Reja: 4. Kuchlanish stabilizatorlarining asosiy sxemalari, strukturalari va ishlash
Yüklə 427,7 Kb. Pdf görüntüsü
|
|
~ 1 ~ 14 ma’ruza Kuchlanish stabilizatorlari Reja: 14.1 Kuchlanish stabilizatorlarining asosiy sxemalari, strukturalari va ishlash prinsiplari. 14.2 Kuchlanish stabilizatorlarining energetik ko’rsatkichlari, vaqt diagrammalari, afzalliklari, solishtirma tahlili va energiya samaradorligi. 14.1 Kuchlanish stabilizatorlarining asosiy sxemalari, strukturalari va ishlash prinsiplari. Kuchlanish stabilizа́tori ─ bu kirish kuchlanishi va yuklama chiqish tokining jiddiy o’zgarishlarlarida chiqish kuchlanishini tor chegaralardagi miqdorlarda ushlab turishga mo’ljallangan kuchlanish bo’yicha kirish va chiqishga ega bo’lgan elektromexanik yoki elektrik qurilma. Elektr energiyaning aksariyat ko’pchilik iste’molchilarini oziqlantirish jarayonida uning aniq parametrlarini ─ kuchlanish, tok, chastota va boshqalarni rostlash talab etiladi. Rostlash deb qaysidir parametrni belgilangan qonuniyat bo’yicha o’zgarish jarayoni yoki o’zgarmasligini ushlab turish (stabilizatsiya)ga aytiladi. Rostlash qo’lda ham, avtomatik tarzda ham amalga oshirilishi mumkin. Oziqlantirish sxemalarida eng ko’p talab etiladigani ─ turlicha g’alayonlovchi ta’sirlarda uni stabilizatsiyalash maqsadida belgilangan sathda avtomatik rostlashdir. Stabilizatsiya sathlarining keng diapazonida kuchlanish stabilizatsiyasini amalga oshiruvchi elektr apparatlar rostlagich-stabilizatorlar deb aytiladi. Agarda bunday agregat juda tor diapazonda kuchlanishni stabilizatsiyalashga mo’ljallangan bo’lsa, unda bu agregatni stabilizator deb aytiladi. Kuchlanishni chuqurroq o’zgartirishga mo’ljallangan agregatlarni texnikada kuchlanish rostlagichlari deb atash qabul qilingan. Kuchlanish rostlagich-stabilizatorlari, elektroenergiya boshqa parametrla-rining rostlagich-stabilizatorlari kabi elektroenergiya o’zgartgichlari sifatida qaralishi mumkin, shu ma’nodaki, chunki ular elektr energiyaning parametrlari va sifatini o’zgartiradi (qayta shakllantiradi). Ko’pchilik statik rostlagich-stabilizatorlarni ishlash printsipi bo’yicha umumiy ko’rinishda ikkita katta guruhga ajratish mumkin ─ magnitli va magnit- yarim o’tkazgichli. 1-usul. Eng sodda elektromexanik stabilizator ─ bu transformator (avtotransformator)ning birlamchi yoki ikkilamchi chiqish simlarini almashtirib ulaydigan kontaktorlar (yoki boshqa elektr apparatlar). Bunday stabilizatorning ishlash printsipi shuki ─ kirish kuchlanishining o’zgarishi bilan transformator-ning chiqish simlarini almashtirish amalga oshiriladi, ya’ni uning transformatsiya koeffitsienti o’zgartiriladi. Bunda chiqish kuchlanishining nisbiy o’zgarishi kirish kuchlanishining nisbiy o’zgarishiga qaraganda kichikroq bo’ladi nisbatga k stU > 1 mos keladi. Transformatsiya koeffi- tsientlari qiymatlarining tanlanishi transformator chulg’amlari chiqarish simlariga mos keluvchi k stU koeffitsientining qiymatlariga mos kelishi shart. Ko’rinib turibdiki, ~ 2 ~ transformator chulg’amlari chiqarish simlari qancha ko’p bo’lsa, stabilizator kirish kuchlanishi o’zgarishining barcha diapazonida k stU koeffitsientining qiymatlari shuncha yuqori bo’ladi. Elektromexanik stabilizatorlarda transformator chulg’amlari chiqarish simlarini almashtirib ulash odatda kontaktorlar bilan amalga oshiriladi. Kontaktorlar esa avtomatik ravishda boshqarilishi yoki stabilizatorga xizmat ko’rsatuvchi bevosita operator tomonidan amalga oshirilishi ham mumkin. Avtomatik qayta ulashga beriladigan komanda odatda chiqish kuchlanishini nazorat qiluvchi blokda shakllantiriladi. 