Электромеханическое многоконтактное ртутноеустройство

 

277050

E ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Юодиалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 20.IX.1965 (¹ 1029137/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 22Х11.1970. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания З.Х1.1970

Кл. 2lc, 33/01

МПК Н Olh 29/22

Н 011т 50/72

УДК 621.316.546.3 (088.8) Комитет ло делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

А, И. Адаменко и В. А. Шуруб

Институт электродинамики АН Украинской ССР

Заявитель

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЕ МНОГОКОНТАКТНОЕ РТУТНОЕ

УСТРОЙСТВО

Известны электромеханнческие многоконтактные ртутные устройства для ступенчатого автоматического регулирования емкости конденсаторной батареи, например, преобразователя числа фаз, содержащие коммутационный элемент в виде замкнутого сосуда с ртутью и инертным газом, количество замкнутых контактов которого зависит от углового положения сосуда, а также измерительный и исполнительный элементы.

Целью изобретения является получение астатических характеристик, упрощение схемы и повышение надежности устройства. Для этого измерительный и исполнительный элементы устройства совмещены в одном звене, выполненном в виде заторможенного моментного двигателя с двумя обмотками на статоре.

Ротор жестко связан с коммутационным элементом, угол поворота которого изменяется таким образом, чтобы коэффициент асимметрии напряжения или приращение напряжения были минимальными независимо от мощности нагрузки.

В качестве заторможенного моментного двигателя используют асинхронный двигатель с двумя многофазными симметричными взаимно несвязанными обмотками на статоре. Одна из обмоток включена на заданное симметричное стабилизированное напряжение, а другая — на выходное напряжение многофазной нагрузки.

В качестве заторможенного моментного двигателя используют также двухфазный асинхронный двигатель, одна пз обмоток которого включена на заданное стабилизированное напряжение, а па другую подается сигнал, пропорциональный коэффициенту асимметрии пли прпращеншо напряжения на нагрузке.

Иа фнг. 1 схематически изображено электромеханическое многоконтактное ртутное реле, общий впд; на фиг. 2 — ртутный переключатель: на фиг. 3 фпведена схема моментного двигателя; на фнг. 4 — схема управляемого двухфазного двигателя с симметричными обмотками; на фиг. 5 — схема управляемого асинхронного двигателя с несимметричными обмотками; на фиг. 6 — схема управления двухфазным двигателем с помощьго полупроводникового усилителя; на фиг. 7 — схема управления двухфазным двигателем с помощью

20 магнптпых усилителей.

Предложенное ртутное реле представляет собой комплексное электромеханическое устройство, состоящее из ртутного многоконтактного переключателя 1 и приводного устройст.25 ва 2.

Ртутный многоконгактный переключатель представляет собой сосуд из термостойкого стекла в виде тора 8, на внешней или внутренней поверхности которого равномерно распо30 ложены впаянные в тор по дуге 180 контак277050 ты 4. Для замыкания контактов используют ртуть 5, заполняющую объем тора примерно наполовину. Другая часть тора заполнена инертным газом, способствующим гашению дуги. Сечение ртутного контакта (внутреннее сечение тора), сечение металлических контак тов и промежуток между ними зависят от ком мутируемых токов и напряжений. Переключатель более целесообразен для переключении в цепи больших токов при малом напряжении.

Регулируемое емкостное, индуктивное или активное сопротивление присоединяется к внешней части металлических электродов с помощью гибкого проводника или с помощью скользящего токосъемника.

Многоконтактный переключатель с помощь11. специального держателя крепят на горизон тально расположенном валу приводного дви гателя таким образом, чтобы ось вала прохо дила через центр тора перпендикулярно его плоскости. Если необходимо получить какой-то другой закон замыкания и размыканпя кон. тактов (отличный от линейного), осп дв 1гателя и тора могут быть смещены на какой-то эксцентриситет.

Приводное устройство выполняет функциь чувствительного элемента и исполнительного механизма. В качестве приводного устройства многоконтактного ртутного реле используют моментный асинхронный двигатель с двумя электрически несвязанными многофазнымп обмотками на статоре. Одна из обмоток включается на симметричное многофазное напря>кение, а другая — на напряжение, которое используется в качестве регулируемого параметра (см. фиг. 3). При включении на номинальные напряжения каждая из обмоток создает одинаковые вращающие моменты, противоположные по направлению. Если одна обмотка двигателя питает номинальным симметричным напряжением, а другая несимметричным напряжением, то на валу моментного двигателя возникает результирующий момент, пропорциональный квадрату коэффициента асимметрии, вращающий ротор с щутным переключателем в таком направлении, чтобы произведенные переключения привели к уменьшению коэффициента асимметрии регулируемого напряжения.

Реле находится в уравновешенном положении (ротор неподвижен) при симметричном номинальном напряжении на обеих обмотках моментного двигателя.

