книги из ГПНТБ / Семенов Б.З. Учебник механика военно-воздушных сил электросиловые устройства средств связи и радиотехнического обеспечения полётов

ности потребителей, причем соответственно изменяется и нагрузка генератора.

При неизменном токе возбуждения генератора изме­ нения нагрузки, т. е. мощности, расходуемой потребите­ лями, вызывают значительные отклонения напряжения на зажимах генератора.

Регулирование напряжения генератора может быть ручным и автоматическим. Основным способом регули­ рования, принятым в электроагрегатах, является автома­ тическое регулирование.

Автоматическим регулятором называется устройство, с помощью которого напряжение на зажимах генерато­ ра поддерживается постоянным. Регулирование напря­ жения достигается путем автоматического изменения тока возбуждения генератора в зависимости от нагруз­ ки. В связи с этим регуляторы напряжения иногда назы­ ваются регуляторами возбуждения.

2.ТИПЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ РЕГУЛЯТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Внастоящее время на передвижных электроагрега­ тах применяется сравнительно много различных автома­ тических регуляторов напряжения. По конструкции раз­

личаются следующие типы регуляторов:

1) Электромеханические регуляторы, имеющие по­ движные части (электромагниты с подвижными якоря­ ми, пружины и др.) и электрические контакты. К этому типу относятся реостатные и вибрационные регуляторы, воздействующие на возбуждение генератора путем из­ менения сопротивления в цепи обмотки возбуждения ге­ нератора.

2)Электромагнитные регуляторы, состоящие только из неподвижных приборов (трансформаторов, дросселей, магнитных усилителей) и имеющие только замкнутые электрические цепи с сопротивлениями, индуктивностя­ ми, емкостями и полупроводниками. К этому, типу регу­ ляторов относятся устройства компаундирования, уст­ ройства компаундирования с электромагнитной коррек­ цией и другие регуляторы с магнитными усилителями.

3)Электронно-ионные регуляторы, использующие электронные лампы и тиратроны. Подвижные части и электрические контакты в этих регуляторах также от­ сутствуют.

На передвижных электроагрегатах наибольшее рас­ пространение получили электромеханические и электро­ магнитные регуляторы. различных видов.

3.РЕОСТАТНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Вреостатных регуляторах регулирующим элементом является переменное сопротивление, включенное в цепь обмотки возбуждения генератора или возбудителя. Наи­ большее распространение из регуляторов реостатного типа получили угольные регуляторы.

Рис. III.20. Устройство угольного регулятора напряжения

Угольные регуляторы напряжения (рис. III.20) при­ меняются в электроагрегатах для автоматической ста­ билизации напряжения генераторов средней и большой мощности постоянного и переменного тока.

Принцип действия угольного регулятора основан на изменении сопротивления угольного столбика, набран­ ного из большого числа отдельных угольных шайб, при изменении давления на него.

Угольный реостат представляет собой столбик из шайб, изготовленных из электрографитированного угля. Поверхность шайб шероховата, поэтому общая площадь соприкосновения находится в прямой зависимости от давления на столбик. С увеличением давления сопротив­ ление столбика уменьшается, а с уменьшением давле­ ния, наоборот, —увеличивается.

114

Регулируемое напряжение через выпрямитель под­ водится к обмотке электромагнита, подвижный якорь которого оказывает давление на столб угольных шайб, включенный в цепь обмотки возбуждения генератора. В зависимости от величины тока, протекающего по об­ мотке электромагнита, изменяется сила давления якоря на угольный столб и, следовательно, его сопротивление.

При увеличении напряжения генератора электромаг­ нит сильнее притягивает якорь и уменьшает давление пружины на шайбы угольного столба. Контакт между ними ухудшается и сопротивление столба возрастает. В результате этого уменьшается ток в цепи возбужде­ ния и напряжение на зажимах генератора понижается.

При понижении напряжения генератора уменьшает­ ся сила, воздействующая на якорь, давление пружины на угольный столб возрастает,-его сопротивление умень­ шается, в результате чего ток возбуждения возрастает и напряжение на его зажимах увеличивается.

Схема регулирования напряжения генератора пере­ менного тока приведена на рис. III.20. Селеновый вы­ прямитель, изображенный на рис. III.20, служит для преобразования переменного тока генератора в постоян­ ный, необходимый для питания электромагнита регу­ лятора.

При эксплуатации угольных регуляторов необходи­ мо внимательно следить за чистотой и сухостью его де­ талей и особенно угольного столба, не допускать пере­ грузки угольных столбов мощностью выше указанной в паспорте регулятора, предохранять регулятор от пере­ гревания.

