Устройство для тренировки уголь-ных регуляторов напряжения. Угольный регулятор напряжения2. Основные элементы и принцип работы угольных регуляторов напряжения.Принцип работы угольных регуляторов напряжения основан на использовании свойств угольного столба изменять свое сопротивление при изменении действующих на него сил. Угольный регулятор напряжения включает в себя угольный столб Rст, состоящий из отдельных шайб из специального сорта угля, соединенный последовательно с обмоткой возбуждения генератора; пружины, стремящейся сжать угольный столб и электромагнит ЭМ, стремящийся разжать угольный столб. Электромагнит может иметь несколько обмоток, основная обмотка электромагнита Wэ, которая называется рабочей, через добавочное сопротивление Rр подключена на зажимы генератора. Если напряжение генератора увеличивается, то давление пружины на столб уменьшается, сопротивление столба увеличивается, ток возбуждения генератора уменьшается и напряжение генератора возвращается к прежнему значению. Зависимость сопротивления угольного столба от давления на него, характеризуется графиком (рис.___). Т.о., работа угольного регулятора напряжения основана на деформации угольного столба. Силы, действующие на угольный столб, можно разделить на механическую Fм, являющуюся суммой сил, обусловленных пружиной регулятора и реакцией угольного столба (рис___) Fм=Fпр-Fст и силу электромагнита Fэм, которая зависит от воздушного зазора “Х” и напряжения на зажимах генератора U. Все силы, входящие в уравнение, зависят от величины воздушного зазора и могут быть представлены в виду графиков в координатах F и X, рис.__. При этом зависимость Fэ=f(x) представляется в виде семейства характеристик, соответствующих различным величинам напряжения на зажимах генератора. В данном случае наклон электромагнитных характеристик Fэ=f(x) меньше наклона механической характеристики: F=f(x). В положении равновесия, соответствующем пересечению электромагнитной и механической характеристик при зазоре X0 (точка 0), регулируемое напряжение равно U2. После нарушения равновесия (например, вследствие сброса нагрузки на генератор) напряжение сразу увеличивается до величины U1>U2. Так как воздушный зазор сразу измениться не может, то рабочая точка в первый момент времени попадает на электромагнитную характеристику, соответствующую напряжению U1 (точка 1). Вследствие увеличения напряжения регулятор приходит в действие, воздушный зазор “Х” начинает уменьшаться и рабочая точка перемещается влево, пока снова не попадет на механическую характеристику F=f(x) (точка 2). Новому положению равновесия соответствует напряжение U’, большее, чем напряжение U2, которое соответствовало старому положению равновесия. Т.о., в рассматриваемом случае регулятор настроен так, что уменьшение нагрузки приводит к увеличению напряжения и наоборот, т.е. характеристика регулятора имеет падающий с нагрузкой характер. Такая нагрузка угольного регулятора называется настройкой с положительным статизмом. Авиационные регуляторы напряжения, как правило, настраиваются на положительный статизм. Такая настройка способствует увеличению срока службы регулятора и повышает динамическую устойчивость процесса регулирования. В большинстве случаев угольные столбики современных регуляторов состоят из 25-80 шайб диаметром 5х11-10х19 мм, толщиной 0,5-1 мм. Шайбы выполняются из электрографированного угля с удельным сопротивлением от 0,0025 до 0,01. У самолетных регуляторов напряжения в режиме номинальной работы максимальное сопротивление угольного столбика обычно не превышает 100 Ом. Давление на столбик изменяется от нескольких граммов до 2-5 кг. Деформация столбика под действием этих сил равна 0,25-0,35 мм. Минимальное сопротивление угольного столбика для мощных регуляторов обычно составляет 0,4 - 0,8 Ом. Технические данные регуляторов напряжения
studfiles.net Регуляторы напряженияСтроительные машины и оборудование, справочник Категория: Передвижные электростанции Передвижные станции мощностью до 200 кет работают, как правило, в условиях резко меняющихся нагрузок. Пуск коротко-замкнутых электродвигателей или быстрое отключение больших нагрузок вызывает резкие колебания напряжения генератора, что отрицательно отражается на работе токоприемников, включенных в сеть, питаемую данным генератором. Для поддержания на шинах щита управления номинального напряжения в схемах передвижных электростанций предусмотрено регулирование напряжения генераторов при помощи специальных регуляторов. Генераторы с самовозбуждением СГ-9С и ЧС-7 в регулировании не нуждаются. Их настраивают на заводе с таким расчетом, чтобы после процесса самовозбуждения по обмотке возбуждения генератора проходил выпрямленный ток такой силы, при которой на зажимах генератора устанавливается номинальное напряжение. Для этого подбирают соответствующее число витков первичной и вторичной обмоток (высшего и низшего напряжения) стабилизирующего трансформатора, а также число пластин и положение магнитного шунта. При холостом ходе трансформатора, когда но цепи нагрузки, а значит, и по последовательной обмотке трансформатора ток не протекает, магнитное поле трансформатора создается только током первичной обмотки (обмотки высшего напряжения). С возрастанием нагрузки генератора по последовательной обмотке проходит ток нагрузки и соответственно магнитное поле трансформатора создается током не только первичной обмотки, но и последовательной, в результате чего возрастают напряжение вторичной обмотки (обмотки низшего напряжения) и сила тока возбуждения генератора. Соответствие