2-usul. CHiqish kuchlanishini asta o’zgartirish uchun avtotransformatorda qisqa tutashtirilgan harakatchan chulg’amdan foydalanish. SH-shaklidagi magnit o’tkazgichning o’rta sterjenida ikkita ro’para ulangan bir xil (I va II) chulg’am hamda harakatlanuvchi qisqa tutashtirilgan chulg’am (bir tekisdagi ramka shaklida tayyorlangan) joylashtiriladi. Qisqa tutashtirilgan chulg’amning balandligi I va II chulg’amlar bilan bir xil. Qisqa tutashtirilgan chulg’am qaysi 1-rasm. Qisqa tutashtirilgan harakatchan chulg’amli avtotransformator chulg’am ustida bo’lsa, u transformatorning ikkilamchi chulg’ami sifatida birlamchi chulg’am qarshiligini nolgacha kamaytiradi. Qisqa tutashtirilgan chulg’amli rostlagichning asosiy kamchiligi ─ kirish bo’yicha quvvat koeffitsientining kichikligi (cos φ = 0,7 ÷ 0,8) va massa-gabarit ko’rsatkichlarining yomonligi. 3-usul. O’zgaruvchan tok rostlagichi sifatida eng ko’p tarqalgani ─ bu induktsion tipdagi rostlagich. Induktsion rostlagich tormozlangan rejimda ishlayotgan faza rotorli asinxron dvigateldir. Rotor chulg’amlari I ning holati boshqa kichik quvvatli elektr dvigatelь yordamida chervyakli reduktor orqali statorning qo’zg’almas chulg’amlari II ga nisbatan o’zgarishi mumkin. Mazkur rostlagich ishlashining printsipi stator va rotor chulg’amlari kuchlanishlarining geometrik tarzda qo’shilishiga asoslangan. 4-usul. Elektromagnit stabilizatorlar. Eng ko’p tarqalgan bu stabilizatorlarning asosida tarkibida nochiziqli volьtamper xarakteristikali kondensatorlar va reaktorlar bo’lgan zanjirlardagi ferrorezonans hodisasi yotadi. Ular ketma-ket ulanganida kuchlanish rezonansi, parallel ulanganida esa tok rezonansi yuz beradi. 2-rasmda kuchlanish rezonansiga asoslangan stabilizator sxemasi keltirilgan. Bunday stabilizatorda yuklama toki kirish tokiga nisbatan kichik bo’ladi. SHuning uchun kondensator C va reaktor L orqali bir xil I kir toki oqadi. ~ 3 ~ 2-rasm. Kuchlanish rezonansiga asoslangan stabilizator sxemasi 5-usul. Magnitli ─ yarim o’tkazgichli stabilizatorlar. Yarim o’tkazgichlar texnikasining rivoji bilan uning elementlari rostlagich-stabilizatorlarda keng foydalanila boshlandi. Yarim o’tkazgichlar turlicha tipdagi magnit elementlari bilan birgalikda qo’llaniladi. SHuning uchun bunday rostlagich-stabilizatorlarni magnitli ─ yarim- o’tkazgichli stabilizatorlar deb atash qabul qilingan. ─ Boshqaruv chulg’amlarini tranzistor va diodlar orqali shuntlash bilan rostlanadigan magnitli ─ yarim-o’tkazgichli stabilizatorlar. ─ Avtotransformator otpaykalarini almashtirib ulash bilan ishlaydigan tiristorli kuchlanish stabilizatori. ─ Ro’para-parallelь ulangan tiristorlar bilan ishlaydigan kuchlanish stabilizatori. ─ Boshqariladigan induktivlikka ega kuchlanish stabilizatori. 6-usul. Invertor tipidagi stabilizatorlar. Invertor tipidagi kuchlanish stabilizatorlari o’zgaruvchan kuchlanishni o’zgarmas kuchlanishga aylantiradi va oraliq sig’imlarni zaryadlab, energiyani to’playdi. Keyin o’zgarmas kuchlanish elektron generator yordamida turg’un xarakteristikali o’zgaruvchan kuchlanishga aylantiriladi. Bunday qurilmalar tibbiyot va sport jihozlarining ishlashini ta’minlash uchun muvaffaqiyatli qo’llanilmoqda. 7-usul. Elektron uzluksiz stabilizatorlar. Elektron uzluksiz stabilizatorlar yo boshqaruvchi elementning qarshiligini o’zgartirib, odatda ─ tranzistorni yoxud boshqaruvchi kuchlanishni yuqori chastota (o’nlab kilogerts) bilan o’chirish va ulash bilan kuchlanishni rostlaydi. Bunda boshqaruv elementining o’chirilgan va ulangan holati vaqti davomliligini boshqaradi (ko’pincha IGBT tranzistor). Rostlashning bunday usuli SHIM deyiladi (ruscha shirotno-impulьsnaya modulyatsiya). Yuqori chastotali SHIM-dan foydalanadigan stabilizatorlar hozirgi vaqtda o’zgaruvchan kuchlanish stabilizatorining eng mukammal realizatsiyasi bo’lib hisoblanadi. Va