317 (13)

634 25. Obwody nieliniowe prądu okresowego

z pojemnościowego staje się indukcyjny i odwrotnie, z indukcyjnego staje się pojemnościowy. Ferrorezonans prądów występuje tylko w obwodach nieliniowych, zawierających połączenie równoległe cewki z rdzeniem stalowym i kondensatora. Inną cechą tego zjawiska jest to, że w przeciwieństwie do obwodów liniowych ferrorezonans prądów osiąga się przez zmianę prądu / dopływającego do połączenia przy stałej częstotliwości.

25.7.3. Stabilizacja napięcia

Stabilizatorem napięcia nazywamy czwórnik, w którym znaczna zmiana napięcia wejściowego powoduje nieznaczną zmianę napięcia wyjściowego. Zastosowanie stabilizatorów umożliwia zatem zasilanie urządzeń elektrycznych napięciami o praktycznie stałej wartości skutecznej, niezależnej od zmian napięcia sieci zasilającej.

Istnieją różne typy stabilizatorów napięcia. W dalszym ciągu ograniczymy się jedynie do omówienia zasadniczej koncepcji stabilizatora na podstawie szeregowego połączenia cewki z rdzeniem stalowym i kondensatora (rys. 25.43).

2

“2

■o2' Rys. 25.43. Schemat prostego stabilizatora ferromagnetycznego

Na rysunku 25.44 podane są charakterystyki l/,(/) połączenia szeregowego cewki i kondensatora oraz U₂(I) cewki z rdzeniem stalowym. Stwierdzamy, że stosunkowo dużej zmianie A{7, napięcia wejściowego odpowiada mała zmiana AU₂ napięcia wyjściowego.

Na podstawie charakterystyk z rys. 25.44 można skonstruować krzywą przedstawiającą zależność napięcia wyjściowego U₂ od napięcia wejściowego U_t. Przy

Rys. 25.44. Charakterystyki stabilizatora z rys. Rys. 25.45. Zależność między napięciami U_t, U2 25.43    w układzie z rys. 25.43

25.7. Ferrorezonans napięć i prądów

635

r

konstrukcji należy wziąć pod uwagę zmiany skokowe napięcia U₂ występujące przy stopniowym powiększaniu lub zmniejszaniu napięcia U_x. Krzywa U₂=f(U_l) pokazana jest na rys. 25.45, przy czym strzałkami oznaczone są gałęzie odpowiadające zwiększaniu napięcia l/, od 0 oraz zmniejszaniu tego napięcia do 0.

Przy dostatecznie dużych wartościach [/, zależność U₂ = /([/,) jest zbliżona do linii prostej, równoległej do osi (/,. Z tego powodu wartość skuteczna U₂ napięcia w yjściowego jest praktycznie stała, a więc dużej zmianie AU₁ napięcia wejściowego odpowiada mała zmiana A U ₂ napięcia wyjściowego.

Stabilizatory napięcia charakteryzuje się za pomocą współczynnika stabilizacji

k =

At/, At/₂

~u\^:~u7’

(25.61)

przy czym t/,, U₂ — wartości skuteczne napięć: wejściowego i wyjściowego, At/,, AU₂ — odpowiadające sobie zmiany napięć na wejściu i na wyjściu stabilizatora. Łatwo zauważyć, że im większa jest wartość współczynnika stabilizacji, tym lepsze są własności stabilizacyjne obwodu.

Stabilizację napięcia wyjściowego można uzyskać tylko za pomocą czwórników zbudowanych z elementów nieliniowych. W czwórnikach liniowych bowiem napięcia: wyjściowe i wejściowe są do siebie proporcjonalne przy stałej częstotliwości, wskutek czego współczynnik stabilizacji k = 1.

25.8. Potrojenie częstotliwości

25.8.1. Układ zawierający trzy cewki nieliniowe

Rozpatrzymy symetryczny układ trójfazowy złożony z symetrycznego generatora połączonego w gwiazdę i z symetrycznego odbiornika utworzonego przez trzy jednakowe cewki z rdzeniami stalowymi połączone w gwiazdę (rys. 25.46). Przypuśćmy, że generator wytwarza symetryczny układ napięć o pulsacji o.

Rys. 25.46. Układ realizujący potrojenie częstotliwości, który zawiera trzy cewki nieliniowe