между изменением силы тока нагрузки и силы тока возбуждения обеспечивает постоянство напряжения самосинхронизирующихся генераторов при изменении нагрузки в широких пределах. У синхронных генераторов с независимым (машинным) возбуждением СГ, С и Сд напряжение регулируется ручными или автоматическими регуляторами напряжения. В качестве ручного регулятора напряжения обычно применяют шунтовые реостаты. Шунтовой реостат состоит из системы контактов, сопротивлений и ползункового устройства с рукояткой. Наиболее распространенным типом шунтового реостата для ручного регулирования напряжения генераторов передвижных станций является регулятор возбуждения РВ-5200. Регуляторы этой серии, выполняют как с ручным непосредственным приводом, так и с приводом ПД-9006/3 для дистанционного ручного регулирования напряжения. Регулятор включается в цепь возбуждения и позволяет регулировать напряжение генератора при изменениях нагрузки от нуля до номинальной. Сопротивление в цепи возбуждения создается с помощью проволочных спиралей реостата, изготовленных из материалов, обладающих большим удельным сопротивлением (нихром, фехраль, константан и др.). Шунтовой реостат описанной конструкции применяется для ручного регулирования напряжения в передвижных станциях ПЭС-60 и ПЭС-100 с генераторами СГ и С. Однако ручное регулирование требует от персонала, обслуживающего станцию, постоянного наблюдения за изменением нагрузок и быстрого оперативного вмешательства ери резком возрастании или падении напряжения. Все это усложняет обслуживание и снижает надежность работы передвижных станций. Для упрощения эксплуатации и обеспечения нормальной и бесперебойной работы станций в их схемах предусматривается автоматическое регулирование напряжения, осуществляемое при помощи специальных автоматических устройств. Для автоматического регулирования напряжения в передвижных электростанциях с генераторами СГ и С применяют универсальное компаундирующее устройство УКУ-ЗМ или вибрационный регулятор напряжения АВРН-3. Универсальное компаундирующее устройство УКУ-ЗМ (рис. 1) состоит из селенового выпрямителя, трехфазного, трансформатора и щитка зажимов, смонтированных на общем основании, штампованном из листовой стали толщиной 2 мм.
Рис. 1. Компаундирующее устройство УКУ-ЗМ: 1 — селеновый выпрямитель, 2 — трансформатор, 3 — щиток зажимов, 4 — подвижное ярмо, 5 — регулировочный винт Вторичные обмотки трансформатора насажены непосредственно на стержень магнитопровода, а первичные уложены поверх вторичных. Первичные обмотки выполнены медным проводом прямоугольного сечения с двухслойной бумажной изоляцией и состоят из двух секций по пяти витков каждая. Концы проводов каждой секции выведены на щиток и присоединены к зажимам. В отличие от других трансформаторов магнитопровед трансформатора УКУ-ЗМ имеет подвижное ярмо. Постепенным перемещением ярма плавно изменяют индуктивность трансформатора и силу тока вторичных обмоток, что необходимо для регулирования степени компаундирования. Ярмо магнитопрово-да перемещают регулировочным винтом, головка которого выведена на крышку кожуха. Первичную обмотку трансформатора включают последовательно в силовую цепь генератора и через нее проходит весь ток нагрузки. От вторичных обмоток ток поступает к селеновому выпрямителю, который выпрямляет его и направляет в цепь возбуждения возбудителя дополнительно к току, создаваемому в обмотках возбуждения. Токи вторичных обмоток и обмоток возбуждения суммируются. Действие компаундирующего устройства основано на прямой зависимости тока возбуждения от тока нагрузки. С возрастанием нагрузочного тока, проходящего через первичную обмотку трансформатора, автоматически повышается сила тока во вторичных обмотках. При этом соответственно увеличивается сила дополнительного тока возбуждения, протекающего от селенового выпрямителя к обмоткам возбуждения. С уменьшением силы тока нагрузки уменьшаются сила тока во вторичных обмотках и сила дополнительного тока возбуждения. Напряжение на зажимах генератора будет оставаться неизменным в определенных пределах. В компаундирующем устройстве УКУ-ЗМ имеется щиток зажимов, который изготовляют обычно из гетинакса или текстолита толщиной 6-8 мм. На щитке расположено 14 зажимов: по четыре зажима на каждую фазу для переключения секций первичной обмотки и подключения устройства к силовой цепи генератора и два зажима для присоединения обмотки возбуждения возбудителя. Трансформатор, выпрямитель и щиток закрыты общим металлическим кожухом. Компаундирующее устройство включают в силовую цепь генератора между его линейными зажимами и щитом управления или между нулевыми выводами, если генератор имеет шесть выводов. Секции первичной обмотки трансформатора соединяют последовательно или параллельно. Способ соединения секций выбирают в зависимости от силы линейного тока генератора: при силе тока до 50 а секции соединяют последовательно, при силе тока свыше 50 и до 100 а — параллельно. Обмотку возбуждения возбудителя генератора подключают к зажимам выпрямленного тока компаундирующего устройства с соблюдением полярности: плюсовой вывод обмотки возбуждения возбудителя подключают к плюсовому зажиму щитка. Универсальное компаундирующее устройство УКУ-ЗМ предназначено для автоматического регулирования напряжения генераторов С и СГ мощностью до 60 ква и аналогичных им типов генераторов, имеющих ток возбуждения не более 4,5 а при напряжении до 45 в. Для регулирования напряжения генераторов мощностью -выше 60 и до 100 ква часто применяют вибрационный регулятор АВРН.