shuni ta’kidlash mumkinki, to’g’ri bajarilganida «ideal stabilizator» tushunchasiga eng yaqin bo’ladi. Invertor tipidagi stabilizatorlardan farqli o’laroq, SHIM stabilizatorlarida o’zgaruvchan kuchlanish avvaldan o’zgarmas kuchlanishga aylantirilmaydi, o’zgarishga duchor bo’ladigan kattalik ─ bevosita kirish kuchlanishi, bu esa yuqori FIK va maqbul narxlar. Kuchlanish stabilizatorlarining asosiy sxemalari, strukturalari va ishlash printsiplari. O’zgarmas kuchlanish stabilizatorlari CHiziqli stabilizator deb aytiladigan o’zgarmas tok stabilizatorlari kuchlanish taqsimlagich ko’rinishidagi qurilmadir. Kuchlanish taqsimlagichning kirishiga stabil bo’lmagan kirish kuchlanishi beriladi, stabillangan chiqish kuchlanishi esa kuchlanish taqsimlagichning pastki yelkasidan olinadi. Stabilizatsiya kuchlanish taqsimlagich yelkalaridan birining qarshiligini o’zgartirish yo’li bilan amalga oshiriladi ─ qarshilik ~ 4 ~ doimo shunday ushlab turiladiki, stabilizator chiqishida kuchlanish belgilangan chegaralarda bo’lsin. Kuchlanish kattaliklarining kirish/chiqish nisbati katta bo’lganda chiziqli stabilizator past FIK-ga ega, chunki quvvatning katta qismi P s = (U in — U out ) * I t rostlovchi elementda issiqlik ko’rinishida tashqariga sochilib ketadi. SHuning uchun rostlovchi element radiatorga o’rnatiladi. CHiziqli stabilizatorning afzalligi ─ uning soddaligi, shovqinlarning yo’qligi va foydalaniladigan detallarning kamligi. Stabilizatsiya usuliga ko’ra chiziqli stabilizatorlar ikki xil: ─ Parametrik stabilizatorlar. Bunday stabilizatorda pribor VAX-ning uchastkasi foydalaniladi. ─ Kompensatsion stabilizatorlar. Kompensatsion stabilizatorlarda teskari bog’lanishdan foydalaniladi. Bunda stabilizator chiqishidagi kuchlanish etalon kuchlanish bilan solishtiriladi, ularning orasidagi tafovutdan rostlovchi elementga boshqaruvchi signal shakllantiriladi. Stabilitronli parametrik parallel stabilizator. 4-rasm. Kichik tokli sxemalarda kuchlanishni stabilizatsiyalash uchun qo’llaniladi, bunday stabilizatorda sxemaning ishlashi me’yorida bo’lishi uchun stabilitron D 1 orqali oqayotgan tok stabilizatsiyalanuvchi yuklamada R yuk -gi tokdan bir necha (3 ─ 10) baravar oshiq bo’lishi shart. 5-rasm. Emitter takrorlagichi bilan ketma-ket ulangan stabilizator. Mohiyatan bu sxema stabilitronli parametrik parallel stabilizatorning o’zi, faqat sxema emitter takrorlagichning kirishiga ulangan. Stabilizatorda chiqish kuchlanishi o’zgarishlarini kompensatsiyalovchi teskari bog’lanish zanjirlari yo’q. Stabilizatorning chiqish kuchlanishi stabilitronning stabilizatsiyalash kuchlanishidan U EB kattaligicha kichik, U EB kuchlanishi esa p-n o’tishdan oqayotgan tokning qiymatiga amalda bog’liq emas va kremniyli priborlar uchun taxminan 0,6 V. U EB kuchlanishining tok qiymati va haroratga bog’liqligi stabilitronli parametrik parallel stabilizatorga nisbatan solishtirganda chiqish kuchlanishi stabilligini yomonlashtiradi. ~ 5 ~ Emitter takrorlagichi (tok kuchaytirgichi) stabilitronli parametrik parallel stabilizatorga nisbatan solishtirganda stabilizatorning maksimal chiqish tokini β marta orttirishga imkon beradi (bunda β ─ tranzistor mazkur nusxasining tok bo’yicha kuchaytirish koeffitsienti). Agarda bu kamlik qilib qolsa, unda sostavli tranzistor qo’llaniladi. Yuklama qarshiligi bo’lmagan (ulanmagan) vaqtda (yoki mikroamper diapazonidagi yuklama toklarida) bunday stabilizatorning chiqish kuchlanishi (salt yurish kuchlanishi) U EB mikrotoklar sohasida nulga yaqin bo’lishi hisobiga 0,6 V-ga ortadi. Bu o’ziga xoslikdan chiqib ketish uchun stabilizator chiqishiga bir necha mA yuklama tokini ta’minlovchi ballast yuklama rezistorini ulaydilar. Kompensatsion stabilizatorda cheklovchi rezistor sifatida tranzistorning o’zgaruvchan qarshiligidan foydalaniladi. Kirish kuchlanishi o’sishi bilan tranzistor qarshiligi ham orta boradi, tegishlicha kuchlanish pasayishi bilan qarshilik ham pasayadi. Bunda yuklamadagi kuchlanish kattaligi o’zgarmas bo’lib qolaveradi (7- rasm). CHiqish kuchlanishini rostlash printsipi rostlovchi tranzistor VT1 ning o’tkazuvchanligini o’zgarishiga asoslangan. 