Угольный регулятор напряжения

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Синяков Анатолий Леонидович(72) Автор Синяков Анатолий Леонидович(73) Патентообладатель Синяков Анатолий Леонидович(57) Угольный регулятор напряжения, содержащий основной угольный столбик, оборудованный верхней и нижней металлическими шайбами с выводами и примыкающий нижней металлической шайбой к электроизоляционной прижимной колодке, контактирующий с расположенной под ней пружиной, к которой прикреплен якорь электромагнита, магнитопровод которого, оборудованный подвижным сердечником с обмоткой, прикреплен к электроизоляционной плите-основанию, отличающийся тем, что снабжен электроизоляционной шайбой, которая расположена на верхней металлической шайбе основного угольного столбика, и дополнительным угольным столбиком с верхней и нижней металлическими шайбами с выводами, при этом дополнительный угольный столбик установлен соосно с основным угольным столбиком и примыкает нижней металлической шайбой к электроизоляционной шайбе, а верхней металлической шайбой - к неподвижной электроизоляционной плите, прикрепленной к плите-основанию при помощи шпилек.(56) 1. Синдеев И.М. Электроснабжение летательных аппаратов. - М. Транспорт, 1982. - С. 55. 2. Авиационное оборудование самолетов / Под общей редакцией П.И.Чинаева. - М. Военное издательство, 1976. - С. 31. Предлагаемое техническое решение относится к угольным регуляторам напряжения генераторов переменного и постоянного токов, широко применяемых в системах электроснабжения воздушных судов. Известна конструкция регулятора напряжения синхронного генератора 1. Известный регулятор напряжения содержит датчик, измеряющий текущее значение напряжения синхронного генератора однофазный и трехфазный магнитные усилители три двухполупериодных трехфазных выпрямительных моста трехфазный понижающий трансформатор, при этом к выходу трехфазного магнитного усилителя подключена обмотка возбуждения возбудителя, расположенная на статоре. Известный регулятор напряжения стабилизирует напряжение генератора следующим образом. Датчик измеряет текущее значение напряжения, которое изменяется от величины нагрузки генератора. Измеренное напряжение датчиком в регуляторе сравнивается с нормируемым значением напряжения генератора, и определяется отклонение напряжения генератора от нормируемого значения. Далее напряжение с выхода сравнивающего устройства усиливается однофазным и трехфазным магнитными усилителями и последний изменяет величину тока в обмотке возбуждения возбудителя, что приводит к изменению напряжения в якорной обмотке возбудителя, а следовательно, к изменению тока в обмотке возбуждения генератора, подключенной через выпрямители к якорной обмотке возбудителя. Если напряжение генератора уменьшилось из-за увеличения нагрузки, то регулятор увеличивает величину тока в обмотке возбуждения генератора, в результате чего увеличивается магнитный поток обмотки возбуждения и напряжение генератора возвращается к нормируемому значению. Если напряжение генератора увеличивается из-за уменьшения нагрузки генератора, то регулятор уменьшает величину тока в обмотке возбуждения генератора, в результате чего уменьшается магнитный поток обмотки возбуждения и напряжение генератора возвращается к нормируемому значению. К недостатку этого регулятора следует отнести сложность его конструкции. Сложность конструкции обусловлена большим количеством элементов и блоков, из которых состоит регулятор (магнитные усилители, трансформатор, двухполупериодные трехфазные выпрямители и т.д.). 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 генератора и номинальной нагрузке изменением тока в обмотке электромагнита при помощи регулировочного сопротивления выставляют номинальное напряжение на клеммах генератора, которому соот 2 87302012.12.30 ветствует 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. 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 пониженную надежность работы. Пониженная надежность работы регулятора обусловлена возможностью выхода из строя регулятора из-за спекания шайб угольного столбика вследствие протекания через угольный столбик тока обмотки возбуждения генератора, который может превышать значительно номинальное значение. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы угольного регулятора напряжения. Поставленная техническая задача решается тем, что угольный регулятор напряжения,содержащий основной угольный столбик, оборудованный верхней и нижней металлическими шайбами с выводами, и примыкающий нижней металлической шайбой к электроизоляционной прижимной колодке, контактирующий с расположенной под ней пружиной,к которой прикреплен якорь электромагнита, магнитопровод которого, оборудованный подвижным сердечником с обмоткой, прикреплен к электроизоляционной плите-основанию, снабжен электроизоляционной шайбой, которая расположена на верхней металлической шайбе основного угольного столбика, и дополнительным угольным столбиком с верхней и нижней металлическими шайбами с выводами, при этом дополнительный угольный столбик установлен соосно с основным угольным столбиком и примыкает нижней металлической шайбой к электроизоляционной шайбе, а верхней металлической шайбой - к неподвижной электроизоляционной плите, прикрепленной к плите-основанию при помощи шпилек. Сущность заявляемой полезной модели угольного регулятора напряжения поясняется следующими графическими изображениями на фиг. 1 изображена схема заявляемой конструкции угольного регулятора на фиг. 2 - принципиальная схема системы автоматического регулирования напряжения генератора постоянного тока с заявляемым угольным регулятором. Угольный регулятор напряжения содержит основной угольный столбик 1, оборудованный верхней и нижней металлическими шайбами 2, 3 с выводами и примыкающий нижней металлической шайбой 3 к электроизоляционной прижимной колодке 4, контактирующей с расположенной под ней пружиной 5, к которой прикреплен якорь 6 электромагнита, магнитопровод 7 которого, оборудованный подвижным сердечником 8 с обмоткой 9, прикреплен к электроизоляционной плите-основанию 10. Для повышения надежности работы угольный регулятор напряжения снабжен электроизоляционной шайбой 11, которая расположена на верхней металлической шайбе 2 ос 3 87302012.12.30 новного угольного столбика 1, и дополнительным угольным столбиком 12 с верхней и нижней металлическими шайбами 13, 14 с выводами, при этом дополнительный угольный столбик 12 установлен соосно с основным угольным столбиком 1 и примыкает нижней металлической шайбой 14 к электроизоляционной шайбе 11, а верхней металлической шайбой 13 - к неподвижной электроизоляционной плите 15, прикрепленной к плитеоснованию 10 при помощи шпилек 16. Для использования регулятора в системах стабилизации напряжения генераторов угольные столбики 1 и 12 с равными сопротивлениями соединяются выводами в параллельную электрическую цепочку, через которую к источнику постоянного тока подключаются обмотки возбуждения генераторов. Заявляемый угольный регулятор напряжения работает следующим образом. Сопротивления основного и дополнительного угольных столбиков 1 и 12 зависят от силы сжатия их пружиной 5. При отсутствии тока через обмотку 9 электромагнита пружина 5 с максимальной силой сжимает угольные столбики 1 и 12 и их электрические сопротивления минимальны. Подключение к электросети обмотки 9 через регулировочный резистор позволяет регулировать ток через обмотку 9 и тем самым перемещать якорь 6 в сторону сердечника 8, при этом будет уменьшаться сила сжатия угольных столбиков 1 и 12 и их сопротивления будут увеличиваться. Заявляемый угольный регулятор используется для стабилизации напряжения генератора постоянного тока (фиг. 2). Для этого угольные столбики 1 и 12 при помощи выводов соединяют параллельно, включают последовательно с обмоткой возбуждения 17 и эту цепочку подключают к напряжению генератора 18, к которому также подключается обмотка 9 электромагнита через регулировочный резистор 19. При номинальной частоте вращения якоря генератора 18 авиадвигателем и при его номинальной электрической нагрузке изменением сопротивления 19 добиваются номинального напряжения генератора. При этом изменяется ток через обмотку 9 электромагнита,что приводит к изменению электрических сопротивлений 1 и 12, включенных параллельно и последовательно с обмоткой возбуждения 17 генератора 18, а следовательно, к изменению тока, проходящего через обмотку возбуждения 17, в результате чего изменяется напряжение генератора 18. При повышении напряжения генератора 18 выше номинального (за счет уменьшения нагрузки) увеличивается ток через обмотку 9 электромагнита, в результате уменьшается сила сжатия угольных столбиков 1 и 12 и их сопротивления увеличиваются, что приводит к уменьшению тока через обмотку возбуждения 17 и уменьшению напряжения генератора. При понижении напряжения генератора ниже номинального угольный регулятор увеличивает ток через обмотку 17 возбуждения генератора, и тем самым повышается напряжение генератора. Так как обмотка возбуждения 17 генератора присоединена к напряжению генератора через два параллельно включенных угольных столбика 1, 12, то в 2 раза уменьшается ток через каждый угольный столбик, в результате чего уменьшается в 2 раза электрическая мощность, вызывающая нагрев каждого угольного столбика, что приводит к повышению надежности работы угольных столбиков и, следовательно, системы стабилизации напряжения. Таким образом, в процессе эксплуатации заявляемого угольного регулятора напряжения происходит достижение поставленной технической задачи - повышение надежности работы угольного регулятора за счет оборудования угольного регулятора дополнительным угольным столбиком, который установлен сверху и соосно с основным угольным столбиком через электроизоляционную шайбу, подключения дополнительного угольного столбика параллельно к выводам основного. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5