Регулятор напряжения

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Синяков Анатолий Леонидович Дудников Игорь Львович(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Дудников Игорь Львович(73) Патентообладатели Синяков Анатолий Леонидович Дудников Игорь Львович(57) Регулятор напряжения, содержащий оборудованный электродами угольный столбик,расположенный в дюралюминиевой с заглушкой трубке, установленной с плотной посадкой в ребристом радиаторе-охладителе, под которым расположена пружина электромагнит с подвижным якорем и сердечником с обмоткой регулировочный винт,отличающийся тем, что снабжен штоком и прижимной колодкой, а в оборудованном электродами угольном столбике и заглушке дюралюминиевой трубки выполнено центральное отверстие, при этом электромагнит с подвижным якорем и сердечником с обмоткой через теплоизолирующую прокладку прикреплен к верхнему торцу ребристого радиатора-охладителя, а шток расположен с кольцевым зазором в отверстии угольного столбика и заглушки трубки и к нему присоединены соответственно якорь электромагнита и расположенная под угольным столбиком прижимная колодка, прикрепленная к пружине и примыкающая к регулировочному винту.(56) 1. Синдеев И.М., Савелов А.А. Системы электроснабжения воздушных судов. - М. Транспорт, 1990. - С. 89. 2. Синдеев И.М. Электроснабжение летательных аппаратов. - М. Транспорт, 1982. - С. 49. 77562011.12.30 Предлагаемое техническое решение относится к регуляторам, которые применяются для регулирования частоты вращения двигателей постоянного тока. Известен регулятор, применяемый для стабилизации частоты переменного тока электромашинного преобразователя путем изменения магнитного потока обмотки возбуждения двигателя постоянного тока 1. Регулятор содержит магнитный усилитель с двумя рабочими обмотками, которые входами и выходами через выпрямительный мостик, обмотку возбуждения двигателя постоянного тока и обмотку обратной связи подключены к выходному напряжению генератора переменного тока. Кроме того, магнитный усилитель содержит обмотки управления начального подмагничивания демпферную и токовой коррекции. Обмотка обратной связи служит для повышения устойчивости системы регулирования. Для улучшения качества переходных процессов служат демпферная и обмотка токовой коррекции. Обмотка начального подмагничивания включена на напряжение постоянного тока и обеспечивает начальное подмагничивание сердечника. Отклонение частоты тока генератора переменного тока измеряется резонансным- контуром, который подключен к выходному напряжению генератора через выпрямительный дополнительный мостик и обмотку управления магнитного усилителя. Регулятор напряжения работает следующим образом. Если частота тока генератора повысилась, то ток в обмотке управления уменьшается, в результате чего увеличивается ток в обмотке возбуждения двигателя постоянного тока, а следовательно, уменьшится скорость ротора двигателя постоянного тока, а с ней и частота тока. Подобным образом протекают процессы и при уменьшении частоты переменного тока из-за увеличения нагрузки генератора или понижения напряжения питания двигателя постоянного тока. К недостатку известного регулятора следует отнести сложность его конструкции. Сложность конструкции регулятора напряжения обусловлена сложной конструкцией его магнитного усилителя. Кроме того, такой регулятор не может быть использован для стабилизации частоты вращения двигателя постоянного тока с переменной нагрузкой из-за заложенного принципа работы. Наиболее близким к заявляемой конструкции регулятора напряжения является угольный регулятор напряжения, применяемый для стабилизации напряжения генераторов постоянного тока 2. Угольный регулятор напряжения содержит оборудованный электродами угольный столбик, расположенный в дюралюминиевой с заглушкой трубке, которая установлена с плотной посадкой в ребристом радиаторе-охладителе, под которым расположена пружина электромагнит с сердечником и обмоткой и подвижным якорем регулировочный винт. Регулятор работает следующим образом. Для стабилизации напряжения генератора постоянного тока угольный столбик включен в цепь обмотки возбуждения генератора, а обмотка электромагнита через регулировочное сопротивление подключена к выходным клеммам генератора. При номинальной частоте вращения якоря генератора и номинальной нагрузке изменением тока в обмотке электромагнита при помощи регулировочного сопротивления выставляют номинальное напряжение на клеммах генератора, которому соответствует определенное сопротивление угольного столбика, включенного в цепь обмотки возбуждения генератора. Если напряжение на выходе генератора стало больше номинального, то увеличивается ток через обмотку электромагнита и он с большей силой притягивает подвижной якорь к сердечнику электромагнита, при этом с меньшей силой сжимается угольный столбик пружиной и его сопротивление увеличивается. С увеличением сопротивления угольного столбика уменьшается ток в обмотке возбуждения генератора, что приводит к уменьшению магнитного потока и, следовательно, к понижению напряжения на выходных клеммах генератора. 