6-rasm. Kompensatsion stabilizator VT2 tranzistorida solishtirish sxemasi va o’zgarmas tok kuchaytirgichi tuzilgan. Uning baza zanjiriga R3, R4, R5 o’lchov zanjiri ulangan, emitter zanjiriga esa tayanch kuchlanishi manbai R1-VD ulangan. Masalan, kirish kuchlanishi ortganida chiqish kuchlanishi ham ortadi, bu esa VT2 tranzistori bazasida kuchlanishning ortishiga olib keladi, shu vaqtning o’zida VT2 tranzistori emitterining potentsiali avvalgidek qoladi. Bu baza tokining ortishiga olib keladi, demakki, VT2 tranzistori kollektori tokining ham ortishiga sabab bo’ladi ─ VT1 tranzistori bazasining potentsiali kamayadi, tranzistor biroz yopiladi (aniqrog’i yarim yopiladi) va unda katta kuchlanish tushuvi yuzaga keladi, chiqish kuchlanishi esa miqdori o’zgarmas bo’lib qolaveradi. Impulьsli stabilizator. Impulьsli stabilizatorda stabillanmagan tashqi manbadagi tok qisqa impulьslarda to’plagich (jamlagich)ga uzatiladi (to’plagich rolini kondensator yoki drosselь bajaradi); bunda energiya zahiraga olinadi, keyin elektr energiya ko’rinishida yuklamaga uzatiladi (energiya ozod bo’ladi), biroq drosseldan foydalanilgan holda boshqa kuchlanish bilan. Stabilizatsiya impulьslar va ular orasidagi ~ 6 ~ pauzalarning davomliliklarini boshqarish hisobiga amalga oshiriladi ─ SHIM (shirotno- impulьsnaya modulyatsiya). Impulьsli stabilizator chiziqli stabilizatorga nisbatan anchagina yuqoriroq FIK-ga ega. Impulьsli stabilizatorning kamchiligi esa chiqish kuchlanishida impulьsli shovqinlarning mavjudligi. CHiziqli stabilizatordan farqli o’laroq impulьsli stabilizator chiqish kuchlanishini erkin tarzda o’zgartirishi mumkin (bu esa stabilizatorda foydalanilgan sxemaga bog’liq). Hozirgi vaqtda stabilizatorlar integral sxemalar tarzida ishlab chiqarilmoqda. Integral stabilizatorning namunaviy ulanish sxemasi 7-rasmda keltirilgan. 7-rasm. Integral stabilizatorning namunaviy ulanish sxemasi Stabilizator mikrosxemasining chiqish simlari: «IN» ─ kirish, «OUT» ─ chiqish, «GND» ─ umumiy (korpus). Agarda stabilizator rostlanuvchi bo’lsa, unda «ADJ» ─ rostlovchi chiqishi bo’ladi (ruscha regulirovka). Stabilizatorni tanlash chiqish kuchlanishi qiymati, yuklamaning maksimal toki va kirish kuchlanishining o’zgarish diapazonidan kelib chiqqan holda amalga oshiriladi. 14.2. Kuchlanish stabilizatorlarining energetik ko’rsatkichlari, vaqt diagrammalari, afzalliklari, solishtirma tahlili va energiya samaradorligi. 1. Kuchlanish stabilizatorlarining vaqt diagrammalari, afzalliklari, solishtirma tahlili, energiya samaradorligi. Elektromexanik rostlagichlar. O’tgan asrning 60-80 ─ inchi yillarida kuchlanishni rostlash uchun elektromexanik rostlagichlar qo’llanilgan. Bunda chiqish kuchlanishini rostlash qo’lda amalga oshirilgan. Oqibatda chiqish kuchlanishini ko’rsatuvchi pribor (strelkali yoki yorug’lik lineykasi)ni muntazam kuzatish va zarur paytda qo’lda nominal kuchlanish miqdoriga keltirish talab etilgan. Hozirgi vaqtda chiqish kuchlanishini korrektsiyalash avtomatik ravishda ─ bu ish reduktorli elektrodvigatelь yordamida amalga oshiriladi. Bunday elektromexanik kuchlanish stabilizatorlarining afzalligi stabilizatsiya aniqlik darajasining yaxshiligi, ya’ni 2-3 %. Kamchiligi esa dvigatelь inertsionligi oqibatida rostlashning past tezligi va shovqin darajasining