Устройство для регулирования напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05F3/06 

1

(21)4377833/07

(22)15о02088

(46) 15.01.91. Бюп. № 2

(75) Л.Е. Шмидель и Е.Б. Шмидель

(53)621.316,722.1(088.8)

(56)Патент США К 2710927, кл. 307-57 СопирО ДоН. Технология изготовления авиационного электрооборудования„ М.: Оборонгиз, 1957, с. 311-323.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

(57)Изобретение относится к вторичным источникам питания Целью изобретения является повышение надежности

работы устройства о Цель достигается тем, что регулирующий элемент выполнен в виде осмотической ячейки, состоящей из емкости 4 с раствориелем 5 и емкости 6 с раствором соли 7, Емкости разделены стенкой 8 из полупроницаемого материала. Раствор соли в емкости 6 прижат якорем 2 с помощью пружины 13, установленных внутри катушки электромагнита,, При изменении тока через обмотку электромагнита изменяется положениеякорчи в результате ичмоняе тгя сопротивление уча-, стка раствора соли между электродами 11 и 12а 2 з.п0 ф-лы, 1 ил.

К

Изобрете1гие относится к электротехнике и может быть использовано в электротехнических устройствах пях электропитания радиосистем,,

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства

На чертеже приведена схема устройства

Регулятор содержит обмотку электро-jQ магнита 1, якорь 2, выполненный в виде поршня из электроизоляционного материала с магнитной проницаемостью и толкателя из магнитного материала, контактно-клеммовую панель 3, регу- (5 пирующий элемент состоит из емкости 4 с растворителем 5 и емкости 6 с раствором 7 с концентрацией С9 емкости 4 и 6 разделены стенкой из полупроницаемого материала 8, установлен-2Q ной на металлокерамической подложке 9 и закрепленной в емкости 6 кольцом 10, в растворе 7 установлены сеточный электрод 11 и электрод 12, жестко связанный с якорем 2, прижа- 25 тьй к раствору 7 пружиной 13, электроды 11 и 12 являются выводами регулирующего элемента и выведены на контактно-клеммовую панель 3„

В динамике работу устройства мож- on но описать следующим образом

При использовании регулятора для управления напряжением генератора постоянного тока электромагнит 1 соединен параллельно с потребителем, а , электроды 11 и 12 - последовательно с обмоткой возбуждения генератора. Допустим, что напряжение на выходе генератора уменьшилось, тогда якорь 2 будет втягиваться электромагнитом 1 ,Q с меньшей силой. В результате увеличивается сила, с которой он давит на раствор 7„ Под действием якоря 2 дав- ление в емкости 6 увеличивается и за счет обратного осмоса растворитель через полупроницаемый материал 8 будет проникать в емкость 4 до тех пор, пока не установится равновесие между осмотическим давлением в емкости 6 и

давлением якоря .2

Y - CRT

В левой части уравнения - давление, оказываемое якорем 2 на раствор, а в правой - осмотическое давление раствора

Из приведенного выше уравнения можно получить путем несложных преобразований число витков п на 1 см

длины катушки электромагнита 1, Учитывая, что

Р ., F 2(«nlz

- М и - ±, получим

ОD

(M-CRT)r П

где М - давление, оказываемое якорем на раствор;

С - концентрация раствора;

R - универсальная газовая постоянная; ,

Т - температура, К;

г - радиус катушки;

ш - магнитная проницаемость якоря;

I - ток в обмотке электромагнита„ Как известно, сопротивление столба раствора при постоянной величине его сечения зависит от высоты столба и концентрации растворенного вещества, например раствора соли в воде0 Уменьшение высоты столба раствора и увеличение концентрации соли в растворе вызовет уменьшение его сопротивления, а включение последовательно с обмоткой возбуждения генератора обусловит увеличение тока через обмотку возбуждения, что в конечном итоге приведет к увеличению напряжения на выходе генератора И наоборот, если напряжение на выходе генератора больше заданной величины, то ток через обмотку электромагнита увеличится, он с большей силой будет притягивать якорь 2, растворитель 5 из сосуда 4 через полупроницаемый материал 8 попадет

в1 сосуд 6 с раствором 7 за счет1 осмотического давления, увеличивая высоту столба и уменьшая концентрацию раствора, что обусловит увеличение сопротивление столба раствора между электродами 11 и 12. Увеличение сопротивления между электродами 11 и 12 приведет к уменьшению тока обмотки возбуждения и уменьшению напряжения на выходе генератора

Для обеспечения динамических характеристик регулятора напряжения полупроницаемьм материал выбирают с соответствующими поверхностью и проницаемостью.

Формула изобретения

торого входит обмотка электромагнита, концы которой подключены к выводам для подключения узла управления, и якорь, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, регулирующий элемент выполнен в виде осмотической ячейки, состоящей из двух емкостей, в одной из которых помещен раствор соли, в дру- гой - растворитель, первая емкость ограничена с одной стороны стенкой из полупроницаемого материала и помещена во вторую емкость, с другой стороны первая емкость ограничена якорем, выполненным в виде поршня из электроизоляционного материала и толкателя из магнитного материала, причем поршень прижат к раствору соли пружиной, в растворе установлены два электрода, соединенных с выводами регулирующего элемента, один из которых выполнен в виде сетки, установленной неподвижно, а другой жестко связан с якорем, при этом число

витков п на 1 см длины обмотки электромагнита выбирают из условия

п

(M-CRT)r

36

где М - давление, оказываемое якорем на раствор;

С - концентрация раствора;

R - универсальная газовая постоянная;

Т - температура, К;

г - радиус катушки;

М - магнитная проницаемость якоря;

I - ток в обмотке электромагнита

i

с помощью кольца.