Источники питания генераторов плазмы, страница 23

                      (2.8-9.44.)

где  - напряжение на вторичной обмотке с числом витков ω_II, при идеальном трансформаторе; u_L - напряжение на эквивалентном ненасыщенном дросселе; u_{L.НС -} напряжение на эквивалентном насыщенном дросселе; U_III - напряжение, компенсирующее подъем кривой напряжения u = φ(А·n) на обмотке ω_II.

На основании (2.8-9.44.) построены эквивалентная схема на рисунке 1.9.e и кривые напряжений, поясняющие ее работу (см. рисунок 1.9.з).

Отметим, что в обеих рассмотренных конструкциях нет явно выраженных дросселей L_HС (рисунок 1.9.в) или L_g (рисунок 1.9.г), но размещение обмоток на сердечнике соответствующей конфигурации обеспечивает получение в нужных точках такого напряжения, как при наличии в схеме дросселя.

Рассмотренные стабилизаторы просты, надежны в работе и удобны в эксплуатации. Срок их службы практически не ограничен. Инерционность порядка нескольких периодов питающего напряжения. Однако они имеют ряд недостатков. Выходное напряжение таких стабилизаторов существенно зависит от частоты, величины и характера нагрузочного сопротивления. Вследствие работы сердечника в области насыщения, форма кривой выходного напряжения искажена и отличается от синусоидальной. По этой же причине велик намагничивающий ток, необходимый для достижения пологой части кривой В = f(Н). Насыщение сердечника способствует появлению внешних переменных магнитных полей рассеяния, которые могут нарушить нормальную работу спецаппаратуры. Стабилизаторы обладают малым коэффициентом мощности. Для их изготовления требуется большое количество стали и обмоточного провода.

П.1.5.2. Феррорезонансные стабилизаторы напряжения

Для стабилизации напряжения широко применяются электромагнитные стабилизаторы с конденсаторами. В этих стабилизаторах используется феррорезонанс токов или напряжений и поэтому их называют феррорезонансными.

Рассмотрим вольтамперные характеристики нелинейных реактивных звеньев последовательного (рисунок 1.10.а) и параллельного (рисунок 1.10.г) типов, составляющих основу феррорезонансных стабилизаторов напряжения.

При малых контурных токах Iк (рисунок 1.10.а) дроссель L_H.C, работая на линейном участке кривой намагничивания (с большой магнитной проницаемостью), представляет собой большое сопротивление и поэтому ток имеет индуктивный характер. По мере роста тока Iк дроссель переходит в режим насыщения и его индуктивное сопротивление падает. В точке 1 (рисунок 1.10.б) наступает явление феррорезонанса напряжений и напряжение на идеальном контуре (без потерь) U_K = U_LH.C - U_С = 0. При токах, превышающих резонансный, емкостное сопротивление превышает все уменьшающееся индуктивное и общее сопротивление контура, имеет емкостный характер. Так как в режиме насыщения напряжение U_LH.C мало изменяется, то кривая напряжения U_K, равного разности U_С и U_LH.C, на контуре будет располагаться почти параллельно линии U_С (рисунок 1.10.б).

На рисунке 1.10.д приведены вольтамперные характеристики нелинейного реактивного звена параллельного типа. Здесь, как и для звена последовательного типа, до насыщения сердечника дросселя последний представляет большое сопротивление и поэтому емкостный ток больше индуктивного. По мере насыщения сердечника сопротивление дросселя падает и становится равным сопротивлению конденсатора; наступает феррорезонанс токов (точка 1). Ток в общей цепи I_Σ для идеального контура при резонансе равен нулю. При дальнейшем росте тока через дроссель I_LH.C сердечник практически насыщается, сопротивление дросселя значительно уменьшается и ток I_Σ почти целиком определяется током I_LH.C. Контур для внешней цепи представляет индуктивное сопротивление. Зависимость U_K =f(I_Σ) такова, что изменение тока I_Σ в больших пределах вызывает незначительные изменения напряжения U_K. Если включить такой ферроконтур последовательно с линейным балластным дросселем L_б (рисунок 1.10.е), то большие изменения U_ВХ вызовут большие изменения как тока I_Σ, так и напряжения на балластном дросселе, но напряжение U_K, оно же выходное U_ВЫХ, будет почти неизменным. Как ясно из рисунка 1.10.д, при увеличении емкости С линия тока I_Σ пойдет более полого, что приведет к повышению коэффициента стабилизации и увеличению участка стабилизации (токи I_C и I_Σ), при увеличенной емкости показаны штрихом). Вольтамперная характеристика контура для абсолютных значений тока разместится в одном квадранте (кривая 1 на рисунке 1.10.ж).