yuqoriligi ─ dvigatelning shovqini amalda doimiy, chunki kuchlanishning o’zgarish qadamlari 2-4 volьtni tashkil etadi va shovqin manbaidir. Tarmoq kuchlanishining keskin o’zgarishi yuz bergan holda qurilma yuklamani vaqtincha uzib qo’yadi, chunki chiqish kuchlanishining ruxsat etilgan maksimal qiymatidan ortib ketadi. Bunda aksariyat hollardagidek bunchalik ~ 7 ~ aniqlik talab etilmaydi, eng keng tarqalgan maishiy elektropriborlarning pasportlarida ko’rsatilganidek 5-7% yetarli. Eng arzon maishiy stabilizatorlar sifatida tarqalgan. Ferrorezonansli stabilizatorlar. O’tgan asrning 60-inchi yillar o’rtalarida ishlab chikilgan. Ferrorezonansli stabilizatorlarning ishlash printsipi transformator yoki drossellar ferromagnit o’zaklarinining to’yinishi hodisasidan foydalanishga asoslangan. Bunday qurilmalar maishiy texnika (televizor, radiopriyomnik, xolodilьnik va shu kabilar)ni oziqlantiruvchi kuchlanishni stabilizatsiyalash uchun qo’llanilgan. Ferrorezonansli stabilizatorlarning afzalligi shundaki ─ stabilizatsiya aniqligining yuqori aniqligi 1-3 % va (o’sha davr uchun) rostlashning yuqori tezligi. Kamchiligi ─ shovqin darajasining yuqoriligi va stabilizatsiya sifatining yuklama kattaligiga bog’liqligi. Zamonaviy qurilmalarda bu kabi kamchiliklar yo’q, biroq ularning narxlari xuddi shunday quvvatli uzluksiz oziqlantirish manbai narxiga teng yoki undan yuqori. Oqibatda bunday stabilizatorlar maishiy qurilmalar sifatida keng tarqalmay qoldi. Qisqa tutashtirilgan harakatchan chulg’am. CHiqish kuchlanishini asta o’zgartirish uchun avtotransformatorda qisqa tutashtirilgan harakatchan chulg’amdan foydalanish. SH-shaklidagi magnit o’tkazgichning o’rta sterjenida ikkita ro’para ulangan bir xil (I va II) chulg’am hamda harakatlanuvchi qisqa tutashtirilgan chulg’am (bir tekisdagi ramka shaklida tayyorlangan) joylashtiriladi. Qisqa tutashtirilgan chulg’amning balandligi I va II chulg’amlar bilan bir xil. Qisqa tutashtirilgan chulg’am qaysi 1-rasm. Qisqa tutashtirilgan harakatchan chulg’amli avtotransformator chulg’am ustida bo’lsa, u transformatorning ikkilamchi chulg’ami sifatida birlamchi chulg’am qarshiligini nolgacha kamaytiradi. Qisqa tutashtirilgan chulg’amli rostlagichning asosiy kamchiligi ─ kirish bo’yicha quvvat koeffitsientining kichikligi (cos φ = 0,7 ÷ 0,8) va massa-gabarit ko’rsatkichlarining yomonligi. Invertor tipidagi stabilizatorlar. Bu tipdagi stabilizatorlarning afzalliklari: ─ Kirish kuchlanishi diapazonining kattaligi (115-dan 300 V-gacha). ─ CHiqishda kuchlanishning stabil parametrlari. ─ SHovqinsiz. ─ Tranzistorlar, kondensatorlar va mikrosxemalardan foydalaniladi, transformatorning yo’qligi ─ yengil vazn va o’lchamlar. ─ Tarmoqdagi turli shovqinlar va yuqori chastotali xalaqit beruvchilar filьtratsiyasi. ─ Yuqori darajadagi FIK (90 foizdan ortiq). ─ Tok rostlashning yuqori tezligi. ~ 8 ~ ─ Kuchlanishni mo’’tadillashщtirishning yuqori darajasi (bir protsentdan ortmaydi). Kamchiligi: ─ Asosiysi qimmat. Har bir invertorli stabilizator har qanday boshqasidan qimmatroq. ─ Yuklama ortganida, ya’ni ushbu stabilizatsion qurilmaga ulangan quvvat iste’moli ortsa kirish kuchlanish diapazoni kamayadi. Uzluksiz oziqlantirish manbalari. Uzluksiz oziqlantirish manbalari invertor tipidagi stabilizator kabi energiyani to’playdi, biroq energiyani sig’imga emas, balki akkumulyatorga to’playdi. Yuklamaga ulanganida esa o’zidagi generator yordamida yuklamaga kerakli xarakteristikalarga ega bo’lgan kuchlanishni beradi. Uzluksiz oziqlantirish manbalari avariya holatlarida hisoblash mashinalari, aloqa texnikasini oziqlantirishga qo’llaniladi. Induktsion tipdagi rostlagich. Induktsion rostlagichlar nisbatan sodda va ishonchli agregat hisoblanadi. Biroq rostlash jarayonining inertsionligi bu rostlagichlarni qo’llash sohalarini jiddiy cheklaydi. Elektromagnit stabilizatorlar. Eng ko’p tarqalgan bu stabilizatorlarning asosida tarkibida nochiziqli volьtamper xarakteristikali kondensatorlar va reaktorlar bo’lgan zanjirlardagi ferrorezonans hodisasi yotadi. Ular ketma-ket ulanganida kuchlanish rezonansi, parallel ulanganida esa tok rezonansi yuz beradi. 