Выпрямительная установка

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(72) Авторы Лапцевич Александр Анатольевич Сизиков Сергей Вячеславович Синяков Анатолий Леонидович(73) Патентообладатель Учреждение образования Минский государственный высший авиационный колледж(57) Выпрямительная установка, содержащая оборудованный двухсекционной первичной обмоткой однофазный трансформатор угольный регулятор напряжения и основной мостовой выпрямитель, к выходу которого подключены переменная нагрузка и через первое регулировочное сопротивление основная обмотка электромагнита угольного регулятора напряжения, через угольный столбик которого и через второе регулировочное сопротивление к электросети переменного тока соответственно подключены первая и вторая секции первичной обмотки однофазного трансформатора, отличающаяся тем, что снабжена трансформатором тока и дополнительным мостовым выпрямителем, а угольный регулятор напряжения оборудован дополнительной обмоткой, которая расположена сверху основной обмотки электромагнита, при этом основной мостовой выпрямитель входом подключен ко вторичной обмотке однофазного трансформатора через первичную обмотку трансформатора тока, ко вторичной обмотке которого через третье регулировочное сопротивление и дополнительный мостовой выпрямитель подключена дополнительная обмотка угольного регулятора напряжения так, что ее магнитный поток направлен навстречу магнитному потоку основной обмотки электромагнита регулятора.(56) 1. Синдеев И.М., Савелов А.А. Электрооборудование воздушных судов. - М. Транспорт, 1990. - С. 137. 2.8983, МПК 02 7/06, 2013. Предлагаемое техническое решение относится к выпрямительным установкам, которые преобразуют энергию переменного тока в энергию постоянного тока и широко применяются на воздушных судах. Известна конструкция выпрямительной установки 1. Известная выпрямительная установка содержит однофазный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к электросети переменного тока, а ко вторичной подключен входом двухполупериодный мостовой выпрямитель, к выходу которого через транзистор подключены переменная нагрузка и регулятор напряжения на нагрузке. Выпрямительная установка работает следующим образом. Мостовой выпрямитель,состоящий из четырех диодов, осуществляет двухполупериодное выпрямление переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора, в результате чего через нагрузку течет постоянный ток большой мощности, а регулятор напряжения осуществляет стабилизацию напряжения на нагрузке при изменении ее величины или напряжения электросети. Регулятор напряжения осуществляет стабилизацию напряжения на нагрузке изменением сопротивления транзистора в зависимости от отклонения напряжения на нагрузке от нормируемого значения. К недостаткам выпрямительной установки следует отнести пониженные эффективность и надежность работы. Пониженная эффективность работы обусловлена тем, что при больших колебаниях напряжения на нагрузке на транзисторе рассеивается значительная мощность, что обуславливает понижение КПД установки (менее 0,81). Пониженная надежность работы выпрямительной установки обусловлена возможностью выхода из строя транзистора из-за перегрева. Наиболее близкой к заявляемой конструкции выпрямительной установки является установка, имеющая повышенные эффективность и надежность работы 2. Эта выпрямительная установка содержит оборудованный двухсекционной первичной обмоткой однофазный трансформатор, ко вторичной обмотке которого через мостовой выпрямитель подключены переменная нагрузка и через первое регулировочное сопротивление обмотка электромагнита угольного регулятора напряжения, через угольный столбик которого и через второе регулировочное сопротивление к электросети переменного тока соответственно подключены первая и вторая секции первичной обмотки однофазного трансформатора. Выпрямительная установка работает следующим образом. Если напряжение на нагрузке становится меньше номинального из-за увеличения нагрузки или уменьшения напряжения электросети переменного тока, то уменьшается ток через обмотку электромагнита угольного регулятора напряжения и сопротивление угольного столбика уменьшается, при этом увеличивается ток через первую секцию первичной обмотки однофазного трансформатора, что приводит к увеличению напряжения на нагрузке пропорционально величине отклонения напряжения от номинального значения. Если напряжение на нагрузке становится больше номинального, то угольный регулятор напряжения увеличивает сопротивление угольного столбика, в результате чего понижается напряжение на нагрузке пропорционально величине отклонения напряжения от номинального значения. В установившемся режиме величина отклонения напряжения на нагрузке зависит от коэффициента передачи системы с угольным регулятором напряжения. 