Рис. 2. Схемы присоединения универсального компаундирующего устройства УКУ-ЗМ: а — к линейным выводам генератора, б — к нулевым выводам фаз Автоматический вибрационный регулятор напряжения АВРН-3 состоит из электромагнита, конденсаторов, системы контактов и регулировочных винтов. Его действие основано на изменении сопротивления в цепи возбуждения путем автоматического включения или выключения шунтового реостата. Схема соединения регулятора АВРН-3 с генератором показана на рис. 4. Электромагнит подключен к фазным зажимам генератора, а контакты включены параллельно шунто-вому реостату возбуждения возбудителя. Подвижный вольфрамовый контакт и жестко укрепленный на магнитопроводе электромагнита неподвижный контакт нормально замкнуты и шунтируют реостат. В начале работы генератора сопротивление в цепи возбуждения отсутствует (реостат зашунтирован контактами) и напряжение быстро возрастает. При этом якорь притягивается к электромагниту, а укрепленный на нем подвижный контакт замыкается с неподвижным. Сохранению такого положения подвижного и неподвижного контактов препятствует пружина, которая отталкивает подвижный контакт от неподвижного, возвращая его в исходное положение. Под встречным действием сил притяжения электромагнита и пружины подвижный контакт начинает вибрировать, замыкаясь и размыкаясь с неподвижным контактом. Вследствие такой вибрации реостат, первоначальна полностью зашунтированный, периодически отключается от цепи возбуждения или включается в нее. Чем продолжительнее будут замкнуты контакты, тем длительнее будет зашунтирован реостат и тем больше будет ток возбуждения. С увеличением времени, в течение которого контакты разомкнуты, продолжительность шунтирования реостата соответственно сократится и ток возбуждения уменьшится, а следовательно, снизится и напряжение на зажимах генератора.
Рис. 3. Автоматический регулятор напряжения АВРН-3: 1 — катушка электромагнита, 2 — якорь электромагнита, 3 — пружина якоря, 4 — прокладки, 5 — кожух вибратора, 6-подвижный контакт, 7 — неподвижный контакт, 8 — регулировочные винты, 9 — регулировочная пружина, 10- основание вибратора, 11 — щиток со штепсельным разъемом, 12 — корпус регулятора, 13 — зарядный конденсатор, 14 — искрогасительный конденсатор Подвижный контакт закреплен на якоре электромагнита, установленном на пластинчатой пружине, противодействующей притяжению якоря. Изменив натяжение пружины при помощи винта, можно увеличить или уменьшить продолжительность размыкания (замыкания) контактов и, таким образом, настроить генератор на требуемое рабочее напряжение.
Рис. 4. Схема соединения регулятора напряжения АВРН-3 с генератором на 400 в: 1 — генератор, 2 — возбудитель, 3 — шунтовой реостат, 4 и 8 — конденсаторы, 5 — электромагнит, 6 — подвижный контакт, 7 — неподвижный контакт Напряжение на зажимах генератора изменяется также с изменением, скорости вращения ротора. Для поддержания необходимого напряжения на зажимах генератора при изменении скорости вращения его ротора в схеме регулятора предусмотрена установка конденсатора КЗ емкостью 1 мкф, включаемого последовательно с обмоткой электромагнита. С изменением скорости вращения ротора, а следовательно, и частоты изменяется сопротивление конденсатора: при повышении частоты сопротивление уменьшается, а при снижении — увеличивается. В случае снижения напряжения (из-за уменьшения скорости вращения ротора) сопротивление конденсатора увеличится, сила тока в обмотке электромагнита уменьшится к контакты замкнутся, восстанавливая напряжение. Вибрационный регулятор АВРН-3 способен поддерживать напряжение на зажимах генератора с точностью ±5% номинального независимо от коэффициента мощности и при изменении частоты в пределах ±20%. В передвижных станциях мощностью 100 ква и выше для автоматического регулирования напряжения применяют угольные регуляторы РУН-111 или УРН-400. Автоматический угольный регулятор напряжения РУН-1 состоит из регулирующего устройства, селенового выпрямителя, стабилизирующего трансформатора и установочных реостатов. Регулирующее устройство состоит из электромагнита, якорь которого укреплен на рычаге. С рычагом связана тяга, сжимающая столбики угольных дисков при помощи коромысла. Плечо тяги, а следовательно, и усилие, сжимающее угольные диски, регулируют винтами, установленными на угольнике. Между угольниками помещена противодействующая пружина. Детали регулирующего устройства смонтированы на стальйой плите толщиной 2 мм. Стабилизирующий трансформатор ТС двух-обмоточный: на стержень его магнитопровода надета вторичная обмотка, а поверх нее — первичная. Концы обмоток выведены и присоединены к зажимам на щитке трансформатора. Установочные реостаты РУ-1 и РУ-2 выполнены по типу ползунковых реостатов с фиксируемым движком, который позволяет закреплять ползунки в определенных точках сопротивления. Обмотка электромагнита подключается к зажимам линейного напряжения генератора через селеновый выпрямитель ВС (типа ВС-255) и установочный реостат PY-L Эту цепь регулятора называют контрольно-измерительной. Столбики угольных дисков регулятора через зажимы включаются последовательно с обмоткой возбуждения возбудителя генератора. Для обеспечения устойчивой работы регулятора с генератором в схеме применен стабилизирующий трансформатор, первичная обмотка которого подсоединяется к зажимам обмотки возбуждения генератора последовательно с установочным реостатом РУ-2, а вторичная обмотка включается последовательно в цепь обмотки электромагнита регулятора через зажимы.
