Устройство для поддержания вторичного напряжения постоянным при меняющемся первичном Советский патент 1937 года по МПК H02J3/12 

в основном авторском свидетельстве, выданном на имя того же лица за № 41067, описано устройство для поддержания вторичного напряжения трансформатора постоянным при меняющемся первичном путем применения в нем сильно насыщенной магнитной цепи.

Для этого включенное в первичную цепь трансформатора емкостное сопротивление взято такой величины, чтобы указанная цепь была близка к резонансу при нормальном первичном напряжении с преобладанием емкостного сопротивления над самоиндукцией.

При таком соотношении величин сопротивлений должно иметь место увеличение значений полного сопротивления трансформатора при увеличении напряжения на его зажимах.

В настоящем изобретении, представляющем собою видоизменение устройства по основному авторскому свидетельству № предлагается для стабилизации вторичного напряжения не только при изменении первичного

напряжения, но и при изменении частоты питающего тока, применить дополнительный трансформатор с емкостным сопротивлением в первичной цепи и с ненасыщенной магнитной цепью.

Вторичная обмотка указанного трансформатора, имеющая меньщее число витков, чем вторичная обмотка основного трансформатора, включена навстречу последней с тем, чтобы создать дополнительную, компенсирующую колебания первичного напряжения, электродвижущую силу.

На чертеже фиг. 1 изображает принципиальную схему предлагаемого видоизменения устройства; фиг. 2, 3, 4, 5, 6 и 7-соответственные диаграммы напряжения.

Как уже отмечено выше, в предлагаемом устройстве (фиг. 1) достигается полная стабильность вторичного напряжения путем применения резонансного трансформатора Н с насыщенным магнитопроводом и дополнительного компенсирующего резонансного трансформатора Р. Компенсирующий трансформатор имеет немагнитный зазор, и железо его работает на прямолинейной части (ниже колена) кривой намагничивания.

Частотная характеристика этого трансформатора может регулироваться. Вторичные обмотки трансформаторов, соединяются таким образом, что их э. д. с. Ejjj. и fjjp направлены навстречу одна другой.

Работа устройства протекает следующим образом. Напряжение, получаемое от насыщенного трансформатора, мало меняется при изменениях напряжения сети (фиг. 2). Напряжение же резонансного трансформатора прямо пропорционально напряжению сети (фиг. 3). Поэтому при некотором соотнощении напряжений резонансного и насыщенного трансформаторов можно получить при встречном включении обмоток . и др компенсацию изменений напряжения насыщенного трансформатора.

На фиг. 4 показано, что вычитанием характеристики из характеристики E,jj,j- может быть получена характеристика ., параллельная оси абсцисс, т. е. может быть получено полностью стабилизированное напряжение.

Частотные характеристики Ejj.F(f) для насыщенного и резонансного трансформатора приводятся, соответственно, на фиг. 5 и 6. Путем подбора частотной характеристики резонансного трансформатора можно получить для некоторых пределов изменения частоты питающего тока-компенсацию влияния изменений частоты на вторичное напряжение насыщенного трансформатора.

На фиг. 7 графически показано суммирование частотных характеристик обоих трансформаторов и получение на результирующей характеристке участка /j-f, где достигается устойчивое напряжение.

Требуемая частотная характеристика достигается в резонансном трансформаторе соответствующим расчетом и может регулироваться в некоторых пределах сопротивлением цепи первичной обмотки резонансного трансформатора. Рабочая точка на частотной характеристике может подбираться регулировкой немагнитного зазора резонансного трансформатора. Вместо регулируемого зазора можно также получить регулировку рабочей точки частотной характеристики путем изменения емкости или числа витков первичной обмотки.

Таким образом, в данной схеме путем соответствующего расчета и регулировки совмещаются компенсация изменений напряжения и частоты сети для некоторых пределов этих изменений.

ЯР jra на

Вычитание э. д. с. Е фиг. 4 и 7, как указывалось выще, производилось на основании того, что эти э. д. с. при встречном включении разнятся по фазе на угол, близкий к 180°. В самом деле, в резонансном трансформаторе участок рабочей части частотной характеристики лежит на частоте ниже резонансной. В этом режиме э. д. с. емкости больше э. д. с. самоиндукции первичной обмотки. Точно так же в насыщенном трансформаторе режим работы характеризуется тем, что э. д. с. емкости больше э. д. с. первичной обмотки. Из этого следует, что фазы э. д. с. вторичных обмоток мало разнятся между собой. На основании последнего и можно приближенно определить э. д. с. /:,;,, складывая алгебраически э. д. с. „„

11 ri

и ЕПРНекоторое усложнение при рассмотрении электрических процессов, происходящих в схеме, вносится наличием высших гармоник, содержащихся в кривой э. д. с. насыщенного трансформатора. Однако, влияние высших гармоник принципиально не меняет приведенного выше объяснения работы схемы. Полученное на зажимах д. стабильное напряжение переменного тока может быть также использовано для работы в выпрямителе. В этом случае получится стабильное напряжение постоянного тока.

При получении нескольких напряжений от данной схемы питания рационально ввести третий трансформaтop первичная обмотка которого питается от напряжения Е.. Точно так же третий трансформатор уместно

применять при необходимости регулилировки получаемого напряжения. Регулировка в этом случае производится на стороне первичной обмотки.

Предмет изобретения.

Видоизменение устройства по авторскому свидетельству № 41067, отличающееся тем, что, с целью стабилизации вторичного напряжения не только при изменении первичного напряжения, но и при изменении частоты питающего тока, применен дополнительный трансформатор с емкостным сопротивлением в первичной цепи и с ненасыщенной магнитной цепью, вторичная обмотка которого, имеющая меньшее число витков, чем вторичная обмотка основного трансформатора, включена навстречу последней с тем, чтобы создавать дополнительную, компенсирующую колебания вторичного напряжения, электродвижущую силу.

фиг

Ст.

фиг.

UJLUjtJ Uut

,J U

f

- f,

l