3.2. Угольные регуляторы напряжения. Регулятор угольный напряжения

3.2. Угольные регуляторы напряжения

Угольные регуляторы находят применение в системах электроснабжения постоянного и переменного тока для стабилизации напряжения, как правило, коллекторных и контактных генераторов.

Рис. 3.2.1

Принцип действия регуляторов этого типа основан на использовании зависимости сопротивления его угольного столба от силы сжатия (рис. 3.2.1). Чем больше эта сила F, тем меньше сопротивление угольного столба rс.

В серийных регуляторах минимальное сопротивление угольного столба находится в пределах 0,5... 0,8 Ом, максимальное сопротивление — 80... 100 Ом. Они позволяют обеспечить необходимое изменение тока возбуждения генератора от 1 до 40 А.

Угольный столб набирается из 40...70 штук угольных шайб с отверстиями в центре. Крайние шайбы контактируют со специальными пластинами, соединяющими угольный столб с внешней цепью.

Принципиальная схема простейшего угольного регулятора напряжения приведена на рис. 3.2.2.

Рис. 3.2.2. Принципиальная схема угольного регулятора напряжения

Стабилизация напряжения с помощью этого регулятора осуществляется следующим образом. Якорь 3 регулятора находится под воздействием трех сил:

— силы Fп, создаваемой пружинами 4;

— силы Fэ, создаваемой электромагнитом 5;

Разность сил пружин и упругой силы столба, действующих на якорь, принято называть механической силой Fм

На рис. 3.2.3 приведены характеристики сил, действующих на якорь электромагнита оз зависимости от его перемещения x .

Рис. 4.15 Зависимость сопротивления угольного столба от перемещения якоря (а) и характеристики сил, действующих на якорь электромагнита (б)

Пусть равновесное положение якоря соответствует его перемещению

х = x0, а напряжение генератора U = U0. Тогда, например, при повышении напряжения генератора возрастает ток в обмотке электромагнита э и якорь 3 под действием силы Fэ перемещается сердечнику 5 (растет величина перемещения якоря х).

Давление якоря на угольный столб уменьшается, его сопротивление возрастает, снижается ток возбуждения и напряжение стремится к заданному значению.

Угольные регуляторы могут быть (настроены астатически, на положительный или отрицательный статизм. Для угольных регуляторов напряжения их настройка определяется соотношениями механических и электромагнитных характеристик при перемещении якоря.

Механическая сила зависит только от положения якоря, т. е. Fм= Fм (х), а сила электромагнита — как от положения якоря, так и от приложенного к обмотке электромагнита напряжения, т. е. Fэ = Fэ (х, U).

Если наклон механической характеристики Fэ (х) будет больше наклона электромагнитной Fэ (х), то регулятор имеет настройку на положительный статизм (рис.3.2.4).

Рис. 3.2.4. Механические и электромагнитные характеристики угольного регулятора для случая его настройки на положительный статизм

Пусть при токе нагрузки генератора I = I0 его напряжение U = Uном, а х = x0, Fм0 = F(х0, Uном ). В случае уменьшения тока нагрузки, когда I<I0 ,напряжение генератора возрастает и нарушается равновесие механических :и электромагнитных сил (Fм0 < Fэ).

Это приводит к перемещению якоря электромагнита в сторону его сердечника, т. е. уменьшению сопротивления угольного столба и, следовательно, снижению напряжения. Новое установившееся состояние наступает при х = х2, когда U >Uном .Таким образом, при настройке регулятора на положительный статизм напряжение генератора с ростом нагрузки уменьшается.

Для астатической настройки регулятора .необходимо, чтобы на всем рабочем участке перемещения якоря соблюдалось равенство

Fэ(x) = Fм(x).

Это достигается подбором пружин, выбором профиля выемки кольца опоры пружин, изменением положения якоря и сердечника регулятора относительно друг друга.

Настройка регулятора на номинальное напряжение осуществляется путем изменения величины сопротивления резистора Rр , включенного последовательно с рабочей обмоткой электромагнита.

