Site Loader

Источники питания с конденсаторным делителем напряжения

  Для того чтобы источник мог работать в широком интервале тока нагрузки с высоким КПД, достаточно входной делитель напряжения выполнить чисто реактивным, например, конденсаторным (рис. 2). Он позволяет дополнительно стабилизировать выходное напряжение источника последовательно включенным компенсационным или импульсным стабилизатором, чего нельзя делать в обычном источнике с гасящим конденсатором. Как показано в статье С. Бирюкова «Расчет сетевого источника питания с гасящим конденсатором» — «Радио», 1997, N 5, с. 48-50, — последовательный стабилизатор можно использовать только при ограничении напряжения на его входе, что опять-таки заметно снижает КПД.


Рис.2

  Источник с конденсаторным делителем напряжения целесообразно использовать для совместной работы с импульсными стабилизаторами. Идеально подходит он для устройства, длительно потребляющего малый ток, но требующего в определенный момент резкого его увеличения. Пример — квартирное сторожевое устройство на микросхемах «МОП с исполнительным узлом на реле и звуковом сигнализаторе.

  Ток, потребляемый конденсаторным делителем, будет иметь фазовый сдвиг в 90 град. относительно напряжения сети, поэтому делитель напряжения на реактивных элементах не требует охлаждения. Исходя из вышесказанного, ток через делитель вроде бы можно выбрать сколь угодно большим. Однако неоправданное увеличение тока делителя приведет к активным потерям в проводах и к увеличению массы и объема устройства. Поэтому целесообразно принять ток через делитель напряжения в пределах 0,5…3 от максимального тока нагрузки.

  Расчет источника с емкостным делителем несложен. Как следует из ф-лы (2) в упомянутой статье, выходное напряжение Uвых и полный выходной ток (стабилитрона и нагрузки Iвых) источника по схеме 1,а связаны следующим образом: Iвых = 4fC1(2Uc-Uвых).

  Эта формула пригодна и для расчета источника с конденсаторным делителем, в ней просто надо заменить С1 на суммарную емкость параллельно соединенных конденсаторов С1 и С2, показанных на рис. 2. a Uc — на Uc2x (напряжение на конденсаторе С2 при RH = °°), т. е. Uc2x = = Uc-C1/(C1+C2). Тогда 1вых = 4f(C1+C2)x x[Uc-C1-i/2/(C1+C2)-Unbix] или после очевидных преобразований 1вых = 4f-C1 [Uc^2 —ивых(1+С2/С1)].

  Поскольку падение напряжения на диодах моста Uд при малых значениях Квых становится заметным, получим окончательно 1вых = 4f-C1 [Uc^/2- (Цвых + 2Цд) (1 + +С2/С1)].

  Из формулы видно, что при Рн=0 (т. е. при Uвых=0) ток Iвых, если пренебречь падением напряжения на диодах, остается таким же, как у источника питания, собранного по схеме 1 ,а. Напряжение же на выходе без нагрузки уменьшается: Uauxx = =Uc-C1^/2/(C1+C2)-2Un.

  Емкость и рабочее напряжение конденсатора С2 выбирают исходя из необходимого выходного напряжения — соотношение значений емкости С1/С2 обратно пропорционально значениям падающего на С1и С2 напряжения. Например, если С1″ =1 мкф, а С2=4 мкФ, то напряжение Uc1 будет равно 4/5 напряжения сети, a Uc2=Uc/5, что при напряжении сети Uc = 220 В соответствует 186 и 44 В. Необходимо учесть, что амплитудное значение напряжения почти в 1,5 раза превышает действующее, и выбрать конденсаторы на соответствующее номинальное напряжение.

  Несмотря на то, что теоретически конденсаторы в цепи переменного тока мощности не потребляют, реально в них из-за наличия потерь может выделяться некоторое количество тепла. Проверить заранее пригодность конденсатора для использования в источнике можно, просто подключив его к электросети и оценив температуру корпуса через полчаса. Если конденсатор С1 успевает заметно разогреться, его следует счесть непригодным для использования в источнике.

