабилизаторы гармонического напряжения имеют ряд особенностей:

• • для уменьшения потерь мощности их силовая часть строится на реактивных элементах, в частности в качестве стабилизирующих элементов используются НРЭ, а не активные элементы с нелинейными ВАХ;
• • форма их выходного напряжения, если не принять специальных мер, может значительно отличаться от формы входного. При искаженной форме выходного напряжения поддерживаться постоянными могут амплитудное, действующее или среднее значения;
• • при стабилизации выходного напряжения с использованием обратных связей цепь управления должна содержать преобразователь переменного напряжения в постоянное напряжение, которое сравнивается с опорным. При выборе преобразователя необходимо учитывать, какая из перечисленных выше величин поддерживается постоянной.

Рассмотрим аналог известной схемы (рис. 8.18, а) феррорезонансного стабилизатора на индуктивном СНРЭ параллельного типа с ампер-веберной характеристикой, представленной на рис. 8.18, в. Помимо СНРЭ стабилизатор содержит дроссель L_r, используемый в качестве гасящего сопротивления, конденсатор С и сопротивление нагрузки 7?_и. На рис. 8.18, б приведена схема замещения, в которой источник входного напряжения и_х вместе с дросселем L_v заменен согласно теореме об эквивалентном генераторе источником тока, а СНРЭ представлен эквивалентной индуктивностью L₀₎.

Рис. 8.18. Принципиальная (а) и эквивалентная (б) схемы стабилизатора и иллюстрация механизмов стабилизации напряжения (в, г).

Механизмы стабилизации. Можно указать два механизма стабилизации.

• 1. Ампер-веберная характеристика индуктивного СНРЭ параллельного типа имеет ярко выраженные участки насыщения. Поэтому по мере увеличения амплитуды I воздействующего на СНРЭ гармонического тока (Г — г") форма отклика потокосцепления |/(?) приближается к прямоугольной (см. рис. 8.18, в) и, следовательно, амплитуда первой гармоники потокосцепления *Р (и выходного напряжения U₂ = соТ) изменяется незначительно.
• 2. При малых амплитудах / тока эквивалентная индуктивность L₍₀ = '?_m/I_tn = L (см. рис. 8.18, в). С ростом амплитуды / эквивалентная индуктивность уменьшается. Если выбрать резонансную частоту со₍₎ контура выше частоты со колебаний источника, то частотная характеристика будет смещаться вправо (пунктир на рис. 8.18, г) и амплитуда напряжения U₂ начнет уменьшаться. Таким образом, расстройка контура, связанная с уменьшением L, дополнительно препятствует увеличению U₂.