В схемах стабилизации напряжения используют резисторы, полупроводниковые приборы или реакторы с линейной и нелинейной вольт-амперными характеристиками. Если включить линейный элемент, например реактор L1, последовательно с нагрузкой Rн, а нелинейный насыщающийся реактор L2 — параллельно ей (рис. 243), то при изменении входного напряжения Uвх в некоторых пределах выходное напряжение Uвых будет оставаться постоянным. Объясняется это тем что нелинейный реактор L2 работает в режиме насыщения и напряжение на его зажимах практически не изменяется при изменении проходящего по нему тока. Поэтому при изменении напряжения Uвх происходит перераспределение напряжений между последовательно включенными реакторами L1 и L2 и весь прирост напряжения Uвх приходится на линейный реактор L1.
Напряжение же на нелинейном реакторе, параллельно которому включена нагрузка Rн, будет стабилизированным в некоторых пределах, зависящих от вольт-амперной характеристики нелинейного реактора и пределов изменения напряжения Uвх. Такой стабилизатор напряжения называют ферромагнитным. Недостатками его являются низкий коэффициент мощности и значительные габаритные размеры стабилизатора.
Для уменьшения габаритных размеров стабилизатор выполняют с объединенной магнитной системой, а для повышения коэффициента мощности параллельно нелинейному реактору включают конденсатор С (рис. 244, а). Такой стабилизатор называют феррорезонансным. Первичная обмотка 3 стабилизатора, на которую подается напряжение Uвх, расположена на участке 2 магнитопровода, по которому проходит магнитный поток Ф2. Этот участок имеет большое поперечное сечение, вследствие чего он находится в ненасыщенном состоянии. Вторичная обмотка 4, к которой подключается нагрузка Rн, расположена на участке 5 магнитопровода с малым поперечным сечением и, следовательно, находится в насыщенном состоянии. Поэтому при изменении напряжения Uвх и магнитного потока Ф2 магнитный поток Ф3 и индуцируемая в обмотке 4 э. д. с. изменяются незначительно. Так же незначительно изменяется и выходное напряжение Uвых. При увеличении
Рис. 243. Принципиальная схема стабилизатора напряжения на реакторах
Рис. 244. Схемы феррорезонансного стабилизатора напряжения
потока Ф2 та его часть, которая не может проходить по участку 5, замыкается в виде потока Ф1 через магнитный шунт 1.
При подаче на обмотку 2 синусоидального напряжения Uвх напряжение Uвых будет несинусоидальным. Поток Ф1 проходит через магнитный шунт только в те моменты времени, когда поток Ф2 приближается к амплитудному значению и участок 5 переходит в режим насыщения. Чтобы повысить точность стабилизации напряжения, на части 2 магнитопровода стабилизатора размещают компенсационную обмотку 6 (рис. 244,б), включенную в цепь нагрузки последовательно с вторичной обмоткой 4, но так, чтобы индуцируемые в них э. д. с. были противоположны по фазе. В результате этого напряжение Uвыx определяется разностью э. д. с. во вторичной и компенсационной обмотках. При увеличении напряжения Uвх и потока Ф2 напряжение Uвыx поддерживается постоянным не только из-за малого изменения потока Ф2 как в стабилизаторе (см. рис. 244, а), а также благодаря возрастанию э. д. с. в компенсационной обмотке 6.
Промышленность выпускает феррорезонансные стабилизаторы напряжения мощностью от 100 Вт до 8 кВт. Эффективность стабилизации характеризуется коэффициентом стабилизации, показывающим, во сколько раз уменьшается относительное изменение выходного напряжения ?Uвых/Uвых по сравнению с относительным изменением входного напряжения ?Uвх/Uвх.