  Практически не нагреваются специальные конденсаторы для промышленных электроустановок — они рассчитаны на большую реактивную мощность. Такие конденсаторы используют в люминесцентных светильниках, в пускорегулирующих устройствах асинхронных электродвигателей и т. п.


Рис.3

  Ниже представлены две практические схемы источников питания с конденсаторным делителем: пятивольтный общего назначения (рис. 3) на ток нагрузки до 0,3 А и источник бесперебойного питания для кварцованных электронно-механических часов (рис. 4).


Рис.4

  Делитель напряжения пятивольтного источника состоит из бумажного конденсатора С1 и двух оксидных С2 и СЗ, образующих нижнее по схеме неполярное плечо емкостью 100 мкФ. Поляризующими диодами для оксидной пары служат левые по схеме диоды моста. При номиналах элементов, указанных на схеме, ток замыкания (при Rн=0) равен 600 мА, напряжение на конденсаторе С4 в отсутствие нагрузки — 27 В.

  Электронно-механические часы обычно питают от одного гальванического элемента напряжением 1,5 В. Предлагаемый источник вырабатывает напряжение 1,4 В при среднем токе нагрузки 1 мА. Напряжение, снятое с делителя С1С2, выпрямляет узел на элементах VD1, VD2. СЗ. Без нагрузки напряжение на конденсаторе СЗ не превышает 12В.

О.Ховайко
г.Москва
Радио №11, 1997

Источник: shems.h2.ru

Источники питания с конденсаторным делителем напряжения

ределенный момент резкого его увеличе­ния. Пример — квартирное сторожевое ус­тройство на микросхемах КМОП с испол­нительным узлом на реле и звуковом сиг­нализаторе.

Ток, потребляемый конденсаторным делителем, будет иметь фазовый сдвиг в 90 град. относительно напряжения сети, поэтому делитель напряжения на реактив­ных элементах не требует охлаждения.

Исходя из вышесказанного, ток через делитель вроде бы можно выбрать сколь угодно большим. Однако неоправданное увеличение тока делителя приведет к ак­тивным потерям в проводах и к увеличе­нию массы и объема устройства. Поэтому целесообразно принять ток через дели­тель напряжения в пределах 0,5…3 от максимального тока нагрузки.

Расчет источника с емкостным делите­лем несложен. Как следует из ф-лы (2) в упомянутой статье, выходное напряжение Uвых и полный выходной ток (стабилитрона и нагрузки Iвых) источника по схеме 1,а связаны следующим образом: Iвых = =4f*C1(2Uc-Uвыx).

Эта формула пригодна и для расчета источника с конденсаторным делителем, в ней просто надо заменить С1 на суммар­ную емкость параллельно соединенных конденсаторов С1 и С2, показанных на рис. 2, a Uc — на Uc2x (напряжение на кон­денсаторе С2 при rн = °°), т. е. Uc2x = = Uс*C1/(C1+C2). Тогда Iвых = 4f(C1+C2)x x[Uc•C*2^1/2/(C1+C2)-Uвыx] или после очевид­ных преобразований Iвых = 4f*C1 [Uc*2^1/2—Uвых(1+С2/С1)].

Поскольку падение напряжения на дио­дах моста Uд при малых значениях Uвых становится заметным, получим оконча­тельно Iвых = 4f*C1 [Uc*2^1/2- (Uвых + 2Uд) (1 + +С2/С1)].

Из формулы видно, что при Rн=0 (т. е. при Uвых=0) ток 1вых, если пренебречь паде­нием напряжения на диодах, остается та­ким же, как у источника питания, собран­ного по схеме 1 ,а. Напряжение же на вы­ходе без нагрузки уменьшается: Uвых.х = =Uc*C1*2^1/2/(C1+C2)-2Uд.

