CC BY
76
• 7universum.com
UNIVERSUM:
, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ФЕРРОРЕЗОНАНСНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКА
Расулов Абдулхай Нарходжаевич
кандидат технических наук, доцент, Ташкентский государственный технический университет, 100095, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Университетская, 2
Рузиназаров Миржалол Рахмонбердиевич
ассистент, Ташкентский государственный технический университет, 100095, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Университетская, 2
FERRORESONANT DEVICES FOR CURRENT STABILIZATION
Rasulov Abdulkhay
Candidate of Technical Sciences, associate professor, Tashkent state technical university, 100095, Republic of Uzbekistan, Tashkent, University Str., 2
Ruzinazarov Mirzhalol
assistant, Tashkent state technical university, 100095, Republic of Uzbekistan, Tashkent, University Str., 2
АННОТАЦИЯ
В статье рассмотрены вопросы стабилизации однофазных нагрузок с применением феррорезонансных контуров при питании от трехфазной и однофазной систем. При этом параллельный феррорезонансный контур включенный последовательно с линейной индуктивностью имеет S-образную характеристику с широкой зоной отрицательного участка. Для компенсации отрицательного участка S-образной характеристики рассматриваемой феррорезонансной цепи используются характеристики линейных реактивных элементов, подключенных к различным фазам трехфазной сети. Заряжаемый
Расулов А.Н., Рузиназаров М.Р. Феррорезонансные устройства для стабилизации тока // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2016. № 3-4 (25) . URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/3080
объект подключается между нулевой точкой питающей сети и общей точкой устройства через многовыходной согласующий трансформатор и выпрямитель мостового типа. Дифференциальные уравнения, описывающие стабилизатора тока, решаются методом учета основной гармоники. На основе принятых безразмерных величин для удобства построения регулировочной характеристики уравнения приводятся в безразмерному виду. За базисную величину магнитного потока выбрано значение потока соответствующей резонансной точки нелинейного колебательного контура. Приведены схема мостового варианта устройства и характеристики изменений реактивной мощности элементов стабилизатора тока к выходной мощности, в зависимости от изменения нагрузки.
Оптимальные соотношения параметров сумма мощностей реактивных элементов превышает мощность нагрузки в 4,5^4,5 раза. Показано, что изменяется в пределах (1,0^1,8), то мощность реактивных элементов превысит мощность нагрузки в 2,4^2,6 раза, что необходимым условием работы устройства является исключение режима короткого замыкания.
ABSTRACT
In article questions of stabilization of single-phase loadings with application the ferroresonant of contours are considered at food from three-phase and singlephase system. Thus the parallel ferroresonant contour included consistently with linear inductance has "S" the-shaped characteristic with a wide zone of a negative site. For compensation of a negative site of "S" - the figurative characteristic of the considered ferroresonant chain characteristics of the linear jet elements connected to various phases of a three-phase network are used. The loaded object is connected between a zero point of a power line and the general point of the device through it is a lot of day off the coordinating transformer and the rectifier of bridge type. Differential the equation describing the current stabilizer, decide by method of the accounting of the main harmonica. On the basis of the accepted dimensionless sizes for convenience of creation of the adjusting characteristic of the equation it is brought in a dimensionless look. For the basic size of a magnetic flux
value of a stream of the corresponding resonant point of a nonlinear oscillatory contour is chosen. The scheme of bridge option of the device and the characteristic the relation of changes of jet power of elements of the stabilizer of current to output power, are provided in dependence change of loading.
Optimum ratios of parameters the sum of capacities of jet elements exceeds loading power in 4,5^4,5 of time. It is shown that that changes within (1,0^1,8) the power of jet elements will exceed loading power in 2,4^2,6 of time that a necessary operating condition of the device, an exception of the mode of short circuit.
Ключевые слова: сопротивления, резонанс, стабилизатор тока, стабилизация.
Keywords: resistance, resonance, current stabilizer, stabilization.
В современной электротехнике довольно широкое распространение получили устройства, для которых необходимо обеспечить стабильность тока при изменении сопротивления питающей сети. Например, в гальванотехнике при обработке деталей, при сварке металлов, в процессе зарядки аккумуляторных батарей для заряда накопительных конденсаторов генераторов мощных импульсов, для питания электромагнитных линз электронных микроскопов, в приборах и т. д. необходимо поддерживать значение питающего тока на неизменном уровне [3].
При зарядке стабильным током мощных аккумуляторных батарей от трехфазной сети, создают несимметрию напряжения для других потребителей. С целью устранения такого нежелательного режима применяют различные симметрирующие устройства.
Для уменьшения несимметрии токов питающей трехфазной сети при зарядке неизменным постоянным током предложена схема, трехфазно-однофазного феррорезонансного стабилизатора тока. Для компенсации отрицательного участка S-образной вольт-амперной характеристики
рассмотренной феррорезонансной цепи используются характеристики линейных реактивных элементов, подключенных к различным фазам трехфазной сети. Принципиальная схема замещения предложенного зарядного устройства с трехфазным входом приведена на рис. 1, где к первой фазе питающей сети подключается параллельный резонансный контур, соединенный последовательно с линейной индуктивностью, а к остальным фазам подключаются идентичные линейные индуктивности. Заряжаемый объект подключается между нулевой точкой питающей сети и общей точкой устройства через многовыходный согласующий трансформатор и выпрямитель мостового типа.
