稳流亦可叫恒流,意思相近,一般可以不加区别。稳流电源通常采用双层绕组。线圈的有效部分包含左、右两个有效边。将稳定的电压源加在固定的电阻的两端,那么流过电阻的电流一定是恒定的,这是设计稳流电源的基本原理和思想。
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中文名
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稳流电源
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别 名
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恒流电源
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采取方式
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通常采用双层绕组
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分 类
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单叠绕组和复叠绕组之分。
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有效部分
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包含左、右两个有效边
目录
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1 稳流电源简介
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2 设计原理
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3 稳流与恒流的区别
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4 分类
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5 应用情况
稳流电源简介
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稳流电源通常采用双层绕组。线圈的有效部分包含左、右两个有效边。放在槽内且靠近槽口的有效边叫上层边,靠近槽底的有效边叫下层边。同一槽中上下层间用绝缘纸隔开。同一线圈上下两有效边沿圆周方向的距离即为线圈的跨距,通常用槽距(两相邻槽间距离)的倍数表示。跨距约等于一个极距(相邻两磁极的距离,也常用槽距的倍数表示)。 直流电枢绕组分叠绕组、波绕组和蛙绕组3种。每个线圈的两个出线端连接到换向器的两个换向片上,两者在换向器圆周表面上相隔的距离称为换向器节距,用Ys表示。不同形式的绕组具有不同的换向器节距。
设计原理
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如果将稳定的电压源加在固定电阻的两端,那么流过电阻的电流必然是恒定的,这就是稳流电源的设计原理。图3.5所示就是稳定电流源的基本原理框图。图中集成运算放大器A为理想运放。RS、DZ给运放同相端提供一个基准稳定参考电压VREF,VREF就是稳压二极管DZ的稳定电压VZ。显然,由图中可知,流过负载的输出电流I0为 [1]
图3.5 稳流电源基本框图
稳流与恒流的区别
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稳流电源
稳流亦可叫恒流,意思相近,一般可以不加区别。与恒压的概念相比,稳流的概念就难于理解一些了,因为日常生活中恒压源是多见的,蓄电池、干电池是直流恒压电源,而220V交流电,则可认为是一种交流恒压电源,因为它们的输出电压是基本不变的,是不随输出电流的大小而大幅变化的。而稳流电源呢,就是指如果负载电阻太大,使电源输出电流不能达到恒流值,那么恒流源的输出电压就会自动升到电源的最大输出电压,只有当负载电阻小到一定的程度,使电源输出电流达到恒流值,电源才真正处于恒流工作状态,随着负载电阻值的逐步减小,输出电压也按规律下降,以保持输出电流的恒定不变。这就是恒流的概念。
分类
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稳流电源根据绕组方式,有单叠绕组和复叠绕组之分。单叠绕组是将同一磁极下相邻的线圈依次串联起来,构成一条并联支路,所以对应一个磁极就有一条并联支路。单叠绕组的基本特征是并联支路数等于磁极数。各条支路间通过电刷并联。单叠绕组线圈的换向器节距Ys=1。Ys>1者称复叠绕组。比较常用的是Ys=2的复叠绕组,又称双叠绕组。双叠绕组在一个磁极下有两条并联支路。例如一台四极直流电机,采用双叠绕组时,共有8条并联支路。各条支路间也是通过电刷并联。电刷组数等于电机的极数。其中一半为正电刷组,另一半为负电刷组。叠绕组的并联支路数较多,它等于极数或为极数的整倍数,所以又叫并联绕组。
应用情况
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对于某些负载和设备,若由稳流电源供电,可以得到不少技术、经济上的好处。
对于负载的阻抗有较大的变化,而要求负载电流基本不变的设备,则必须采用稳流电源。所应用的具体的技术领域,大体有如下几个方面。
(一)电热、电焊设备
采用稳流电源,点弧容易,电弧稳定。小电流电弧的点火,在防护气氛中焊接薄金属,尤为适合。亦可用于电弧炼钢、矿石加热炉、真空电弧炉、接触焊等设备中。 [2]
电热设备由稳流电源供电,可节省电能,提高功率因数,这对大功率的电热设备,能取得较好的经济效益。
电热、电焊设备,应用交流稳流电源效果较好,在国外,在这类设备中稳流电源已被广泛地应用。
(二)电力拖动
交流稳流电流经整流后,可用于直流电力拖动中。可用于恒转矩拖动的电源,也可用作电机的启动。
采用稳流电源供电,既可避免在启动初始时的电流冲击,又可保持在整个启动过程中始终有较大的启动转矩,不会因转速升高电流下降而使电动机转矩减小,而且始终保持电流恒定,因而使电动机出现优良的启动性能。稳流电源被用于启动直流他激电动机、异步电动机,以及同步机的异步启动等。
研究分析表明,在直流他激电动机中,如保持电枢电流恒定,相应地改变磁通,可使电机转速向高于或低于额定转速方向调节。 [2]
(三)作为某些特殊设备的电源
电加工工艺设备。如电镀槽、电解槽,电化学加工设备等。在这些设备中应用稳流电源,可以消除阳极效应的影响(铝电解时),消除工具阴极和产品阳极短路的影响,使加工过程稳定,能较多地减少能耗和提高劳动生产率。
作为蓄电池的充电装置。利用稳流电源对蓄电池充电,可以获得最高的效率。在工业中大多数充电装置都采用稳流电源。
作为光量子发生器的电源。在脉冲式光量子发生器中,稳流电源用于储能电容器的充电,而在连续式光量子发生器中,作为充气管的电源。由于稳流电源的应用,提高了发生器输出的稳定性和可调性。量子技术,也是稳流电源应用中最有成效的领域之一。 [2]
(四)用于长距离输电
在供电电源容量不大而输电线路较长的情况下,若要求负载端电压稳定,采用稳流装置,就可以消除因输电线压降变化对负载端电压的影响。稳流电源的这一重要优点,被用于:机场起飞-降落通道信号灯的供电;横跨大陆或海洋的远距离和超远距离电缆的供电系统中。
(五)用于测量技术中
高稳定度的稳流电源,用于检测各种指针式仪表(安培表,伏特表),可用于测量精密电阻,利用电容器的线性充电电压来测量时间间隔,某些敏感元件如霍尔元件,热敏二极管等,在作传感器进行非电量变换电量时,均需对敏感元件通以恒定电流。
总之,稳流电源(包括交、直流)的应用领域是多方面的,在技术和经济上的效益是明显的,在选择电气设备的供电电源时,必须考虑是否应采用稳流电源,在某些领域,稳流电源则成为相对比较适用的电源。 [2]
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