Емкость и рабочее напряжение конден­сатора С2 выбирают исходя из необходи­мого выходного напряжения — соотноше­ние значений емкости С1/С2 обратно про­порционально значениям падающего на С1

делитель напряжения — Voltage divider

Рисунок 1: Простой делитель напряжения

В электронике , А делитель напряжения (также известный как делитель напряжения ) является пассивной линейной цепью , которая формирует выходное напряжение ( V выход ) , который представляет собой часть его входное напряжения ( V в ). Разделение напряжения является результатом распределения входного напряжения между компонентами делителя. Простой пример делителя напряжения состоит из двух резисторов , соединенных последовательно , с входным напряжением , приложенным через резистор пару и выходное напряжение , выходящее из связи между ними.

Делители напряжения Резистора обычно используются для создания опорного напряжения, либо уменьшить величину напряжения , так что может быть измерен, а также могут быть использованы в качестве сигнала аттенюаторов на низких частотах. Для получения постоянных тока и относительно низких частот, делитель напряжения может быть достаточно точным , если только из резисторов; где требуется частотная характеристика в широком диапазоне (например, в осциллографе зонда), делитель напряжения может иметь емкостные элементы , добавленные для компенсации емкости нагрузки. В передаче электрической энергии, емкостной делитель напряжения используются для измерения высокого напряжения.

Общий случай

Делитель напряжения привязаны к земле создается путем соединения двух электрических сопротивлений последовательно, как показано на рисунке 1. Входное напряжение подается через импедансов серии Z 1 и Z 2 , и выход напряжения на Z 2 . Z 1 и Z 2 может состоять из любой комбинации таких элементов, как резисторы , катушки индуктивности и конденсаторы .

Если ток в выходном проводе равен нулю , то соотношение между входным напряжением, V в , и выходное напряжение, V вне , это:

ВоUTзнак равноZ2Z1+Z2⋅ВяN{\ Displaystyle V _ {\ mathrm {} вне} = {\ гидроразрыва {Z_ {2}} {Z_ {1} + Z_ {2}}} \ CDOT V _ {\ mathrm {в}}}

Доказательство ( с помощью закона Ома ):

ВяNзнак равноя⋅(Z1+Z2){\ Displaystyle V _ {\ mathrm {в}} = I \ CDOT (Z_ {1} + Z_ {2})}
ВоUTзнак равноя⋅Z2{\ Displaystyle V _ {\ mathrm {из}} = I \ CDOT Z_ {2}}
язнак равноВяNZ1+Z2{\ Displaystyle I = {\ гидроразрыва {V _ {\ mathrm {в}}} {Z_ {1} + Z_ {2}}}}
ВоUTзнак равноВяN⋅Z2Z1+Z2{\ Displaystyle V _ {\ mathrm {из}} = V _ {\ mathrm {в}} \ CDOT {\ гидроразрыва {Z_ {2}} {Z_ {1} + Z_ {2}}}}

Функция передачи (также известная как делитель отношение напряжения ) эта схема является:

ЧАСзнак равноВоUTВяNзнак равноZ2Z1+Z2{\ Displaystyle Н = {\ гидроразрыва {V _ {\ mathrm {из}}} {V _ {\ mathrm {в}}}} = {\ гидроразрыва {Z_ {2}} {Z_ {1} + Z_ {2}} }}

В целом эта передаточная функция представляет собой комплекс , рациональная функция от частоты .

Примеры

резистивный делитель

Н = {\ гидроразрыва {V _ {\ mathrm {из}}} {V _ {\ mathrm {в}}}} = {\ гидроразрыва {Z_ {2}} {Z_ {1} + Z_ {2}}} Рисунок 2: Простой резистивный делитель напряжения

Резистивный делитель является случай , когда оба импедансы, Z 1 и Z 2 , являются чисто резистивный (рисунок 2).