-о-
Рисунок 1. Принципиальная схема замещения однофазного Ф,С,Т,С трехфазным входом
Схема замещения устройства для режима короткого замыкания описывается следующими уравнениями:
(1) (2)
(3)
д
С
2 о
3 о
0 о
Воспользуемся допущениями и выражениями, приведенными в [2], зависимость между приложенным напряжением и потоком ферримагнитного элемента в безразмерном виде.
где базисные и безразмерные коэффициенты определяются соотношениями:
¿ = ; % = ~ 1 2 ; и*= К№Са?Ф5; = фя;Уя = ^; т = а се Ь01оф ф из
За базисную величину магнитного потока ферромагнитного элемента принята амплитуда первой гармоники, соответствующая резонансной точке параллельного феррорезонансного контура.
Учитывая условие резонанса токов и принимая степень аппроксимирующей функции, равной семи(п=7), имеем:
— ф1т = ШСс2фя , отсюда Ф5=6 64w V 35к
Для построения вольт-амперной характеристики из (2), (3) и (4) после введения базисной величины и приводя к безразмерному виду, получим
47: ->'из ту/.]' +[&т+ут аощъ? ^
На основе зависимостей (5), (7) с учетом (6) построенные вольт-амперные характеристики показывают, что в режиме зарядки значение тока зарядки поддерживается стабильным не зависимо от напряжения батареи (рис. 2).
Другая разновидность устройства приведена на (рис. 3), где двумя плечами моста служат обмотки делителя напряжения, третьим плечом -параллельный резонансный контур, включенный последовательно с линейной индуктивностью Lo, а четвертое плечо образует линейная индуктивность Ll. Заряжаемая батарея подключается через согласующий трансформатор.
При работе феррорезонансных устройств большую роль играет оптимальное значение установленной мощности его реактивных элементов [1]. Как показали результаты экспериментального исследования и теоретический
анализ, для режима стабилизации необходимыми условиями являются равенства:
Ат 1,0
0,8 0,6 -0,4 0,2
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Ут
Рисунок 2. Вольт-амперная характеристика-теоретическая б-экспериментальная при Lo2=Loз=0.65Гн; C=30мкФ; Lol=0.38Г
Фэ
1.0
11
Рисунок 3. Мостовой вариант устройства
При оптимальном соотношении параметров сумма мощностей реактивных элементов превышает мощность нагрузки в 4,0^4,5 раза, когда сопротивление нагрузки меняется в пределах
Характеристика изменения установленной мощности реактивных элементов в зависимости от изменения сопротивления нагрузки (рис. 4) показывает, что если Rн изменяется в пределах (1,0^1,8), то мощность реактивных элементов превысит мощность нагрузки всего в 2,4 ^ 2,6 раза.
Таким образом, основным условием уменьшения удельной мощности ФСТ является исключении режима холостого хода.
С
ЦО!/^ -
5,0 —
2,0 —
1,0
0,4 0,8 1,2 1,6
2,4
Рисунок 4. Характеристика
й
Р
/ (**)
н
Выводы:
1. Режим стабилизации тока достигается при определенных соотношениях между величинами реактивных элементов.
2. С применением мостового варианта выпрямления на выходе, можно получить постоянный стабилизированный ток для зарядки аккумуляторных батарей, источника питания гальванических ванн, источника питания малоамперной сварочной дуги и т. д., что отличается высокой точностью стабилизации при одновременном изменении напряжения источника питания и сопротивления нагрузки.
4,0 —
3,0
2,0
Список литературы:
1. Кадыров Т.М., Расулов А.Н. Однофазный феррорезонансный стабилизатор тока с синусоидальной формой «кривой тока» // Автоматика и телемеханика. - 1977. - № 11. - С. 197-200.
2. Каюм Абдул, Расулов А.Н., Кадыров Т.М. Установленные мощности элементов схемы феррорезонансного стабилизатора тока // Вестник ТашГТУ. - 1993. - №1. - С. 72-76.
3. Милях А.Н., Волков И.В. Системы неизменного тока на основе индуктивно-емкостных преобразователей. - К.: Наукова думка, 1974.
References:
1. Kadyrov T.M., Rasulov A.N. The single-phase ferroresonant stabilizer of current with a sinusoidal form of "a current curve". Avtomatika i telemekhanika [Automatic equipment and telemechanics]. 1977, no. 11, pp. 197-200 (In Russian).
2. Kayum Abdoul, Rasulov A.N., Kadyrov T.M. Rated capacities of elements of the scheme of the ferroresonant stabilizer of current. Vestnik TashGTU [Messenger of TashSTU]. 1993, no. 1.pp. 72-76. (In Russian).
3. Miliakh A.N., Volkov I.V. Systems of invariable current on a basis of inductance-capacitor converters. Kiev, Naukova dumka Publ., 1974 (In Russian).
