Устройство для поддержания постоянства напряжения в линии переменного тока Советский патент 1936 года по МПК H02J3/10 H01F27/42 H02M5/10 

. Предлагаемое изобретение касается стройства для поддержания постоянтва напряжения в линии переменного

ока путем применения добавочного рансформатора с двумя первичными бмотками, по которым одна включена непосредственно на зажимы генератора, а вторая-через компенсирующее сопротивление таким образом, чтобы ток в ней был обратен по фазе току первой обмотки, а вторичная обмотка вклюг чается последовательно с нагрузкой с таким расчетом, чтобы индуктируемое в этой обмотке напряжение регулировало изменение напряжения нагрузки.

На чертеже изображены принципиальные схемы предлагаемого устройства,, применение которого предполагается главным образом для силовых- установок передающих устройств радиостанций, где при телеграфной работе передатчика генератор имеет исключительно неблагоприятный режим нагрузки с колебанием последней от максимума до 20-40%, благодаря чему даже быстродейст ующие регуляторы не дают удовлетворительного решения вопроса.

Согласно изобретению обмотки 1 и 2 крайних стержней добавочного трансформатора включаются параллельно на

напряжение генератора д, причем обмотка 1 включается до сопротивления (считая от генератора), а обмотка 2 за сопротивлением Z. Обмотка 2 имеет меньшее, чем обмотка 1 число витков и включена в сеть так, что магнитные потоки, создаваемые обеими обмотками, имеют йротивоположные направления. Таким образом, в среднем стержне сердечника трансформатора действующее значение магнитного потока Фд будет равно разности магнитных потоков, Ф и Ф, создаваемых обмотками Г и 2 крайних стержней.

При холостом-режиме генератора напряжения t/j и 2 на зажимах первичных обмоток диференциального трансформатора между собой равны (если не учитывать незначительное падение от напряжения тока холостого хода обмотки второго трансформатора), Этим обусловливается неравенство магнитных потоков Ф а Фз и яаличие напряжения на зажимах обмотки 3 среднего стержня трансформатора, которое индуктируется за разности магнитных потоков

01 и Ф.

При нагрузке генератора (сопровождающейся немедленным уменьшением напряжения j относительно /j)BCpeAнем стержне сердечника трансформатора действующее значение магнитного потока будет уменьшаться пропорционально разности напряжений О- и U или, иначе говоря, пропорционально падению напряжения в сопротивлении.

Соотношение между числом витков первичных, обмоток W и W и вторичной обмотки Wy выбирается таким-образом, чтобы магнитный поток , сцепленный с обмоткой среднего стержня, индуктировал при холостом ходе э. д. с., по величине равную общему понижению напряжения в установке при максимальной нагрузке.

При включении обмотки 3 последовательно с нагрузкой так, чтобы напряжение, индуктированное в обмотке, вычиталось из напряжения сети, будет иметь место автоматическая компенсация уменьшения напряжения под нагрузкой за счет снижения встречного напряжения обмотки - добавочного трансформатора, которое будет уменьшаться по мере увеличения нагрузки пропорционально величине последней,

Соотношение между числом витков TFj и Из первичных обмоток и числом витков Wz вторичной обмотки может быть определено из следующих соображений.

Магнитный поток, создаваемый каждой из первичных обмоток трансформатора

jO,

ф

R

где

и

//« л

oiL

и R - магнитное сопротивление сердечника трансформатора.

Полное сопротивление каждой из первичных обмЬток без учета активного сопротивления

Z L.

Коэфициент самоиндукции обмотки для линейной зависимости / и jfc

0,4 тс f 5

Ь I.-10

сечение железа

приведенная длина магнитного пути

R.

UR.

AJ.

0,4i:T72«.

и значение потока первичной обмотки тра 1сформатора

O l llOBи ...

,8 . действующее значение магнитного потока в среднем стержне в сердечнике трансформатора

.-..10,

Ф.

2r.

или вводя максимальное значение пульсирующего магнитного лотока

Фж ТФ

для случая холостой работы установки поток Фз (до известного предела по расчету) будет, иметь максимальное значение и индуктировать максимальную встречную э. д. с. Величина потока

u(W,

W,)

10

fW. 2

значение индуктированной э. д. с. среднего стержня

.,(

е тг/ -зФзУ 2 . 10в i

или, обозначая отношение максимального общего падения напряжения в установке (с учетом добавочного сопротивления) е к нормальному напряжению f/g

----/5

rvj

и,

получим выражение для оШределения соотношения разности витков обмоток крайних стержней к числу витков обмотки среднего стержня:

Jf , - Г,

.(Л)

W,W

Соотношение между витками обмоток райних стержней может быть опредеено из уравнения работы трансформаора при максимальной нагрузке. В этом случае встречная э. д. с., а следовательно и поток в среднем стержне олжны быть равны нулю. При этом имеем

,jr, 10

0, WlV,

7rf/2

откуда U

Wi

и, W.

Заменяя

Ui-IZ,

и.

rain

получим

-Wi

(B)

v;

/7, - Д i/ .

Уравнениями (A) и (В) определяются соотношения витков обмоток трансформатора.

Величины последних могут быть определены для данных условий, причем для этого необходимо задаться сопро ивлением Z, определяющим

Величина последнего в зависимости от общего понижения напряжения в установке выбирается экономически.

С уменьшением Z увеличивается необходимая мощность добавочного трансформатора и обратно.

При выполнении установки необходимо также учесть индуктивное сопротивление обмотки среднего стержня сердечника трансформат гра, которое может быть достаточно большим.

С целью понижения последнего на среднем стержне сердечника трасформатора показана обмотка с числом витков W, замкнутая на сопротивление oiL.

Ток /4 в обмотке W следует принять по отношению к току сети по последующему соотнощению .

IWs

I,W,,W,- , W,

э. д. с., индуктированная в обмотке Wt током /, протекающим через обмотку Wy, будет совпадать по фазе с э. д. с, индуктированной потоком Фз. Этим вызывается применение сопротивления ш Lj, которое должно компенсировать указанную э. д. с.

Предмет изобретения.

Устройство для поддержания постоянства напряжения в линии переменного тока путем применения добавочного трансформатора со вторичной обмоткой, последовательно включенной в главную линию, и двумя первичными обмотками, включенными на напряжение сети диференциально, отличающееся тем, что одна из указанных первичных обмоток, взятая с чбольшим числом витков, чем вторая первичная обмотка, и помещенная на одном из крайних сердечников трехстержневой магнитной системы, приключена непосредственно на зажимы генератора, в то время, как вторая первичная обмотка с -меньшим числом витков, расположенная на другом из крайних стержней, магнитной системы, присоединена к линии после последовательно включенного компенсирующего сопротивления, после которого также включена расположенная на среднем стержне вторичная обмотка добавочного трансформатора с тем, чтобы при холостом ходе генератора напряжение вторичной обмотки, пропорциональное разности потоков первичных обмоток, было максимальным и вычиталось из напряжения генератора, соответственно уменьшаясь при увеличении нагрузки., к авторскому свидетельству А. А. Воокресенского е

г

-VV4.AA,

Л..

ф.

3:

Qtif ..,.,ллл/v v.1