УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ТОКА НАГРУЗКИ ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Советский патент 1970 года по МПК H02P9/10 

Известные устройства для ограничения 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 окружаюш,ей среды генератор оказывается недогруженным в тепловом отношении, т. е. с него можно снять большую мош,ность, 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 триода через выпрямители, включенные в цепи указанных фазной и дополнительной обмоток. Предложенное устройство реагирует не на величину выпрямленного тока, а на величину падения напряжения на фазной обмотке. Такой принцип регулирования обладает существенным преимуществом перед известными. Температура обмотки якоря равна температуре окружающей среды плюс превышение температуры обмотки над температурой окружающей (охлаждающей) среды - в: ся окр+в.(1) Сопротивление якорной обмотки растет с ростом ее температуры, а, следовательно, и с ростом температуры окружающего воздуха: + .(оя-д.(2) Установившееся превышение температуры обмотки над температурой окружающего воздуха пропорционально потерям мощности в ней: в кЛР(3) Потери мощности в фазной обмотке Установившееся превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды в данном случае равно: ,ах.(5) Описываемое устройство ограничивает фазный ток генератора, начиная с некоторого значения падения напрялсения на фазной обмотке At/max- Следовательно, превышение температуры обмотки над температурой окружаюш,ей среды равно; 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 больщей 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 меньщие 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 /, измерительную обмотку 2, выпрямитель BI тока измерительной обмотки, выпрямитель В, измерительного тока фазной обмотки, полупроводниковый триод Т, базовое сопротивление RI триода, балластное сопротивление аМинусовые выводы выпрямителей BI и 2 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, улол енной 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 , где w - число витков фазной обмотки, а Ши - 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 напрялсения на фазной обмотке. Таким образом можно замерить падение напряжения на фазной обмотке. Практически на входе измерительного устройства удобнее иметь не величину падения напрял ения на фазной обмотке, а величину разности между максимально допустимым падением 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: Уф Уф -1- max где да g - число витков в измерительной обмотке; кУф- число витков в фазной обмотке;t/ф - фазное напряжение в номинальном режиме; - максимально допустимое по условиям нагрева; - падение напряжения в фазной обмотке. При таком соотношении чисел витков разность между выпрямленными напряжениями измерительной обмотки- и фазной на измерительных выпрямителях равна: Р А фшах-А /.(8) где -- падение напрйжений 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 приложено запирающее напряжение t/p . Когда падение напряжения на фазной обмотке становится больше максимально допустимого, t/э меняет знак, появляется ток базы триода Т, и эмиттерно-коллекторный переход триода открывается. На выходе измерительного органа появляется напряжение, которое подается на исполнительный орган ограничителя тока. Предмет изобретения Устройство для ограничения тока нагрузки генератора переменного тока, содержащее измерительный и исполнительный органы, отличающееся 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, сое динен с исполнительным органом, например, в виде полупроводникового триода через выпрямители, включенные в цепи указанных фазной и дополнительной обмоток.

ёыхО