Предлагаемый автоматический регулятор напряжения относится к широко известным угольным регуляторам и является реостатным регулятором прямого действия (т.е. таким, в котором, измерительная система непосредственно создает усилие для действия регулирующего органа.) Основными частями регулятора являются: а) измерительная система, подключенная к зажимам генератора, у которого требуется поддерживать постоянное напряжение, и б) включенный в цепь возбуждения угольный реостат, действие которого основано на свойстве угля изменять контактное сопротивление при изменении давления.
Сущность изобретения заключается в том, что в измерительной системе предлагаемого регулятора применен переставной вдоль своей оси дополнительный сердечник, жестко связанныи с главным сердечником. Такое применение дополнительного переставного сердечника позволяет производить настройку регулятора в соответствии с характеристикой его механических сопротивлений. Задача же удобной подгонки характеристики измерительной системы представляет большой практический интерес.
Для того, чтобы при всех режимах работы регулируемого генератора регулятор поддерживал одинаковое (нормальное) напряжение, необходимо, чтобы характеристика втягивающих усилий соленоида, взятая при нормальном напряжении (сила в функции положения сердечника), в точности совпадала с характеристикой противодействующих сил, являющихся результатом действия веса подвижной системы, пружин (в случае их наличия) и реакции угольных столбов. Это достигается настройкой (астатическая настройка), т.е. соответствующим подбором характеристик. Настройка тем труднее, чем больше верхний предел давления на угольные столбы и, соответственно, чем больше пределы регулирования (кратность изменения сопротивления угольных столбов).
Благодаря указанной трудности кратность изменения сопротивления в угольных регуляторах соленоидного типа составляет лишь 8-10 (регуляторы фирмы Вестингауз и конструкции ВЭИ). Немецкая фирма "ПИНЧ" пошла по пути сильного усложнения конструкции, применив поворотный электромагнит и противодействующее устройство с кулачком особого профиля, и получила кратность 20-25. Предлагаемая конструкция позволяет получить большую кратность изменения сопротивления при относительно простой и дешевой конструкции регулятора с соленоидом.
Сущность изобретения поясняется чертежом на фиг. 1 и 2 которого изображены два варианта предлагаемого регулятора, а на фиг. 3 и 4 - его характеристики.
Измерительная система, подключаемая к регулируемому напряжению, представляет собою соленоид 1 со втягивающимся в него железным сердечником 2.
Соленоид, прикрепленный к основной плите, снабжен железной скобой 8, охватывающей катушку 1 с верхней и с двух боковых сторон; сверху в скобе 8 имеется большое отверстие, в которое может входить добавочный сердечник 9. Главный 2 и дополнительный 9 сердечники состоят из полых трубок (разрезанных вдоль для уменьшения вихревых токов) с приваренными дисками. Оба сердечника навернуты на стержень 12 и снабжены контргайками; во время настройки они могут быть перемещаемы вдоль этого стержня. Нижний конец стержня 12 шарнирно связан с рычагом 3, вращающимся на оси 0, покоящейся на двух конических опорах. Верхний конец стержня 12 подвешен к поворотному рычагу 13.
Движение сердечника передается через рычаг 3 гибкой тяге 5, прикрепленной к рычагу на расстоянии b от оси 0. Тяга 5 перемещает коромысло 7, сжимающее угольные столбы 4, собранные из тонких угольных колец или дисков. Для компенсации расширения угольных столбов от нагрева их проходящим по ним током служат компенсационные ленты 6, являющиеся продолжением тяги 5 и расположенные близ поверхности столбов. При исполнении регулятора с одним угольным столбом тяга 5 должна проходить внутри столба и служить одновременно для компенсации. Для предотвращения колебаний при регулировании служит воздушный демпфер 10; графитовый поршень демпфера движется в чугунном цилиндре и шарнирно связан с проволочным стержнем, свободно проходящим сквозь отверстие в рычаге 3. Связь между рычагом 3 и поршнем демпфера-упругая с помощью двух цилиндрических пружин 77, надетых на стержень и упирающихся в рычаг и стопорные кольца. Угольный реостат может быть включен с различным числом параллельных ветвей; для этого каждый столб разбит с помощью серебряных контактных шайб на несколько участков.
Угольный столб имеет характеристику, показанную на фиг. 3. Из кривой видно, что при сжатии реакция угля сильно возрастает (левый конец кривой). Реакция угольных столбов направлена вверх и, передаваясь через тягу 5, стремится поднять сердечник; таким образом, при сжатии столба (при опускании сердечника) противодействующая сила резко падает из-за сильно возрастающей реакции углей.
В результате характеристика противодействующих сил (в точке А) принимает форму кривой Р на фиг. 4. Чтобы подогнать характеристику втягивающих усилий соленоида под эту ^ форму, дополнительному сердечнику 9 придают соответствующую форму и размеры и устанавливают его в подходящее положение на стержне 12. Магнитное притяжение между дополнительным сердечником и железной скобой 8 направлено вниз, вследствие чего и получается требующееся крутое падение силы тяги соленоида при приближении сердечника к крайнему нижнему положению.
Разница между вариантами регулятора по фиг. 1 и 2 заключается лишь в том, что в первом противодействующая сила создается тяжестью подвижной системы, а во втором - вес подвижной системы уравновешен противовесом 14, и противодействующая сила создается пружиной 15. Второе исполнение предназначается специально для передвижных установок.
В реальной конструкции скобу 8 и угольные столбы 4 предполагается расположить в двух параллельных плоскостях, перпендикулярных к плоскости чертежа.
Регулятор работает следующим образом. Нормально подвижная система регулятора находится в равновесии. Когда напряжение по какой-либо причине станет больше нормального, то сердечник 2 втянется и уменьшит давление на угольные столбы 4, увеличив этим сопротивление цепи возбуждения, в результате чего напряжение уменьшится. Если напряжение уменьшится, то сердечник, наоборот, несколько выдвинется из соленоида и уменьшит сопротивление угольного реостата.
1. Автоматический регулятор напряжения с угольным сопротивлением, величина которого зависит от давления на него, отличающийся тем, что, с целью настройки регулятора в соответствии с характеристикой его механических сопротивлений, применен переставной вдоль своей оси дополнительный сердечник 9, жестко связанный с главным сердечником.
2. Форма выполнения регулятора по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительный сердечник 9 соединен с коромыслом, снабженным противовесом.