Угольные регуляторы типа УРН-400 установлены в дизель-электрических агрегатах унифицированной серии АД-10, АД-20, АД-30, АД-50, АЛД-10, АЛД-20 и др.

Угольные регуляторы поддерживают напряжение ге­ нератора с точностью ±2%.

Общими недостатками угольных регуляторов яв­ ляются:

—недостаточная надежность угольного столба, вы­ ходящего из строя при подгорании шайб;

—недостаточная стабильность работы вследствие возможности механического износа и усадки угольных столбов;

— недостаточная устойчивость на вибрации и тряске из-за наличия подвижных и хрупких деталей;.

— необходимость индивидуальной настройки регуля­ тора.

4. ВИБРАЦИОННЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ

Вибрационный регулятор напряжения в простейшем случае представляет собой электромагнит с одной па­ рой контактов. Действие регулятора основано на перио­ дическом включении и выключении добавочного сопро­ тивления в цепи обмотки возбуждения генератора путем замыкания и размыкания шунтирующих его контактов. Схема регулятора изображена на рис. III.21.

1

Рис. III.21. Вибрационный регулятор напряжения и схе­ ма его включения

Обмотка электромагнита подключается к выходным зажимам генератора, а контакты, шунтируют добавоч­ ное сопротивление Дд, включенное последовательно с обмоткой возбуждения генератора.

Увеличение напряжения на зажимах генератора вы­ зывает увеличение тока в обмотке электромагнита и, следовательно, увеличение тяговой силы последнего. Электромагнит притягивает якорь и размыкает контак­ ты, в результате чего последовательно с обмоткой воз­ буждения подключается дополнительное сопротивле­ ние #д. Ток в обмотке возбуждения уменьшается, что

116

в свою очередь вызывает уменьшение магнитного потока возбуждения (напряжение на зажимах генератора уменьшается).

Уменьшение напряжения на зажимах генератора вы­ зывает уменьшение тока в обмотке электромагнита, вследствие этого понижается сила притяжения якоря. Якорь электромагнита под действием пружины опустит­ ся и замкнет контакты, шунтируя сопротивление /?д. Ток в обмотке возбуждения и поток возбуждения увеличат­ ся. Напряжение на зажимах генератора возрастает.

При работе регулятора якорь электромагнита все время вибрирует, размыкая и замыкая контакты.

Настройка вибрационного регулятора производится натяжением пружины или изменением сопротивления в цепи электромагнита. При правильной настройке регу­ лятора в случае изменения нагрузки в допустимых пре­ делах среднее напряжение генератора остается пример­ но постоянным. Частота вибраций якоря достаточно ве­ лика, и поэтому колебания напряжения бывают незна­ чительны.

Вибрационные регуляторы применяются для поддер­ жания постоянства напряжения низковольтных генера­ торов постоянного тока (ГСК-1500). Вибрационные регуляторы применяются также в системах электрообо­ рудования автомобилей и зарядных генераторах посто­ янного тока двигателей внутреннего сгорания.

При эксплуатации вибрационных регуляторов необ­ ходимо периодически, а также перед работой после длительного хранения обязательно проверять состояние контактов и настройку регулятора. В случае необходи­ мости следует очищать контакты тонким наждачным по­ лотном, а также проверять натяжение балансной пру­ жины.

При эксплуатации вибрационных регуляторов сле­ дует 'принимать во внимание следующие их недостатки:

—малую надежность контактов;

—непостоянство регулируемого напряжения при за­ грязнении, оплавлении или окислении контактов.

5.ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕГУЛИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Простейшим электромагнитным регулирующим уст­ ройством является устройство компаундирования воз­

117

буждения генератора (рис. III.22). Это устройство состоит из компаундирующего трансформатора тока ТТ, разделительного трансформатора РТ, выпрямителя и нагрузочного сопротивления R. Измерительным органом в этом устройстве является компаундирующий трансфор-

Рис. II 1.22. Принципиальная схема устройства компаун­ дирования возбуждения генератора:

матор. Вторичный ток пропорционален току нагрузки генератора. Часть вторичного тока, трансформируясь до необходимой величины в разделительном трансформато­ ре, выпрямляется и подпитывает обмотку возбуждения возбудителя. Добавочный компаундирующий ток увели­ чивает возбуждение генератора с увеличением его на­ грузки и компенсирует этим размагничивающее дейст­ вие нагрузочного тока.

Разделительный трансформатор служит для отделе­ ния цепи постоянного тока от цепи переменного тока. Сопротивление R предназначается для создания нор­ мального режима работы измерительного трансформа­ тора тока. Роль регулировочного реостата выполняет реостат возбуждения РВ.

величины. Такая точность регулирования является недо­ статочной для войсковых средств связи и РТО.

