Устройство для ограничения тока нагрузки генератора переменного тока

 

ь б и и тят В и@ м .

О П И (: A Н И Е 267728

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 25.1.1967 (№ 1128946/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 02.IV.1970. Бюллетень ¹ 13

Дата опубликования описания 4Х111.1970

Кл. 21с, 64/50

МПК Н 02р 9/10

УДК 621.313.12.025.07 (088.8) Комитат по делам иэобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

А. Н. Корогодский

Алтайский завод тракторного электрооборудования

Заявитель

УСТР0йСТВО )1JI5I ОГРАНИ1ЕНй ТОКА НАГPYÇKH fEHEPATOPA ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (2) 20

Д/=ЛЫ =rj " .

Йзвестные устройства для ограниченйя тока нагрузки генератора переменного тока, содержащие измерительный и исполнительный органы, реагируют на среднее значение выпрямленного тока и, начиная с некоторого заданного значения тока нагрузки, уменьшают ток в обмотке возбуждения генератора, тем самым уменьшая напряжение на выходе генератора до такого значения, при котором ток нагрузки . не превышает заданный.

Такие системы ограничивают одно и то же значение тока нагрузки генератора независимо от теплового состояния, что, учитывая большие колебания температуры под капотом тракторного двигателя, где главным образом устанавливается предлагаемое устройство, нецелесообразно, так как при низкой температуре окружающей среды генератор оказывается недогруженным в тепловом отношении, т. е. с него можно снять большую мощность, а при максимальной температуре окружающей среды температура обмотки достигает опасных для изоляции значений.

В предложенном устройстве устраняются указанные недостатки за счет того, что выход измерительного органа, выполненного в виде дополнительной обмотки, уложенной в пазы якоря и трансформаторно связанной с его основной обмоткой, соединен с исполнительным органом, например, в виде полупроводникового триодa через выпрямители, включенные в цепи указанных фазной и дополнительной обмоток.

Предложенное устройство реагирует не на

5 величину выпрямленного тока, а на величину падения напряжения на фазной обмотке. Такой принцип регулирования обладает существенным преимуществом перед известными.

10 Температура обмотки якоря равна температуре окружающей среды плюс превышение температуры обмотки над температурой окружающей (охлаждающей) среды — 0:

/„= t„.,+- ). (1)

Сопротивление якорной обмотки растет с ростом ее температуры, а, следовательно, и с ростом температуры окружающего воздуха: г — re (1 + (/оя /о)).

Установившееся превышение температуры обмотки над температурой окружающего воздуха пропорционально потерям мощности в ней:

25 О=кЬР (3) Потери мощности в фазной обмотке

267723

Установившееся превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды в данном случае равно:

О,=й/ф (5)

Описываемое устройство ограничивает фазный ток генератора, начиная с некоторого значения падения напряжения на фазной обмотке ЛУ„„„. Следовательно, превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды равно: у2

max (6) При повышении температуры окружающего воздуха сопротивление фазной обмотки возрастает (см. 2). Тогда при существующем способе регулирования установившееся превышение температуры фазной обмотки над температурой окружающего воздуха также возрастет (см. 5). В предлагаемом устройстве установившееся превышение температуры фазной обмотки над температурой окружающего воздуха уменьшится (6) .

Следовательно, предлагаемое устройство в большей мере предохраняет якорную обмотку генератора от перегрева и позволяет более полно использовать мощность генератора при пониженных температурах окружающей среды, Причем оно ограничивает большие значения тока нагрузки в холодном состоянии генератора и меньшие в горячем состоянии.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство содержит обмотку ОЯ якоря генератора переменного тока, обмотку ОВ возбуждения генератора, фазную обмотку 1, измерительную обмотку 2, выпрямитель В1 тока измерительной обмотки, выпрямитель В2 измерительного тока фазной обмотки, полупроводниковый триод Т, базовое сопротивление

R> триода, балластное сопротивление R2.

Минусовые выводы выпрямителей В, и 82 включены параллельно. При этом напряжение между плюсовыми выводами равно разности выпрямленных напряжений фазной и измерительной обмоток.

В предлагаемом устройстве падение напряжения на фазной обмотке измеряется с помощью измерительной обмотки, уложенной в те же пазы якоря, что и якорная обмотка.

Поскольку при этом фазная обмотка и измерительная обмотка трансформаторно связаны, то в них наводится одинаковая по форме э.д.с, %

Величины указанных э.д,с. относятся как и где ыф — число витков фазной обмотки, а ж — число витков измерительной обмотки.

Напряжение на выходе фазной обмотки равно э.д.с. минус омическое падение напряжения.

Следовательно, при одинаковом числе витков в фазной и измерительной обмотках разность их выпрямленных напряжений равна среднему значению падения напряжения на фазной обмотке. Таким образом можно замерить падение напряжения на фазной обмотке.

Практически на входе измерительного устройства удобнее иметь не величину падения напряжения на фазной обмотке, а величину разности между максимально допустимым naIp дением и падением напряжения, имеющем место в данном режиме, которая становится равной нулю в тот момент, когда должен вступить в действие исполнительный орган.

Число витков измерительной обмотки равно: и= э (7) ф + 1ф max где ы и — число витков в измерительной обмотке;

ыф — число витков в фазной обмотке;

Уф — фазное напряжение в номинальном режиме;

ЛУф,„— максимально допустимое по

25 условиям нагрева; — падение напряжения в фазной обмотке.

При таком соотношении чисел витков разность между выпрямленными напряжениями измерительной обмотки- и фазной на измерительных выпрямителях равна:

u, = U,„— aU, (8) го где AU

50

Предмет изобретения

Устройство для ограничения тока нагрузки генер атор а переменного тока, содержащее измерительный и исполнительный органы, отла55 чающееея тем, что, с целью повышения надежности устройства, выход измерительного органа, выполненного в виде дополнительной обмотки, уложенной в пазы якоря и трансформаторно связанной с его основной обмоткой, сое60 динен с исполнительным органом, например, 8 виде полупроводникового триода через выпрямители, включенные в цепи указанных фазной и дополнительной обмоток. — падение напряжения в данном режиме.

Пока падение напряжения в фазной обмотке остается меньше максимально допустимого, разность напряжений больше нуля и триод

Т закрыт, поскольку к переходу эмиттер-база

40 приложено запирающее напряжение Up . Когда падение напряжения на фазной обмотке становится больше максимально допустимого, У; меняет знак, появляется ток базы триода Т, и эмиттерно-коллекторный переход три45 ода открывается.

На выходе измерительного органа появляется напряжение, которое подается на исполнительный орган ограничителя тока.

Редактор В. Фельдман

Составитель В. Круглова

Техред Л. Я. Левина Корректор М. П. Ромашова

Заказ 1885 12 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2