4 Регулирование выпрямленного напряжения
В радиотехнических устройствах в ряде случаев требуется регулировать питающее напряжение: при лабораторных испытаниях и исследованиях, при пуске мощных установок с целью ограничения бросков токов и в других случаях.
регулировать выпрямленное напряжение можно:
изменением напряжения на выходе выпрямителя (на стороне постоянного тока);
изменением напряжения на входе выпрямителя (на стороне переменного тока)
применением в выпрямителях управляемых вентилей;
комбинируя эти методы.
Напряжение обычно регулируют в некоторых пределах около номинального значения, иногда от нуля до номинального значения. В качестве регуляторов напряжения применяют индукционные регуляторы, трансформаторы и автотрансформаторы, транзисторные и дроссельные непрерывные регуляторы, регуляторы импульсного действия (транзисторные, тиристорные, с магнитными усилителями)
4.1 Регулирование на стороне постоянного тока
Д
ва
способа регулирования напряжения на
стороне постоянного тока: реостатный
и потенциометрический, показаны на
рисунке 44.
Рисунок 44. Реостатный и потенциометрический регуляторы
Из-за больших потерь применяются только в маломощных установках.
4.2. Регулирование на стороне переменного тока
Две схемы (рис. 44) могут быть использованы для питания первичной обмотки трансформатора. Но из-за больших потерь практически не применяются.
Значительно более экономичной является схема с регулировочным дросселем в режиме насыщения. Один из способов получить насыщение сердечника – питать постоянным током его вспомогательную обмотку (Папалекси, 1914 год).
Схема дросселя Папалекси представлена на рисунке 45.
Рисунок 45. Схема регулирования с помощью дросселя Папалекси.
Рисунок 46. Зависимость магнитной проницаемости сердечника от постоянного подмагничивания (ампервитков обмотки постоянного тока).
С увеличением постоянного тока уменьшается магнитная проницаемость сердечника, а, следовательно, индуктивность рабочей обмотки. Происходит изменение напряжения непосредственно на входе выпрямителя. Диапазон регулирования 4 – 6.
Можно использовать и просто дроссель с подвижным сердечником. Перемещение сердечника меняет его индуктивность и, следовательно, падение напряжения на нем. Однако конструктивное решение такого регулятора оказывается достаточно сложным.
Плавную или ступенчатую регулировку можно осуществить с помощью трансформаторов и автотрансформаторов (рис. 47.)
Рисунок 47. Применение автотрансформатора и трансформатора с подвижным контактом.
Н
едостатком
этих устройств является искрообразование
и подгорание контактов. Нельзя закорачивать
одновременно более 1 – 2 витков, иначе
автотрансформатор может выйти из строя.
Предпочтительнее бесконтактные
устройства. На рисунке 48 представлен
трансформатор с магнитным шунтом.
Рисунок 48. Трансформатор с магнитным шунтом.
В зависимости от положения магнитного шунта магнитный поток первичной обмотки сцепляется с витками вторичной обмотки (на выходе максимальное значение напряжения), либо замыкается через центральный стержень (напряжение на выходе минимальное). На рисунке 49 представлен автотрансформатор с подвижной короткозамкнутой обмоткой.
Рисунок 49. Автотрансформатор с короткозамкнутой обмоткой.
Когда короткозамкнутая обмотка (выполненная в виде алюминиевого цилиндра) находится в верхней части автотрансформатора, в ней наводится большой ток, создающий магнитный поток, компенсирующий поток первичной обмотки и напряжение на выходе близко к нулю. Когда короткозамкнутая обмотка находится внизу – напряжение на выходе максимально.
На рисунке 50 представлен индукционный регулятор, представляющий собою заторможенный асинхронный двигатель. Изменяя угол поворота ротора относительно статора, изменяем выходное напряжение.
Рисунок 50. Схема индукционного регулятора