Стабілізатори з дроселем насичення
Для отримання великої індуктивності в фільтрах застосовуються дроселі зі сталевим сердечником.
Особливістю роботи такого дроселя в якості послідовного елемента фільтра є те, що по його обмотці протікає постійна складова струму, що викликає намагнічування сердечника.
Дроселем насичення називається електромагніт-ний регулюючий апарат змін-ного струму, індуктивний опір якого змінюється за допомогою управ-ляемого подмагничивающего постійного-ного струму.
Дросель насичення має робочу обмотку (обмотку змінного струму) та одну або кілька обмоток подмагничивания. Магнітна ланцюг являє собою сталевий замкнутий сердечник.
На рис. 32 показано схематичне зображення однофаз-ного і трифазного дроселів насичення на електричних схе-мах. Робочі обмотки зазвичай зображуються жирною лінією.
Малюнок 32 - Зображення однофаз-ного і трифазного дроселів насичення на електричних схе-мах
Якщо сердечник дроселя не має повітряного зазору, то він намагнічується до насичення. При цьому зміни напруженості магнітного поля (Н), пропорційні змінам струму, що протікає, викликають незначні зміни індукції (рис. 33, крива 1 намагнічування стали ділянку а-б-1).
Відношення приросту індукції до приросту напруженості магнітного поля є динамічною магнітною проникністю на приватному циклі намагнічування:
На ділянці а-б кривої 1, відповідному насиченню сердечника, магнітна проникність дуже мала, так як мало приріст індукції: а-б = В2 - В1.
Індуктивність дроселя, а, отже, і коефіцієнт фільтрації фільтру пропорційний магнітній проникності і при насиченні теж матимуть дуже малу величину. Щоб сердечник ні насичений, в магнітну ланцюг вводиться повітряний зазор (рис. 33). Магнітний опір ланцюга збільшується, і насичення настає при більшій величині напруженості магнітного поля, т. Е. При великих значеннях постійного струму (див. Рис. 33, крива II). Тоді при тій же величині постійної складової струму крива намагнічування буде ще досить крутий і магнітна проникність на ділянці а-б збільшиться (велике а-б = В4-В), а, отже, зросте коефіцієнт фільтрації ланки фільтра.
Величина оптимального повітряного зазору залежить від величин постійної і змінної складових струму, числа витків і розмірів дроселя.
Конструктивно дросель фільтра являє собою котушку мідного ізольованого проводу, намотаного на каркас, який поміщається на середньому стрижні сердечника, зібраного з Ш - образних пластик трансформаторної сталі. Пластини ізолюються одна від одної лаком або папером для зменшення втрат на вихрові струми і збираються встик, а величина зазору регулюється спеціальною ізоляційною прокладкою.
Принцип дії дроселя насичення заснований на зміні магнітної проникності феромагнітних матеріалів при підмагнічування сердечника постійним струмом. При насиченні феромагнітних матеріалів збільшується їх магнітне опору-тивление. Це призводить до зменшення величини магнітного по-струму, створюваного ампер-витками змінного струму, а слідові-тельно, і до зменшення е. д. з. самоіндукції, що наводиться в цих обмотках. Таким чином, індуктивне опір робочих обмоток дроселя насичення при збільшенні струму підмагнічування зменшується. Зменшення струму в обмотці підмагнічування призводить до збільшення індуктивного опору рабо-чих обмоток.
На рис. 34 зображена схема включення дроселя насичення для ручного регулювання напруги і струму на споживача Z.
Робоча обмотка дроселя насичення включена послідовно зі споживачем. Для регулювання величини індуктивного опору цієї обмотки служить ланцюг подмагничивания, що включає в себе джерелом-ник постійного струму Е, реостат R і обмотку управління wу.
Малюнок 34 - Схема включення дроселя насичення
Зміною величини опору R можна регулювати величину струму, що проходить через обмотку управління. Якщо, наприклад, напруга на споживача з якої-небудь причини стало менше, то для збільшення цієї напруги до потрібної величини необхідно збільшити
ток підмагнічування, що досягається зміною вели-чини опору R. Збільшення струму в обмотці w призведе до насичення сердечника дроселя насичення, і індуктивне опір його робочої обмотки стане менше. Відбудеться перерозподіл напружень між дроселем і споживачем, в результаті якого напруга на дроселі стане менше, а на споживача зросте. Для контролю за величиною напруги-ня на споживача служить вольтметр.
Дроселі насичення, що застосовуються в якості регулюючих пристроїв, мають ряд переваг перед іншими ви-дами регуляторів. Зазначимо на деякі з них:
1) плавність регулювання;
2) широкий діапазон регулювання величини індуктивного опору дроселя;
3) регулювання можна виробляти під навантаженням;
4) дроселі насичення не мають сильно нагріваються частин і іскрять контактів і тому безпечні в пожежному відношенні;
5) завдяки малим втрат активної потужності установки з дроселями насичення мають високий ККД;
6) потужність, що витрачається на нагрів обмотки підмагнічування, незначна (становить 2-5% від регульованої потужності;
7) можливість автоматичного регулювання при порівняй-котельної простоті регулюючих пристроїв.
Завдяки перерахованим властивостям дроселі насичення широко застосовуються як для ручного, так і для автоматичного регулювання напруги і струму.
Недоліками дроселів насичення явля-ються:
- необхідність джерела постійного струму;
- поглинання реактивної потужності при роботі в якості апарату, що регулює струм або напруга, і зменшення величини коефіцієнта потужності;
- спотворення форми кривої струму і напруги в ланцюзі, в ко-торую включений дросель.
Однак застосування спеціальних схем значно зменшує спотворення, а для трифазних дроселів спотворення цього виду можуть бути практично повністю устра-нени.
Генерація сторінки за: 0.007 сек.