Подставляя Z 1 = R 1 и Z 2 = R 2 в предыдущее выражение дает:

ВоUTзнак равнор2р1+р2⋅ВяN{\ Displaystyle V _ {\ mathrm {} вне} = {\ гидроразрыва {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}}} \ CDOT V _ {\ mathrm {в}}}

Если R 1 = R 2 , то

ВоUTзнак равно12⋅ВяN{\ Displaystyle V _ {\ mathrm {} вне} = {\ гидроразрыва {1} {2}} \ CDOT V _ {\ mathrm {в}}}

Если V из = 6В и V в = 9В (оба обычно используются напряжения), то:

ВоUTВяNзнак равнор2р1+р2знак равно69знак равно23{\ Displaystyle {\ гидроразрыва {V _ {\ mathrm {из}}} {V _ {\ mathrm {в}}}} = {\ гидроразрыва {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}}} = {\ гидроразрыва {6} {9}} = {\ гидроразрыва {2} {3}}}

и путь решения с использованием алгебры , R 2 должен быть в два раза значения R

1 .

Для того, чтобы решить для R1:

р1знак равнор2⋅ВяNВоUT-р2знак равнор2⋅(ВяNВоUT-1){\ Displaystyle R_ {1} = {\ гидроразрыва {R_ {2} \ CDOT V _ {\ mathrm {в}}} {V _ {\ mathrm {из}}}} — R_ {2} = R_ {2} \ CDOT \ влево ({{\ гидроразрыва {V _ {\ mathrm {в}}} {V _ {\ mathrm {из}}}} — 1} \ справа)}

Для того, чтобы решить для R2:

р2знак равнор1⋅1(ВяNВоUT-1){\ Displaystyle R_ {2} = R_ {1} \ CDOT {\ гидроразрыва {1} {\ влево ({{\ гидроразрыва {V _ {\ mathrm {в}}} {V _ {\ mathrm {из}}}} — 1} \ право)}}}

Любое отношение V из / V в более чем 1 не представляется возможным. То есть, используя только резисторы это не возможно , чтобы либо инвертировать напряжение или увеличить V из выше V в .

фильтр RC низких частот

{\ Displaystyle R_ {2} = R_ {1} \ CDOT {\ гидроразрыва {1} {\ влево ({{\ гидроразрыва {V _ {\ mathrm {в}}} {V _ {\ mathrm {из}}}} - 1} \ право)}}}
Рисунок 3: резистор / конденсатор делитель напряжения

Рассмотрим делитель , состоящий из резистора и конденсатора , как показано на рисунке 3.

По сравнению с общим случаем, мы видим , Z 1 = R и Z 2 представляет собой импеданс конденсатора, определяется

Z2знак равно-JИксСзнак равно1JωС ,{\ Displaystyle Z_ {2} = — \ mathrm {J} _ {Х \ mathrm {C}} = {\ гидроразрыва {1} {\ mathrm {J} \ омега-С}} \,}

где Х С представляет собой реактивное сопротивление конденсатора, С представляет собой емкость конденсатора, J представляет собой мнимую единицу , и ω (омега) является радиан частоты входного напряжения.

Этот делитель будет иметь соотношение напряжения:

ВоUTВяNзнак равноZ2Z1+Z2знак равно1JωС1JωС+рзнак равно11+JωрС ,{\ Displaystyle {\ гидроразрыва {V _ {\ mathrm {из}}} {V _ {\ mathrm {в}}}} = {\ гидроразрыва {Z _ {\ mathrm {2}}} {Z _ {\ mathrm {1}} + Z _ {\ mathrm {2}}}} = {\ гидроразрыва {\ гидроразрыва {1} {\ mathrm {J} \ омега-С}} {{\ гидроразрыва {1} {\ mathrm {J} \ омега С}} + R}} = {\ гидроразрыва {1} {1+ \ mathrm {J} \ омега RC}} \.}

Продукт τ (тау) = RC называется постоянным время цепи.