Устройства угольных регуляторов, применяемых при стабилизации напряжения генераторов постоянного и неременного тока принципиально не отличаются друг от друга.

Рис. 3.2.5

На рис. 3.2.5 показан разрез угольного регулятора напряжения. С целью лучшего отвода тепла от угольного столба 3 его помещают в покрытую изоляционным лаком оксидированную дюралюминиевую трубку 4. Тепло от трубки 4 рассеивается с помощью ребристого радиатора 5. В корпусе 1 располагаются обмотки 12 и сердечник электромагнита 13. Радиатор и корпус электромагнита скрепляются друг с другом болтами 6. Якорь 2 с пружиной воздействует на угольный столб, который с противоположной стороны упирается в контактный винт 8. Этим винтом производится регулировка начального натяжения пружины якоря, что разрешается делать только на заводе или в ремонтных мастерских. С целью уменьшения влияния вибраций на работу регулятора его подставка 10 сочленяется с основанием 11 при помощи специальных амортизаторов 9. На основании 11 крепится также резистор 7. точности поддержания напряжения в уголь-

Для повышения точности поддержания напряжения в угольных регуляторах предусматриваются обмотки температурной компенсации и корректирующие обмотки. С целью повышения устойчивости процесса регулирования устанавливаются резисторы и стабилизирующие трансформаторы, с помощью которых осуществляется соответственно жесткая и гибкая отрицательные обратные связи (их принцип действия будет рассмотрен ори изучении угольного регулятора с дифференциальным корректором напряжений).

studfiles.net

Угольные регуляторы напряжения

Принцип действия их основан на изменении сопротивления rс угольного столба, включенного в обмотку возбуждения, набранного из тонких угольных шайб. Сопротивление столба складывается из сопротивления самих шайб rш и переходного сопротивления rп множества точек соприкосновения поверхностей шайб. При этом rп > rш и, следовательно, rс≈rп. Переходное сопротивление зависит от силы. сжимающей столб: с увеличением силы сжатия (в пределах упругой деформации столба) число точек соприкосновения увеличивается, а сопротивление столба уменьшается.

Угольный столб 1 (рис. 3.19) включен последовательно с обмоткой возбуждения генератора ωв. Сила сжатия угольного столба обусловлена взаимодействием трех сил: силы сжатия Fп пружины 4, силы, Fэ электромагнита 3, стремящейся уменьшить силу сжатия пружины, и силы Fp.c — реакции угольного столба. В дальнейшем для упрощения будем считать, что на якорь 2 электромагнита действуют, две силы: механическая Fм = Fп — Fp.c и электромагнитная Fэ

Электромагнитная сила зависит от результирующей м. д. с. обмоток, расположенных на сердечнике электромагнита: рабочей обмотки ωр, подключенной через регулируемый добавочный резистор Rр к шинам генератора: уравнительной обмотки ωур, предназначенной для равномерного распределения нагрузки между параллельно работающими генераторами; обмотки температурной компенсации ωт.к и его ряда обмоток, предназначенных для повышения точности стабилизации напряжения.

Регулирование напряжения угольным регулятором осуществляется следующим образом. При отсутствии напряжения генератора угольный столб сжат пружиной (сжатие уравновешивается только реакцией столба) и сопротивление его минимально. Следовательно, генератор возбуждается при минимальном сопротивлении цепи возбуждения. По мере увеличения напряжения генератора увеличивается ток в обмотке электромагнита.

Рис. 3.19, Принципиальная схема угольного регулятора напряжения

Электромагнитная сила также возрастает и, оказываясь больше противодействующей механической силы, вызывает перемещение якоря 2 в направлении к сердечнику электромагнита. Электромагнитная сила при этом еще больше увеличивается. Давление якоря на угольный столб уменьшается, сопротивление его растет, ток возбуждения снижается и напряжение стремится к заданному значению, которое соответствует равновесию сил, действующих на якорь. Механическая сила Fм при перемещении якоря к сердечнику также увеличивается, так как увеличивается упругая сила пружины Fп, хотя сила реакции угольного столба Fp.с уменьшается.