Рис. 5. Угольный регулятор напряжения РУН-111: а-общий вид регулирующего устройства, б — принципиальная схема включения регулятора напряжения со стабилизирующим трансформатором, селеновым выпрямителем и установочными реостатами; 1 – коромысло, 2 – столбики угольных дисков, 3 – тяга, 4 — рычаг, 5 — якорь электромагнита, 6 — электромагнит, 7 и 9 угольники, 8 пружина, 10-15- зажимы При использовании РУН-111 с генераторами, имеющими линейное напряжение 400 в, контрольно-измерительную цепь регулятора подсоединяют к генератору через понижающий трансформатор с вторичным напряжением 133 в. Регулирование напряжения с помощью угольного регулятора РУН-111 происходит следующим образом. В процессе работы при номинальном напряжении на зажимах генератора подвижная система регулятора занимает уравновешенное положение, при котором сила натяжения Fx пружины 8 уравновешивает силу F2 электромагнита регулятора и противодействие столбика угольных дисков. В момент снижения напряжения, вызванного увеличением нагрузки или какими-либо иными причинами, уменьшается сила тока, протекающего по обмотке электромагнита регулятора, а также и сила F2. Вследствие этого снижается сила притяжения якоря, нарушается равновесие и подвижная система регулятора под действием избыточной силы смещается, сжимая диски столбиков. При сжатии столбиков контакт между дисками улучшается, вследствие чего переходное сопротивление между отдельными дисками, а следовательно, и общее сопротивление столбиков уменьшаются, сила тока в обмотке возбуждения возбудителя увеличивается и напряжение на зажимах генератора восстанавливается. Уменьшение избыточной силы Fi приводит к замедлению движения подвижной системы, а в дальнейшем и к наступлению равновесия, но уже в новом положении — с более низкими значениями * сопротивления столбиков угольных дисков и напряжения на зажимах генератора по сравнению с первоначальным положением. Повышение напряжения на зажимах генератора вследствие уменьшения нагрузки или каких-либо других причин вызовет обратные явления и соответствующие действия регулятора. Чтобы повысить чувствительность регулятора, в нем применена так называемая отрицательная обратная связь, принцип действия которой заключается в следующем. Электромагнит обмотки регулятора кроме основной обмотки имеет дополнительную, включенную так, что протекающий по ней ток ослабляет магнитное поле электромагнита. Дополнительная обмотка получает питание от вторичной обмотки трансформатора тока, первичная обмотка которого присоединена к выводам возбудителя. Возрастание напряжения в возбудителе приводит к появлению тока в цепи вторичной обмотки трансформатора, замкнутой через дополнительную обмотку электромагнита. Ток в дополнительной обмотке электромагнита уменьшает усилие, противодействующее пружине, и в результате этого при изме-, нении нагрузки обеспечивается автоматическое поддержание напряжения на зажимах генератора на уровне, близком к номинальному. Если предполагается работа генератора на общие шины параллельно с другими генераторами, то для регулирования их напряжения необходимо в цепь переменного тока питания электромагнита включать регулируемое добавочное сопротивление установочного реостата, по которому будет проходить ток к трансформатору тока. При помощи движка реостата добиваются совмещения характеристик напряжения на всех параллельно работающих генераторах. Конструктивно наиболее совершенным и надежным регулирующим устройством для автоматического регулирования напряжения на зажимах генераторов передвижных станций является угольный регулятор УРН-400. Автоматический угольный регулятор напряжения УРН-400 состоит из электромагнита, угольного столба и контактов. Электромагнит представляет собой магнитопровод с сердечником и катушкой. Якорь 8 электромагнита соединен с пакетом пружин и через подвижный контакт сжимает угольный столб. Угольный столб состоит из 50 шайб (дисков) диаметром 11 мм и толщиной около 1 мм. Шайбы изготовлены из графитированного угля и имеют шероховатую поверхность, вследствие чего общая площадь соприкосновения шайб и величина переходного сопротивления между ними находится в прямой зависимости от величины усилия, сжимающего их. Угольный столб помещен в керамическую трубку, которая вставлена в алюминиевый корпус, Имеющий ребра для лучшего отвода тепла. Одним концом угольный столб упирается в подвижный угольный контакт, а другим — в неподвижный угольный контакт. В торец алюминиевого корпуса регулятора ввернут нажимной колпак, в который запрессован контакт. Регулятор УРН-400 встраивают в блок регулирования напряжения БРН-400, имеющий также стабилизирующий трансформатор, селеновые выпрямители, стабилизирующие регулировочные и добавочные (вспомогательные) сопротивления, конденсатор. В блоке БРН-400 установлены два селеновых выпрямителя, один из которых питает постоянным током катушку электромагнита регулятора, а другой защищает обмотку возбуждения от перенапряжений и угольные диски от подгорания, возможного при разрыве цепи возбуждения возбудителя и при различных переходных процессах, вызванных резким набросом и сбросом нагрузки, а также коротким замыканием в цепи.
