УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Советский патент 1969 года по МПК H02P9/32 

Пзвестные устройства для регулирования возбуждения электрических машин, содержащие двухоолупериодный магиитный усил-итель с самонасыш;бнием и силовым дросселем, измерительный орган и источиик питания, требуют двух сердечни,ков, рассчитанных на половину полной мощности каждый, а также диодов, щунтирующих выход магнитиого усилителя, так как стабильная работа магнитного усилителя на активно-индуктивную .нагрузку невозможна из-за экстратоков управления. Кроме того, мощные магнитные усилители довольно инерционны, что ухудшает динамические характеркстики регуляторов.

Применение быстродействующих магнитных усилителей во многих случаях лимитировано тем, что они имеют коэффициент усиления по напряжению равный единице, что требует установки каких-либо активных элементов (транзисторов 1И т. д.) для получения больших коэффициентов усиления регулятора.

Предложенное устройство отличается от изБест1ных тем, что в магнитный усилитель введен дополнительный маломощный дроссель, .леремагничивающий силовой дроссель, рабочая обмотка которого через диод и балласт ное сопротивление цодключена к источнику питания. Управляющие обмотки силового и вспомогательного дросселей включены между сооои последовательно и подключены к выходу измерительного органа.

Это уменьщает габариты, повышает коэффициент усиления и улучшает динамик} устройства.

На чертел е представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства.

Предлагаемая с.хема регулятора позволяет обойтись одним дросселем Др1, рассчитанным на полную 1мощность, .кроме того, она :не требует шунтирующего диода и имеет повыщенное быстродействие. Однако в схему вводится вспомогательны небольшой дроссель Др, который через вспомогательный маломощный вентиль bl и балластное сопротивление R подключен к тому же источнику питания (в данном случае, подключение произведено через трансформатор Tpi), с целью понижения напряжения питания вспомогательного дросселя, но можно осуществить и непосредственное включение этой .цепочки на напряжение питания.

Управляемый выпрямитель, образованный

дросселем Др и вентилями В и В, работает

следующим образом (если .в о.в . что

обыч.но реализуется в электрических маши-нах),

Если сердечник дросселя Д/| тюлносгью аасыщен, то схема работает, как обычный двухполупериодныи выпрямитель со средней точней, и на нагруз1хе выделяется двухполупериодное выпрямление напряжения, и ток в нагрузке определяется равенством

г пит. ср 2 тах,х

ъ.всртах- ;; - г, . R.

.вт: .в

В ТОМ случае, если сердечник дросселя Др полностью размагничен, в управляющий полупсрпод состояние сердечника не сказывается на выходе схемы, так как вентиль В; за:крыт напряжением обратной полярно-сти, а на нагрузке выделяется напряжение питания через открытый вентиль BZ. После изменения полярности питающего напряжения вентиль Ввскрывается, однако через него протекает только ток холостого хода дросселя Дрь сердечник которого под действием напряжения питания начинает перемагничи,ваться. В том случае, если .в .BiTOK в обмотке возбуждения (О.В) должен сохраняться практически постоянным, поэтому при э. д. с. самоиндукции о.в он замыкается через вентиль Sg, который также остается открытым. Если дроссель не насыщается, то напряжение на О.В будет знаколеременным, причем постоянная составляющая тОКа в ней определяется из выражения

(2)

I о.в ср max

Пели магнитное состояние сердечника наменять от полностью насыщенного до по.тностью размагниченного, то можно изменять средний ток в О.В от величины, онределяемой выражением (1)

до величины, определяемой выражеписм (2)

с кратностью, равной

4/in

(3)

.в

Дроссель Др1 размагничивается за счет вы.ходното сигнала измерительного органа при совместной работе дросселей Др и Др2- Дроссели /7pi и Др2 подключены к питанию через шоды таким образом, что при управляющем полупериоде одного дросселя у другого имеет место рабочнй полупериод. Если полярность питающего напряжения такова, что вентиль из открыт, а вентиль BI закрыт, т. е. имеет место управляющий полупериод для дросселя Др2 и рабочий для дросселя ДР|, напряжение питания прикладывается IK Wpi и начинает |;а1магничивать сердечник дросселя Др1. Это нанряжение трансформируется в обмотку

управления Wу и через выход измерительного органа (Я.О) прикладывается к обмотке Wy, размагни-1пвая дроссель Др2. Для стабильной работы Л1У необходимо равенство из-менения и 1дукцнй в сердечниках дросселей Др1 и Др2, т. е. должно быть Осуществлено равенство jy; 5

Wy, S,

где Si и 52 - соответственно сечения л елеза сердечников дросселей Др и ЛраВ этом случае в установивщемся режише изменение индукции в сердечниках дросселей Лр) и ДР2 будут равны, т. е. cxieMa будет работать, как обычный двухполупериодный магнитный усилитель с самонасыщением, а работа регулятора осуществляется обычным образом- отклонение выходной величины приводит iK изменению выходного сигнала измерительного органа, соответственно в магнитном состоянии сердечника дросселя Дрь а следовательно, к из.менению тока в обмотке возбуждения, приводящего к возвращению выходной .Величины к заданному значению.

Дроссель Др2 скужит только для неремагничивання дросселя Др1, т. е. выходная мощность этого дросселя определяетея фа.ктически током холостого хода дросселя /7pi. Поэтому размеры и вес дросселя Др2 могут быть выбраны минимальными. В то же время дроссель Др, который рассчитывается на полную мощность О.В, Имеет габариты меньще, чем суммарный габарит двух дросселей, рассчитанных каждый на половинную мощность.

Предмет и з о б р е т с н и я

Устройство для регулирования возбуждения электрических мащин, содержащее двухнолупериодный магнитный усилитель с самонасыщением и силовым дросселем, измерительный орган и ьсго-шик питания, отличающееся тем, что, с целью уменьщения габаритов, повыщения коэфф, уеи.ления и улучщения динамики, в маг.итный усилитель введен дополнительный маломощный дроссель, осуществляющий псремагничивание силового дросселя, рабочая обмотка которого через диод и балластное сопротивление подключена к источнику питания, причем управляющие обмотки силового и вспомогательного дросселей включены между собой последовательно и подключены к выходу измерительиого органа.

(ffjfO(

- +

Wy,

H.Ttr- P

. J

Ю

Oc//7i//77

)Жж

Tpi