Соотношение затем зависит от частоты, в данном случае уменьшается с ростом частоты. Эта схема, на самом деле, одним из основных (первого порядка) фильтра нижних частот . Отношение содержит мнимое число, и фактически содержит как амплитуду и фазовый сдвиг информации фильтра. Для того, чтобы извлечь только отношение амплитуд, вычислить величину соотношения, то есть:

|ВоUTВяN|знак равно11+(ωрС)2 ,{\ Displaystyle \ слева | {\ гидроразрыва {V _ {\ mathrm {из}}} {V _ {\ mathrm {в}}}} \ правый | = {\ гидроразрыва {1} {\ SQRT {1 + (\ Omega RC ) ^ {2}}}} \.}

Индуктивный делитель

Индуктивные делители разделить входной сигнал переменного тока в соответствии с индуктивностью:

ВоUTзнак равноL2L1+L2⋅ВяN{\ Displaystyle V _ {\ mathrm {} вне} = {\ гидроразрыва {L_ {2}} {L_ {1} + L_ {2}}} \ CDOT V _ {\ mathrm {в}}}

Выше уравнение для невзаимодействующих индукторов; взаимная индуктивность (как в автотрансформатора ) будет изменить результаты.

Индуктивные делители разделить входной сигнал постоянного тока в соответствии с сопротивлением элементов, как для резистивного делителя выше.

емкостный делитель

Емкостные делители не проходят входной сигнал постоянного тока.

Для входа переменного тока простого емкостное уравнение:

ВоUTзнак равноС1С1+С2⋅ВяN{\ Displaystyle V _ {\ mathrm {} вне} = {\ гидроразрыва {C_ {1}} {C_ {1} + {C_ 2}}} \ CDOT V _ {\ mathrm {в}}}

Любые утечки тока в Capactive элементов требует использования обобщенного выражения с двумя импедансов. При выборе параллельного R и элементов С в соответствующих пропорциях, то же коэффициент деления может поддерживаться на протяжении полезного диапазона частот. Это принцип применяется в компенсированных осциллографа зондов для увеличения пропускной способности измерений.

Загрузка эффекта

Выходное напряжение делителя напряжения будет меняться в зависимости от электрического тока , питающего его к внешней электрической нагрузке . Эффективное сопротивление источника исходит от делителя Z 1 и Z 2 , как указано выше, будет Z 1 в параллельно с Z 2 (иногда пишется Z 1 // Z 2 ), то есть: ( Z 1 Z 2 ) / ( Z 1 + Z 2 ) = ГЦ 1 .

Для того, чтобы получить достаточно стабильное выходное напряжение, выходной ток должен быть либо стабильным (и так быть частью расчета возможных значений делителя) или ограничено соответствующий небольшой процент от входного тока в делителе. Чувствительность нагрузки может быть уменьшена за счет уменьшения сопротивления обеих половинах делителя, хотя это увеличивает ток покоя входного сигнала делителя и приводит к более высокому потреблению энергии (и впустую тепла) в делитель. Регуляторы напряжения часто используются вместо пассивных делителей напряжения , когда необходимо , чтобы приспособить высокие или колеблющиеся тока нагрузки.

Приложения

Делители напряжения используются для регулировки уровня сигнала, для смещения активных устройств в усилителях, а также для измерения напряжения. Мост Уитстона и мультиметр оба включают делители напряжения. Потенциометр используются в качестве переменного делителя напряжения в регуляторе громкости многих радиостанций.

измерения датчика

Делители напряжения может использоваться, чтобы позволить микроконтроллер для измерения сопротивления датчика. Датчик соединен последовательно с известным сопротивлением, чтобы сформировать делитель напряжения и известное напряжение подается через делитель. Преобразователь микроконтроллера аналого-цифровой подключается к отводу делителя, так что он может измерять напряжение из-под крана, и, используя измеренное напряжение и известное сопротивление и напряжение, вычислить сопротивление датчика. Пример, который обычно используется включает потенциометр (переменный резистор) в качестве одного из элементов резистивных. Когда вал потенциометра вращается сопротивление она производит либо увеличивается или уменьшается, изменение сопротивления соответствует изменению углового вала. Если в сочетании со стабильным источником опорного напряжения, выходное напряжение может подаваться в аналого-цифровой и дисплей может показывать угол. Такие схемы обычно используются при чтении ручки управления. Обратите внимание, что это очень полезно для потенциометра, чтобы иметь линейную конусность, как микроконтроллер или другую схему считывания, сигнал должен в противном случае правильный для нелинейности в расчетах.

