Устройство для регулирования Советский патент 1934 года по МПК G05B11/01 G05B6/02 

В основном авторском свидетельстве № 38229 описано устройство для регулирования напряжения в электрических сетях, в котором обмотки регулирования образуют две отдельные независимые электрические цепи тока постоянного направления, работающие по диференциальному принципу.

Одна из этих цепей должна сохранять строго определенную стабильность силы тока и служить уровнем, ориентирующим регулировку, тогда как другая должна изменять сипу намагничивающего тока соответственно изменению условий в регулирующей сети. Стабилизирование первой из упомянутых цепей осуществляется способом саморегулировки напряжения при помощи двух отдельных резко насыщенных трансформаторов.

В случае применения устройства по авторскому свидетельству № 38229, например, с целью автоматической регулировки напряжения электрических машин переменного или постоянного тока, путем воздействия на возбуждение генератора или возбудителя, указанная стабилизация является недостаточной, особенно при значительном изменении частоты тока вследствие различного числа оборотов машины.

(344)

Поэтому, возникает необходимость, для лучшей стабилизации, применения постороннего источника энергии, например, аккумуляторной батареи, что усложняет устройство.

Предлагаемое изобретение имеет целью достигнуть абсолютной стабилизации, ориентирующей регулировку без дополнительных приспособлений или посторонних источников тока.

При разрешении поставленной задачи исходной точкой послужило объективное суждение, Б.виду которого требование идентичности всех четырех плеч моста из реактивных катушек реле не является обязательным, а есть только частный случай общего положения, ибо для соблюдения известного условия равновесия моста при правильной работе реле вполне достаточна лишь попарная тождественность, по признаку принадлежности к противоположным плечам, вследствие чего отпадают и преясние требования для регулирующих электрических цепей относительно равенства в них напряжений и токов.

На основании этого принципа в предлагаемом устройстве, в отличие от устройства по основному изобретению, равновесие достигается при получении в стабилизирующих обмотках величин

напряжения и силы тока, равных нулю, вследствие чего в этом устройстве отпадает надобность не только в посторонних источниках тока, но даже и в самой стабилизирующей обмотке.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает предлагаемое устройство, а фиг. 2 и 3-формы выполнения устройства для случая регулировки напряжения электрических машин переменного и постоянного тока.

Устройство по фиг. 1 выполнено из четырех двухъобмоточных, попарно одинаковых (по признаку противоположных плеч) реактивных катушек 1-5-3, 1-6-4, 2-7-5, 2-4-8, с самостоятельными железными магнитными цепями.

Реактивные катушки имеют три системы обмоток: а) самоиндукции 1-3, 1-4, 2-3, 2-4; б) регулирования 5, 8, и в) усиления-6, 7, равномерно нагруженных и нейтрализованных.

Обмотки самоиндукции соединены по схеме моста Уитстона, приключенного зажимами 7, 2 к сети 13, 14 переменного тока, а зажимами 3, 4-к выпрямительной системе В, питающей соединенные последовательно обмотки 6, 7 усиления от клемм 9, 10.

Обмотки 5, 8 регулирования соединены последовательно и образуют независимую электрическую цепь //-5- 8-12 тока постоянного напряжения.

Самоиндукции обмоток делаются не одинаковыми, так что, при тождественности магнитных цепей, число витков обмоток и 2-4 , больше, нежели обмоток /-4 и 2-3.

Рабочая цепь приемника энергии присоединяется к зажимам 3 vi 4.

В частности, в случае необходимости питания приемника энергии выпрямленным током и желания использовать с этой целью выпрямительную систему устройства, рабочая цепь может быть присоединена к зажимам 9, W параллельно или последовательно с обмотками 6, 7 усиления.

Действие устройства заключается в следующем. Приводным звеном прибора является электрическая цепь 11-5-8-/2 обмоток 5, 8, изменяющая силу нама,гничивающего тока соответственно изменению условий в регулируемой сети.

Равновесие тока достигается при некотором токе насыщения, действующем в обмотках 5, 8, при котором самоиндукции обмоток /-3, 2-4 уменьшаются настолько, что станут равными самоиндукциям обмоток /-4, 2-3. При этом тока в цепи 9-6, 7-10 возбуждения, а также в рабочей цепи, не будет-это соответствует начальному положению регулировки.

Определенное уменьшение тока в цеци //-.5, 8-12 влечет за собой увеличение самоиндукции обмоток 7-3, 2-4, вследствие чего равновесие моста нарушается, и в обмотках б, 7 усиления будет проходить электрический ток. Наличие этого тока обусловит уменьшение величины самоиндукции обмоток /-4, 2-3 и вызовет полное размагничивание пп&ч J-6-4, 2-7-3 мостика.