Перемещение якоря закончится тогда, когда установится равновесие сил, действующих на якорь, т. е. Fэ = Fм. Регулятор напряжения настраивают так, чтобы равновесие сил наступило при определенном значении напряжения. В процессе эксплуатации регулятор настраивают на заданное значение регулируемого напряжения с помощью регулируемого резистора Rр. Он выполняется в виде отдельного реостата и называется выносным сопротивлением.

При неподвижном якоре электромагнита в установившемся состоянии Fэ = Fм. Сила электромагнита Fэ зависит от положения якоря (координаты х, за начало отсчета которой выбрано положение якоря при Fэ = 0) и тока iэ в обмотке электромагнита (рис. 3.20) Механическая сила Fм зависит только от положения якоря: Fм = Fм (x). В зависимости от взаимного расположения характеристик Fм (х) и Fэ(x, iэ) различают три вида настройки регулятора.

Рис. 3.20. Характеристика сил, действующих на якорь электромагнита

Настройка с положительным статизмом (рис. 3.21, а). В этом случае наклон механической характеристики больше наклона электромеханических характеристик. Каждому значению тока в рабочей обмотке электромагнита iэ1,а следовательно, и каждому значению напряжения генератора соответствует лишь одна точка пересечения электромеханической и механической характеристик (точка А при положении якоря х =x1), определяющая положение равновесия сил, так как U1 = rэ∑iэ1, где rэ∑ — общее сопротивление цепи, в которую включена рабочая обмотка.

При нарушении равновесия (Fэ1 = Fм1), например при увеличении напряжения до Uз > U1 вследствие отключения нагрузки, рабочая точка А перемещается на электромеханическую характеристику, соответствующую U3 = iэзrэ∑ , в точку Б, так как якорь не успевает изменить свое положение. Вследствие разности сил Fэз — Fм1 якорь начинает двигаться, перемещаясь в сторону сердечника - электромагнита, сопротивление угольного столба возрастает ток, возбуждения и напряжение генератора уменьшаются. Рабочая точка перемещается вправо до тех пор, пока не будет достигнуто новое положение равновесия (точка В), соответствующее току электромагнита iэ1(Fэ1 = Fм1, х =x2).

Рис. 3.21. Механические и электромагнитные характеристики регулятора напряжения при настройке:

а—с положительным статизмом: б—с отрицательным статизмом; в—при астатической настройке

Рис. 3.22. Внешние характеристики генератора с регулятором напряжения

Таким образом, при настройке регулятора с положительным статизмом снижение нагрузки приводит к увеличению напряжения. Внешняя характеристика генератора при такой нагрузке, показанная на рис. 3.22 (кривая 7), имеет падающий характер.

Настройка с отрицательным статизмом (см. рис. 3.21, б). При такой настройке наклон механической характеристики меньше наклона электромеханических характеристик. Проводя аналогичные рассуждения, можно заметить, что с уменьшением нагрузки регулируемое напряжение уменьшится. Внешняя характеристика генератора с регулятором, настроенным с отрицательным статизмом, имеет восходящий характер (рис. 3.22, кривая 2).

vunivere.ru

Угольный регулятор напряжения

Свое название угольный регулятор получил из-за угольного столба, который используется в качестве переменного сопротивления. Угольный столб представляет собой набор угольных (графитовых) шайб, диаметром 5÷19 мм и толщиной 0,5÷1 мм, помещенных в изоляционную трубку.

Электрическое сопротивление угольного столба определяется в основном переходным сопротивлением между шайбами, которое зависит от площади соприкосновения шайб между собой и от числа шайб в столбе. В зависимости от типа регулятора берется 25÷80 шайб.

