Устройство для стабилизации напряжения выпрямленного тока

Устройство для стабилизации напряжения выпрямленного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 21 dÐ 12 № 40445.Л

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТ(НИЕ

ОПИСАН И Е устройства для стабилизации. напряжения выпрямленного тока.

К авторскому свидетельству Г. И. Бабата, заявленному 7 мая 1933 года (спр. о перв. № 128315).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 декабря 1934 года.

Ф (368) Уже известны выпрямительные установки, в которых напряжение выпрямленного тока поддерживается постоянным вследствие использования различного рода реле, воздействующих на приборы, изменяющие угол зажигания применяемых в выпрямителе управляемых вентилей, но обычно такие устройства сложны и малочувствительны. Поэтому в настоящем изобретении предполагается достичь стабилизации отдаваемого выпрямителем напряжения, применяя специальную особым образом включенную чувствительную диференциальную реактивную катушку.

На чертеже фиг, 1 изображает при1 мерную принципиальную схему предлагаемого устройства для стабилизации напряжения выпрямленного тока; фиг. 2 —, векторную диаграмму сеточного напря- жения; фиг. 3 — график изменения токов в обмотках указанной диференциально включенной реактивной катушки.

На чертеже 1 обозначает сеть переменного тока, 2 — шины постоянного тока, 3 — ртутный выпрямитель (последний взят трехъанодным, в виду того, что применена двухполупериодная схема со вспомогательнь м вентилем), 4 — управляемые аноды, 5 — вспомогательный анод, б — силовой трансформатор (одно- фазный), 7 — сглаживающая реактивная катушка в цепи выпрямленного тока.

На сетке управляемых анодов 4 с помощью трансформатора 10 подается переменное напряжение, фаза которого определяет угол зажигания анодов 4, а следовательно, и величину. выпрямленного напряжения.

Переменное напряжение к сеточному трансформатору 10 подводится от трансформатора 9 через посредство фазосдвигающей схемы, состоящей из сопротивлений активного 72 и индуктивного 13. На фиг. 2 изображена векторная диаграмма сеточного напряжения.

На этой диаграмме v анода — вектор напряжения сети переменного тока, а следовательно, и вектор анодного напряжения; з. — вектор напряжения вторичной обмотки трансформатора 9. Угол между и и анода задается с помощью вспомогательного фазовращающего устройства 79 (последнее может состоять, например, из комбинации активных и реактивных сопротивлений;

v» и э„обозначают соответственные падения напряжений на активном сопротивлении 12 и на индуктивном 13. Вектором и„ обозначено напряжение вторичной обмотки трансформатора 10. Это и будет то напряжение, которое --подается на сетки управляемых анодов 4.

Угол зажигания анодов 4 определяется углом сдвига фаз между анодным и сеточным напряжениями, т. е. между вектором v и е анода. На чертеже этот угол обозначен буквой " . Вполне очевидно, что если созданный приспособлением 19 сдвиг фаз остается постоянным н величина сопротивления 72 также остается неизменной, величина угла зажигания будет определяться исключительно величиной индуктивности 13.

Из теории управляемых выпрямителей известно, что отдаваемое выпрямителем напряжение можно выразить формулой для схемы с вспомогательным вентилем:

Em >П р +g 0)l г = " (cos g — 2 ) Здесь Е обозначает амплитуду выпрямляемого переменного напряжения;

m — число фаз выпрямителя; щ — круговую частоту выпрямляемого тока; /в индуКтивность анодных цепей выпрямителя (это может быть, например, самоиндукция рассеяния силового трансформатора); 1 — ток нагрузки выпрямителя.

Из формулы видно, что вся задача поддержания постоянного напряжения вьгпрямленного тока сводится к тому, чтобы при малейшем изменении о, что д ) может произойти благодаря изменению

Е или I, индуктивность обмотки 13 соответственно менялась бы так, чтобы вызываемые ею изменения угла зажигания q приводили напряжение выпрямленно о тока к,его прежнему значению, В предлагаемом изобретении предполагается осуществить такое изменение индуктивности 13 следующим способом. На сердечнике реактивной катушки 11, на которой намотана обмотка 13, находится диференциальная обмотка 14. Каждая половина последней состоит из одинакового числа витков.

Магнитная проницаемость сердечника катушки 11 является поэтому функцией разности токов, текущих через обе половины обмотки 14. Когда эти токи равны, результирующие ампервиткн обмотки 14 равны нулю, насыщение сердечника катушки 11 велико и магнитная проницаемость его падает. Обе половины диференциальной обмотки питаются от напряжения выпрямленного

Ф тока. При этом одна из половин указанной обмотки 14 включена последовательно с активным сопротивлением 15, другая же — с управляемой лампой 16.