2-rasmda kuchlanish rezonansiga asoslangan stabilizator sxemasi keltirilgan. Bunday stabilizatorda yuklama toki kirish tokiga nisbatan kichik bo’ladi. SHuning uchun kondensator C va reaktor L orqali bir xil I kir toki oqadi. 2-rasm. Kuchlanish rezonansiga asoslangan stabilizator sxemasi Kondensatorning volьt-amper xarakteristikasi (3-rasm) U S = f (I kir ) chiziqli, reaktorning volьt-amper xarakteristikasi esa U L = f (I kir ) nochiziqli, chunki u magnit o’tkazgichlarning to’yinishiga bog’liq holda ishlashga mo’ljallangan. Kirish kuchlanishi U kir kondensator C va reaktor L o’rtasida 3-rasm. Kuchlanish rezonansiga asoslangan stabilizatorning VA tavsifi ~ 9 ~ taqsimlanadi. Agar kirish kuchlanishi noldan ortsa, unda I kir toki orta boshlaydi. Reaktor to’yinmaguncha uning induktivligi juda katta, tok I kir induktiv xarakterga ega bo’ladi, ya’ni kirish kuchlanishi U kir dan faza bo’yicha orqada qoladi. Kondensatordagi kuchlanish va reaktordagi kuchlanishlar o’zaro qarshi fazalarda bo’ladi, shuning uchun U L = f (I kir ) va U S = f (I kir ) ga U kir = f (I kir ) egri chizig’i mos keladi. I kir toki ortganida reaktorning to’yinishi oqibatida U L kuchlanishi U S dan sekinroq orta boshlaydi va I kir tokining I 0 ga teng qiymatida U L va U S kuchlanishlari bir xil bo’ladi, ya’ni kuchlanishlar rezonansi ro’y beradi. 3-rasmdan ko’rinadiki, kirish tokining o’zgarishi ΔI kir ga mos keluvchi kirish kuchlanishining o’zgarishi ΔU kir reaktordagi kuchlanishning anchagina sekin o’zgarishiga olib keladi, ya’ni stabilizator chiqishidagi kuchlanish ΔU chiq ning ham sekin o’zgarishiga olib keladi. Bu bog’liqlik ko’rilayotgan stabilizator tipining ishlashiga asos qilib olingan. Qator hollarda reaktorning o’rniga sxemada to’yinuvchi transformator foydalaniladi, u esa bir vaqtning o’zida kirish va chiqish kuchlanishlarining sathlarini moslashtirishga imkon beradi. Energiya to’plovchi kuchlanish stabilizatorlari. «Dvigatelь ─ generator» sistemasidagi kuchlanish stabilizatori. Bunday sistemalar dastlab katta elektron hisoblash mashinalarini oziqlantirishga foydalanilgan. Hozirda kam ishlatiladi, asosan strategik ahamiyatga ega bo’lgan ob’ektlarda qo’llaniladi. 2. O’zgarmas kuchlanish stabilizatorlarining xarakteristikalari. CHiziqli stabilizator deb aytiladigan o’zgarmas tok stabilizatorlari kuchlanish taqsimlagich ko’rinishidagi qurilmadir. O’zgarmas tok oziqlantiruvchi kuchlanishining yuqori bo’lishini talab qilmaydigan elektron sxemalar uchun yoki katta chiqish quvvati uchun sodda, ishonchli va arzon chiziqli stabilizatorlarni qo’llash maqsadga muvofiqdir. Har qanday chiziqli kuchlanish manbaining asosini kuchlanishni parametrik stabilizatorlari tashkil etadi. Bu qurilmalarning asosi nochiziqli volьtamper xarakteristikaga ega bo’lgan elementlardir, bunday elementlarda elektrodlardagi kuchlanish tushuvining undan oqayotgan tokka bog’liqligi judayam kam (bunday element stabilitron). ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ Stabilitronli parametrik parallel stabilizator. 4-rasm. Stabilitronli parametrik parallel stabilizator Kichik tokli sxemalarda kuchlanishni stabilizatsiyalash uchun qo’llaniladi, bunday stabilizatorda sxemaning ishlashi me’yorida bo’lishi uchun stabilitron D 1 orqali ~ 10 ~ oqayotgan tok stabilizatsiyalanuvchi yuklamada R yuk -gi tokdan bir necha (3 ─ 10) baravar oshiq bo’lishi shart. 