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电源"无功补偿器“的制作

作 者: ldh 来 自: 202.102.141.57
发布时间: 2001-12-14 19:42:21 返回本版 到视听论坛中讨论
文 章:  
     当我们在津津乐道滤波器、隔离变压器、稳压器等玩意的时候,我们可能忽略了一个问题,
那就是这些东西的在线工作方式都是串联于交流电路中的,如此一来,带来优点的同时也“馈赠”
了缺点,其利弊前文已经简述,接下来我们将叙述一种并联在线工作方式的电源小“道具”:“无
功补偿器”。 

首次把“无功补偿”概念引入音响的是台湾省台电总工程师?運雙先生。台湾《音响论坛》(网址
http://audioart.audionet.com.tw/default2.htm)分别在140期、141期、142期和144期以
大篇幅连续刊载了?運雙、张峰嘉两位先生关于“无功补偿器”的原理、实做和试听。于有条件上
网的发烧友可直接登陆上述网址查询,可以得到更为详尽的原理介绍和制作经验。本文将把笔者的
制作实用体会简单介绍一下,与大家共享。 

原理简述: 
大家日常接触的交流电分为“有功电力”和“无功电力”两大部分,对于电力工作人员来说对这两
者的概念理解是非常清楚的。但是对于外行来说要弄明白这两大部分的话,是比较困难的。简单省
略的描述只能是越说越糊涂。所以本文在此不再赘述,感兴趣的朋友可以参考有关电力书籍。这里
只是简单的就“无功补偿”定性的说几句。 
电力系统的负载大多是电感性的,会消耗无功电力,使的负载电流相位滞后于电压,相角差越大,
无功电力需求越大,要供给固定的有效功率,势必提高电流而增加线路损耗。因此在配电系统里几
乎都使用电容器来补偿负载所需的无功电力,以改善功率因数,好处是: 
一、 减少电力损失,一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况,其电力损耗约2%--3%左右,
使用电容提 高功率因数后,总电流降低,可降低供电端与用电端的电力损失。 
二、 改善供电品质,提高功率因数,减少负载总电流及电压降。于变压器二次侧加装电容可改善
功率因数提高二次侧电压。 
三、 延长设备寿命。 改善功率因数后线路总电流减少,使接近或已经饱和的变压器、开关等机器
设备和线路容量负荷降低,因此可以降低温升增加寿命(温度每降低10度C,寿命可延长一
倍)。 

对于音响来说,进行无功补偿又有什么意义呢?音响器材中的电源变压器,特别是大功率或纯A类
功放以及电子管功放,同属电感性负载,所以对其进行无功补偿相对于电网与负载(音响系统)来
说,同样有好处。经过无功补偿后,电流相位滞后于电压相位的情况能够得到明显改善(电流能够
达到与电压同相是最理想的),可以让电压与电流工作的更加齐心协力。大家都知道音响器材对电
源的反应是非常敏感的,那么接入“无功补偿器”后由于改善了交流电源的部分因数,所以肯定会
影响到器材的声音表现。本文咱们再试着从另一个方面来分析;接入“无功补偿器”的等效电路见
图1 ,不难看出电容C、电感L1,与器材的电源变压器初级绕组L2,组成了一个等效调谐回路,根
据调谐回路的特点我们知道在调谐中心频率附近,所对应的频率呈现低阻抗,而偏离调谐回路的频
率则呈现高阻抗,这样以来相对于频率较高的电源谐波与RF干扰的频率来说,这个等效调谐回路呈
现出相对高阻抗,从而起到一定的滤波作用(称为“阻波”似乎更确切些)。所以听感上会更安
静,音场更宽阔深邃。而调谐频率附近的频率则电路等效的低阻抗特性,这可能就是有些发烧友反
映使用补偿器后低频段有量感和质感改善的原因之一吧。因此不难看出,改变电容容量就改变了这
个回路的调谐频率,从而对声音的影响也趋向于:增大电容声底向低段下移,减小电容则中高频有
可闻的改变。实验中也支持这一推理。大家在制作中可以结合自己器材的声底表现来调节电容容量
大小。以求达到最佳效果。 

实验制作: 
所谓“无功补偿器”实际上是由一枚电容和一只电感组成。由于各地电网及负载的情况不尽相同,
电容与电感的取值也不相同。大多数情况下电容在10--40UF,电感在8-20MH之间选取就足可以适
合大部分居家环境的需要了。因为电网与负载之间的关系比较复杂,所以这个补偿器的电容、电感
数值制作成可调节的是比较合理的,以适合在不同环条件下工作。 

选取电容: 
电容的质量品种对声音有一定的影响。通常可以选用油浸电容,CBB聚丙稀电容,前者顺滑柔细
些,而后者更具层次感。要选择交流耐压250V以上的,没有交流耐压标志的要按照400V选择。很
多进口旧电机上的启动电容往往是一些质量非常好的电容。广州的旧货店里也经常可以看到一些进
口的名牌拆机油浸电容,价格也不贵。可以试用。几种电容外观见图2 