Рис. 6. Угольный регулятор напряжония УРН-400: а — общий вид, б — продольный разрез; 1 — магнитопровод, 2-сердечник, 3 — стопорный винт сердечника. 4 — основание магнитопровода, 5 — винты для крепления основания магнитопровода, 6 — катушка электромагнита, 7 — шайба, 3 — якорь, 9 — опорное коническое кольцо, 10- пакет пружин, 11 — пластина для крепления пружин, 12 — плунжер для крепления угольного контакта, 13 — прокладки из слюды, 14 — керамические втулки, 15 — винт для крепления скобы, 16 — скоба, 17 — нажимной колпак, 18 — неподвижный угольный контакт, 19 — корпус регулятора, 20 — керамическая трубка, 21 — угольный столб, 22 — подвижный угольный контакт, 23 — колпак, 24 — контактная пластина В блоке регулирования напряжения имеются три сопро-hгтения. Сопротивления намотаны высокоомной оксиаированной проволокой, О-Х-15Н-60 на фарфоровой трубке диаметром 25 мм и длиной 140 мм, а сопротивление — на такой же фарфоровой трубке, но проволокой из константана. Добавочное сопротивление включено последовательно с угольным столбом и служит для уменьшения мощности, рассеиваемой в угольном столбе. Стабилизирующее сопротивление предназначено для ограничения напряжения, поступающего в первичную обмотку трансформатора, а также для настройки схемы регулирования напряжения.
Рис. 7. Блок регулирования напряжения БРН-400 с регулятором напряжения УРН-400 (кожух снят): 1 — стальной каркас, 2 — блок селеновых выпрямителей, 3 — стабилизирующий трансформатор, 4 — амортизирующие шайбы, 5 — угольный регулятор напряжения, 6 — добавочное сопротивление угольного столба, 7 — стабилизирующее сопротивление трансформатора, 8 — компенсирующее сопротивление Схема электрических соединений элементов блока регулирования напряжения БРН-400 с генератором и его возбудителем показана на рис. 8. Понижающий трансформатор ТП применяют при напряжении 400 в и присоединяют к силовой цепи генератора. Стабилизирующий трансформатор ТС служит для обеспечения более устойчивой работы регулятора и для быстрого восстановления напряжения при изменениях нагрузки.
Рис. 8. Принципиальная схема электрических соединений элементов блока регулирования БРН-400 с генератором и возбудителем: ТП — понижающий трансформатор, ТТ — трансформатор тока, РУ — реостат настройки регулятора, ТС — стабилизирующий трансформатор, ЭМ — электромагнит регулятора напряжения, К — конденсатор, УС — угольный столб, Л, — R, — сопротивления, ВС — селеновый выпрямитель Реостат РУ включен последовательно во вторичную цепь трансформатора и служит для установки в требуемых пределах регулирования напряжения генератора при настройке регулятора. Угольный регулятор напряжения УРН-400 работает аналогично регулятору РУН-111. Читать далее: Электроизмерительные приборы распределительных устройств Категория: - Передвижные электростанции Главная → Справочник → Статьи → Форумstroy-technics.ru Угольный регулятор напряжения | Банк патентовИспользование: для стабилизации напряжения в генераторах. В угольном регуляторе напряжения стабилизатор напряжения составлен из транзисторов 6 и 7 разного типа проводимости, и стабилитрона 11, переменного резистора 5 и резисторов 8,9 и 10. При изменении тока через рабочую обмотку 3 электромагнита от минимального значения до максимального по измерительной цепи (резистор 4 резистор 5) протекает практически неизменный ток, что приводит к повышению стабильности напряжения генератора, в угольном столбе 2 поддерживается постоянный ток. Транзистор 6 обеспечивает защиту транзистора 7 от разрушения. Поскольку разброс напряжения на генераторе, в котором используется данный угольный регулятор, незначителен, то отпадает необходимость использовать корректор, что снижает массу и стоимость угольного регулятора. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике, предназначено для стабилизации напряжения в генераторах и может быть использовано при модернизации существующего оборудования. Известен угольный регулятор напряжения, содержащий рабочую обмотку электромагнита, которая через регулировочный и дополнительный резисторы подключается к выходным клеммам генератора, параллельно которым через угольный столб регулятора подключена обмотка возбуждения [1]Недостатком такого регулятора является невысокая стабильность поддерживаемого напряжения. Разброс напряжения в требуемом диапазоне оборотов и тока нагрузки ΔUг составляет до 12% от номинального. Это происходит потому, что угольный регулятор напряжения поддерживает постоянным ток в своей рабочей обмотке (выполненной из меди). Поскольку сопротивление рабочей обмотки электромагнита при нагреве сильно меняется, то рабочую обмотку выполняют низкоомной, последовательно с ней включают значительное, примерно в 6 раз большее сопротивление из константана, исключая таким образом нестабильность, вызванную нагревом рабочей обмотки. Однако это приводит к примерно в 7 раз большему разбросу напряжения, поддерживаемого угольным регулятором напряжения Δ Uг, по сравнению с разбросом напряжения на рабочей обмотке электромагнита ΔUэ регулятора напряжения. Одна из схем для повышения стабильности поддерживаемого напряжения угольных регуляторов напряжения содержит стабилитронно-резисторный мост, измерительный элемент, ключ и систему управления ключом [2]Эта схема сложна и дорога, имеет значительный вес, потому что для поддержания напряжения должен использоваться очень чувствительный компаратор поляризованное реле, включенное в диагональ стабилитронно-резисторного моста. Другая схема содержит основной и дополнительный угольные регуляторы напряжения, причем рабочие обмотки электромагнита первого и второго угольных регуляторов напряжения через резисторы подключены к клеммам для подключения обмотки якоря генератора, а угольный столб дополнительного регулятора подключен параллельно рабочей обмотке основного регулятора [3] Эта схема принята за прототип. Ее недостатками являются сложность и почти двойное увеличение массы из-за наличия двух регуляторов, относительно невысокая стабильность поддерживаемого напряжения ( ΔUг 1,6 В при Uном 28,5 В). Цель изобретения снижение массы и стоимости угольного регулятора напряжения и повышение стабильности поддерживаемого напряжения. Цель достигается тем, что в угольном регуляторе напряжения, содержащем угольный столб, последовательно соединенные рабочую обмотку электромагнита и дополнительный резистор, свободный вывод рабочей обмотки электромагнита, соединенный с одним из выводов угольного столба, снабженного зажимами для подключения к выводам якорной обмотки и обмотки возбуждения генератора, стабилизатор напряжения, один вывод которого связан с точкой соединения рабочей обмотки электромагнита и дополнительного резистора, а другой вывод снабжен зажимом для подключения к общей точке вторых выводов якорной обмотки и обмотки возбуждения генератора, стабилизатор напряжения составлен из двух транзисторов разного типа проводимости, стабилитрона, переменного резистора и трех резисторов, одни выводы двух из которых объединены и образуют первый из упомянутых выводов стабилизатора напряжения, соединенный с эмиттером транзистора одного типа проводимости, вторые выводы упомянутых резисторов связаны с базами соответствующих транзисторов, эмиттер транзистора второго типа проводимости соединен с вторым выводом дополнительного резистора и первым выводом переменного резистора, второй вывод которого образует второй вывод стабилизатора напряжения и через третий резистор подключен к коллектору первого из упомянутых транзисторов, база которого через стабилитрон соединена с коллектором транзистора другого типа проводимости. На чертеже приведена принципиальная схема угольного регулятора напряжения. Угольный регулятор 1 напряжения содержит угольный столб 2, последовательно соединенные рабочую обмотку 3 электромагнита и дополнительный резистор 4, стабилизатор напряжения на резисторе 4, содержащий подстроечный переменный резистор 5, два транзистора 6 и 7 разного типа проводимости, резисторы 8, 9 и 10 и стабилитрон 11. Регулятор работает следующим образом. Питание на рабочую обмотку 3 электромагнита с клемм генератора 12 подается в основном через последовательную цепь: резистор 4 резистор 5, так как сопротивление шунтирующих эту цепь элементов во много раз больше (> 6). При увеличении напряжения на клеммах генератора растет ток через рабочую обмотку 3 электромагнита, которая притягивает якорек и растягивает угольный столб 2, уменьшая его сопротивление, вследствие чего уменьшается ток через обмотку возбуждения, что приводит к восстановлению напряжения практически до прежнего уровня. При уменьшении напряжения ток через рабочую обмотку 3 электромагнита уменьшается, что приводит к отпусканию якорька, сжатию угольного столба, уменьшению его сопротивления. Это приводит к увеличению тока возбуждения и росту напряжения генератора практически до прежнего уровня. В рабочем диапазоне оборотов и нагрузки генератора сопротивление угольного столба 2 меняется в зависимости от изменения тока через рабочую обмотку 3 электромагнита. Следовательно, угольный регулятор 1 напряжения поддерживает примерно постоянным ток через рабочую обмотку 3 электромагнита. Изменение тока Δiэ через рабочую обмотку электромагнита при его увеличении от минимального значения iэmin до максимального iэmaxсоставляет обычно не более 10% iэmin. При минимальном токе через рабочую обмотку 3 электромагнита iэminнапряжение на резисторе 4 должно быть примерно равным напряжению открывания стабилитрона 11. В этом случае транзистор 6 насыщен, поскольку ток через его коллектор очень мал, а на переход эмиттер база транзистора 6 через резистор 8 подается положительное смещение, ток через базу транзистора 7 равен нулю и он закрыт, ток через рабочую обмотку 3 электромагнита практически равен току через резистор 4. При увеличении тока через рабочую обмотку 3 электромагнита происходит также некоторое увеличение тока через резистор 4 и увеличение напряжения на этом резисторе. Это напряжение через насыщенный транзистор 6 подается на стабилитрон 11. Это приводит к открыванию стабилитрона и открыванию транзистора 7 и увеличению тока через него. Таким образом, по измерительной цепи: резистор 4 резистор 5 протекает практически неизменный постоянный ток, равный iэminпри изменении тока через рабочую обмотку 3 электромагнита от минимального значения до максимального. Следовательно, разброс напряжения на генераторе ΔUг в рабочем диапазоне оборотов и тока нагрузки становятся практически равными разбросу напряжения на рабочей обмотке электромагнита ΔUэ. Но поскольку угольный регулятор поддерживает примерно постоянным ток в своей рабочей обмотке, тоΔUэ Δ iэ.Rэ, (1) где Rэ номинал сопротивления рабочей обмотки электромагнита. Поскольку сопротивление рабочей обмотки электромагнита очень мало, то и разброс напряжения очень мал ( ΔUэ ≈ ΔUг < 0,5 В). Следовательно, за счет стабилизации тока в резисторах 4 и 5, суммарное сопротивление которых гораздо больше сопротивления Rэ, происходит значительное повышение стабильности напряжения на генераторе (Rэ < 5 Ом). При переходных процессах и при настройке регулятора напряжение на генераторе может превышать номинальное в 2-3 раза. Это напряжение через переход эмиттер-коллектор транзистора 6 и переход база-эмиттер транзистора 7, резистор 5 и обмотку 3 электромагнита прикладывается к стабилитрону 11. Ток через стабилитрон 11 возрастает до тех пор, пока транзистор 6 не выйдет из насыщения (речь идет о токе 3-4 мА). При этом переход эмиттер-коллектор транзистора 6 превращается в омическое сопротивление R, номинал которого вычисляется по формулеR R8. β, (2) где R8 номинал резистора 8, Ом;β коэффициент передачи по току базы транзистора 6 (речь идет о номинале R7-8 кОм). Следовательно, стабилитрон 11 и эмиттерно-базовый переход транзистора 7 защищаются от разрушения транзистором 6 при перенапряжении, поскольку резистор 5 и обмотка электромагнита защитить их не могут из-за малости их сопротивления (их суммарное сопротивление не превышает 10 Ом). Транзистор 7 при этом находится в глубоком насыщении, это предохраняет его переход эмиттер-коллектор от перегрева и пробоя. Резистор 5 служит для небольшой подрегулировки напряжения генератора, которая необходима по причине разброса напряжения стабилизации стабилитрона 11. Пусть в первом аналоге суммарный номинал регулировочного и дополнительного резисторов в n раз больше номинала рабочей обмотки электромагнита. Тогда между отклонением напряжения на клеммах генератора ΔUг и отклонением напряжения на рабочей обмотке электромагнита ΔUэ существует зависимостьΔUг Δ Uэ(n+1). (3)При аналогичных условиях в заявленном устройстве выполняется соотношениеΔUг ≈Δ Uэ + ΔUст + Δ Uэк6 + Δ UэБ7, (4) где ΔUст, ΔUэк6, Δ UэБ7 изменение напряжения соответственно на стабилитроне 11 и переходах эмиттер-коллектор и эмиттер-база транзисторов 6 и 7 при изменении тока через базу транзистора 7 от тока, немного превышающего ток открывания транзистора 7, до тока, при котором происходит насыщение транзистора 7 (на величину Δ iБ). Для регулятора РН-180 n 6. Номинальное напряжение Uг 28,5 В. Номинальный ток через рабочую обмотку электромагнита iэ 0,8 А; ΔUг 3,5 В [1] Тогда изменение тока рабочей обмотки электромагнита Δiэвычисляется по формулеΔiэ iэ
Формула изобретенияУГОЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий угольный столб, последовательно соединенные рабочую обмотку электромагнита и дополнительный резистор, свободный вывод рабочей обмотки электромагнита соединен с одним из выводов угольного столба, снабженного зажимами для подключения к выводам якорной обмотки и обмотки возбуждения генератора, стабилизатор напряжения, один вывод которого связан с точкой соединения рабочей обмотки электромагнита и дополнительного резистора, а второй вывод снабжен зажимом для подключения к общей точке вторых выводов якорной обмотки и обмотки возбуждения генератора, отличающийся тем, что, с целью снижения массы и стоимости угольного регулятора напряжения и повышения стабильности поддерживаемого напряжения, стабилизатор напряжения составлен из двух транзисторов разного типа проводимости, стабилитрона, переменного резистора и трех резисторов, одни выводы двух из которых объединены и образуют первый из упомянутых выводов стабилизатора напряжения, соединенный с эмиттером транзистора одного типа проводимости, вторые выводы упомянутых резисторов связаны с базами соответствующих транзисторов, эмиттер транзистора второго типа проводимости соединен с вторым выводом дополнительного резистора и первым выводом переменного резистора, второй вывод которого образует второй вывод стабилизатора напряжения и через третий резистор подключен к коллектору первого из упомянутых транзисторов, база которого через стабилитрон соединена с коллектором транзистора другого типа проводимости. MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе Номер и год публикации бюллетеня: 24-2000 Извещение опубликовано: 27.08.2000 bankpatentov.ru Угольный регулятор - напряжение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4Угольный регулятор - напряжениеCтраница 4 Условия, определяющие выбор угольного регулятора и добавочных сопротивлений. Выбрать угольный регулятор напряжения это значит определить величину регулятора, исходя из необходимых пределов изменения сопротивления угольного реостата и допустимой его мощности. [46] Для управления мощностью применяются различные виды сопротивления в зависимости от остальных деталей контура управления. В угольном регуляторе напряжения используется столбик из угольных дисков, сопротивление которого изменяется в зависимости от давления, приложенного вдоль оси столбика. Регом, синхростат и другие; стабилизаторы контактор-ного типа используют постоянные омические сопротивления с одним или более отводами. Сопротивление участков между отводами определяется характеристиками всей схемы. Некоторые системы применяют реостаты, управляемые электродвигателем. [48] В ряде случаев угольный регулятор напряжения не может быть подобран к генератору или ввиду недостаточного изменения пределов сопротивления угольного реостата, или ввиду недостаточной мощности регулятора. [49] При использовании генератора для сварки нет необходимости вращать его якорь со скоростью, превышающей 5500 об / мин. В комплект установки входит угольный регулятор напряжения, расположенный между генератором и электродвигателем вентилятора. Регулятор напряжения должен закрепляться так, чтобы его угольный столбик был в горизонтальном положении и обдувался потоком воздуха, выходящего из окон корпуса генератора. Соблюдение второго условия предотвращает чрезмерный нагрев угольного столбика. [50] Генератор ГСР-9000 представляет собой шестиполюсную машину постояного тока с параллельным возбуждением. Он может работать с угольным регулятором напряжения типа Р-25 А, обеспечивающим жесткую внешнюю характеристику. В этом виде он может быть применен для автоматической и полуавтоматической наплавки в среде углекислого газа. Генератор ГСР-9000 в сочетании с регулятором Р-25 А позволяет поддерживать напряжение с точностью до 0 5 в даже при резких изменениях нагрузки. Генератор ГСР-9000 имеет привод от асинхронного двигателя. Наиболее устойчивая работа генератора ГСР-9000 с регулятором напряжения имеет место при скорости вращения якоря около 5500 об / мин. [51] Стабилизация напряжения генераторов переменного тока независимо от скорости вращения и величины нагрузки так же, как и у генератора постоянного тока, осуществляется путем изменения тока возбуждения. Для регулирования синхронных генераторов используются угольные регуляторы напряжения. [52] В данном случае применение полупроводниковых или угольных регуляторов напряжения на выходе ЭПУ позволяет уменьшить скачкообразное изменение постоянного напряжения, вызванное подключением дополнительных элементов. Такие регуляторы особенно необходимы по мере снижения номинального напряжения питания аппаратуры, так как дискретность регулирования с помощью дополнительных элементов приближается по величине к напряжению питания. [54] Одним из типов регуляторов является угольный регулятор напряжения Р-25 А. При совместной работе генератора ГСР-6000 с угольным регулятором напряжения внешняя характеристика генератора становится жесткой. [55] Допустим, что какой-либо параметр цепи ( сопротивление, индуктивность, взаимная индуктивность, емкость) изменяется во времени. Примером переменного во времени сопротивления может служить угольный регулятор напряжения или микрофон, сопротивление которого изменяется в зависимости от давления, оказываемого на слой угля. Переменная взаимная индуктивность может быть осуществлена изменением взаимного расположения индуктивно-связанных катушек, переменная емкость - перемещением пластин конденсатора. Во всех этих случаях механические силы, приложенные извне, совершают работу, изменяя параметры цепи. [56] Допустим, что какой-либо параметр цепи ( сопротивление, индуктивность, взаимная индуктивность, емкость) изменяется во времени. Примером переменного во времени сопротивления может служить угольный регулятор напряжения или микрофон, сопротивление которого изменяется в зависимости от давления, оказываемого на слой угля. Переменная взаимная индуктивность может быть осуществлена изменением взаимного расположения индуктивно-связанных катушек, переменная емкость - перемещением пла стин конденсатора. Во всех этих случаях механические силы, приложенные извне, совершают работу, изменяя параметры цепи. [57] Страницы: 1 2 3 4 www.ngpedia.ru Угольный регулятор напряжения Р-25АМТорговля |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Угольный регулятор напряжения Р-25АМ 
