Устройство для тренировки уголь-НыХ РЕгуляТОРОВ НАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК H02P9/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕНИРОВКИ УГОЛЬНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в установках для предварительной тренировки угольных регуляторов напряжения. Известно устройство для тренировки угольных регуляторов напряжения, в котором угольный столб регулятора соединен последовательно с обмоткой его электромагнита и эта цепь включена на выход выпрямителя 1. Однако это устройство не может быть использовано для тренировки угольных регуляторов, содержащих основной и вспомогательный регуляторы, обмотки которых через резисторы подключены к клеммам шунтового генератора, к плюсу которого подключен один полюс угольного столба основного регулятора, другой полюс которого подключен к обмотке возбуждения генератора, а угольный столб вспомогательного регулятора подключен параллельно рабочей обмотке основного регулятора. Наиболее близким к изобретению явля ется устройство для тренировки угольных регуляторов напряжения, содержащее источник электроэнергии постоянного тока, нагрузочный резистор, угольный столб, последовательно соединенный с нагрузочным резистором, обмотку электромагнита угольного регулятора, п-р-п транзистор, эмиттер которого подключен к минусовой клемме источника электроэнергии постоянного тока, коллектор через обмотку электромагнита - к плюсовой клемме указанного источника электроэнергии, база транзистора через установочный резистор подключена к точке соединения угольного столба с нагрузочным резистором, подключенным к минусовой клемме, а угольный столб - к плюсовой клемме источника электроэнергии постоянного тока, параллельно эмиттерно-базовому переходу транзистора через ключ подключен источник электроэнергии переменного тока. Такое устройство является квазилинейной системой, входом которой является база транзистора, а выходом - точка подключения угольного столба регулятора к резисторам, состоящей из замкнутого контура, имеющего два звена: квазилинейный угольный регулятор и линейную модель генератора, содержащего транзисторный усилитель, нагрузочный и установочный резисторы, а также источник постоянного тока 2.

Однако тренировку угольных регуляторов напряжения необходимо производить на резонансной частоте, так как на этой частоте легко достигается требуемая амплитуда колебания якорька без вывода системы из зоны линейности (вне этой зоны система работает неустойчиво). Для некоторых типов регуляторов, у которых пик амплитудночастотной характеристики имеет малую ширину по частоте, при установке требуется подстройка частоты, так как резонансные частоты для двух регуляторов могут значительно отличаться. В таких случаях необходимо проверять с помощью осциллографа, находится ли регулятор в зоне линейности, так как колебания якорька для различных регуляторов должны быть однотипны. При большом количестве тренируемых регуляторов эти операции трудоемки.

Цель изобретения - снижение трудоемкости при тренировке угольных регуляторов напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены пороговый элемент, диод и резистор, причем вход порогового элемента подключен к точке соединения угольного столба и резисторов, а выход - к базе п-р-п транзистора, диод подключен параллельно обмотке электромагнита угольного регулятора, а резистор - параллельно коллекторно-эмнттерному переходу п-р-п транзистора.

На фиг.. 1 представлена схема устройства для тренировки угольных регуляторов напряжения; на фиг. 2 - диаграммы напряжений на элементах устройства.

Схема содержит угольный столб 1 регулятора напряжения, подключенный через нагрузочный резистор 2 к минусовой клемме источника электроэнергии постоянного тока и через резистор 3, предназначенный для установки напряжения на угольном столбе 1, к базе п-р-п транзистора 4, выполняющего роль усилителя. Коллекторной нагрузкой п-р-п транзистора 4 является обмотка 5 электромагнита с параллельно подключенны.м диодом б, предохраняющим транзистор 4 от перенапряжения. Вход порогового элемента 7 подключен к точке соединения угольного столба 1 с нагрузочным резисторо.м 2, а выход - к базе п-р-п транзистора 4. Пороговый элемент включает транзистор 4 при напряжении в точке А (фиг. 2.), превышающем напряжение порога, а отключает при напряжении ниже порога. Параллельно эмиттерно-коллекторному переходу транзистора 4 подключен резистор 8, предназначенный для регулировки амплитуды колебаний якорька регулятора.