118

Вописанном виде электромагнитное регулирующее устройство используется как часть более сложных си­ стем регулирования.

Вбензоэлектрических агрегатах серии АБ для само­ возбуждения генераторов переменного тока применяет­ ся схема фазового компаундирования. Элементы этой схемы для однофазного синхронного генератора изо­

бражены на рис. III.23. Добавочная обмотка ДО

расположена так, что э.д.с., индуцируемая в ней, от­ стает по фазе от э. д. с. ос­

в цепи возбуждения, поми­ мо э. д. с. дополнительной обмотки, действует падение

напряжения на сопротивлении КС, обусловленное током нагрузки. Результирующее напряжение на входе выпря­ мителя UB равно геометрической сумме э.д.с. дополни­ тельной обмотки £д0 и падения напряжения на сопро­ тивлении КС UK:

■ UB= Ел.0 + {/К= Ед.О (9)

Напряжение, действующее в цепи возбуждения, при колебаниях нагрузки генератора будет меняться, а сле­ довательно, будет меняться и ток возбуждения.

В том случае, когда ток нагрузки /н отстает от э. д. с. основной обмотки Етна некоторый угол ф, т. е. при уменьшении коэффициента мощности соэф, напряжение

119

§ 5. АППАРАТУРА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

Распределительное устройство электроагрегатов пред­ назначено для включения и отключения нагрузки, регу­ лирования выходного напряжения агрегата, контроля работы электрической части агрегата и защиты генера­ тора от перегрузок и коротких замыканий.

На некоторых агрегатах распределительное устрой­ ство называют щитом управления.

Распределительное устройство состоит из аппаратуры управления, защиты, сигнализации и контроля.

Аппаратура управления предназначена для включе­ ния, регулирования и выключения электропитающих установок и обеспечения определенной последователь­ ности включения цепей питания.

Аппаратура защиты предохраняет электроагрегат от перегрузок, токов короткого замыкания и других нару­ шений нормального режима работы.

Аппаратура сигнализации фиксирует положение от­ дельных элементов оборудования, включающих напря­

жение, и сигнализирует о повреждениях в отдельных цепях.

Сигнализация чаще всего осуществляется неболь­ шими лампочками, зажигающимися при срабатывании того или иного аппарата.

120

1. А П П А Р А Т У Р А У П Р А В Л Е Н И Я

Аппаратура управления делится на ручную и автома­

тическую.

Ручные аппараты приводятся в действие непосред­ ственно электромехаником.

Автоматические аппараты срабатывают от воздейст­ вия специальных элементов, реагирующих на изменения режима работы агрегата.

Аппаратура ручного управления

Эта аппаратура включает: пакетные выключатели и переключатели, кнопочные выключатели, пусковые и ре­ гулирующие реостаты.

Пакетные выключатели (рис. III.25) и переключа­ тели являются самыми распространенными отключаю­ щими аппаратами в распредели­ тельных устройствах агрегатов всех типов. Они применяются в силовых цепях постоянного и пе­ ременного тока, в измерительных цепях для переключения прибо­ ров, в цепях управления для схем­ ных переключений.

Пакетные выключатели и пе­ реключатели обычно применя­ ются в цепях с токами до 100 а при постоянном напряжении до 220 в и переменном напряжении до 380 в.

По конструкции пакетные выключатели и переключатели представляют собой собранную в виде нескольких слоев систему

подвижных и неподвижных контактов. Контакты каждо­ го слоя изолируются от контактов соседних слоев карболитовыми шайбами. Все подвижные контакты имеют квадратные отверстия, сквозь которые проходит сталь­ ная изолированная ось. Вращением ее с помощью руко­ ятки и переключающего механизма производится пере­ мещение подвижных контактов. Пакеты шайб вместе с неподвижными и подвижными контактами устанавлива­

121

ются на стальное основание, накрываются металличе­ ской крышкой и стягиваются шпильками.

Кнопочные выключатели предназначены для замыка­ ния и размыкания цепей с токами до 15 а при постоян­ ном напряжении до 250 в и переменном напряжении до

500в.

Ввыключателях кнопочного типа контакты снабже­ ны защелкой с пружиной, что позволяет фиксировать замыкание контактов при нажатии на кнопку и обеспе­ чивает размыкание их при повторном нажатии на ту же кнопку.

По состоянию контактов различают кнопки с нор­ мально открытыми (НО) и нормально закрытыми кон­

тактами (НЗ). Нормальное состояние контактов — до нажатия кнопки.

Кнопочные выключатели применяются также для пуска и отключения электродвигателей малой мощно­

Аппаратура автоматического управления

К аппаратуре автоматического управления распреде­

осуществляется автоматическое управление и защита различных электрических установок.

122