фициент трансформации трансформатора Тр2 (рис. 7-3):

где knu - коэффициент нагрузки по напряжению транзистора Ti; кк - коэффициент, характеризующий схему включения коммутирующих диодов. Зная кт2, находим (/гтрг и /гтрг-

2Тр2 tPvipv 1

J (7-9)

2Тр2- .ф-

Из выражений (7-7) -(7-9) следует, что наибольшая мощность регулируемого трансформатора Тр2 будет при напряжении сети Ucmax и токе нагрузки Inmin-

Ptv2max-U Пргтах! 1Тр2= (ALc + U lTp2min) / 1Тр2. (7-10)

Этот же режим определяет и максимальную мощность транзистора 7]. Оценивая соотношение мощностей Ртр2 и Рн, получаем:

PTp2=kpPn, (7-11)

где

АУс + ДУ,Тр, + У,Тр2 min iTplcx COS сртр,

- коэффициент, характеризующий отношение мощности регулирующего трансформатора к полезной мощности в нагрузке.

Из расчетных соотношений видно, что использование в РЭ трансформатора (рис. 7-3) приводит к увеличению массы и габаритов стабилизатора и понижению к. п. д. Преимуществом схемы является гальваническое разделение источника энергии и нагрузки. Практические значения мощности трансформатора Ртр2 при At/c= ==(0,05+0,1) Uc оцениваются неравенством

Ртр2 (0,46+0,64) Рн. (7-11а)

в) Схемы с РЭ в первичной цепи трансформатора

На практике наибольшее распространение получили схемы стабилизации напряжения с включением РЭ последовательно с первичной обмоткой трансформатора. Здесь трансформатор преобразует напряжение сети в на-

т

пряжение, необходимое для получения заданного значения переменного или выпрямленного напряжения на выходе стабилизатора. Нагрузкой РЭ является первичная обмотка трансформатора (иа рис. 7-1,а показано пунктиром). Ток первичной обмотки трансформатора изменяется практически по синусоидальному закону с небольшим уплощением верхней части амплитуды без вынужденного намагничивания трансформатора. Вносимые РЭ нелинейные искажения согласно выражениям (7-1) -(7-3) находятся в пределах от 1,11 до 1,22.

Основным достоинством транзистора как РЭ является незначительное минимальное напряжение на переходе коллектор - эмиттер. Для германиевых оно составляет 2-3 В, для кремниевых 4-5 В, в то время как для регулирующего трансформатора (рис. 7-3) минимальное рабочее напряжение равно 10-20 В. Соответственно и к. п. д. стабилизатора с транзисторным регулированием значительно выше.

г) Комбинированные схемы стабилизации напряжения

На рис. 7-4,а приведена схема с параллельным включением двух выпрямителей на общую нагрузку. Последовательное соединение первичных обмоток трансформатора обеспечивает равномерную нагрузку каждого выпрямителя и позволяет использовать диоды с различными характеристиками. Благодаря равенству токов первичных обмоток трансформаторов Тр1 и Тр2 их вторичные мощности и токи диодов каждого выпрямителя определяются только коэффициентами трансформации трансформаторов (k) и практически не зависят от со-

гЧ>Нг-{<ь

Рис. 7-4. Схема стабилизации напряжения с параллельным включением выпрямителей (а) и векторная диаграмма напряжений цепи регулирования (б).

9-391 129

противлении фаз выпрямителей. Трансформаторы Tpi и Тр2 по мощности равны, а их первичные обмотки рассчитываются на минимальное линейное напряжение трехфазной сети Ucmm-

Регулирующий элемент одной диагональю подключается к точке соединения трансформаторов Тр1, Тр2, а второй - к третьей фазе питающей сети. Пренебрегая асимметрией напряжений питающей сети, работу схемы можно проследить по двум граничным режимам. Если РЭ открыт, а это имеет место при минимальном напряжении сети Ucmin и номинальной нагрузке /н, то первичные обмотки трансформаторов окажутся под минимальным линейным напряжением сети через сопротивление РЭ. На рис. 7-4,6 изображена векторная диаграмма в виде треугольника, стороны которого равны линейному напряжению трехфазной сети Uc. Напряжения на первичных обмотках трансформаторов t/iTpi и i/iTp2 имеют равные значения и определяются отрезками АО и СО. Отрезок ВО характеризует минимальную величину напряжения Uipmin на РЭ. Поскольку параметры трансформаторов одинаковы, то напряжения вторичных обмоток равны по величине i/2Tpi = 2Tp2 и сдвинуты относительно друг друга примерно на л/З.

Во втором режиме, когда напряжение сети Uc max, а ток нагрузки минимален, напряжение на РЭ максимально. На диаграмме этот режим показан пунктиром, т. е. точка О смещается по перпендикуляру к вектору АС. Если РЭ полностью закрыт, что соответствует отрезку ВО, то трансформаторы оказываются включенными на линейное напряжение сети с приложенным к первичным обмоткам трансформаторов напряжением

U:Tn = U:rp2=Ucl2. (7-12)

Напряжение на РЭ будет пульсировать с удвоенной частотой сети /р=2/с, а его максимальное значение в закрытом состоянии равно:

р. = j/ и\-(у = и,. (7-13)

Кривая выпрямленного напряжения представляет собой полусумму ординат огибающих э. д. с. во и е'о, сдвинутых по фазе в пределах от л/З до 2л/3 в зависимости от режима работы выпрямителей. 130