На сетку лампы 1б с помощью батареи 18 и потенциометра---17 задано какое-то отрицательное смещение.

На фиг. 3 дан график изменения токов в обеих половинах диференциальной обмотки катушки 14 в зависимости от величины прилагаемого к ним напряжения. График изменения тока, текущего через- ту половину обмотки катушки 75, которая является чисто активным сопротивлением, представляет собою прямую линию, проходящую через начало координат. На фиг. 3 эта линия обозначена буквой А. Зато график тока, текущего через всю половину обмотки, которая включена последовательно с управляемой лампой 1б, имеет несколько-:другой внд. Пока величина выпрямленного напряжения о (vл,, где о, — отрицательное смещение, подаваемое на сетку лампы 1б, а о. — коэфициент усиления лампы 76 — ток через эту половину обмотки вообще не идет.

Когда же з становится, больше рv,, ток через ламйу 16 начинает проходить,. возрастая по прямой, тангенс угла наклона которой к оси абсцисс равен

Яр, Под Р, мы подразумеваем внутреннее (диференциальное) сопротивление лампы. График изменения тока, через лампу 1б, а следовательно, и через соответствующую ноловину диференциальной обмотки обозначен на фиг. 3 буквой Б, Для получения в предлагаемом стабилизирующем устройстве боль-, ! шой чувствйтельности необходимо, чтооы внутреннее сопротивление лампы 16 было в несколько раз меньше сопротивления 15. Иными словами прямая Б должна подниматься значительно круче, нежели прямая Л. Этого можно достигнуть, выбрав лампу 16 с достаточно большей крутизной и с малым коэфициентом усиления.

Пусть будет иметь место регулировка, при которой отдаваемое напряжение определяется абсциссой „(фиг. 3).

Степень насыщения сердечника катушки 13 определяется, как сказано ранее, разностью токов, текущих через обе половины обмотки 14. На фиг. 3 эта разность представлена отрезками х — х. Рассматривая фиг. 3, можно убедиться, что всякие незначительные изменения напряжения выпрямленного тока е будут вызывать весьма резкие изменения величины отрезка х — х. Можно, например, .добиться того, чтобы при изменении е всего на несколько долей процента результирующие ампер - витки диференциальной обмотки 14 мерялись в несколько раз. Вызываемые этим изменения магнитной проницаемости сердечника катушки 11 являются причиной соответствующих изменений индуктивности катушки 73.

При этом, если выпрямленное напряжение почему-либо получит тенденцию к возрастанию, то отрезок х — х уменьшится, . насыщение сердечника катушки 13 упадет, индуктивность последней увеличивается, благодаря чему угол зажигания возрастает настолько, чтобы парализовать возрастание .

У

Если же, наоборот, о станет падать, отрезок х — х возрастает, насыщение сердечника катушки 13 увеличится, индуктивность ее упадет и угол уменьшится настолько, чтобы поднять з до прежней величины. Изменяя величину отрицательного смещения, подаваемого на сетку лампы 16, можно сдвинуть ее характеристику в положение, изображенное на фиг. 3 пунктиром (прямые

С и Д). При таком перемещении характеристики предлагаемое устройство будет стабилизировать уже не напряжение а какие - то новые напряжения п" и

8 8

Отсюда видно, что для регулировки величины напряжения выпрямленного тока достаточно менять только величину мещения на сетке лампы 16.

При этом, раз будучи установленной, величина е в дальнейшем уже автомаЮ тически поддерживается постоянной при любых изменениях Е,„или тока нагрузки.

Предмет изобретения.

1. Устройство для стабилизации напряжения выпрямленного тока, отличающееся применением реактивной катушки 11 с обмоткой 14, состоящей из двух диференциально намотанных частей, включенных на выпрямленное напряжение †од последовательно с активным регулируемым сопротивлением

15, а другая — последовательно с управляемой лампой 16, с тем, чтобы при отклонении выпрямленного напряжения от установленного значения происходило резкое изменение сопротивления магнитной цепи реактивной катушки 17, а следовательно, самоиндукции, размещенной на указанной магнитной цепи обмотки 13, что обусловливает изменение фазы подаваемого на сетку выпрямителя напряжения.

2. Форма выполнения устройства по и. 1, отличающаяся тем, что, с целью регулирования величины стабилизируемого напряжения выпрямленного тока, величина отрицательного смещения, подаваемого на сетку лампы 16, может быть изменяема, например, при помощи потенциометра 77.

3. Форма выполнения устройства по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что величина сопротивления 15 взята в несколько раз превышающей внутреннее сопротивление (диференциальное) лампы 16.

Б авторскоиу свидетельству Г. И, Баоата № 40445

Эмспер и редактор Д. В. Васильев

1ии. „11еч. Труд." Зак. 2952 — 400