穩流電源

穩流亦可叫恆流，意思相近，一般可以不加區別。穩流電源通常採用雙層繞組。線圈的有效部分包含左、右兩個有效邊。將穩定的電壓源加在固定的電阻的兩端，那么流過電阻的電流一定是恆定的，這是設計穩流電源的基本原理和思想。

基本介紹

• 中文名：穩流電源
• 別名：恆流電源
• 採取方式：通常採用雙層繞組
• 分類：單疊繞組和復疊繞組之分。
• 有效部分：包含左、右兩個有效邊

穩流電源簡介

穩流電源通常採用雙層繞組。線圈的有效部分包含左、右兩個有效邊。放在槽內且靠近槽口的有效邊叫上層邊，靠近槽底的有效邊叫下層邊。同一槽中上下層間用絕緣紙隔開。同一線圈上下兩有效邊沿圓周方向的距離即為線圈的跨距，通常用槽距（兩相鄰槽間距離）的倍數表示。跨距約等於一個極距（相鄰兩磁極的距離，也常用槽距的倍數表示）。 直流電樞繞組分疊繞組、波繞組和蛙繞組3種。每個線圈的兩個出線端連線到換向器的兩個換向片上，兩者在換向器圓周表面上相隔的距離稱為換向器節距，用Y_s表示。不同形式的繞組具有不同的換向器節距。

設計原理

如果將穩定的電壓源加在固定電阻的兩端，那么流過電阻的電流必然是恆定的，這就是穩流電源的設計原理。圖3.5所示就是穩定電流源的基本原理框圖。圖中集成運算放大器A為理想運放。R_S、D_Z給運放同相端提供一個基準穩定參考電壓V_REF，V_REF就是穩壓二極體D_Z的穩定電壓V_Z。顯然，由圖中可知，流過負載的輸出電流I₀為

式中，I₀為恆定電流，調節R_W就可以調變I₀

圖3.5 穩流電源基本框圖

穩流與恆流的區別

穩流亦可叫恆流，意思相近，一般可以不加區別。與恆壓的概念相比，穩流的概念就難於理解一些了，因為日常生活中恆壓源是多見的，蓄電池、乾電池是直流恆壓電源，而220V交流電，則可認為是一種交流恆壓電源，因為它們的輸出電壓是基本不變的，是不隨輸出電流的大小而大幅變化的。而穩流電源呢，就是指如果負載電阻太大，使電源輸出電流不能達到恆流值，那么恆流源的輸出電壓就會自動升到電源的最大輸出電壓，只有當負載電阻小到一定的程度，使電源輸出電流達到恆流值，電源才真正處於恆流工作狀態，隨著負載電阻值的逐步減小，輸出電壓也按規律下降，以保持輸出電流的恆定不變。這就是恆流的概念。

穩流電源

分類

穩流電源根據繞組方式，有單疊繞組和復疊繞組之分。單疊繞組是將同一磁極下相鄰的線圈依次串聯起來，構成一條並聯支路，所以對應一個磁極就有一條並聯支路。單疊繞組的基本特徵是並聯支路數等於磁極數。各條支路間通過電刷並聯。單疊繞組線圈的換向器節距Y_s=1。Y_s>1者稱復疊繞組。比較常用的是Y_s=2的復疊繞組，又稱雙疊繞組。雙疊繞組在一個磁極下有兩條並聯支路。例如一台四極直流電機，採用雙疊繞組時,共有8條並聯支路。各條支路間也是通過電刷並聯。電刷組數等於電機的極數。其中一半為正電刷組，另一半為負電刷組。疊繞組的並聯支路數較多，它等於極數或為極數的整倍數，所以又叫並聯繞組。

套用情況

對於某些負載和設備，若由穩流電源供電，可以得到不少技術、經濟上的好處。

對於負載的阻抗有較大的變化，而要求負載電流基本不變的設備，則必須採用穩流電源。所套用的具體的技術領域，大體有如下幾個方面。

(一)電熱、電焊設備

採用穩流電源，點弧容易，電弧穩定。小電流電弧的點火，在防護氣氛中焊接薄金屬，尤為適合。亦可用於電弧煉鋼、礦石加熱爐、真空電弧爐、接觸焊等設備中。

電熱設備由穩流電源供電，可節省電能，提高功率因數，這對大功率的電熱設備，能取得較好的經濟效益。

電熱、電焊設備，套用交流穩流電源效果較好，在國外，在這類設備中穩流電源已被廣泛地套用。

(二)電力拖動

交流穩流電流經整流後，可用於直流電力拖動中。可用於恆轉矩拖動的電源，也可用作電機的啟動。

採用穩流電源供電，既可避免在啟動初始時的電流衝擊，又可保持在整個啟動過程中始終有較大的啟動轉矩，不會因轉速升高電流下降而使電動機轉矩減小，而且始終保持電流恆定，因而使電動機出現優良的啟動性能。穩流電源被用於啟動直流他激電動機、異步電動機，以及同步機的異步啟動等。

研究分析表明，在直流他激電動機中，如保持電樞電流恆定，相應地改變磁通，可使電機轉速向高於或低於額定轉速方向調節。

(三)作為某些特殊設備的電源

電加工工藝設備。如電鍍槽、電解槽，電化學加工設備等。在這些設備中套用穩流電源，可以消除陽極效應的影響(鋁電解時)，消除工具陰極和產品陽極短路的影響，使加工過程穩定，能較多地減少能耗和提高勞動生產率。

作為蓄電池的充電裝置。利用穩流電源對蓄電池充電，可以獲得最高的效率。在工業中大多數充電裝置都採用穩流電源。

作為光量子發生器的電源。在脈衝式光量子發生器中，穩流電源用於儲能電容器的充電，而在連續式光量子發生器中，作為充氣管的電源。由於穩流電源的套用，提高了發生器輸出的穩定性和可調性。量子技術，也是穩流電源套用中最有成效的領域之一。

(四)用於長距離輸電

在供電電源容量不大而輸電線路較長的情況下，若要求負載端電壓穩定，採用穩流裝置，就可以消除因輸電線壓降變化對負載端電壓的影響。穩流電源的這一重要優點，被用於：機場起飛-降落通道信號燈的供電；橫跨大陸或海洋的遠距離和超遠距離電纜的供電系統中。

(五)用於測量技術中

高穩定度的穩流電源，用於檢測各種指針式儀表(安培表，伏特表)，可用於測量精密電阻，利用電容器的線性充電電壓來測量時間間隔，某些敏感元件如霍爾元件，熱敏二極體等，在作感測器進行非電量變換電量時，均需對敏感元件通以恆定電流。

總之，穩流電源(包括交、直流)的套用領域是多方面的，在技術和經濟上的效益是明顯的，在選擇電氣設備的供電電源時，必須考慮是否應採用穩流電源，在某些領域，穩流電源則成為相對比較適用的電源。