2 100112014.04.30 К недостатку этой выпрямительной установки следует отнести пониженную точность стабилизации напряжения на нагрузке при изменении величины нагрузки или напряжения электросети переменного тока. Пониженная точность стабилизации напряжения на нагрузке обусловлена тем, что система осуществляет стабилизацию напряжения только по отклонению напряжения на нагрузке от номинального значения и не осуществляет стабилизацию напряжения по величине основного возмущающего воздействия - изменения нагрузки. Задачей заявляемой полезной модели выпрямительной установки является повышение точности стабилизации напряжения на нагрузке при изменении нагрузки или напряжения электросети переменного тока. Поставленная техническая задача решается тем, что выпрямительная установка, содержащая оборудованный двухсекционной первичной обмоткой однофазный трансформатор угольный регулятор напряжения и основной мостовой выпрямитель, к выходу которого подключены переменная нагрузка и через первое регулировочное сопротивление основная обмотка электромагнита угольного регулятора напряжения, через угольный столбик которого и через второе регулировочное сопротивление к электросети переменного тока соответственно подключены первая и вторая секции первичной обмотки однофазного трансформатора, снабжена трансформатором тока и дополнительным мостовым выпрямителем, а угольный регулятор напряжения оборудован дополнительной обмоткой,которая расположена сверху основной обмотки электромагнита, при этом основной мостовой выпрямитель входом подключен ко вторичной обмотке однофазного трансформатора через первичную обмотку трансформатора тока, ко вторичной обмотке которого через третье регулировочное сопротивление и дополнительный мостовой выпрямитель подключена дополнительная обмотка угольного регулятора напряжения так, что ее магнитный поток направлен навстречу магнитному потоку основной обмотки электромагнита регулятора. Сущность заявляемой выпрямительной установки поясняется ее электрической схемой, изображенной на фигуре. Выпрямительная установка содержит однофазный трансформатор 1 со вторичной обмоткой 2, первичная обмотка которого выполнена в виде двух секций 3, 4 угольный регулятор напряжения и основной мостовой выпрямитель 5, к выходу которого подключены переменная нагрузка 6 и через первое регулировочное сопротивление 7 основная обмотка 8 электромагнита угольного регулятора напряжения, через угольный столбик 9 и через второе регулировочное сопротивление 10 к электросети переменного тока соответственно подключены первая и вторая секции 3, 4 первичной обмотки однофазного трансформатора 1. Для повышения точности стабилизации напряжения на нагрузке при изменении нагрузки или напряжения электросети переменного тока выпрямительная установка снабжена трансформатором 11 тока и дополнительным мостовым выпрямителем 12, а угольный регулятор напряжения оборудован дополнительной обмоткой 13, которая расположена сверху основной обмотки 8 электромагнита регулятора, при этом основной мостовой выпрямитель 5 входом подключен ко вторичной обмотке 2 однофазного трансформатора 1 через первичную обмотку трансформатора 11 тока, ко вторичной обмотке которого через третье регулировочное сопротивление 14 и дополнительный мостовой выпрямитель 12 подключена дополнительная обмотка 13 угольного регулятора напряжения так, что ее магнитный поток направлен навстречу магнитному потоку основной обмотки 8 электромагнита регулятора. Заявляемая выпрямительная установка работает следующим образом. Если нагрузка увеличилась, то напряжение на ней стало меньше номинального. В этом случае увеличивается ток через дополнительную обмотку 13 и уменьшается ток через основную обмотку 8. Результирующий магнитный поток электромагнита угольного регулятора напряжения, воздействующий на якорь электромагнита, становится меньше номи 3 100112014.04.30 нального потока при номинальной нагрузке на величину изменения магнитных потоков от дополнительной и основной обмоток электромагнита, что приводит к большему уменьшению сопротивления угольного столбика 9 и повышению напряжения на нагрузке 6. Если нагрузка уменьшилась, то уменьшается ток через дополнительную обмотку 13 и увеличивается ток через основную обмотку 8. В результате этого суммарный магнитный поток, воздействующий на якорь электромагнита, становится больше номинального магнитного потока при номинальной нагрузке, и поэтому сопротивление угольного столбика 9 увеличивается больше, что приводит к понижению напряжения на нагрузке. При оборудовании выпрямительной установки трансформатором тока, дополнительным выпрямительным мостом, а угольного регулятора напряжения дополнительной обмоткой осуществляется стабилизация напряжения на нагрузке по отклонению напряжения от номинального значения и по величине основного возмущающего воздействия (изменению нагрузки), что приводит к повышению точности стабилизации напряжения на нагрузке. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемой выпрямительной установки происходит достижение поставленной технической задачи - повышение точности стабилизации напряжения на нагрузке при изменении нагрузки и (или) напряжения электросети переменного тока за счет создания комбинированной системы стабилизации напряжения,осуществляющей стабилизацию напряжения на нагрузке как по отклонению напряжения от номинального значения, так и по величине основного возмущающего воздействия (изменению нагрузки) благодаря оборудованию выпрямительной установки трансформатором тока, дополнительным мостовым выпрямителем, а угольного регулятора напряжения дополнительной обмоткой, которая расположена на основной обмотке электромагнита и создает магнитный поток, направленный навстречу магнитному потоку основной обмотки электромагнита регулятора. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4