ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР Советский патент 1934 года по МПК G05D13/62 

В известных электрических регуляторах числа оборотов первичных двигателей, служащих для привода динамомашин, для управления регулирующим приспособлением (заслонкой, клапаном подачи топлива или пара и т.д.) применяются электрические измерительные приборы, например, электромагнитного типа, имеющие две катушки; одну из них обычно включают в цепь динамомашины последовательно, другую - параллельно; включая катушки так, чтобы они работали дифференциально, т.е. действовали бы друг против друга, можно достичь того, что регулирующее приспособление будет увеличивать подачу горючего или пара в случае увеличения силы тока нагрузки и уменьшения напряжения динамомашины и уменьшать - в противном случае.

Согласно изобретению, две катушки подобного регулятора включаются в цепь так, что одна из них возбуждается разностью, а другая - суммой двух токов, из которых один зависит от силы тока нагрузки, а другой - от величины напряжения динамомашины.

Предлагаемый регулятор схематически изображен на чертеже.

В трубопроводе 1 для подачи в первичный двигатель горючего (например, во всасывающем патрубке бензинового двигателя) или пара расположена поворотная заслонка 2, ось которой механически связана с якорем 6 электрического измерительного прибора 8-10 посредством рычагов 3 и 5. Рычаг 3 имеет криволинейный вырез, в который входит палец 4 рычага 5.

Электрический измерительный прибор 8-10 состоит из магнитопровода 8, имеющего две катушки 9 и 10 и поворотный якорь 6, нагруженный пружиной 7. Катушки 9 и 10 включены в цепь динамомашины 11, приводимой во вращение регулируемым двигателем. Катушки 9 и 10 включены так, что они образуют с сопротивлением 12, включенным последовательно в один из проводов линии, замкнутый контур, у которого точка 15 соединения концов катушек 9 и 10 электрически присоединена к другому проводу линии через сопротивление 14; таким включением катушек 9 и 10 и сопротивлений 12 и 14 достигается то, что при нормальной работе катушка 10 будет возбуждаться суммой, а катушка 9 - разностью двух токов, из которых один будет зависеть от силы тока нагрузки, а другой - от величины напряжения динамомашины 11. Такое включение катушек, известное в тепловых ваттметрах, не применялось еще в электромагнитных регуляторах.

Работа регулятора протекает следующим образом. Когда двигатель находится в бездействии, заслонка 2 открыта полностью и находится в положении, показанном на чертеже; в этом положении она удерживается пружиною 7. При пуске двигателя вхолостую обе катушки 9 и 10 возбуждаются, примерно, одинаково вследствие незначительности величины сопротивления 12 по сравнению с сопротивлением катушек 9 и 10, при этом магнитные потоки обеих катушек складываются. По мере возрастания скорости двигателя, а следовательно, и напряжения динамомашины 11, катушки будут возбуждаться все сильнее, и при некоторой скорости якорь 6 начнет поворачиваться и поворачивать заслонку 2, прикрывая подачу горючего. По достижении двигателем нормального числа оборотов заслонка 2 установится |в положение, исключающее возможность дальнейшего повышения скорости двигателя вследствие предельного, для холостого хода, открытия всасывающей трубы 1.

При включении нагрузки часть тока нагрузки пройдет через сопротивление 12, а часть ответвится в цепь катушек 9 и 10; это вызовет уменьшение силы тока, протекающего по катушке 9, и увеличение силы тока, протекающего по катушке 10.

Соответственным подбором числа витков у катушек 9 и 10 можно достичь того, что при этом магнитный поток в сердечнике 8 уменьшится; вследствие этого якорь 6 повернется и приоткроет заслонку. По мере увеличения нагрузки, магнитный поток в сердечнике 8 будет все уменьшаться, а заслонка 2 открываться все более и более. При некотором значении нагрузки направление тока в катушке 9 может измениться; но доводить регулятор до этого состояния нет нужды.

Для регулирования (начальной установки) регулятора может быть применено переменное сопротивление 13, включенное параллельно с сопротивлением 12.

Для получения соответствия между величиной открытия трубопровода 1 и изменениями нагрузки вырез в рычаге 3 сделан по кривой, вводящей поправки: 1) на квадратичность зависимости угла поворота якоря 6 от магнитного потока сердечника 8; дело в том, что в то время, когда нагрузка при постоянном напряжении меняется пропорционально силе тока (при постоянном токе), сила, воздействующая на якорь, изменяется не пропорционально силе тока (хотя и не строго, по закону квадрата), вследствие чего при прямолинейности выреза получилось бы несоответствие между величиной открытия трубопровода и величиной нагрузки; 2) на непропорциональность между углом поворота заслонки и изменением площади открытия трубы при различных положениях заслонки по отношению к оси трубы. Указанную кривую, учитывающую перечисленные обстоятельства, можно, конечно, определять опытом.

Электрический регулятор для первичного двигателя, служащего для привода динамомашины, снабженный двумя электромагнитными катушками, возбуждаемыми токами, зависящими от силы тока и от напряжения названной динамомашины, отличающийся тем, что электромагнитные катушки 9 и 10 образуют с сопротивлением 12, включенным последовательно в один из проводов линий, замкнутый контур, у которого точка 15 соединения концов катушек 9 и 10 электрически присоединена к другому проводу линии через сопротивление 14 с той целью, чтобы одна катушка возбуждалась суммою, а другая - разностью двух токов, из которых один зависит от силы тока в линии, а другой - от величины напряжения.