Измерение высокого напряжения

V _ {\ mathrm {} вне} = {\ гидроразрыва {C_ {1}} {C_ {1} + {C_ 2}}} \ CDOT V _ {\ mathrm {в}} Высокое напряжение резистора делителя зонда.

Делитель напряжения может быть использован для масштабирования вниз очень высокого напряжения , так что она может быть измерена с помощью вольтметра . Подается высокое напряжение через делитель, а делитель выходного , который выдает более низкое напряжение, которое в пределах входного счетчика диапазона-измеряется с помощью расходомера. Высокое напряжение резистора делитель зонды , предназначенные специально для этой цели могут быть использованы для измерения напряжения до 100 кВ. Специальные высоковольтные резисторы используются в таких зондов , как они должны быть способны выдерживать высокие входные напряжения и, чтобы произвести точные результаты, должны иметь согласованные температурные коэффициенты и коэффициенты очень низкого напряжения. Емкостный делитель зонды , как правило , используются для напряжений выше 100 кВ, так как тепло , вызванные потерями мощности в резисторе делитель зондах при таких высоких напряжениях может быть чрезмерным.

Логический уровень сдвига

Делитель напряжения может быть использован в качестве сырого логического сдвига уровня для сопряжения два цепей, которые используют различные рабочие напряжения. Например, некоторые логические схемы работают на 5V, тогда как другие работают на 3.3V. Непосредственно сопряжение логического выхода 5V на вход 3.3V может привести к повреждению схемы 3,. В этом случае делитель напряжения с отношением выходной 3,3 / 5 может быть использовано для уменьшения сигнала 5V до 3,3, чтобы позволить цепи взаимодействовать без повреждения цепи 3,3В. Чтобы это было возможно, источник 5В импеданс и 3,3 входное сопротивление должно быть незначительным, или они должны быть постоянными и значения резисторов делителя должны учитывать их импедансов. Если входной импеданс емкостный, чисто резистивный делитель будет ограничивать скорость передачи данных. Это может быть грубо преодолеть, добавив конденсатор последовательно с верхним резистором, чтобы сделать обе ногу емкостного делителя, а также резистивным.

Рекомендации

Смотрите также

внешняя ссылка

Емкостные делители напряжения | Электрические аппараты | Обладнання

Страница 53 из 54

23.3. ЕМКОСТНЫЕ ДЕЛИТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Помимо электромагнитных ТН для понижения высокого напряжения могут быть использованы емкостные делители. Принципиальная схема подобного устройства, понижающего напряжение сети 500 кВ, приведена на рис. 23.9. Делитель Д состоит из конденсаторной батареи С1 и конденсатора С2.
В чисто емкостной цепочке (цепь ТН АХХ разомкнута) напряжение U$ делится обратно пропорционально значениям емкостей. Емкость С2 на порядок больше С1, и ток цепочки определяется конденсатором С1. Емкость С2 выбирается так, чтобы напряжение на ней Uc2 находилось в пределах 4—12 кВ. Для дальнейшего понижения напряжение через реактор Р подается на ТН нормального исполнения и низкой стоимости. Нагрузка, имеющая номинальное напряжение 1-00 В, включается на вторичную обмотку этого трансформатора напряжения.
Если в схеме отсутствует реактор Р, то с ростом нагрузки уменьшается входное сопротивление трансформатора напряжения и выходное напряжение начинает падать. Если реактор настроен в резонанс с емкостью С1+С2 при частоте сети / = 50 Гц, то выходное напряжение мало зависит от нагрузки.