Шайбы угольного столба имеют не идеально гладкую поверхность, поэтому при малом торцевом давлении на столб они касаются одна другой лишь небольшим числом точек и переходное сопротивление, а следовательно, и сопротивление столба в целом максимально. При увеличении давления на столб площадь соприкосновения поверхностей шайб в результате их деформации увеличивается, а сопротивление столба уменьшается.

Таким образом, изменяя давление на столб в пределах его упругих деформаций, можно плавно изменять его электрическое сопротивление от долей ома до нескольких тысяч ом.

На практике сопротивление столба изменяется в диапазоне 0,15÷50 Ом.

Конструкция угольного регулятора напряжения (УРН) показана на рис.4.1. Схема включения УРН показана на рис. 4.2. Нумерация элементов на обоих рисунках одинакова. Угольный столб (1) включен последовательно с обмоткой возбуждения генератора (ОВГ). Для отвода тепла, которое выделяется в шайбах используется радиатор. Лепестковая пружина (3), соединенная с якорем (2) сжимает угольный столб(1). При появлении тока в обмотке электромагнита (4) появляется сила, которая отжимает якорь с пружиной, что приводит к уменьшению давления на угольный столб.

Рис. 4.1. Конструкция УРН. Рис. 4.2. Схема подключения УРН.

На рис.4.2. буквами обозначены: wp - рабочая обмотка, wк - компенсационная обмотка, wу - уравнительная обмотка, Rтк - сопротивление термокомпенсации, RВС - выносное сопротивление, σ - зазор между якорем и электромагнитом.

Обмотка wк и сопротивление Rтк исключают влияние температуры на работу УРН. Выносное сопротивление RВС служит для ручной коррекции выходного напряжения генератора. Оно обычно находится в легкодоступных местах, а на большинстве самолетов – в кабине экипажа.

При отсутствии тока в рабочей обмотке электромагнита сопротивление угольного столба минимально, а зазор σ наибольший. При возникновении напряжения на генераторе появляется ток через рабочую обмотку, и электромагнит начнет притягивать к себе якорь, преодолевая силу пружины. Зазор в этом случае начнет уменьшаться. Когда генератор выйдет на номинальный режим, якорь займет среднее положение, относительно которого и производится автоматическая регулировка. При этом сила пружины будет компенсирована силой тяги электромагнита. Сила пружины является опорной величиной, относительно которой настраивается регулятор, поэтому сила сжатия пружины, корректируется винтом. При случайном изменении напряжения угольный регулятор будет изменять сопротивление угольного столба таким образом, чтобы напряжение восстановилось на прежний уровень. Допустим, напряжение генератора увеличилось, тогда ток в рабочей обмотке возрастет, что приведет к увеличению магнитодвижущей силы, якорь приблизится к электромагниту, а сжимающее усилие на угольный столб уменьшится. Сопротивление угольного столба возрастет, что приведет к уменьшению тока возбуждения и магнитного потока. Напряжение упадет, что в свою очередь приведет к снижению тока в рабочей обмотке, при этом якорь начнет отходить от электромагнита. Движение якоря прекратится, когда он вернется в прежнюю позицию, восстановив напряжение генератора. При ручной корректировке или при эксплуатационных изменениях тока нагрузки и оборотов генератора якорь скачком зайдет новую позицию, образуя необходимый ток возбуждения для поддержания напряжения генератора постоянным. В этом случае якорь будет колебаться относительно нового положения.

Маркируются УРН буквами и цифрами: Р - регулятор, Н - напряжения, цифры - обозначают мощность в Вт, которая рассеивается угольным столбом. Например, РН-180, Р-25.

studfiles.net

Угольный регулятор - напряжение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Угольный регулятор - напряжение

Cтраница 1

Угольные регуляторы напряжения применяются только для цепей накала и цепей питания аппаратуры на транзисторах ( 21 2 В), анода ( 206 В) и дистанционного питания ( до 450 В) аппаратуры дальней связи. Освоены промышленностью и начали внедряться вместо РУН полупроводниковые стабилизаторы напряжения. [1]

