В ряде случаев возникает необходимость быстрого регулирования постоянного магнитного поля возбуждения машин, поля насыщения компенсированных реакторов (см. авторское свидетельство 6 52476 того же автора) и т. д.
Во всех этих случаях приходится быстро изменять постоянный ток в цепях с большей индуктивностью. Это, в свою очередь, требует достаточно малой постоянной времени контура (отношения индуктивности
к сопротивлению -к-). Наличие же
относительно больших сопротивлений вызывает соответственную затрату энергии и потребность в мощном источнике для питания этого контура.
Если, например, возбудитель генератора на 15000 kVA питает обмотку возбуждения генератора током в 360 А при напряжении на клеммах возбудителя 600 V, то при номинальном режиме указанные 600 V распределяются следующим образом: 530 V падают на балластном сопротивлении и только лишь 70 V на обмотке возбуждения генератора. Балластное сопротивление, поставленное для быстрого изменения поля возбуждения генератора, поглощает энергии в данном случае в 7,6 раза больше обмотки возбуждения.
Еще более разительные примеры можно было бы привести для обмотки насыщения компенсированного реактора, ибо там магнитное поле должно быть наложено или снято в 1-2 полупериода.
Предлагаемое устройство дает возможность быстро накладывать или снимать постоянное магнитное поле без наличия дополнительных сопротивлений в постоянно действующей цепи тока.
Основано это устройство на том, что, не меняя величины тока в обмотке возбуждения, быстродействующее реле переводит на время регулирования обмотку в цепь с малой постоянной времени и размыкает без искры основной контур тока.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена электрическая схема предлагаемого устройства.
Основной контур состоит из катушки /, могущей содержать весьма большую индуктивность и очень малое сопротивление и приключенной через контакт 2 быстродействующего реле 3 непосредственно к источнику постоянного тока 4. В вспомогательной цепи источник постоявHOro тока 5 через сопротивление 7, контакт 6 и сопротивление S присоединен к зажимам контакта 2 таким образом, чтобы в общем контуре оба источника- и 5 были включены последовательно. Кроме того, к концам сопротивления 8 и катушки 1 присоединен шунтирующий их контактор 9.
Напряжение источника тока 5 и величина сопротивлений 7 и 8 подбираются таким образом, чтобы при замкнутых контактах 2 w 6 ток, текуш;ий через контакт 2, равнялся нулю.
Для этого достаточно, чтобы напряжение источника 5 равнялось падению напряжения на сопротивлениях 7 и 8 при токе, равном току обмотки.
Абсолютная величина напряжения источника 5 подбирается таким образом, чтобы процесс наложения и снимания поля при питании катушки через сопротивления 7 и 8 или при замыкании катушки на сопротивление 8 происходил достаточно быстро.
Сопротивление 7 служит для ограничения тока при замыкании контакта 9 и величина этого сопротивления относительно сопротивления 8 мала.
Действие схемы происходит следующим образом.
При номинальном режиме контакт 2 замкнут, контакт 6 разомкнут и катушка 1 получает питание через основной контур. Переход к режиму регулирования осуществляется быстродействующим реле S, которое в начале хода замыкает контакт 6 при замкнутом еще контакте 2. При этом ток почти мгновенно падает в контакте 2 до нуля и переходит в цепь контакта 6. Столь быстрый переход тока объясняется тем, что ток в катушке / остается при этом неизменным, а других индуктивностей в цепи нет, если не считать относительно небольшой индуктивности источника 5.
Двигаясь дальше, якорь быстродействующего реле размыкает без искры контакт 2 и этим самым схема переводится в режим регулирования.
Дальнейшие операции совершаются обычным способом.
Ударное возбуждение осуществляется, частичным или полным замыканием сопротивления 8 контактом 10, а гашение поля - замыканием контакта 9. В последнем случае катушка 1 оказывается замкнутой на сопротивление 8, величина которого, как было сказано выше, подобрана соответствующим образом.
Переход от схемы регулирования к основной схеме совершается в обратном порядке. .Сначала замы.кается контакт 2 при замкнутом еще контакте 6; в дальнейщем размыкается контакт 6 с незначительной искрой, так как ток катушки 1 остается при этом неизменным.
Контакты 9 и 10, служащие для подачи ударного возбуждения или гашения поля, должны быть рассчитаны на разрыв дуги при размыкании тока.
Автор указывает, что в связи с тем, что в предлагаемом устройстве уменьшение постоянной времени регулируемого контура не связано с потерей энергии в сопротивлениях, можно пойти по пути убыстрения процессов изменения поля возбуждения, что сыграет большую роль в вопросах увеличения устойчивости параллельной работы.
Что касается времени действия быстродействующего реле, то в конструкции с магнитным шунтом, применявшейся автором, это время весьма незначительно и составляет 2-3 миллисекунды.
При целесообразном выборе источника тока 5, например, при применении для этой цели ртутного выпрямителя, допускающего большие нагрузки при кратковременном режиме работы, возможно эффективность предлагаемой схемы еще увеличить.
Предмет изобретения. .
Устройство для быстрого регулирования магнитного поля посредством изменения постоянного тока в обмотке возбуждения, обладающей большой индуктивностью, отличающееся тем, что, с целью переключения обмотки возбуждения на регулирующее сопротивление без изменения величины тока в обмотке возбуждения, применено быстродействующее реле 5, снабженное двумя контактакадми, один из которых приключает на время регулирования обмотку возбуждения к контуру с малой постоянной времени и источником тока, включенным последовательно с основным источником тока возбуждения, после чего второй контакт реле разрывает основной контур обмотки возбуждения.