При этом большая часть индуктивного сопротивления обмоток 1-4, 2-3 выпадает, вследствие чего происходит замыкание этих обмоток накоротко, главным образом, на омическое соп|эотивление, и в рабочей цепи возникает ток значительной силы. Это соответствует конечному положению регулировки.

В интервале между упомянутыми начальным и конечным положениями устройство последовательно плавно принимает все промежуточные положения (значения).

При увеличении тока в цепи 77-5- 8-12 действие обмоток взаимно компенсируется.

В случае применения описанного выше устройства для регулирования напряжения электрического генератора Г переменного тока (фиг, 2) это устройство присоединяется к сети генератора через выпрямительную систему В; в качестве возбудителя генератора Г служит динамомашина Д, снабженная обмоткой Ф независимого возбуждения, питаемой от регулируемой сети генератора Г через зажимы 13 и 14, точки /, 2 и 5, схемы и обычную с устройством для регулирования выпрямительную систему.5. Выпрямительная система В предназначена исключительно для возбуждения (через зажимы 77 и /2) обмоток 5 н 8 регулирования, в целях получения в цепи 72-8-5-77 электрического тока постоянного направления (при наличии

одного только омического сопротивления). Кроме того, в устройства имеется установочный реостат Е.

В случае применения устройства для регулирования напряжения электрического генератора постоянного тока (фиг. 3) устройство присоединяется через реостат Е непосредственно к зажимам /7 и 12 регулируемой сети. Обмотка Ф независимого возбуждения генератора присоединена к общей вспомогательной системе S, питаемой через точки - и # схемы от зажимов /5 и 14, соединенных электрически с кольцами, к которым подведено переменное напряжение.

Специальной выпрямительной системы в этом случае не требуется, так как возбуждение обмоток 5, 8 регулирования достигается непосредственна от сети генератора постоянного тока, через пункты //, 12.

Как в том, так и в другом случае регулировки машин переменного или постоянного тока равновесное положение моста устройства соответствует холостой работе машины, при бесконечном числе ее оборотов.

Поэтрму, для некоторого конечного конкретного случая всегда будет иметь место какое-то вполне определенное нарушение равновесия моста, соответствующее наименьшему возбуждению машины, при ее холостой работе и максимальном числе оборотов.

Как известно, увеличение нагрузки и уменьшение числа оборотов машины влечет за собой понижение напряжения, что создает увеличение рабочего тока в предлагаемом устройстве, усиливающего возбуждение машины и, таким образом, противодействующего заметному падению ее напряжения.

Устройство надлежит рассчитать так, чтобы при необходимом удовлетворении предела изменения нагрузки и числа оборотов генератора происходило достаточное увеличение тока возбуждения машины, при допустимом по техническим условиям отклонении напряжения

в сети (например, увеличение тока воз буждения соответственно в десять раз, при колебании напряжения сети от номинального в 1 %).

Таким образом, в предлагаемом устройстве, с одной стороны, устраняются внешние влияния мешающего действия сети питания, при изменении ее электрических периметров, а с другой стороны, получается суммарный, многократный эффект от первоначального импульса тока, возникшего в обмотке регулирования.

Устройство, будучи применено в качестве автоматического быстродействующего регулятора, дает большую устойчивость регулировки и не вносит заметных искажений в работу сети.

Кроме того, устройство дает возможность пользоваться нормальными машинами в тех случаях, где до сего времени применялись лишь машины специального типа, так как устройство одинаково применимо для машин разных конструкций, при их работе от двигателя, имеющего большой предел колебания оборотов.

Так, например, совместно с предлагаемым устройством нормальные машины могут быть применены для освещения поездов, повозок и проч., а также при двигателях ветряных, мускульной силы и тому подобных.

Предмет изобретения.

Видоизменение устройства для регулирования по авторскому свидетельству № 38229, отличающееся тем, что с целью достижения стабилизации без применения посторонних источников тока мост Уитстона составлен из различных по величине самоиндукции пар реактивных катушек 1-5-3, 2-8-4 и 1-6-4, 2-7-3 с обмотками 7-3, 2-4, 1-4, 2-3 переменного тока, уравновешиваемых обмотками 5-8 регулирования постоянного тока, причем обмотки б, 7 размагничивают плечи 7-6-4, 2-7-3 через выпрямительную систему В, приключенную к точкам 5, 4 моста. к зависимому авторскому свидетельству Л. П. Левина 38231

фиг.2

1„У

,сЫ

.-

,

S tefefeni Ж. Wi//

. ...v //

I

- - 5 N:L r::::± Ш.д

I JI

ЙЗйП S f

Ь I

I

I .. -4

,I

; . JiH