3. Способы повышения точности работы угольных регуляторов напряжения.

Системы регулирования напряжения должны обеспечивать не только устойчивость, но и необходимую точность регулирования. На точность регулирования напряжения с помощью угольных регуляторов большое влияние оказывают следующие факторы:

- изменение температуры регулятора;

- механический гистерезис угольного столба и пружины;

- магнитный гистерезис материала магнитопровода;

- механические вибрации и расхождение механической и электромагнитной характеристик регулятора.

1). Изменение температуры регулятора способствует изменению сопротивления рабочей обмотки, жесткости пружины якоря, длины корпуса регулятора и угольного столба. Для уменьшения влияния температуры на точность регулирования напряжения в угольных регуляторах применяются следующие методы температурной компенсации:

- конструктивные методы;

- включение в схему регулятора сопротивления температурной компенсации;

- включение в схему регулятора обмотки температурной компенсации.

2). Механический гистерезис угольного столба появляется за счет остаточной деформации этого столба и приводит к тому, что при одной и той же величине хода якоря сопротивления угольного столба, а, следовательно, и напряжение генератора могут иметь разные значения. Для уменьшения механического гистерезиса угольного материал угольных шайб выбирается с малой остаточной деформацией, кроме того, применяется специальная технология обработки этих шайб.

3). Механический гистерезис пружины возникает вследствие того, что при снятии нагрузки ее упругие свойства полностью не восстанавливаются. В результате этого, при одном и том же положении якоря регулятора, напряжение генератора может иметь разные значения. Механический гистерезис пружины устраняется применением материала пружины.

4). Магнитный гистерезис связан с намагничиванием цепи регулятора и появлением остаточного магнетизма. Отсюда сила тяги электромагнита зависит не только от тока в его обмотках, но и от величины остаточного магнетизма. Для уменьшения этого эффекта материал магнитопровода выбирают с малой коэрцитивной силой.

5). Механические вибрации регулятора приводят к колебаниям якоря регулятора и, следовательно, к колебаниям напряжения. Для уменьшения влияния механических вибраций на работу угольных регуляторов напряжения, последние устанавливаются на летательных аппаратах на амортизаторах в горизонтальной плоскости.

6). Практически точно совместить механическую и электромагнитную характеристики не удается, в результате чего возникает погрешность в регуляторе. Для уменьшения этой погрешности применяют обмотку автоматической коррекции.

Наибольшее влияние на точность регулирования напряжения оказывает изменение температуры и расхождение механической и электромагнитной характеристик регулятора.

Рассмотрим основные методы повышения точности регулирования напряжения.

1. Специальное крепление корпуса регулятора к фасонной стойке (кольцу), что исключает изменение давления на угольный столб при изменении температуры из-за различных коэффициентов расширения столба и корпуса регулятора. При повышении температуры угольный столб и шпильки практически не удлиняются, а корпус регулятора, расширяясь, может перемещаться только в сторону электромагнита (в противоположную перемещение ограничено стальными шпильками).

2. Теплоизолирующий кран устанавливается между корпусом регулятора и электромагнитом, что уменьшает нагрев обмоток электромагнита и пружины якоря.

3. Ребристый корпус и втулка, в которой помещен угольный столб, изготовлены из алюминиевого сплава, обладающего хорошей теплопроводностью. Это улучшает отвод тепла от угольного столба.

4. Сопротивление температурной компенсации включается последовательно с рабочей обмоткой регулятора напряжения рис. ___. Оно изготовляется из материала с малым температурным коэффициентом сопротивления (константан, манганин). Величина сопротивления температурной компенсации R_тк выбирается так, чтобы величина добавочного сопротивления R_д=R_тк+R_э в несколько раз превышала величину сопротивления рабочей обмотки регулятора. Например, в регуляторе Р-27 R_э=3,8 Ом, в регуляторе РУГ-82 R_э=5,45 Ом, а R_д соответственно 20 и 25 Ом. В этом случае изменение сопротивления обмотки электромагнита в результате изменения температуры не вызывает существенного изменения сопротивления всей цепи обмотки электромагнита. Принцип этого метода основан на следующем, Известно, что зависимость сопротивления проводника определяется выражением: r_t=r_o[1+(t-t_o)]R_м, где

r_t - сопротивление проводника при температуре t=25^o C

r_o - сопротивление проводника при температуре t_o

 - температурный коэффициент сопротивления проводника

При включении дополнительного сопротивления последовательно с обмоткой регулятора получим:

где :

r_y - сопротивление цепи при температуре t

r_д - добавочное сопротивление

Откуда температурный коэффициент сопротивления цепи будет равен . Из последнего равенства видно, что зависимость сопротивления цепи от температуры может быть существенно уменьшена при надлежащем выбореr_д. _y<<.

5. Обмотка температурной компенсации изготовляется из меди и располагается вместе с рабочей обмоткой на сердечнике электромагнита. Она подключается на напряжение генератора таким образом, чтобы ее ампер-витки были направлены встречно ампер-виткам рабочей обмотки регулятора рис ___. В этом случае результирующие F_рез ампер-витки электромагнита АW_р равны разности ампер-витков основной обмотки электромагнита и обмотки температурной компенсации, т.е. АW_р=АW_э-АW, т.к. F_рез=F_э-F_тк. Ампер-витки температурной обмотки составляют около 10% от ампер-витков основной обмотки. Параметры обмотки температурной компенсации подбираются так, что при изменении температуры окружающей среды ампер витки обмоток изменяются на одну и ту же величину, а результирующие ампер-витки не зависят от температуры.

Для уменьшения влияния несовпадения механической и электромагнитной характеристики регулятора применяется