Угольные регуляторы напряжения широко применялись в электроустановках предприятий связи в качестве стабилизаторов в стойках автоматического регулирования напряжения ( САРН) для питания аппаратуры связи, а также как автоматические регуляторы напряжения синхронных генераторов малой мощности, входящих в состав УГП и ДЭС. [2]

Угольный регулятор напряжения ( РУН) является типичным примером электромеханического стабилизатора компенсационного типа. [3]

Угольный регулятор напряжения РУГ-82 используется для совместной работы с генераторами и стартер-генераторами, ток возбуждения которых изменяется в пределах от 1 9 до 15 А. [4]

Угольный регулятор напряжения Р-25 А состоит из следующих основных частей ( фиг. Из схемы видно, что концы проводов, выведенных из генератора, присоединены к клеммам А, Б и Ж на панели 2 регулятора напряжения. [5]

Угольный регулятор напряжения Р-27 предназначен для стабилизации напряжения самолетных генераторов мощностью от 3 до 12 кет. [6]

Работа угольного регулятора напряжения учитывается в релейном режиме. [7]

Действие угольного регулятора напряжения заключается в следующем. При падении напряжения генератора, вызванном увеличением нагрузки, уменьшится ток в цепи обмотки электромагнита. [8]

Основными элементами угольного регулятора напряжения являются угольный столбик и электромагнитное реле. Столбик представляет собой переменное активное сопротивление, посредством которого изменяют ток или в цепи управления, или в цепи нагрузки в зависимости от условий применения регулятора. [10]

Расчет параметров угольного регулятора напряжения и добавочного сопротивления при включении сопротивления параллельно обмотке возбуждения в схемах генераторов и параллельно нагрузке в схемах автоматического реостата. [11]

Основное преимущество угольных регуляторов напряжения состоит в том, что они допускают регулирование напряжения генераторов постоянного тока большой мощности, величина тока возбуждения которых достигает 15 а и более. [13]

Основная неисправность угольного регулятора напряжения типа Р-25 А состоит в нарушении его настройки. Оно внешне проявляется в вибрации и хлопках якоря электромагнита, в резких изменениях напряжения на зажимах генератора при его работе. Разрегулированный регулятор напряжения должен ремонтироваться высококвалифицированными специалистами. [14]

Для оформления заказа на угольные регуляторы напряжения необходимо затребовать от завода-изготовителя опросный лист. [15]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Автоматический угольный регулятор - напряжение

Cтраница 1

Автоматические угольные регуляторы напряжения изменяют сопротивление в цепи обмоток возбуждения возбудителей с помощью угольных столбов, сопротивление которых зависит от давления, создаваемого электромеханическим путем при колебании напряжения генераторов. Эти регуляторы относятся к небыстродействующим системам автоматического регулирования напряжения. [1]

Автоматические угольные регуляторы напряжения воздействуют на напряжение генератора по способу непрерывного регулирования. [2]

Автоматические угольные регуляторы напряжения предназначаются для поддержания постоянства напряжения одиночно работающих генераторов постоянного тока с параллельным или независимым возбуждением, а также одиночно и параллельно работающих генераторов переменного тока малой и средней мощности. [3]

Автоматический угольный регулятор напряжения РУН-П1 состоит из регулирующего устройства, селенового выпрямителя, стабилизирующего трансформатора и установочных реостатов. [4]

Автоматический угольный регулятор напряжения УРН-400 ( рис. 93) состоит из электромагнита, угольного столба и контактов. [5]

Автоматические угольные регуляторы напряжения типа РУН являются электромеханическими регуляторами реостатного типа прямого действия, сконструированными на основе использования принципа непрерывного пропорционального регулирования. [6]

Согласно Инструкции по монтажу и эксплуатации автоматических угольных регуляторов напряжения типа РУН 111, 121, 131, 131А и 141 ( 1953 г.) в настоящее время угольные регуляторы напряжения выпускаются с несколько измененными данными. Так, несколько расширены пределы сопротивлений угольных реостатов некоторых регуляторов, изменены обмоточные данные катушек электромагнитов, схемы включения и данные стабилизирующих трансформаторов, расширена область применения автоматических угольных регуляторов напряжения. [8]

