Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I»
(ФГБОУ ВО ПГУПС)
Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии
Кафедра «Электрическая связь»
Специальность «Системы обеспечения движения поездов»
Специализация «Телекоммуникационные системы и сети на железнодорожном транспорте»
Лабораторная работа №86
по дисциплине
««Электропитание и электроснабжение нетяговых потребителей»
на тему: «Компенсационный стабилизатор напряжения»
Выполнили обучающиеся
Курс 3
Группа
Руководитель
подпись, дата
Санкт-Петербург 2022
Цель работы - исследование процессов в схеме компенсационного стабилизатора напряжения постоянного тока и оценка влияния параметров цепи обратной связи на характеристики стабилизатора в целом.
Общая теория
НАЗНАЧЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ
Компенсационные стабилизаторы напряжения позволяют получить постоянное напряжение с минимальным значением пульсаций и шума, поэтому эти стабилизаторы применяются в узлах радиоаппаратуры, наиболее чувствительных к помехам.
Компенсационный стабилизатор напряжения, по сути, является устройством, в котором автоматически происходит регулирование выходной величины, то есть он поддерживает напряжение на нагрузке в заданных пределах при изменении входного напряжения и выходного тока.
КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ
Стабилизаторы напряжения бывают:
Релейные
Электромеханические
Инверторные
Феррорезонансные
Электронные:
Линейные
По способу стабилизации: Параметрические и компенсационные
По расположению регулирующего элемента: Последовательный и параллельный
Импульсные
КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
В 1938 году был изобретен и запатентован феррорезонансный трансформатор (автор Джозеф Сола). Именно это устройство, изначально названное «трансформатор постоянного напряжения», стали впервые использовать для стабилизации параметров электрической энергии, так как оно за счет электромагнитного явления, называемого феррорезонансом, при колебаниях входного напряжения сохраняло неизменным значение выходного. В нашей стране разработки приборов, обеспечивающих коррекцию переменного напряжения, начались в конце 1950-х годов. Именно тогда возникла потребность в качественном электропитании бытовой техники, начавшей массово появляться в советских квартирах и домах. За основу для первых серийных стабилизаторов отечественные инженеры взяли описанную выше технологию феррорезонанса – она не требовала сложной схемы и, самое главное, полностью удовлетворяла существующие на тот момент требования к качеству электропитания.
В 1960-х стали активно распространяться сервоприводы – специальные электромоторы, механизм которых мог поворачиваться под разным углом и удерживать необходимое положение. В тех же годах сервопривод начал использоваться и в стабилизаторах напряжения. Так, в 1961 году был запатентован электромеханический стабилизатор, силовая часть которого состояла из регулируемого автотрансформатора, подвижного токосъемного контакта с приводом от двигателя постоянного тока и источника напряжения собственных нужд. Прибор позволял автоматически стабилизировать сетевое напряжение, не искажая при этом форму его кривой. Появившееся еще в 19 веке электромеханическое реле – это, наверное, самый распространённый в автоматике элемент, в нашей стране оно сначала применялось в промышленности для управления технологическими процессами, а затем вошло и в состав различной бытовой техники.
Разработка в СССР стабилизаторов напряжения, действующих на основе релейного элемента и получивших соответствующее название «релейные», приходится на 1970-е годы. Инверторы и выпрямители – статические преобразователи напряжения, совместное использование которых в 1980-х породило технологию двойного бестрансформаторного преобразования энергии.
ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ОБОРУДОВАНИЯ
Достоинства:
низкое внутреннее сопротивление
практическая безинерционность
отсутствие собственных помех
Недостатки:
Невысокий КПД
Значительная масса из-за необходимости применения радиатора на регулирующем транзисторе при стабилизации больших токов