Стабилизатор, у которого на зажимах нелинейного дросселя получают стабилизированное напряжение, является простейшим ферромагнитным стабилизатором.
Это самое простое и почти самое понятное объяснение феррорезонансного стабилизатора. Однако на деле вообще не понятно как это происходит.
Такая схема стабилизации переменного напряжения способна стабилизировать напряжение в не очень широком пределе рабочих напряжений и отклонений от заданного выходного напряжения. Но зато обладает рядом других достоинств и главное - это простота построения. Стабилизация происходит из-за насыщения железа дросселя, которое не способно передать магнитный поток от входной катушки к выходной катушке. Что и является основным способом стабилизации напряжения. И основным, да пожалуй и единственным рабочим элементом в таком стабилизаторе является дроссель, в некоторых источниках ошибочно называется трансформатором из-за его своеобразного внешнего вида и исполнения.
Как это работает:
Феррорезонансный стабилизатор выполнен в виде двух дросселей, один с замкнутым магнитным сердечником, а второй с магнитным шунтом (разомкнутый магнитный контур). Но чаще всего это не два элемента, а один, выполненный на одном магнитопроводе.
На замкнутом дросселе ( и именно его называют трансформатором) на одном сердечнике, более широком по площади металла, наматывается первичная обмотка, а на более тонком (меньшем по площади) наматывается выходная обмотка, кроме того часть выходной обмотки намотано на "широком" сердечнике, но в противофазе к первичной, этим гасится магнитный поток возникающий входе повышения напряжения на входе. И кроме того сердечники дросселя имеют разную магнитную проницаемость из-за разной толщины сердечника. В основном дроссель с разорванным сердечником используется в качестве проводника магнитного потока в моменты максимальной и минимальной полуволны по синусоиде и тем самым производится сглаживание напряжения.
Упрощенно:
Чем больше напряжение на первичной обмотке, тем больше гашение на "противофазной" части вторичной и наоборот. Но этот процесс может работать в ограниченном пределе напряжений. Т.е. считается первичная, вторичная и "противофазная" часть вторичной обмоток, в соответствии с размерами используемого железа и для определенного предела напряжений.
Существовали и существуют комбинированные стабилизаторы, точнее это уже стабилизационные системы, в которых кроме феррорезонансного стабилизатора есть еще латр или релейный стабилизатор с переключаемыми обмотками, переключением обмоток осуществляется грубая регулировка, в ручном или автоматическом режиме. Такие системы позволяют компенсировать недостатки феррорезонансного стабилизатора и использовать его достоинства "по полной".
Недостатки феррорезонансного стабилизатора:
- большой уровень шума, особенно в крайних точках напряжений рабочего режима;
- ограниченной предел рабочих напряжений, чаще всего от 176 до 256 вольт;
- помехи и искажения синусоиды напряжения на выходе, для устранения этих явлений требуется подключение дополнительного фильтра помех;
- большая масса и размеры;
- нельзя использовать в холостом режиме, когда нагрузка ниже 20% номинальной мощности, бытовые стабилизаторы иногда снабжались реле тока, которое срабатывало при наличии нагрузки или автотрансформатор;
- мощность от 200 Вт до 100 000 Вт.
Преимущества феррорезонансного стабилизатора:
- высокая скорость стабилизации;
- регулировка напряжения без разрыва фазы;
- высокая надежность и простота;