5-rasm. Emitter takrorlagichi bilan ketma-ket ulangan stabilizator. Mohiyatan bu sxema stabilitronli parametrik parallel stabilizatorning o’zi, faqat sxema emitter takrorlagichning kirishiga ulangan. Stabilizatorda chiqish kuchlanishi o’zgarishlarini kompensatsiyalovchi teskari bog’lanish zanjirlari yo’q. Stabilizatorning chiqish kuchlanishi stabilitronning stabilizatsiyalash kuchlanishidan U EB kattaligicha kichik, U EB kuchlanishi esa p-n o’tishdan oqayotgan tokning qiymatiga amalda bog’liq emas va kremniyli priborlar uchun taxminan 0,6 V. U EB kuchlanishining tok qiymati va haroratga bog’liqligi stabilitronli parametrik parallel stabilizatorga nisbatan solishtirganda chiqish kuchlanishi stabilligini yomonlashtiradi. Emitter takrorlagichi (tok kuchaytirgichi) stabilitronli parametrik parallel stabilizatorga nisbatan solishtirganda stabilizatorning maksimal chiqish tokini β marta orttirishga imkon beradi (bunda β ─ tranzistor mazkur nusxasining tok bo’yicha kuchaytirish koeffitsienti). Agarda bu kamlik qilib qolsa, unda sostavli tranzistor qo’llaniladi. Yuklama qarshiligi bo’lmagan (ulanmagan) vaqtda (yoki mikroamper diapazonidagi yuklama toklarida) bunday stabilizatorning chiqish kuchlanishi (salt yurish kuchlanishi) U EB mikrotoklar sohasida nulga yaqin bo’lishi hisobiga 0,6 V-ga ortadi. Bu o’ziga xoslikdan chiqib ketish uchun stabilizator chiqishiga bir necha mA yuklama tokini ta’minlovchi ballast yuklama rezistorini ulaydilar. Operatsion kuchaytirgichli ketma-ket kompensatsion stabilizator. 6-rasm CHiqish kuchlanishining potentsiometrdan olinayotgan qismi stabilitrondagi tayanch kuchlanish U ST bilan solishtiriladi (6-rasm). Kuchlanishlar tafovuti operatsion kuchaytirgich U1 bilan kuchaytiriladi va emitter takrorlagichi sxemasi bo’yicha ulangan rostlovchi tranzistor bazasiga uzatiladi. ~ 11 ~ Tayanch kuchlanish U ST stabilitron orqali oqayotgan tok kattaligiga amalda bog’liq emas va stabilitronning stabilizatsiya kuchlanishiga teng. Kirish kuchlanishi U kir ning o’zgarishlarida stabilizatorning stabilligini oshirish uchun R b rezistori o’rniga tok manbai qo’llaniladi. Mazkur stabilizatorda operatsion kuchaytirgich aslida invertorlamaydigan kuchaytirgich (kirish tokini orttirish uchun emitter takrorlagichi bilan) sxemasi bo’yicha ulangan. Teskari bog’lanish zanjiridagi rezistorlar nisbati kuchaytirgichning kuchaytirish koeffitsientini belgilaydi, ya’ni chiqish kuchlanishi kirish kuchlanishi (operatsion kuchaytirgichning invertorlamaydigan kirishiga berilgan tayanch kuchlanishi)dan necha marta yuqori bo’lishini ko’rsatadi. Invertorlamaydigan kuchaytirgichning kuchaytirish koeffitsienti har doim birdan katta bo’lgani sababli tayanch kuchlanishi U ST kattaligi (stabilitronning stabilizatsiya kuchlanishi) U chiq kuchlanishidan kichik etib tanlanishi shart. Kirish kuchlanishi nostabilligi operatsion kuchaytirgichning ishlash rejimiga ta’sirini yo’qotish uchun u stabillashtirilgan kuchlanish bilan oziqlanishi mumkin (ya’ni stabilitrondan foydalanilgan qo’shimcha parametrik stabilizatordan). Kompensatsion stabilizatorda cheklovchi rezistor sifatida tranzistorning o’zgaruvchan qarshiligidan foydalaniladi. Kirish kuchlanishi o’sishi bilan tranzistor qarshiligi ham orta boradi, tegishlicha kuchlanish pasayishi bilan qarshilik ham pasayadi. Bunda yuklamadagi kuchlanish kattaligi o’zgarmas bo’lib qolaveradi (7- rasm). CHiqish kuchlanishini rostlash printsipi rostlovchi tranzistor VT1 ning o’tkazuvchanligini o’zgarishiga asoslangan. 