На электростанциях небольшой мощности вместо регулирования напряжения вручную применяют автоматические угольные регуляторы напряжения. На более крупных электростанциях для этой цели служат автоматические электромеханические регуляторы напряжения. Применение автоматических регуляторов скорости, напряжения и компаундирующих устройств представляет собой первую ступень в автоматизации сельских электростанций. [9]

Наиболее распространенным устройством для автоматического регулирования на стороне постоянного тока является автоматический угольный регулятор напряжения. [10]

Для автоматического поддержания напряжения на зажпмах генератора постоянным при изменении нагрузки применяют автоматический угольный регулятор напряжения. [12]

Для поддержания постоянной величины напряжения на зажимах генераторов постоянного и переменного тока малой и средней мощности применяют автоматические угольные регуляторы напряжения типа РУН. [13]

Страницы: 1 2

www.ngpedia.ru

Конструкция и принцип работы угольного регулятора напряжения — Мегаобучалка

1 – угольный столбик набран из угольных шайб-2, диаметром 2-1,8см и толщиной 5 мм, 3-4 – выводы для подключения угольного столбика в цепь управления генератором постоянного тока, 5 – сжимающая пружина угольный столбик, 6- якорь электромагнита состоящего из электрообмотки- 7 расположенного на Ш- образном сердечнике магнитопровода. Сопротивление столбика зависит от силы сжатия угольного столбика. Точность +_ 1 В. угольный столбик включается последовательно с обмоткой возбуждения. Если нет напряжения ( генератор не вращается ), сила притяжения электромагнита равна нулю. В это случае сила давления пружины полностью уравновешивается упругой реакцией угольного столба. Столб сжат с наибольшей силой и его электрическое сопротивление очень мало пружины якоря сжаты только усилием затяжки пружины .Т.о., при отсутствии напряжения в цепь обмотки возбуждения генератора включено малое сопротивление сжатого угольного столба ( 0,16 Ом). По мере увеличения напряжения генератора увеличивается сила притяжения электромагнита регулятора, а сила нажатия на угольный столбик уменьшается – сопротивление угольного столба при этом увеличивается.

Что понимается под КПД трансформатора.

Коэффициент полезного действия трансформатора определяется отношением мощности P2, отдаваемой трансформатором в нагрузку, к мощности Р1, потребляемой из сети: η = P2 / P1

Коэффициент полезного действия характеризует эффективность преобразования напряжения в трансформаторе.

При практических расчетах коэффициент полезного действия трансформатора вычисляют по формуле

η = 1 - (∑P - (P2 + ∑P),

где ∑P = Pэл + Pмг - полные потери в трансформаторе.

Эта формула менее чувствительна к погрешностям в определении P1 и P2 и поэтому позволяет получить более точное значение коэффициента полезного действия.

Билет №19

Функциональная схема выпрямительной установки. Двухполупериодные выпрямители однофазного и трехфазного переменного тока.

Выпрямительные устройства предназначены для преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока.

1- Магнитопровод , 2- первичная обмотка, соединенная в звезду, 3- вторичная обмотка соединенная в звезду.

Регулятор стабилизирует напряжение на входе выпрямительной установки при изменении сопротивления. В выпрямительных установках используются однофазные и 3-х фазные трансформаторы. Однофазный трансформатор подключен зажимом к фазному разъему цепи, а 3-х фазный состоит из магнитопровода.

Uл=Uф, Iл= Iф.

Двухполупериодный 3-х фазный выпрямитель.

megaobuchalka.ru

Угольный регулятор напряжения

На практике сопротивление столба изменяется в диапазоне 0,15÷50 Ом.

Рис. 4.1. Конструкция УРН. Рис. 4.2. Схема подключения УРН.

studfiles.net