Общие сведения о стабилизаторах.

 

1 Классификация стабилизаторов.

2 Параметрические стабилизаторы.

3 Компенсационные стабилизаторы.

4 Гидравлические и пневматические стабилизаторы.

 

1 Стабилизатор – элемент автоматики, который обеспечивает поддержание какого-либо параметра энергетической цепи на постоянном уровне. В гидравлических и пневматических цепях наиболее часто приходится поддерживать давление. В электрических цепях стабилизируют напряжение, ток, частоту, причем на практике чаще всего стабилизируют напряжение.

Электрические стабилизаторы применяют в системах автоматического регулирования в двух случаях:

1) когда колебание напряжения питания оказывает нежелательное воздействие на изменение параметров элементов автоматики;

2) когда значение регулируемого параметра задается в виде некоторого напряжения.

Качество стабилизации напряжения характеризуется коэффициентом стабилизации, показывающим отношение относительного изменения воздействующего фактора к относительному изменению выходного напряжения.

Стабилизаторы принято классифицировать по следующим признакам.

1. По способу осуществления стабилизации

- стабилизаторы тока;

- стабилизаторы напряжения.

2. По принципу действия:

- параметрические стабилизаторы, работающие не по замкнутому циклу;

- компенсационные стабилизаторы, работающие по замкнутому циклу.

3. По виду исполнительного элемента:

- электронные;

- полупроводниковые;

- ферромагнитные;

- феррорезонансные.

4. По способу включения исполнительного элемента:

- последовательные;

- параллельные;

- последовательно-параллельные;

- смешанные.

5. По мощности:

- маломощные (до 50 Вт);

- средней мощности (до 2 кВт);

- большой мощности (свыше 2 кВт).

 

2. Параметрический метод основан на применении различных элементов с нелинейными статическими характеристиками, к числу которых относятся активные нелинейные сопротивления (термисторы, бареттеры, стабилитроны) и реактивные нелинейные сопротивления (дроссели с насыщенными ферромагнитными магнитопроводами и конденсаторы с нелинейными диэлектриками).

Параметрические стабилизаторы с активными нелинейными сопротивлениями могут применяться как в цепях постоянного, так и в цепях переменного тока.

Нелинейные сопротивления по характеру нелинейности разделяют на два типа:

- сопротивления, у которых вольтамперная характеристика имеет участок, где сила тока приблизительно постоянная для некоторых пределов изменения подводимого напряжения,

- сопротивления, с вольтамперной характеристикой, имеющей участок с постоянным падением напряжения для некоторых пределов изменения тока.

К устройствам, имеющим сопротивление первого типа, относятся обычно лампы накаливания и бареттеры. Последние представляют собой стеклянный заполненный водородом баллон, внутри которого размещена проволока из чистого железа. Если бареттер R включить последовательно с нагрузкой R_н (рис.2.4.7, а), то в определенных пределах входного напряжения ток в цепи изменяться будет очень мало.

К устройствам, имеющим нелинейные сопротивления второго типа, относятся полупроводниковые термисторы, позитроны и стабилитроны. Термисторы – полупроводниковые терморезисторы с большим отрицательным температурным коэффициентом. Позитроны обладают большим положительным температурным коэффициентом. Стабилитрон (полупроводниковый диод-стабилизатор) – это германиевый или кремниевый диод.

Схема включения стабилитрона V показана на рис. 2.4.7,б. Стабилизация выходного напряжения U_вых обеспечивается при изменении выходного напряжения U_вх и при изменении сопротивления нагрузки R_н. Уровень стабилизации не превышает 0,1%.

Параметрические стабилизаторы с нелинейными реактивными сопротивлениями могут применяться в цепях переменного тока. Они обеспечивают более высокий КПД по сравнению со стабилизаторами на активных сопротивлениях. В параметрических стабилизаторах чаще всего применяют дроссели в комбинации с линейными конденсаторами. Они носят название феррорезонансные. Варианты этих стабилизаторов весьма разнообразны. Одна из простейших схем приведена на рисунке 2.4.8.

Дроссель L₁ имеет постоянную индуктивность и работает в насыщенном режиме. Дроссель L₂ работает в нелинейном режиме, поэтому насыщение напряжения на нем приводит к резкому росту тока и, как следствие этого, к увеличению падения напряжения на дросселе L₁. Конденсатор С включается в схему для того, чтобы за счет феррорезонанса достичь насыщения при относительно малых токах.

 

3 Компенсационный метод основан на применении замкнутых систем регулирования. Компенсационные стабилизаторы могут быть выполнены на лампах и полупроводниках. Однако в последнее время в основном находят применение полупроводники.

Схема простейшего транзисторного стабилизатора (рис. 2.4.9) включает усилительный элемент (транзистор VТ₁) и измерительный элемент (диод VD₂). Через резистор R₁ осуществляется отрицательная обратная связь. При изменении входного напряжения U_вх транзистор VТ₁ препятствует отклонению напряжения U_вых. При увеличении U_вх возрастает ток через диод VD₂, что приводит к росту напряжения на резисторе R₁ и к частичному закрытию транзистораVТ₁, т.е. увеличению падения напряжения.

Значение выходного напряжения практически равно обратному напряжению на стабилизаторе VD₂.

 

4. Гидравлические и пневматические стабилизаторы применяют для уменьшения отклонения параметров питаемых через них элементов, т.е. для стабилизации давления. Одна из простейших схем стабилизатора давления показана на рис. 2.4.10. 

Жидкость (или сжатый воздух) из магистрали поступает на входную полость 1. Оттуда через зазор между корпусом 2 и золотником 3 попадает во входную полость 4, из которой осуществляется непосредственная подача к гидравлическому или пневматическому усилителю (исполнительному механизму). Если выходное давление Р_вых уменьшается, то пружина 5 переместит поршень 7 вниз и увеличит зазор клапана; при повышении давления Р_вых – зазор будет уменьшаться.

С помощью винта 6 можно изменить сжатие пружины 5 и тем самым задавать значение давления Р_вых. Кроме стабилизаторов давления, в гидравлических и пневматических системах, могут применяться стабилизаторы расхода. Однако, как и стабилизаторы тока, их используют значительно реже.

---

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 945; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!