Автоматический регулятор напряжения Советский патент 1942 года по МПК H02P9/16 

Угольные автоматические регуляторы известны, однако они обладают тем недостатком, что в них трудно получить высокую точность регулирования (± 1,7 - 2,5%).

Для целого ряда применений такая точность совершенно недостаточна. В этих случаях приходится прибегать к электронным регуляторам, дающим высокую точность, но весьма ненадежным и недолговечным в эксплуатации.

Известен также «прецизионный регулятор при маломощных рабочих катушках, выполненный по принципу, предложенному фирмой Вестингауз в регуляторе «Silverstat.

Точность, которую молсно получить на этом принципе, теоретически ничем не ограничена, так как она растет пропорционально числу контактных пружин. Однако, здесь имеется некоторый конструктивный предел для числа контактных пружин, выше которого идти не следует, так как, чем больше число пружин, тем больше потребная мощность катушки и ход якоря.

Настоящим изобретением ставится цель сокращения потребного числа контактных пружин в регуляторе с коММутацией по системе регулятора Silverstat при заданной точности регулирования (или повышения точности при заданном числе пружин).

В описываемом регуляторе, имеющем точную и грубую системы с двумя электромагнитами и реостатами с пружинами, электромагнит грубой системы включен на управляющее напряжение через двухсгупенчатое сопротивление, закорачиваемое точной системой после отклонения регулируемой величины на значение, превосходящее диапазон регулирования точной системы.

Сущность изобретения поясняется прилагаемым чертежом, на фиг. 1 и 2 которого изображена электрическая схема предлагаемого регулятора в двух вариантах.

Пусть регулятор имеет два контрольно-измерительных органа, воздействующих каждый на отдельный пакет контактных пружин, коммутирующий соответствующее сопротивление.

№ 62022

Один из этих комплектов предназначен для «грубой регулировки, а второй для «тонкой регулировки внутри зоны нечувствительности органа «грубой регулировки (ниже будет показано, как можно достигнуть этого).

В этом случае точность регулирования определяется не суммой чисел пружин обоих пакетов, а их произведением.

На фиг. 1 изображена схема прямого регулирования генератора с независимым возбуждением. Регулятор имеет два астатических органа и посторонний стабилизатор.

Буквами Т обозначены элементы тонкой регулировки, а буквами Г - элементы грубой регулировки; ДТ - «демпфирующий (стабилизирующий) трансформатор, устраняющий возможность возн-икновения незатухающих колебаний. Для случая синхронного генератора с косвенным возбуждением схема меняется лишь -в том отнощении, что регзлировочные сопротивления переносятся в цепь возбуждения возбудителя и иначе включается первичная обмотка стабилизатора ДТ.

При номинальном напряжении оба пакета пружиН частично сжаты, причем сопротивление Rфl закорочено двумя нижними пружинами пакета Т. При малых отклонениях напряжения, поскольку жесткость пружин Г мала, а пружин Г велика, будет перемещаться только якорь Т, меняя величину небольшого сопротивления Т в цепи возбуждения и коррегируя этим напряжения.

Сопротивления Т и Г выбираются так, что полная величина сопротивления Т равна, примерно, одной ступени сопротивления Г. При больших толчках напряжения придут в действие оба органа, причем орган Т станет в одно из крайних положений, но при этом он либо замкнет оба сопротивления и Кф-2, разомкнет их, а это приведет к форсировке катушки грубой регулировки. Изменение сопротивления Г, связанное с этим, позволит органу Т вернуться в промежуточное положение и точно довести напряжения до установочной величины. Сопротивления Рф1 и должны выбираться так, чтобы форсировка, которую они вызывают, не была чрезмерной. Необходимо, чтобы при форсировке орган грубой регулировки -коммутировал не больше, чем одну .лишнюю ступень, иначе мы будем иметь перерегулирование, которое Вызо1вет отход органа Т ко второму крайнему положению с последующей возможностью возникновения установившихся колебаний. Необходимость наличия двух магнитных систем не является недостатком, так как благодаря небольшому количеству пружин на каждой системе эти электромагниты будут маломощными. Малый габарит электромагнитов является весьма желательным, так как он снижает погрешность за счет гистерезиса и трения (здесь играет роль погрешность только одного электромагнита тонкой регулирО1Вки).

Схема по фиг. 2 выполнена с одним астетическим и одним статическим органом, с собственным демпфированием.

Астатическим является орган тонкой регулировки. Катушка его включена на регулируемое напряжение. Так же, как и в предыдущей схеме, .крайние пружины пакета служат для форсировки органа грубой регулировки. Катушка органа грубой регулировки включена на напряжение возбуждения и является относительно него статической. Орган грубой регулировки выполнен как «регулятор .обратного действия. В качестве магнитной системы для органа Г использован стабилизирующий трансформатор. Его вторичная обмотка не может внести искажений в работу регулятора Г, так как вторичные ампервитки трансформатора ДТ будут значительно меньше первичных.

Работа происходит следующим образом.

При малых отклонениях работает только о-рган Т. П-ри больших отклонениях вступает в действие и орган Г. Орган Т при этом находится в одном из крайних положений, форсируя катушку Л Благодаря некоторому перерегулированию, связанному с форсировкой, орган Т «е может устойчиво находиться в крайних положениях. Он неизбежно переходит на промежуточные положения, совершая точную подгонку напряжения к уставке. Демпфиро;вания требует только астатический орган Т. Статический орган Г устойчив.

Эта схема является менее надежной по устойчивости,так как здесь затруднительно подобрать степень форсировки так, чтобы не создать длительных колебадий. Схема для прямого регулирования совершенно аналогична рассмотренной.

Рассмотренные две схемы не являются единственно возможными. Они приведены в качестве возможных вариантов. Вопрос выбора схемы и ее параметров требует тщательной экспериментальной проработки, так как для этого случая аналитические исследования представляются мало пригодными. Выбор конструктивных форм должен также явиться результатом тш,ательной экспериментальной проработки вопроса.

Предмет изобретения

Автоматический регулятор напряжения и других величин, реостатного типа с применением ряда плоских пружин, соединенных с секциями реостата и находящихся под воздействием электромагнита, приключенного к управляющей цепи, например, на регулируемое напряжение, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы регулятора, имеющего точную и грубую систему с двумя электромагнитами и реостатами с пружинами, электромагнит грубой системы включен на управляющее напряжение через двухступенчатое сопротивление, закорачиваемое точной системой после отклонения регулируемой величины на значение, превосходящее диапазон регулирования точной системы.

Фиг.2