Параметры четырехполюсника, работающего в качестве стабилизатора
Как было сказано выше, стабилизатор представляет собой четырехполюсник, включенный между сетью и нагрузкой. Из теории линейного пассивного четырехполюсника известно, что любой четырехполюсник может быть заменен эквивалентной схемой, состоящей из трех звеньев. Таких схем может быть две: П-образная и Т-образная (рис. 5). Как как в П-образной схеме проводимость Yt включена параллельно входу и при достаточно мощной сети не влияет на ток и напряжение выхода, то ее можно положить равной нулю, получив в результате Г-образную схему, где нагрузка подключается параллельно проводимости К2 или замещает ее.
Схема Бушеро показана на рис. 6,в. Хотя этот стабилизатор не является феррорезонансным (наоборот, здесь надо стремиться к линейности L и С), однако явление линейного резонанса имеет место и в феррорезонансных стабилизаторах, работа которых во многом сходна с работой схемы Бушеро.
Для того чтобы пассивный четырехполюсник мог работать как стабилизатор напряжения, коэффициенты Л и В в уравнениях четырехполюсника и, следовательно, сопротивления эквивалентных схем рис. 5 должны изменяться при изменении U0 или Iшх, т. е. сопротивления должны быть нелинейными.
В настоящее время в электротехнике широко применяются многие типы нелинейных сопротивлений — активных и реактивных. В активных нелинейных сопротивлениях первые гармоники тока и напряжения совпадают по фазе. Сюда относятся бареттеры, лампы накаливания, угольные и керамические сопротивления, электронные и полупроводниковые вентили. В реактивных нелинейных сопротивлениях первые гармоники тока и напряжения сдвинуты по фазе. Сюда относятся катушки с магнитнонасыщенным сердечником (насыщенные дроссели), конденсаторы, емкость которых.зависит от приложенного напряжения. Насыщенные дроссели являются основными нелинейными реактивными сопротивлениями, служащими для построения феррорезонансных стабилизаторов. В насыщенном дросселе сдвиг фаз между первыми гармониками тока и напряжения близок к 90°, т. е. его реактивная мощность во много раз больше активной. Поэтому к. п. д. феррорезонансных стабилизаторов довольно значителен и может доходить до 0,7—0,8. Нелинейные емкости также могут быть использованы в феррорезонансных стабилизаторах.
По аналогии с вольт-амперными характеристиками активных нелинейных сопротивлений на постоянном токе поведение реактивных нелинейных сопротивлений также может быть описано вольт-амперными характеристиками. Заранее следует оговорить условность этих характеристик вследствие искажения формы кривой тока (при синусоидальном напряжении) или искажения формы кривой напряжения (при синусоидальном токе). Поэтому в зависимости от способа получения характеристик последние могут значительно разниться для одного и того же сопротивления. В рассматриваемых характеристиках переменными являются максимальные, средние или действующие значения тока и напряжения. В последнем случае можно применить еще одну условность— трактовать действующие значения тока и напряжения как действующие значения некоторых синусоид, т. е. заменить действительные кривые мгновенных значений токов и напряжений фиктивными (эквивалентными) синусоидами. Это 20 допущение дает возможность строить векторные диаграммы и производить практические расчеты, а также облегчает рассмотрение процессов в стаблизаторах. В дальнейшем, за исключением особо оговариваемых случаев, кривые токов и напряжений реактивных нелинейных сопротивлений рассматриваются как эквивалентные синусоиды, активные сопротивления этих звеньев полагаются равными нулю. Комбинируя параллельное и последовательное соединения линейных и нелинейных реактивных сопротивлений, можно получать вольт-амперные характеристики различных типов. На рис. 7 представлены типичные характеристики и относящиеся к ним понятия.