制作电感: 
电感的作用是为了防止电路呈电容性而增大谐波,在电容上串联一电感(电抗器)使电路呈现电感
性。电感线圈可以使用线径1--1。2毫米的漆包线饶制,线径太细会使电感内阻增大影响充放电速
度,太粗会使体积很大饶制困难,从性能上讲也没有必要。没有电感表测量的情况下,可以在直径
2毫米高4毫米的骨架上紧密整齐的饶400匝,共饶 三个。每只的电感量大约在5MH左右。见图3 

按照图4电路把电容和电感组合起来。然后安装到一个合适的盒子里面。或者干脆与滤波器、插座
有条序的安装好,做成一个专用电源拖板。对功放供电的插座就不要经过滤波器了。j接入“补偿
器”的插座需要有保险管,以防电容质量问题造成击穿短路。也可以直接在“补偿器”内安装5A的
保险管。安装完毕检查无误后就可以接通电源了,先别忙于接入器材,空载工作半小时后切断电
源,用手摸一下电容是否有温升,正常情况下应该与环境温度一样,如果有温度增高,说明电容有
漏电现象,应该更换。如果有条件可以在“补偿器”回路上串联一个交流电流表,为防止接通电源
瞬间电感反电动势打坏表头,应该先把表头短路起来,待接通电源后再把短路线去掉。调节电感量
大小如果电流变化不大,说明电源的谐波电流不大,比较干净。如果在某一电感值上有一个电流增
大的峰,这表示“补偿器”已经发挥吸收谐波的功能。如果测量过程中有两个峰,那么最好按照出
现峰时的电感量,再增加一组“补偿器”。经过上述调试后,就可以接通器材开机试听了。 

试听: 

《音响论坛》杂志在介绍该“无功补偿器”时称之为:“最便宜最有效的另类电源处理器”;“有
补偿器与无补偿器差异之大,让编辑部的同人,露出不可置信的神情”;“整体改善的幅度比更换
高价的电源线来的更另人振奋”。 
笔者在试听时采用了以下器材: 
音箱 B&W M802sIII 
功放 LDH 功放 (纯A类80W) 
音源 MALANTZ 15 
试听软件可以说是比较全面的,各种类型的都有,以尽可能的反映出“补偿器”的功效。开声并没
有惊喜出现,这本也在预料之中,因为我的电源线是从配电室拉的独立专用线,离开配电室100多
米,在配电室的控制柜中,已经对主变压器二次侧进行了电容无功电力补偿,而且几乎没有大的干
扰源和大功率消耗设备。因此对于这个“补偿器”在我这里的表并没有抱什么太大的期望。 

由于夜深,声音太大怕影响邻居,只好作罢。第二天,开机重试,声音也开大了些。这回感觉明显
了,首先是觉得背景更为安静深邃了,聆听小编制乐队以及独奏乐器时,有一种更传神的感觉。人
声、女声合唱时更为顺畅柔细。听《龙韵》第三段“鱼光曲”,1分至一分另九秒有一段历时九秒
的小提琴演奏,使用“补偿器”后能够明显的听出琴声柔顺了,少了很多“毛刺”,接下来的童声
合唱更为顺滑悦耳,而且声底厚度增加了不少。特别是放响乐大场面时,乐器之间的层次感有了显
著的改善。总体的感觉是:中低频的改变比较明显,低频的量感、下潜、弹跳感更好。大鼓好象增
大了一圈,鼓皮被鼓锤捶击时可以感觉到鼓锤的下陷深度更深。只是这种感觉在小音量下不容易感
受的出来,大音量下效果比较显著。有一位发烧友体会说:“使用(补偿器)后觉得功放的力水更
足,好象换了一台机。总之使用上后是取不下来了。” 另一位发烧友H兄在描述使用体会时说:
“总之而言,我觉得这个”补偿器“要比我花费1000多元更换的超时空电源线效果好多了”。也
有个别发烧友反映说没有听出什么改变来,这也是很正常的。环境、条件、个人听音素质,都会影
响到听音评价的。 

变换电容的容量声音有一定变化,容量大些中低频改变大些,反之高频的改变大些。而电容型号的
改变没有出现《音响论坛》所描绘的那样具有“调色板的效果”。虽然有可闻的变化但是并不十分
明显。至于电感量大小的改变,我真的觉得不太明显,不知道是我的电源比较“卫生”的缘故,还
是其他原因。在不同地区的电网上使用该“补偿器”时,效果也大小不一。特别是远离变压器,而
且配电线路老化,动力设备比较多的地方,效果是十分显著的。 

总之,这个小道具花费不多,制作简单,几乎人人都可以照单抓药。并且由于是并联在线工作,对
器材几乎可以说没有什么负面影响。大家一定动手实验一下,即得到了一定的改善,又提高了玩电
的兴趣,何乐而不为呢。 




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