2 77562011.12.30 При понижении напряжения на клеммах генератора уменьшается ток через обмотку электромагнита, в результате уменьшается сопротивление угольного столбика и увеличивается ток через обмотку возбуждения генератора. С увеличением тока возбуждения увеличивается напряжение на выходных клеммах генератора. Таким образом, угольный регулятор напряжения осуществляет стабилизацию напряжения генератора путем уменьшения тока возбуждения при увеличении напряжения выше номинального и путем увеличения тока возбуждения при понижении напряжения генератора. К недостатку этого регулятора напряжения следует отнести узкую область применения. Узкая область применения обусловлена невозможностью использования регулятора для стабилизации частоты вращения двигателей постоянного тока при переменной механической нагрузке из-за заложенного принципа в основу его работы. Задачей предлагаемой полезной модели является расширение области применения угольного регулятора напряжения. Поставленная задача решается тем, что регулятор напряжения, содержащий оборудованный электродами угольный столбик, расположенный в дюралюминиевой с заглушкой трубке, установленной с плотной посадкой в ребристом радиаторе-охладителе, под которым расположена пружина электромагнит с подвижным якорем и сердечником с обмоткой регулировочный винт, снабжен штоком и прижимной колодкой, а в оборудованном электродами угольном столбике и заглушке дюралюминиевой трубки выполнено центральное вертикальное отверстие, при этом электромагнит с подвижным якорем и сердечником с обмоткой через теплоизолирующую прокладку прикреплен к верхнему торцу ребристого радиатора-охладителя, а шток расположен с кольцевым зазором в отверстии угольного столбика и заглушки трубки и к нему присоединены соответственно якорь электромагнита и расположенная под угольным столбиком прижимная колодка, прикрепленная к пружине и примыкающая к регулировочному винту. На фигуре изображена схема конструкции заявляемого регулятора напряжения. Регулятор напряжения содержит угольный столбик 1, который оборудован электродами - шайбами 2, 3 и расположен в дюралюминиевой с заглушкой 4 трубке 5, которая установлена с плотной посадкой в ребристом радиаторе-охладителе 6, под которым расположена пружина 7 электромагнит 8 с подвижным якорем 9 и сердечником 10 с обмоткой 11 регулировочный винт 12, установленный в опорной планке 13, которая прикреплена к нижнему торцу радиатора-охладителя 6 при помощи шпилек 14. Для расширения области применения регулятор напряжения снабжен штоком 15 и прижимной колодкой 16, а в оборудованном электродами 2, 3 угольном столбике 1 и заглушке 4 трубки 5 выполнено центральное вертикальное отверстие 17, при этом электромагнит 8 с подвижным якорем 9 и сердечником 10 с обмоткой 11 через теплоизолирующую прокладку 18 прикреплен к верхнему торцу ребристого радиатораохладителя 6, а шток 15 расположен с кольцевым зазором в отверстии 17 угольного столбика 1 и заглушки 4 трубки 5 и к нему присоединены соответственно якорь 9 электромагнита 8 и расположенная под угольным столбиком 1 прижимная колодка 16,прикрепленная к пружине 7 и примыкающая к регулировочному винту 12. Регулятор напряжения работает следующим образом. Для стабилизации частоты вращения якоря двигателя постоянного тока с переменной механической нагрузка угольный столбик 1 с электродами 2, 3 включают последовательно с обмоткой возбуждения двигателя, при этом частоту вращения измеряют, например, тахогенератором, выходное напряжение которого пропорционально частоте вращения двигателя (на фигуре не показан). Обмотку 11 электромагнита 8 подключают к выходному напряжению тахогенератора через регулировочный (настроечный) резистор. При номинальной механической нагрузке изменением сопротивления резистора устанавливают требуемую частоту вращения якоря электродвигателя. 3 77562011.12.30 Если увеличилась частота вращения якоря электродвигателя, то увеличивается напряжение на выходе тахогенератора, а следовательно, и ток через обмотку 11 электромагнита 8. Электромагнит 8, притягивая якорь 9 к сердечнику 10, при помощи прижимной колодки 16 сжимает угольный столбик, в результате чего его сопротивление уменьшается. Так как угольный столбик 1 включен последовательно с обмоткой возбуждения двигателя, то увеличивается ток через обмотку возбуждения двигателя, что приводит к увеличению магнитного потока обмотки двигателя и уменьшению частоты вращения якоря двигателя. Если частота вращения якоря двигателя уменьшилась, то уменьшается ток через обмотку 11 электромагнита 8, в результате чего уменьшается сила сжатия угольного столбика 1 и его сопротивление увеличивается, что приводит к уменьшению тока в обмотке возбуждения двигателя и увеличению его частоты вращения. Заявляемый регулятор напряжения осуществляет стабилизацию частоты вращения якоря двигателя постоянного тока путем уменьшения тока через обмотку возбуждения двигателя при снижении числа оборотов и путем увеличения тока через обмотку возбуждения двигателя при увеличении числа оборотов от номинального значения. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемого регулятора напряжения происходит достижение поставленной технической задачи - расширение области применения угольного регулятора напряжения путем использования его для стабилизации частоты вращения двигателей постоянного тока с переменной нагрузкой за счет оборудования регулятора штоком и прижимной колодкой, прикрепления электромагнита к верхнему торцу радиатора-охладителя, выполнения в угольном столбике и заглушке трубки центрального вертикального отверстия, в котором с кольцевым зазором установлен шток и к нему прикреплены соответственно якорь электромагнита и прижимная колодка, прикрепленная к пружине и примыкающая к регулировочному винту. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4