РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРОВ

Напряжение генераторов постоянного и переменного тока зависит от частоты вращения, величины отдаваемого тока, магнитного потока возбуждения, сопротивления обмотки якоря (у генератора постоянного тока) и полного сопротивления обмотки статора (у генераторов переменного тока).

Если учитывать (при грубом приближении) только основные факторы, можно считать, что

Uc ж Ev — спФ,

где Ur — напряжение генератора; г — э. д. с. генератора; в — постоянный коэффициент; п — частота вращения якоря (ротора); Ф — магнитный поток генератора.

Таким образом, для обеспечения постоянства напряжения генератора при изменении частоты вращения нужно обратно пропорционально изменять магнитный поток. Так как величина магнитного потока определяется силой тока возбуждения, регулирование напряжения осуществляется периодическим включением в цепь возбуждения генератора и отключением из этой цепи добавочного резистора с постоянным сопротивлением.

В настоящее время применяются вибрационные и полупроводниковые регуляторы напряжения.

Вибрационный регулятор напряжения (смотреть статью под номером 18, а) имеет добавочный резистор Ra, который включается последовательно с обмоткой возбуждения ОБ. При замыкании контактов 4, один из которых неподвижен, а другой расположен на якорьке 3, добавочный резистор замкнут накоротко. Обмотка регулятора 00, намотанная на сердечнике 5, включена на полное напряжение генератора. Пружина 2 оттягивает якорек вверх, удерживая контакты в замкнутом состоянии. При этом обмотка возбуждения ОБ через контакты, якорек и ярмо  подключена, минуя добавочный резистор.

При неработающем генераторе в обмотке регулятора 00 тока нет и контакты под действием пружины замкнуты. С увеличением частоты вращения сила тока возбуждения генератора и его напряжение растут. При этом увеличивается сила тока обмотки ОО регулятора и намагничивание сердечника. Пока напряжение генератора меньше установленной величины силы магнитного притяжения якорька к сердечнику недостаточно для преодоления силы натяжения пружины и контакты регулятора остаются замкнутыми, а ток в обмотку возбуждения проходит, минуя добавочный резистор.

При дальнейшем увеличении напряжения генератора наступает такой момент, когда сила магнитного притяжения якорька к сердечнику преодолевает силу натяжения пружины и контакты регулятора размыкаются. Вследствие этого в цепь обмотки возбуждения включается добавочный резистор и напряжение генератора резко падает.

Уменьшение напряжения приводит к уменьшению тока в обмотке регулятора напряжения и, следовательно, силы притяжения якорька к сердечнику. В результате контакты регулятора вновь замкнутся, а затем при увеличении напряжения генератора разомкнутся.

Описанный процесс периодически повторяется. Контакты регулятора во время работы генератора замыкаются и размыкаются. В результате этого возникают пульсации напряжения (смотреть статью под номером 18, б). Среднее значение напряжения, измеряемое вольтметром, определяет величину регулируемого напряжения генератора. С увеличением частоты вращения увеличивается время разомкнутого состояния tv и уменьшается время замкнутого состояния 3. Это приводит к уменьшению тока возбуждения (смотреть статью под номером 19).

Величина напряжения генератора, поддерживаемая конкретным регулятором, зависит от силы натяжения пружины. Изменением силы натяжения пружины осуществляется регулировка напряжения генераторной установки.

Уменьшение пульсаций, напряжения. Величина пульсаций напряжения генератора зависит от частоты колебаний якорька регулятора. Чтобы пульсации напряжения не оказывали влияния на работу потребителей, якорек регулятора должен колебаться с частотой не менее 30 Гц. Кроме того, с увеличением частоты колебаний якорька уменьшается износ контактов.

Частоту колебаний повышают применением специальных ускоряющих обмоток, которые наматывают на сердечник регулятора, или ускоряющих резисторов. Наиболее часто применяется схема с ускоряющим резистором (смотреть статью под номером 20). Здесь обмотка регулятора 00 подключается к генератору через ускоряющий резистор Ry, который включен последовательно с резистором Ад. Резистор у также является добавочным в цепи обмотки возбуждения генератора. Таким образом, напряжение на обмотке регулятора равно разности между напряжением генератора и падением напряжения в ускоряющем резисторе.

Ускоряющее действие резистора Ry заключается в следующем. При замкнутых контактах регулятора через ускоряющий резистор проходит ток только обмотки регулятора, величина которого составляет доли ампера. Напряжение, приложенное к обмотке регулятора, почти равно напряжению генератора, так как падение напряжения в ускоряющем резисторе очень незначительно.

