Наиболее эффективным и распространенным типом ста­билизатора напряжения является стабилизатор с ферроре­зонансом токов, относящийся к группе Б. Принципиальная электрическая схема стабилизатора показана на рис. 8,а. Здесь нелинейным звеном является насыщенный дроссель Ь_я, параллельно которому включена линейная емкость С. Последовательно с контуром L_HC включена линейная индук­тивность L_A. Нагрузка Z включена параллельно нелиней­ному звену.

Нормальная работа стабилизатора возможна только в том случае, когда сопротивление нагрузки значительно больше сопротивления насыщенного дросселя. Наиболее полно свойства стабилизатора проявляются при холостом ходе (Z=oo) и при отсутствии активных потерь в звеньях. Рассмотрим поведение стабилизатора при этих условиях.

Пусть u>L_a = , a L_H = oo. Тогда уже при малом значе­нии входного напряжения U₀ наступает резонанс между L_A и С, и при отсутствии дросселя L_H на элементах L_A и С возникают большие напряжения, ограниченные только актив­ным сопротивлением контура Ь_ЛС.

Однако при некотором напряжении на емкости дроссель L_H насыщается и начинает потреблять большой намагничивающий ток. После ;этого напряжение на емкости ограничивается насыщенным дрос­селем и изменяется значительно медленнее, чем напряже­ние на входе стабилизатора.   Емкость С, потребляющая

опережающий ток, компенсирует отстающий ток дрос­селя L_H.

Для выяснения некоторых свойств стабилизатора рас­смотрим его вольт-амперную характеристику при холостом ходе. На рис. 8 показан способ построения такой характе­ристики по характеристикам отдельных звеньев стабилиза­тора.

Характеристика контура Ь_нС построена путем алгебраи­ческого суммирования токов в звеньях L_H и С при одних и тех же значениях напряжения £/. Характеристика всего стабилизатора (L_HC, LJ построена по кривым L_HC и Ь_л путем суммирования напряжений при одних и тех же зна­чениях токов в обеих ветвях.

Нетрудно видеть, что при плавном повышении входного напряжения в случае имеет место скачкообразное изменение напряжения на емкости и линейном дросселе, а также величины и фазы тока, потребляемого из сети (рис. 8,6); при L_A такого скачка не наблю­дается (рис. 8). По характеристикам легко проследить, как изменяется напряжение на емкости при изменении входного напряжения (здесь мы пренебрегаем небольшим намагничивающим током дросселя до точки его насыще­ния).

Скачкообразные изменения напряжений и токов типичны для феррорезонансных стабилизаторов и не представляют какой-либо опасности, если они происходят при значении входного напряжения, лежащем ниже рабочей области. После скачка устанавливается нормальный режим работы стабилизатора.

Для компенсации небольшого изменения напряжения U_н в схему рис. 8,а вводится компенсирующее напряжение. Существуют два основных способа компенсации.

1)    компенсация напряжением, пропорциональным напря­жению на линейном дросселе;

2)    компенсация напряжением, пропорциональным^ напря­жению сети.

Схемы, соответствующие двум способам компенсации, и кривые, поясняющие их работу, приведены на рис. 9. Необходимо отметить, что кривые дают лишь качествен­ную картину компенсации. Правильнее говорить о геомет­рической сумме векторов О_н и О_к, хотя в действительности имеет место более сложное суммирование несинусоидаль­ных напряжений.

Приведенные схемы, являются двумя основными для ста­билизаторов с феррорезонансом токов. Конструктивно та­кие стабилизаторы могут быть выполнены с разделенной

магнитной системой (насыщенный и линейный’дроссели, магнитно независимы, рис. 10) и с объединенной магнит­ной системой. Насыщенный и линейный дроссели имеют общий магнитопровод, рис. 11. В стабилизаторах первого типа линейный дроссель выполняется на магнитопроводе. с регулируемым воздушным зазором. В стабилизаторах второго типа роль линейного дросселя играет индуктив­ность рассеяния |дежду первичной и вторичной обмотками, увеличиваемая при помощи магнитных шунтов (рис. 11,а, б и #), или естественная индуктивность рассеяния (рис. 11 ,г).

Для получения требуемых напряжений напряжения отдель­ных звеньев стабилизатора трансформируются.

Исходя из всего сказанного, легко заметить, что ста­билизаторы по рис. 10 и 11,6 соответствуют электрической схеме рис. 9,а, а стабилизаторы по рис. 11,а, в иг—схеме рис. 9,6.

Стабилизаторы с разделенной магнитной системой по сравнению с такими же стабилизаторами с общей магнит­ной системой имеют следующие особенности:

1. Простота конструкции магнитной системы, позво­ляющая использовать стандартные штампованные пластины.
2. Возможность применения высококачественных маг­нитных материалов и тороидальных витых сердечников.

1. Более высокое к^дество стабилизации, больший диа­пазон стабилизации и меньшая чувствительность к изме­нению частоты сети (о^=1,2—1,5).
2. Больший расход активных материалов при выполне­нии стабилизатора с разделенными цепями нагрузки и пи­тания, а также при расчете на различные номинальные на­пряжения питающей сети.
3. При выполнении стабилизатора по схеме рис. 9,6 требуется дополнительный компенсационный трансформа­тор.

Стабилизаторы с объединенной магнитной системой обладают следующими свойствами:

1. Компактность и относительно меньший расход актив­ных материалов.
2. Легкость электрического разделения цепей нагрузки и питания.
3. Возможность простого переключения первичной об­мотки на различные номинальные напряжения.
4. Возможность применения любого способа компенса­ции без ущерба для размеров и веса (кроме случая рис. 11, г).
5. Сложность конфигурации магнитной системы, за­трудняющая изготовление стабилизатора.
6. Невозможность (или ограниченная возможность) при­менения высококачественных магнитных материалов типа холоднокатаных сталей и пермаллоев.
7. Несколько худшее качество и меньший диапазон стабилизации, а также большая чувствительность к изме­нению частоты сети (a_f = 1,5 — 1,8).

Анализ перечисленных свойств показывает, что в усло­виях лабораторной и любительской практики, а для стаби­лизаторов малой мощности (до 200—300 вт), вообще, более удобны для изготовления стабилизаторы с разделенной магнитной системой. Они могут быть ггакже использованы как источники опорного напряжения в измерительных си­стемах.

Из стабилизаторов с объединенной магнитной системой средней мощности можно применить конструкции по рис. 11,а, б и причем магнитопровод может быть изго­товлен как из полос, так и из штамповок. В последнем случае предпочтительна  конструкция по рис.  11,я (для массового производства).

Конструкция по рис. 11,3 пред­почтительна для изготовления малых серий стабилизаторов большой мощности (до 10 ква). Недостатком этой кон­струкции является наличие сильных магнитных полей рас­сеяния, воздействующих на расположенную вблизи аппара­туру, и некоторая трудность настройки.

Феррорезонанс токов используется также в стабилиза­торе тока, относящемся к группе В (см. Введение). Схема стабилизатора показана на рис. 12,а, а принцип действия поясняется построением характеристик рис. 12,6. В области стабилизации динамическое сопротивление насыщенного дросселя должно быть равно сопротивлению емкости С. Принцип действия стабилизатора наиболее наглядно про­является при Z = 0 (короткое замыкание), для которого и построены вольт-амперные характеристики рис. 12Д Стабилизатор весьма чувствителен к изменению частоты.