L 0: giá trị điện cảm ban đầu của cảm biến δ= δ0; S= S0.
Chương 9 CÁC BƠü ỔN ĐỊNH ĐIỆN 9.1 KHÁI NIỆM CHUNG
9.1. KHÁI NIỆM CHUNG
Các bộ ổn định điện là các thiết bị điện tự động duy trì đại lượng đầu ra ở mức khơng đổi khi đại lượng đầu vào biến đổi trong một phạm vi nhất định. Ứng với các đại lượng dịng điện, điện áp, cơng suất cĩ các bộ ổn định dịng điện, điện áp và cơng suất, những bộ ổn định điện áp hiện nay đang được dùng phổ biến hơn cả.
Chất lượng của bộ ổn định điện được đánh giá bằng hệ số ổn định Kơđ . Kơđ= Υ ∆Υ : Χ ∆Χ = ∆Χ Υ ∆Υ Χ . . . Trong đĩ :
+ Υ và ∆Υ là đại lượng đầu ra và gia số của nĩ . + và Χ ∆Χ là đại lượng đầu vào và gia số của nĩ.
Nếu Kơđ càng nhỏ thì chất lượng của bộ ổn định điện càng tốt. Đối với bộ ổn định điện áp (ổn áp ) thì hệ số ổn định được biểu diễn bằng :
Kơđ= Υ ∆Υ : Χ ∆Χ= V V R R U U : U U ∆ ∆ Trong đĩ : - UR là điện áp ra. - UV là điện áp đầu vào.
- U∆ R và ∆UV là độ biến thiên điện áp đầu ra và độ biến thiên điện áp đầu vào. Hiện nay cĩ rất nhiều loại ổn áp với những nguyên lí làm việc rất khác nhau. Trong phạm vi giáo trình này chỉ đề cập một số loại phổ biến.
9.2. ỔN ÁP SẮT TỪ KHƠNG TỤ
Kiểu đơn giản nhất của loại này là hai cuộn kháng nối tiếp nhau, một cuộn tuyến tính L1 ( cĩ khe hở khơng khí trong mạch từ ) và một cuộn bão hịa L2 như hình 9-1.
Điện áp vào UV đặt trên cả hai cuộn cịn điện áp ra Ur lấy trên cuộn bão hịa:
UV = U1 + U2 = U1 + Ur.
Nếu bỏ qua tổn hao trong hai cuộn kháng thì phương trình trên cĩ thể viết dưới dạng số học là: UV = U1 + Ur .
Đặc tính V- A của bộ ổn áp này được trình bày như hình 9-2.
Ta nhận thấy khi điện áp đầu vào thay đổi nhiều thì điện áp đầu ra thay đổi ít ( ∆UV >>
U
∆ R). Tuy vậy sự dao động của điện áp đầu
ra∆UR vẫn cịn tương đối lớn vì đặc tính V-A của cuộn kháng bão hịa khơng thể nằm song song với
trục hồnh được. Cĩ thể giảm bớt ∆UR bằng cách mắc thêm trên cuộn tuyến tính một cuộn bù Wb ngược cực tính với cuộn bão hịa.
Hình 9-1: Ổn áp sắt từ khơng tụ
105
Điện áp ra trong trường hợp này được tính bằng : UR = (U2 - U1). 1 b W W . Trong đĩ tỉ số 1 b W
W phải chọn sao cho UR bé nhất.
Để cĩ một điện áp ra tùy ý thì cuộn dây W2 của cuộn kháng bão hịa phải là cuộn sơ cấp của biến áp, cịn điện áp lấy ra trên cuộn thứ cấp là ở trên cuộn kháng bão hịa.
Hình 9-3 trình bày một số kiểu sơ đồ nối.
Nhược điểm chính của ổn áp sắt từ khơng tụ là tốn nhiều nguyên vật liệu, hiệu suất bé, điện áp ra bị méo dạng nhiều.
Hình 9-2: Đặc tính của ổn áp sắt từ khơng tụ Hình 9-3: Một số sơ đồ ổn áp sắt từ khơng tụ 9.3. ỔN ÁP SẮT TỪ CĨ TỤ
Nhược điểm lớn nhất của ổn áp sắt từ khơng tụ là dịng điện lớn do khi mạch từ bão hịa gây ra. Điều này cĩ thể khắc phục được bằng cách mắc thêm một tụ điện cĩ trị số thích hợp song song với cuộn kháng bão hịa. Do dịng điện trên tụ ngược pha với dịng điện trên cuộn kháng bão hịa nên chúng tự triệt tiêu nhau.
Mắc thêm tụ điện tạo ra trong mạch hiện tượng cộng hưởng, vì vậy ổn áp sắt từ cịn được gọi là bộ ổn áp cộng hưởng.