При размыкании контактов ток возбуждения генератора, который вследствие явления самоиндукции не может изменяться скачком, с первый момент сохраняет свою величину и направление. Ток возбуждения пойдет по ускоряющему резистору, что приведет к резкому увеличению падения напряжения на нем и резкому уменьшению напряжения на обмотке регулятора. Скачкообразное уменьшение напряжения в обмотке регулятора 00 в момент размыкания контактов резко уменьшает в ней ток, а следовательно, и силу притяжения якоря регулятора к сердечнику. Благодаря этому контакты быстро замыкаются вновь. В результате частота колебаний якоря увеличивается до 150—250 Гц и, следовательно, уменьшается величина пульсаций напряжения.

Стабилизация напряжения. При применении ускоряющих устройств возникает отрицательное явление, связанное с увеличением напряжения генератора при увеличении частоты вращения.

Возрастание напряжения с увеличением частоты вращения предотвращается при помощи выравнивающих обмоток или выравнивающих резисторов. Наибольшее распространение получили схемы с выравнивающими обмотками (смотреть статью под номером 21).

Выравнивающая обмотка включается через контакты регулятора последовательно с обмоткой возбуждения генератора. Она наматывается на сердечник таким образом, чтобы ее магнитный поток противодействовал магнитному потоку основной обмотки 00 регулятора. Величина магнитного потока, создаваемого выравнивающей обмоткой, значительно меньше величины магнитного потока, создаваемого основной обмоткой.

При увеличении частоты вращения в результате увеличения времени разомкнутого состояния контактов уменьшается величина , тока не только в основной, но и выравнивающей обмотке. Поэтому уменьшение магнитного потока, создаваемого основной обмоткой, сопровождается таким же по величине уменьшением магнитного потока, создаваемого выравнивающей обмоткой, и результирующий магнитный поток почти не изменяется. В результате размыкание контактов регулятора происходит независимо от частоты вращения при напряжении, установленном регулировкой.

Температурная компенсация. Рабочая температура регулятора может меняться в значительных пределах (от — 50 до + 125° С). Сопротивление основной обмотки регулятора напряжения, выполняемой из меди, изменяется от температуры (возрастает на 40% при нагреве обмотки на 100° С). Поэтому при повышении температуры основной обмотки уменьшается величина тока в ней и, следовательно, величина магнитного потока. В результате регулятор начнет работать при напряжении большем того, на которое он отрегулирован.

Для уменьшения влияния температуры на работу вибрационного регулятора последовательно основной обмотке регулятора, которую выполняют с меньшим сопротивлением, включают добавочный резистор из нихрома или константана. Сопротивление этих материалов практически не меняется от температуры. В результате суммарное изменение сопротивления цепи основной обмотки регулятора от температуры в несколько раз уменьшится. Таким образом, возрастание регулируемого напряжения составит примерно 10% при нагреве на 100 С. В ряде регуляторов роль термокомпенсационного резистора выполняет ускоряющий резистор.

Для более полной термокомпенсации вместе с резистором применяют биметаллическую пластину, на которой подвешивается якорек регулятора.

Биметаллическая пластина имеет два слоя. Материалы слоев обладают резко отличающимися коэффициентами теплового расширения.

Биметаллическая пластина приклепывается к якорьку и закрепляется на ярме регулятора. При этом слой материала с малым коэффициентом температурного расширения обращен к сердечнику. При повышении температуры пластина изгибается и создает усилие, направленное против усилия пружины, и таким образом способствует вступлению регулятора в работу при меньшем напряжении.

Для осуществления термокомпенсации применяются также магнитные шунты.

Новости

  • Надписи на авто!

    Место веселому должно быть везде.

    -Надпись на запорожце: "Я тебе скажу, как иномарка иномарке..."
    -Осторожно, за рулем может быть моя жена!
    -Надпись на заднем стекле: "Не едь за мной, я заблудился!"
    -Надпись в маршрутке на двери: "Толкай попой".
    -Старый Икарус. Сзади надпись: "Не обгоняй - обидно".
    -Надпись на новенькой Ауди: "Не делай глупостей, шофер!"
    -Надпись на старом, старом пассате годов 70-их: "МЫ НЕ ПЕРЕД КЕМ, НЕ ТОРМОЗИМ!"

  • Увеличиваем объемы перевозок

    Теперь мы прорабатываем и осуществляем перевозки негабаритных и  тяжеловесных грузов автомобильным транспортом  весом до 300т

  • Открытие нового офиса продаж автомобильной техники

    Автомотоком готовит открытие нового офиса продаж автомобильной техники и запасных частей...

  • Мы начали продажи обновленной Toyota Corolla

    Обновления в автомобиле коснулись прежде всего линейки двигателей и трансмиссий. Теперь Toyota Corolla поставляется с двумя типами бензиновых двигателей ...

  • Наше предприятие будет выпускать бензиновые моторы для гибридов

    Предполагается, что новый двигатель будет продаваться нашей фирмой сторонним заказчикам для использования в гибридных силовых установках.

  • Меню

    Публикации