Устройство работает следующим образом

В момент подачи питания ток по обмотке

якоря не протекает. Угольный столб 1 сжат,

его сопротивление мало. Потенциал в точке

А близок значению напряжения плюса источника электроэнергии и выше напряжения включения пррогового элемента. Транзистор 4 насыщен и. на обмотку 5 подается полное напряжение. Это приводит к растяжению угольного столба 1 и - еличению

его сопротивления. Потенциал точки А убывает, и когда он становится меньше напряжения отпускания порогового элемента 7, последний закрывает транзистор 4. Ток, протекающий через обмотку 5, уменьшается, якорек начинает тор.мозиться. Часть энергии якорька переходит в потенциальную энергию пружины, остальная расходуется на трение. После остановки якорька он под действием сил пружины начинает двигаться в обратную сторону. Угольный столб 1 начинает сжи.маться, потенциал точки А возрастает, и при достижении значения напряжения включения порогового эле.мента транзистор 4 включается. Обмотка 5 вновь получает и.мпульс тока. Якорек начинает тормозиться и после остановки разгоняется под действием силы электромагнита, при это.м угольный столб растягивается, и потенциал точки А падает. Когда он достигает порогового уровня, транзистор 4 выключается. Далее процесс повторяется. Якорек совершает периодические колебания. На вход линейной системы, которым является база транзистора 4, подается периодическая последовательность прямоугольных импульсов, на обмотку электромагнита также подается периодическая последовательность прямоугольных импульсов. Вследствие большой индуктивности об.мотки 5 и массы якорька высшие гар.моники системой не воспринимаются. Следовательно, якорек колеблется по квазигармоническому закону с частотой основной

, гармоники. Потенциал точки А изменяется также по квазигармоническо.му закону. Постоянная составляющая периодической последовательности импульсов, действующих на обмотку 5, равна напряжению, на которое настроен регулятор.

0 При работе схемы на обмотку 5 регулятора подается периодическая последовательность прямоугольных импульсов, максимальная величина напряжения при этом приблизительно равна напряжению питания UHHT. а максимальная величина равна напряжению, устанавливаемому резистором 8 на обмотке 5 регулятора при закрыто.м транзисторе 4 (Upej). Период следования импульсов - Т. Для нормальной работы схемы необходимо, чтобы

0, т

UnocT ilU(t)dt%Uper.H.

(i;

Если напряжение, на которое настроен угольный регулятор, равно

55 П- UnHT+Upei

{2J,

Uppr. Н-л,

per. н;

то время включенного состояния транзистора 4 в течение одного периода равно времени выключенного состояния транзистора 4 (Твкл. ТВУ) . Следовательно, первая гармоника периодической последовательности импульсов на обмотке 5 регулятора находится в противо-фазе с переменной составляющей напряжения и (1)д в точке А, а постоянная составляющая этого напряжения равна напряжению, на которое настроен пороговый элемент 7 (Unop)- Пороговый элемент считается безгистерезисным. Таким образом, если выполнено условие (2), то частота, на которой работает схема, равна резонансной. По сравнению с известным устройством, в котором резонансная частота зависит от многих факто-ров, в частности от упругих свойств пружины или угольного столба, от количества прокладок, качества сборки и возрастает в процессе тренировки, что требует подстройки и изменения частоты задающего генератора, в предлагаемой схеме работа на резонансной частоте зависит от вынолнения условия (2). Учитывая, что у правильно настроенных регуляторов напряжение Uper.H,, на которое настроен регулятор, практически не изменяется в процессе тренировки, условие (2) выполняется, частота тренировки поддерживается резонансной автоматически, что исключает необходимость настройки схемы в процессе тренировки, и следовательно, исключает необходимость использования задающего генератора синусоидальных колебаний. Это приводит к тому, что трудоемкость при тренировке угольных регуляторов напряжения значительно снижается. Формула изобретения Устройство для тренировки угольных регуляторов напряжения, содержащее источник электроэнергии постоянного- тока, нагрузочный резистор, угольный столб, последовательно соединенный с нагрузочны.м резистором, обмотку электромагнита угольного регулятора, п-р-п транзистор, э.миттер которого подключен к минусовой клемме источника электроэнергии постоянного тока, коллектор через обмотку электро.магнита - к плюсовой кле.мме указанного источника электроэнергии, а база транзистора через установочный резистор подключена к точке соединения угольного столба с нагрузочным резистором, подключенным к минусовой кле.мме источника электроэнергии постоянного тока, к плюсовой кле.мме которого подключен угольный столб, отличающееся те.м, что, с целью снижения трудоемкости при тренировке, дополнительно введены пороговый элемент, диод и резистор, нриче.м в.ход порогового элемента подключен к точке соединения угольного столба и резисторов, а выход - к базе п-р-п транзистора, диод подКоТючен параллельно обмотке электромагнита угольного регулятора, а резистор - параллельно коллекторно-эмиттерному переходу п-р-п транзистора. Источники инфор.мации, принятые во внимание при экспертизе 1..Авторское свидетельство СССР jVo 286026, кл. Ы 02 Р 9/22, 1963. 2.Авторское свидетельство СССР NO 586537, кл. Н 02 Р 9/22, 1975.

J CZDл-о

П

выход

-0

ригА

Ч- Ъ

L

--k

:

Vo

c::

i

t Csi

140

t

i;

«Э

K

) u

:з

4J Ч.

I;

c:i

fc :i,