Устройство для автоматического регулирования напряжения генератора переменного тока Советский патент 1934 года по МПК H02P9/26 

Широко известным является в устройствах для автоматического регулирования напряжения генератора переменного тока применение катодных ламп (выпрямителей), включенных в цепь обмотки возбуждения генератора,с целью автоматического изменения возбуждения последнего при изменении напряжения на его зажимах и поддержания напряжения постоянным.

В предлагаемом устройстве в качестве таких выпрямителей применены тиратроны, причем, согласно изобретению, для создания разности потенциалов между сеткой и анодом каждого из тиратронов применен потенциометр, рабочая часть которого включена в цепь сетки и который питается через посредство промежуточного трансформатора током нагрузки вспомогательного синхронного двигателя, включенного параллельно с регулируемым генератором, с той целью, чтобы возникающие при колебаниях напряжения генератора изменения фазы тока двигателя относительно напряжения генератора вызывали изменение момента зажигания тиратрона и, тем самым, длительности протекания выпрямленного тока в течение рабочей полуволны тока.

Предлагаемое устройство изображено на чертеже, где фиг. 1 изображает принципиальную электрическую схему устройства; фиг. 2 - теоретическую осциллограмму работы одной фазы устройства при нормальном режиме; фиг. 3, 4-то же, при повышении нагрузки генератора и фиг.5, 6-тоже, при понижении нагрузки.

Цепь возбуждения регулируемого генератора / питается от шин генератора J через трансформатор 2 и тиратроны 3. Таким образом, трансформатор 2 питает анодные цепи тиратронов. Воздействие изменений напряжения на шинах генератора / на ток возбуждения его осуш,ествляется через посредство небольшого (мош,ностью порядка в сотни ватт) вспомогательного синхронного двигателя 4, возбуждение которого берется от независимого источника постоянного тока. Двигатель 4 нагружен демпферным диском 5 типа тормозных дисков, широко применяемых в аппаратостроении (в счетчиках, реле и т. п.).

В цепи вспомогательного двигателя 4 расположены промежуточные трансформаторы тока 6, питаюш,ие омические сопротивления , соединенные в звезду. Каждое из сопротивлений 7 включено по схеме потенциометра в цепь сетки одного из тиратронов. В цепь сеток тиратронов 3, последовательно с рабочей частью потенциометров 7у включена рабочая часть потенциометра 8, сопротивление которого соединено параллельно с обмоткой возбуждения генератора /. В цепи сеток отдельных тиратронов включены последовательно с рабочими частями потенциометров 7 также рабочие части компенсирующих потенциометров 9, питаемых током нагрузки генератора 7. Параллельно с обмоткой возбуждения включено сопротивление JO. Работа устройства легко уясняется из рассмотрения фиг. 2 - 4. На них обозначено: //-кривая напряжения генератора, 72-кривая напряжения зажигания тиратрона, 75- линия падения напряигения на рабочей части потенциометра 8, 74 - кривая падения напряжения на рабочей части потенциометра 7, ориентированная относительно линии 75; таким образом, потенциометр 8 служит для создания в цепи сетки постоянной составляющей напряжения, с целью подъема кривой М над осью абсцисс (линией времени или средней линией кривой 77); если бы потенциометра 8 не было, то кривая 74 имела бы среднюю линию, общую с кривой 77. Кривая 74 при нормальном режиме сдвинута относительно кривой 77 на 120°; для этого сетка каждого из тиратронов 5 соединена с таким из потенциометров 7, чтобы напряжение на сетке было сдвинуто на 120 в сторону отставания относительно анодного напряжения. В точке 75 пресечения кривых 72 и 74 происходит зажигание тиратрона, после чего он работает до перехода кривой 77 через нуль; при этом получается кривая 76 выпрямленного тока, изображенная на фиг. 2 - 4 жирной линией. При нормальном режиме ток двигателя 4 совпадает по фазе с напряжением. Падение напряжения в сопротивлении 7 после воздействия компенсатора 9 падения напряжения, учитывающего влияние коэфициента мощности, действует на сетки тиратронов; при этом для достижения статичности регулирования, как уже указывалось, к падению напряжения в омическом сопротивлении 7 прикладывается постоянная составляющая падения напряжения в сопротивлении 8, пропорциональная силе тока возбуждения генератора 7. При повышении нагрузки генератора и понижении напряжения на шииах вспомогательный двигатель 4 окажется перевозбужденным по отношению к сети; поэтому, его ток будет отстающим, вследствие чего зажигание тиратронов будет более раннее (фиг. 3 - 4). Это вызывает увеличение силы тока возбуждения и выравнивание напряжения. После переходного режима (фиг. 3), когда орган регулирования (вспомогательный двигатель) будет в бездействии, увеличенный ток возбуждения будет поддерживаться увеличенным падением напряжения в сопротивлении 8, т. е. поднятием фазы зажигания (см. фиг. 4, изображающую установившийся режим при повышенной нагрузке). Точно в таком же порядке будет осуществляться регулировка при понижении нагрузки и повышении напряжения на шинах; но теперь фаза зажигания сдвинется в сторону отставания, т. е. тиратроны будут зажигаться позднее (фиг. 5). Этим самым уменьшится сила тока возбуждения, которая при установившемся режиме (фиг. 6) изобразится линией, имеющей меньшую ординату, чем при переходном режиме (фиг. 5). В предлагаемом устройстве напряжение генератора 7 все время принимает значение, соответствующее электродвижущей силе вспомогательного двигателя 4; таким образом, для изменения величины установки напряжения небходимо воздействовать на регулятор 77. По мнению автора, быстрота нарастания напряжения в предлагаемой системе регулирования может быть очень большой (порядка нескольких тысяч вольт в секунду); она обусловливается исключительно постоянной времени поля рассеяния трансформатора. Предмет изобретения. 1. Устройство для автоматического регулирования напряжения генератора переменного тока с применением ламповых выпрямителей, включенных в цепь обмотки возбуждения генератора и снабженных сетками, потенциал которых зависит от режима работы генератора, отличающееся тем, что для создания разности потенциалов между сеткой и анодом каждого из тиратронов 5, применeнныx в качестве выпрямителей, применен потенциометр 7, рабочая часть которого включена в цепь сетки и который питается через посредство промежуточного трансформатора током нагрузки вспомогательного синхронного двигателя

4, включенного параллельно с регулируемым генератором, с той целью, чтобы возникающие при колебаниях напряжения генератора изменения фазы тока двигателя 4 относительно напряжения генератора вызывали изменение момента зажигания тиратрона и, тем самым, длительности протекания выпрямленного тока в течение рабочей полуволны тока.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что последовательно с рабочей частью потенциометра 7 в цепь сетки включена рабочая часть потенциометра 5, соединенного параллельно с обмоткой возбуждения генератора.

3.Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в цепь сетки включена рабочая часть потенциометра 9, питаемого током генератора.

- 4r i v ---- i x

flO-. v-- 1

ФНГ. iJiHrJ -,:

/Q N -i /(U--. i.

,4 J: j 4- --i-I /-V;-

ФИГ..5фН-.С .

/S,.}- tf:fjSN -..;

;-r/ iC-l--i -:,/5

, o Л& .H/-e- -фиг. 2

. -хгй-: /

11:Ш,..