Для ослабления электромагнитного влияния (друг на друга) многофазные обмотки выполнены симметричными с различным числом полюсов, выбранным таким образом, чтобы можно было устранить их электромагнитное взаимодействие.

В качестве приводного устройства может быть использован также двухфазный управляемый асинхронный двигатель (серводвигатель), одна из обмоток которого (обмотка возбуждения) через конденсатор вк;почсна на

5 0

З5

65 сеть, а на другую подается управляющее напря>кепие (см. фиг. 4).

Управление приводным двигателем реле осуществляется путем изменения управляющего напряжения при постоянном напряжении возбуждения. Если напряжение управления равно нулю, то ротор двигателя неподвижен.

Прп подаче сигнала одного знака ротор поворачивается в одну сторону. Если напряжение управления изменяет фазу, ротор двигателя отклоняется в другую сторону.

В качестве приводного устройства может быть использован однофазный двигатель с обмотками, смещенными в пространстве на угол 0=90 (см. фиг. 5). В этом случае ротор двигателя реле будет заторможен при величине управляющего напряжения, не равной нуЛ1О.

Параметры ротора двигателя выоцрают таким образом, чтобы отсутствовал самоход.

Зона нечувствительности многоконтактного ртутного реле определяется моментом сопротивления на валу привода. Повышение чувствительности реле достигается уменьшением противодействующего момента и улучшением конструкции токосъемника переключателя.

Значительное повышение чувствительности достигается также включением обмотки управления двигателя через усилительное устройства. Схема управления двухфазным двигателем (см. фнг. 6) при питании цепи управления исполнительного двигателя через полупроводниковый усилитель обладает высоким к. п. д., так как питание цепи управления выпрямленным напряжением снижает потери на выходных триодах.

Ртутные многоконтактпые реле с более мощными двигателями целесообразнее включать через магнитные усилители (см. на фнг. 7).

В этом случае нулевой сигнал на обмотке управления приводного двигателя может быть получен нрп сигнале на входе усилителя, равном величине предварительно выбранного напряжения.

Это позволяст получить зысокочувствительпое реле напряжения.

Описанное многоконтактное ртутное устройство — а статично. Уста новнвшееся положение устройства не зависит от углового положения перекл!очателя, т. е. От количества замкнутых контактов. Это свойство многоконтактного ртутного устройства является весьма существенным прп применении его в качестве регулятора симметрии трехфазной системы IIHHpHжений.

Например, в преобразовател числа фаз симметричная система поминальных на11ряжений мо>кет быть достигнута при разл11шой мо1цности токоприемников и прп различном числе замкнутых контактов.

Однако многоконтактное ртутное переключающее устройство может быть выполнено также со статическими характерисгиками. Для этого необходимо в качестве противодействующего момента примен;1ть момент, пропорцио277050 нальный углу поворота ротора. 11аиболее просто это достигается При использовании противодействующей пружины.

Выполнение ртутного переключателя в виде тора с равномерным сечением и увеличение рабочего угла позволяют значительно уменьшить чувствительность реле по отношению к горизонтали.

Предмет изобретения

1. Электромеханическое многоконтактное ртутное устройство для ступенчатого автоматического регулирования емкости конденсаторной батареи, преимущественно преобразователя числа фаз, содержащее коммутационный элемент в виде замкнутого сосуда с ртутью и инертным газом, количество замкнутых контактов которого зависит от углового положения сосуда, измерительный и исполнительный элементы, отлича ощееся тем, что, с целью получения астатических характеристик, упрощения схемы и повышения надежности устройства, измерительный и исполнигельный элементы устройства совмещены в одном звене, выполненном в виде заторможснного моментного двигателя с двумя обмотками на статоре, а ротор жестко связан с коммуlàöèîííûì элементом, угол поворота которого изменяется

5 таким образом, чтобы коэффициент асимметрии напряжения или приращения напряжения были минимальными незазпспмо от мощности нагрузки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что

10 в качестве заторможенного моментного двигателя используется асинхронный двигатель с двумя многофазными симметричными взаимно несвязаниымп обмотками на статоре, одна из которых включена иа заданное симметрич15 пое стабилизированное напряжение, а другая — па выходное напряжение многофазной нагрузки.

3. Устройство по и. 1, or>ичающееся тем, что в качестве заторможенного моментио20 го двигателя используется двухфазный асин«ронный двигатель, одна из обмогок которого включена на заданное стабилизированное напряжение, а на другую подается сигнал, пропорциональный коэффициенту асимметрии или

25 приращешпо напряжения на нагрузке.

277050 cemu

Фиг 9

9 нг 3

Фиг 5

9Ьг. 6

Фиг. 7

Сеставитель Йваиовская

Техред А. А, Камышникова Корректор Л. А. Царькова

Редактор Полещук

Заказ 3087/13 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2