7-rasm. Kompensatsion stabilizator VT2 tranzistorida solishtirish sxemasi va o’zgarmas tok kuchaytirgichi tuzilgan. Uning baza zanjiriga R3, R4, R5 o’lchov zanjiri ulangan, emitter zanjiriga esa tayanch kuchlanishi manbai R1-VD ulangan. ~ 12 ~ Masalan, kirish kuchlanishi ortganida chiqish kuchlanishi ham ortadi, bu esa VT2 tranzistori bazasida kuchlanishning ortishiga olib keladi, shu vaqtning o’zida VT2 tranzistori emitterining potentsiali avvalgidek qoladi. Bu baza tokining ortishiga olib keladi, demakki, VT2 tranzistori kollektori tokining ham ortishiga sabab bo’ladi ─ VT1 tranzistori bazasining potentsiali kamayadi, tranzistor biroz yopiladi (aniqrog’i yarim yopiladi) va unda katta kuchlanish tushuvi yuzaga keladi, chiqish kuchlanishi esa miqdori o’zgarmas bo’lib qolaveradi. Impulьsli stabilizator. Impulьsli stabilizatorda stabillanmagan tashqi manbadagi tok qisqa impulьslarda to’plagich (jamlagich)ga uzatiladi (to’plagich rolini kondensator yoki drosselь bajaradi); bunda energiya zahiraga olinadi, keyin elektr energiya ko’rinishida yuklamaga uzatiladi (energiya ozod bo’ladi), biroq drosseldan foydalanilgan holda boshqa kuchlanish bilan. Stabilizatsiya impulьslar va ular orasidagi pauzalarning davomliliklarini boshqarish hisobiga amalga oshiriladi ─ SHIM (shirotno- impulьsnaya modulyatsiya). Impulьsli stabilizator chiziqli stabilizatorga nisbatan anchagina yuqoriroq FIK-ga ega. Impulьsli stabilizatorning kamchiligi esa chiqish kuchlanishida impulьsli shovqinlarning mavjudligi. CHiziqli stabilizatordan farqli o’laroq impulьsli stabilizator chiqish kuchlanishini erkin tarzda o’zgartirishi mumkin (bu esa stabilizatorda foydalanilgan sxemaga bog’liq). CHiziqliga solishtirgandagi afzalliklar: ─ Yuqori FIK. ─ Kichik massa va gabaritlar. ─ Kirish va chiqish zanjirlarining galьvanik iajratilishi. Kamchiligi: ─ Impulьsli xalaqitlar (shovqinlar). ─ Kirish kuchlanishi yoki yuklama toki o’zgarganida chiqish kuchlanishining nostabilligi. ─ O’tish jarayonlari davomliligining cho’zilib ketishi (kirish kuchlanishi yoki yuklama toki sakrab o’zgarganida tiklanish vaqtining kattaligi). Hozirgi vaqtda stabilizatorlar integral sxemalar tarzida ishlab chiqarilmoqda. Integral stabilizatorning namunaviy ulanish sxemasi 8-rasmda keltirilgan. ~ 13 ~ 8-rasm. Integral stabilizatorning namunaviy ulanish sxemasi Stabilizator mikrosxemasining chiqish simlari: «IN» ─ kirish, «OUT» ─ chiqish, «GND» ─ umumiy (korpus). Agarda stabilizator rostlanuvchi bo’lsa, unda «ADJ» ─ rostlovchi chiqishi bo’ladi (ruscha regulirovka). Stabilizatorni tanlash chiqish kuchlanishi qiymati, yuklamaning maksimal toki va kirish kuchlanishining o’zgarish diapazonidan kelib chiqqan holda amalga oshiriladi. Nazorat uchun savollar: 1. Kuchlanish stabilizatori nima? 2. Kuchlanish rostlagich-stabilizatorlari nima? 3. Elektromexanik stabilizatorning ishlash printsipi qanday? 4. CHiqish kuchlanishini asta o’zgartirish uchun qanday usuldan foydalaniladi? 5. Induktsion tipdagi rostlagich qanday ishlaydi? 6. Elektromagnit stabilizatorlar qanday ishlaydi? 7. Magnitli ─ yarim o’tkazgichli stabilizatorlarning ishlash printsipi qanday? 8. Invertor tipidagi stabilizatorlarning ishlash printsipi qanday? 9. Elektron uzluksiz stabilizatorlar qanday printsipda ishlaydi? 10. Parametrik stabilizator nima? 11. Kompensatsion stabilizatorning ishlash printsipi qanday? 12. Elektromexanik kuchlanish stabilizatorlarining afzalligi qanday darajada? 13. Ferrorezonansli stabilizatorning afzalligi va kamchiligini ayting. 14. Qisqa tutashtirilgan harakatchan chulg’amli avtotransformatorlar qanday afzalliklarga ega? 15. Invertor tipidagi stabilizatorning afzalliklari va kamchiliklari nimada? 16. Induktsion tipdagi rostlagichning kamchiligini ayting. 17. O’zgarmas kuchlanish stabilizatorlari qanday printsipda ishlaydi? Yüklə 427,7 Kb. Dostları ilə paylaş:
|