 

Емкостный делитель
Рис. 23.9. Емкостный делитель

Для выявления основных свойств делителя примем, что ТН идеальный и погрешности не вносит. Если пренебречь током холостого хода трансформатора напряжения, то схема рис. 23.9 может быть преобразована в схему рис. 23.10. Трансформатор и нагрузку можно заменить сопротивлением нагрузки Z’v приведенным к первичной обмотке трансформатора напряжения.

Упрощенная расчетная схема емкостного делителя

Рис. 23.10. Упрощенная расчетная схема емкостного делителя

 

При КЗ на вторичной стороне появятся перенапряжения на конденсаторе С2, которые могут привести к его пробою. Для ограничения этих перенапряжений параллельно конденсатору С2 ставится разрядник или используется аппарат защиты от КЗ в цепи нагрузки.
При использовании в качестве конденсатора С1 конденсаторной бумагомасляной изоляции проходных изоляторов мощность полезной нагрузки ограничивается из-за малости емкости С1. Так, при номинальном напряжении Uном=10 кВ мощность нагрузки составляет 15 В-А.
Погрешность по напряжению достигает 5 %, а угловая погрешность доходит до 5°. В настоящее время в релейной защите высоковольтных линий широко используются сигналы высокой частоты. Релейная защита, работающая на высокой частоте (блок ВЧ, рис. 23.9), связана с линией высокого напряжения через конденсатор С1. Сигналы высокой частоты подаются в линию высокого напряжения и воспринимаются устройством, расположенным в другой точке линии. Для таких защит разработаны специальные конденсаторы большой емкости. Эти конденсаторы используются в емкостном делителе и дают возможность увеличить мощность нагрузки до 1000 В-А. Для того чтобы не пропускать токи высокой частоты, в цепь ТН устанавливается высокочастотный заградитель 3, играющий роль фильтра. Емкостный делитель может быть использован также для отбора больших мощностей (многих киловольт-ампер) вместо понижающих силовых трансформаторов.

В СССР выпускаются емкостные делители мощностью до 300 В-А первого класса точности. Исследования показали возможность создания делителей класса точности 0,2.
В конструкции реакторов и ТН предусмотрена возможность регулирования параметров для компенсации технологических разбросов по емкости конденсаторов делителя.

Индуктивность реактора регулируется изменением воздушного зазора в магнитопроводе и с помощью отводов обмотки. В ТН с помощью отводов обмотки регулируется коэффициент трансформации.
Сравнение стоимости емкостного делителя и каскадных ТН показывает, что делители целесообразно применять при напряжениях выше 110 кВ. При напряжениях 400 кВ и выше стоимость емкостного делителя примерно в 2 раза ниже стоимости каскадного ТН. При напряжении ниже 110 кВ использование делителя не дает ощутимого экономического эффекта.
Наличие конденсаторов делителя и нелинейных индуктивностей создает возможность феррорезонансных явлений не только на основной, но и на низших частотах (субгармониках) .
В результате таких явлений могут возникать перенапряжения, опасные для изоляции, а также ложные срабатывания защиты. Возможно даже повреждение присоединяемых приборов. В настоящее время разработано много схем, эффективно ограничивающих эти перенапряжения.

Работа делителя зависит также от изменения частоты измеряемого напряжения, так как при этом возможны нарушения условия резонанса между реактором и конденсаторами.

23.4. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Номинальное напряжение первичной обмотки ТН должно соответствовать номинальному напряжению сети, в которую он включается. Если ТН включается между фазой и землей — то номинальному фазному напряжению.
Номинальное вторичное напряжение ТН должно соответствовать номинальному напряжению нагрузки.
Нагрузка должна быть равномерно распределена по фазам ТН. Суммарная нагрузка на фазу ТН должна быть меньше допустимой при заданных классе точности и коэффициенте мощности.
Сечение проводников, соединяющих ТН с нагрузкой, должно быть таким, чтобы падение напряжения на них составляло доли процента номинального вторичного напряжения.

ДЕЛИТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ • Большая российская энциклопедия

Схемы низковольтных делителей напряжения: а – резистивного; б – ёмкостного; в – индуктивного; u и U – напряжения; r и R – резисторы; C1 и C2 – конденсаторы; L1 и L2…

ДЕЛИ́ТЕЛЬ НАПРЯЖЕ́НИЯ, элек­тро­тех­нич. уст­рой­ст­во, по­зво­ляю­щее сни­мать (ис­поль­зо­вать) толь­ко часть имею­ще­го­ся по­сто­ян­но­го или пе­ре­мен­но­го на­пря­же­ния по­сред­ст­вом эле­мен­тов элек­трич. це­пи, со­стоя­щей из ре­зи­сто­ров, кон­ден­са­то­ров или ка­ту­шек ин­дук­тив­но­сти. Обыч­но при­ме­ня­ет­ся для из­ме­ре­ния на­пря­же­ния. Осн. ха­рак­те­ри­сти­ка Д. н. – ко­эф. де­ле­ния, оп­ре­де­ляе­мый от­но­ше­ни­ем вход­но­го (из­ме­ряе­мо­го) на­пря­же­ния к вы­ход­но­му (сни­мае­мо­му). Про­стей­ший Д. н. пред­став­ля­ет со­бой два по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нён­ных ре­зи­сто­ра (два пле­ча де­ли­те­ля), на ко­то­рые по­да­ёт­ся вход­ное на­пря­же­ние $U$ (рис., а). Ко­эф. де­ле­ния при от­сут­ст­вии на­груз­ки оп­ре­де­ля­ет­ся фор­му­лой $$K=U/u=R/(R+r),$$ где $R$ и $r$ – со­про­тив­ле­ния ре­зи­сто­ров, $u$ – сни­мае­мое нап­ря­же­ние. От­кло­не­ния $R$ и $r$ (а сле­до­ва­тель­но, и $K$) от но­ми­наль­ных зна­че­ний обу­слов­ли­ва­ют по­греш­ность де­ли­те­ля. В Д. н. вы­со­кой точ­но­сти при­ме­ня­ют ре­зи­сто­ры с ма­лым тем­пе­ра­тур­ным ко­эф. со­про­тив­ле­ния и вы­со­кой вре­мен­нóй ста­биль­но­стью (напр., из ман­га­ни­но­вой про­во­ло­ки). В це­пях пе­ре­мен­но­го то­ка по­ми­мо ре­зи­стив­ных Д. н. ис­поль­зу­ют­ся так­же ём­ко­ст­ные с кон­ден­са­то­ра­ми по­сто­ян­ной или пе­ре­мен­ной ём­ко­сти (рис., б) и ин­дук­тив­ные (рис., в).

Д. н. мо­гут быть од­но­пре­дель­ны­ми (с од­ним но­ми­наль­ным $K$) и мно­го­пре­дель­ны­ми; с по­сто­ян­ным и ре­гу­ли­руе­мым (плав­но, дис­крет­но или ком­би­нир. спо­со­бом) от­но­ше­ни­ем плеч. Д. н. вхо­дят в со­став мн. средств из­ме­ре­ния в ка­че­ст­ве зве­на из­ме­рит. це­пи. Напр., ре­зи­стив­ные де­ли­те­ли с но­ми­наль­ны­ми зна­че­ния­ми $K$, рав­ны­ми 10, 100 и 1000, при­ме­ня­ют­ся во вход­ных це­пях мно­го­пре­дель­ных ана­ло­го­вых и циф­ро­вых вольт­мет­ров. Ём­ко­ст­ные Д. н., со­стоя­щие из не­сколь­ких по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нён­ных кон­ден­са­то­ров вы­со­кой точ­но­сти, слу­жат для от­бо­ра мощ­но­стей от ЛЭП вы­со­ко­го на­пря­же­ния (до 500 кВ). При­ме­ром Д. н. на ин­дук­тив­ных со­про­тив­ле­ни­ях яв­ля­ет­ся ав­то­транс­фор­ма­тор.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *