Регулятор тока для генератора постоянного тока

 

№ 121496

Класс 21с, 64зо

21d, 31

СССР

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О. М. Костюк

РЕГУЛЯТОР ТОКА ДЛЯ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Заявлено 5 июня 1958 г. за № 601076/24 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 15 за 1959 г.

Предлагаемый регулятор тока для генераторов постоянного тока относится к известному типу регуляторов того же назначения, содержащих магнитный усилитель с обмоткой переменного тока, питаемой от независимого источника напряжения, и обмотками управления, смещения, положительной внешней и внутренней обратной связи по току возбуждения, а также обмоткой обратной связи по напряжению генератора.

Предлагаемый регулятор отличается тем, что, с целью предотвращения перенапряжения при холостом ходе генератора, в цепь обмотки смещения магнитного усилителя включен дроссель с подмагничиванием, обмотка управления которого обтекается таком нагрузки генератора.

На чертеже показана принципиальная электрическая схема предлагаемого регулятора.

Основным элементом регулятора является магнитный усилитель МУ с обмоткой переменного тока, питаемой от независимого источника переменного тока — трансформатора ВТ.

Управление магнитным усилителем осуществляется разностью ампервитков, пропорциональных току генератора 1, (обмотка W ) и неизменном по величине напряжению уставки Ups (обмотка смещения W„).

Включение магнитного усилителя на обмотку возбуждения ОВ генератора обеспечивает автоматическое поддержание постоянства тока генератора (в пределах получающегося статизма), так как при изменении тока генератора его напряжение, следуя за током возбуждения, изменяется в направлении, противоположном изменению тока.

В качестве напряжения уставки U „„может быть использовано постоянное или переменное напряжение. В последнем случае ток в цепи обмотки смещения У, выпрямляется выпрямителем ВУ. Влияние возможного изменения величины напряжения U,, на уставку тока устра№ 121496 няется путем питания цепи уставки через стабилизатор напряжения (на чертеже не показан). Величина уставки в достаточно широких пределах регулируется установочным реостатом 7Р.

Фильтровый конденсатор С„, включенный на выходе магнитного усилителя, служит для улучшения характеристики последнего, работающего на индуктивную нагрузку, После разворота первичного двигателя и отключения выключателя

В генератор переходит в режим холостого хода. При этом напряжение

U, генератора может достигать напряжения насыщения генератора, так как ток возбуждения при 1,=0 принимает максимальное значение.

Последнее обстоятельство, являясь вполне допустимым для кратковременных пусковых режимов, неприемлемо для возможного длительного режима холостого хода. Поэтому в цепь обмотки смещения И"„включен дроссель DH с подмагничиванием, обмотка управления которого обтекается током нагрузки генератора; дроссель РН полностью насыщается, когда ток генератора достигает 20 —:40% от тока уставки.

B режиме холостого хода генератора дроссель DH не подмагничен и имеет относительно большое сопротивление, снижая ток магнитного усилителя почти до величины, соответствующей нулевым ампервиткам управления магнитного усилителя.

Дальнейшее снижение тока регулятора в этом режиме осуществляется отрицательным смещением (цепь сопротивления СС, выпрямителя

ВС и обмотки ОС).

При соответствующем выборе сопротивления дросселя DH и величины смещения при I,=O, регулятор обеспечивает любое заданное напряжение холостого хода. Регулирование этого напряжения осуществляется сопротивлением СС.

Регулятор обладает естественным положительным статизмом: при увеличении мощности генератора его ток несколько снижается. Величина статизма зависит от крутизны характеристики магнитного усилителя и уменьшается, если последняя возрастает. Однако черезмерное увеличение крутизны характеристики магнитного усилителя может привести к неустойчивости регулирования.

Достаточно малый положительный или даже отрицательный статизм регулирования (включая и астатическую настойку), достигается с помощью специальной обмотки ОИС, которая включена на напряжение генератора через сопротивление изменения статизма СИС. Эта же цепь, представляющая собой компаундирующую обратную связь по напряжению гонератора, может быть использована и для увеличения естественного положительного статизма. Для этого достаточно поменять полярность напряжения питания этой цепи. В регуляторе, показанном на чертеже, обратная связь по напряжению генератора используется для уменьшения положительного или для получения отрицательного статизма.

Указанная обратная связь, являясь для магнитного усилителя смещающей обратной связью при U,=const, позволяет осуществить устойчивое регулирование тока генератора без каких-либо дополнительных средств стабилизации, так как коэффициент усиления магнитного усилителя может быть выбран по условиям устойчивости регулирования, а не по желаемому статизму.

Требуемый коэффициент усиления магнитного усилителя достигается соответствующим выбором величины внешней обратной связи по его току выхода (обмотка ООС).

Цепь изменения статизма, когда она применяется для уменьшения положительного статизма или для получения отрицательного статизма, должна разрываться во время перехода генератора в режим-холостого хода. В противном случае она может полностью компенсировать или даже перекомпенсировать ампервитки смещения, и напряжение при № 121496 холостом ходе генератора, вследствие форсировки возбуждения, может принять недопустимое для длительного режима значение. Поэтому один конец этой цепи подключен к генератору после выключателя В.

Мощность регулятора, а следовательно, его вес и габариты зависят от мощности возбуждения генератора и при прочих равных условиях от коэффициента усиления генератора, если последний рассматривать как машинный усилитель. Поэтому, используя цепь самовозбуждения генератора (положительная обратная связь по напряжению генератора через сопротивление РШ вЂ” a данном случае на отдельную обмотку возбуждения ПОВ,), можно существенно уменьшить мощность регулятора (для реальных генераторов в 2,0 —:2,5 раза по сравнению с полной мощностью возбуждения генератора) .

Однако в этом случае напряжение генератора может принимать достаточно высокое значение, что существенно ограничивает минимальное .значение сопротивления нагрузки генератора. Аналогичное ограничение имеет место и в случае отсутствия цепи самовозбуждения, но при достаточно большом остаточном намагничивании генератора.

Для устранения указанного ограничения схемой предусматривается лостоянная по величине размагничивающая составляющая возбуждения генератора (смещение), осуществляемая выпрямителем ВПС, включеннь м на дополнительную обмотку возбуждения генератора DOB . Если дополнительных обмоток возбуждения нет, то регулятор рассчитывается на полную мощность возбуждения, в данном случае с учетом кратковременности пусковых режимов.

Питание всех цепей переменного тока осуществляется от одного входного трансформатора ВТ, с помощью которого легко согласовать параметры всех цепей регулирования с напряжением сети. В некоторых случаях согласующий трансформатор может отсутствовать.

Предмет изобретения

Регулятор тока для генератора постоянного тока, содержащий магнитный усилитель с обмоткой переменного тока, питаемой от независимого источника напряжения, и обмотками управления, смещения, поло:жительной внешней и внутренней обратной связи по току возбуждения, а также обмоткой обратной связи по напряжению генератора, отл ич а ю щ и и ся тем, что, с целью предотвращения перенапряжения при холостом ходе генератора, в цепь обмотки смещения магнитного усилителя включен дроссель с подмагничиванием, обмотка управления которого обтекается током нагрузки генератора. № 121496

Комитет по делам изобретений и огкрытий при Совете Министров СССР

Редактор Л. А. Блатова Гр. 91, 92

Тираж 900

Типография Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14.

Инфармапионно-издательский отдел.

Объем 0,34 п. л. Зак. 5095

Подп. к печ. 16ХП-59 г.

Цена 50 коп.