Устройство для автоматического регулирования напряжения электрических машин

 

К авторскому свидетельству Б. М. Елисеева, заявленному

13 апреля 1935 года (спр. о перв. Ма 167367).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 3I августа 1936 года.

Существующие устройства для авто- матического регулирования напряжения электрических машин можно рассматри- l вать, как состоящие из двух основных частей: а) из органа реагирования на величину регулируемого параметра и б) из органа регулирования, воздействующего на ток возбуждения регулируемой машины.

Орган реагирования представляет собой электромагнитную или индукционную (регулятор ВВС) измерительную систему, которая при изменении напряжения ирямо или косвенно воздействует на орган регулирования. Органом регулирования является или вибрирующее реле, или проволочное сопротивление с коммутатором (регулятор ВВС, реостатные регуляторы) или, наконец, столбики, состоящие из большого количества тонких угольных колец. Последние, как известно, обладают свойством изменять свое электрическое сопротивление при изменении давления.

Регуляторы с угольными. столбиками получают в последнее время большое распространение благодаря отсутствию в них окисляющихся металлических контактов.

Большим тормозом к распространению этих регуляторов для регулирования очень малых машин являлся сравнительно большой вес измерительной системы.

Предлагаемое устройство для автоматического регулирования имеет орган реагирования, основанный на принципе теплового расширения, проволоки, по которой идет ток.

Тепловая измерительная система может быть выполнена с весьма малым весом. Другим достоинством,, предлагаемого устройства является возможность применения его для регулирования напряжения при сильно колеблющейся и при высокой частоте.

Для увеличения диапазона регулирования и создания астатической характеристики

У= f (R„,„) = — — const в предлагаемом регуляторе применена обратная связь, заключающаяся в . том, что последовательно с проволокой, нагреваемой током, включен угольный столбик, сопротивление которого зависит от тока в нагреваемой проволоке.

На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему предлагаемого устройства; фиг. 2 и 3 — кривые, иллюстрирующие его работу.

Нагреваемые проволоки 5 натягиваются постоянно пружинами 6. Меж у перекладиной 7 и опорой 8 зажат угольиый столбик 1, длина которого уменьшается при укорочении нагревательных проволок 5. Между перекладиной 7 и опорой 9 помещен угольный столбик 2, который укорачивается, когда проволоки 5 удлиняются.

От якоря регулируемой машины 3 ток ответвляется и по проводу а идет через угольный столбик 2, провод б, нагреваемую проволоку 5, затем по проводу г к другому полюсу машины.

Обмотка возбуждения 4 присоединена к якорю машины через угольный столбик 1.

Если напряжение регулируемой машины увеличится, то вследствие увеличения тока в проволоках 5 последние удлиняются, столбик 2 сокращается, уменьшая при этом свое сопротивление; это уменьшение сопротивления столбика 2 вызовет дальнейшее увеличение тока в проволоках накала. Процесс остановится, как только сопротивление угольного столбика 1 увеличится настолько, что напряжение достигнет снова нормальной величины.

Работу устройства можно разобрать с помощью кривых фиг. 2. Оно находится в равновесии при напряжении V на его зажимах. Если это напряжение изменяется, то указанное устройство выходитиз равновесия и начинает изменять сопротивление угольных столбиков, пока снова не наступит равновесие. Это происходит в определенных пределах, при R,"(R" (R,", где R" — сумма сопротивлений угольнего столбика 2 и нагреваемых проволок 5. Пределам изменения R" соответствуют пределы изменения сопротивления R угольного столбика 1, служащего органом регулирования.

Для каждего положения равновесия можно написать

1. R" = V = const, Это та зависимость между током в нагреваемой проволоке и сопротивлением, которая должна сушествовать для того, чтобы напряжение было постоянным.

На фиг. 2 дана кривая М вЂ” удлинение угольного столбика 2 в зависимости от сопротивления У . Эта кривая зависит только от свойств угольного столбика.

Отсюда следует„. что между током в нагреваемой проволоке и удлинением угольного столбика 2 должна существовать вполне определенная зависимость.

Эта зависимость определяется, во-первых, конструкцией кинематической связи между нагреваемой проволокой и угольным столбиком, во-вторых, теми силами от пружины и реакции угольных столбиков, которые натягивают нагреваемую проволоку, вызывая в ней упругие деформации.

Вид требуемой зависимости И=/(У) изображен на фиг, 3. Подбирая характериетику силы пружины, действующей на подвижную систему устройства так, чтобы удлинение от нагревания проволок током и упругие деформации в сумме дали кривую фиг. 3, можно .настроить" устройство и оно будет поддерживать постоянное напряжение, изменяя R" и R .

Предмет изобрете ни я.

Устройство для автоматического регулирования напряжения электрических машин с применением двух угольных сопротивлений в виде столбиков, составленных из угольных пластин, из которых один включен в цепь возбуждения, а второй, с целью получения астатической характеристики,— в регулирующую цепь, отличающееся тем, что механически воздействующий на указанные угольные столбики при регулировании управляющий орган выполнен в виде деформирующихся от нагревания проволок 5, 5, натянутых между неподвижной пластиной угольного регулятора и подвижной пластиной, расположенной между угольными столбиками, оси которых совпадают, и оттягиваемой пружинами 6, 6.