40. Способы уменьшения температурной погрешности регулятора напряжения типа урн.
В регуляторе напряжения при его работе выделяется большое количество тепла. Нагрев элементов регулятора вызывает изменение их характеристик и, следовательно, погрешность стабилизации напряжения. Основная погрешность определяется изменением сопротивления цепи обмотки электромагнита регулятора. При увеличении температуры увеличивается сопротивление этой обмотки, ток в обмотке уменьшается и, следовательно, уменьшается сила электромагнита, угольный столбик сжимается, напряжение генератора возрастает.
Для уменьшения температурной погрешность регулятора последовательно с обмоткой электромагнита включается сопротивление rτ , имеющее малый температурный коэффициент сопротивления. Величина rτ составляет до 80% сопротивления всей цепи электромагнита. Поэтому при изменении небольшого по величине сопротивления медной обмотки wэ общее сопротивление цепи этой обмотки изменяется незначительно.
Для более полной компенсации температурной погрешности на сердечник электромагнита регулятора наматывается дополнительная обмотка wτ. Обмотка температурной компенсации, как и обмотка wэ, выполняется из медного провода. Включается она на напряжение генератора. Магнитодвижущая сила (м.д.с.) Аwτ этой обмотки направлена встречно м.д.с. Аwэ основной обмотки. При изменении температуры изменяются обе м.д.с. При этом, если величина включённого последовательно с обмоткой wэ сопротивления rτ выбрана правильно, то разность Аwр = Аwэ - Аwτ остаётся постоянной. Ввиду независимости результирующей м.д.с. электромагнита Аwр от температуры регулируемое напряжение генератора также не будет зависеть от неё.
Для уменьшения влияния температуры на другие элементы конструкции регулятора увеличивают охлаждающую поверхность регулятора, устанавливая ребристый корпус.
41. Назначение параллельной работы генераторов.
Электроэнергетическая система, в которой все источники электроэнергии одного и того же вида параллельно работают на общую сеть, имеет значительные преимущества перед системой, в которой каждый источник обеспечивает питание только своей группы потребителей. Эти преимущества заключаются в том, что нет значительных колебаний напряжения сети при включении и выключении мощных потребителей, нет перебоев в питании потребителей при отказе части источников тока. Кроме того, при параллельной работе можно обеспечить одинаковую нагрузку генераторов, при которой КПД системы максимальный. Поэтому все авиационные источники постоянного тока работают параллельно. Успешно так же работают параллельно авиационные генераторы переменного тока.
42. Защита генераторов постоянного тока от обратного тока.
Подключение генератора к сети должно осуществляться лишь тогда, когда его э.д.с. Eг станет больше напряжения Uс сети; Если генератор включить при условии Eг < Uс , то из сети в генератор потечет ток, называемый обратным током. Генератор становится потребителем мощности. Величина обратного тока:
Iобр = (Uc – Eг) / ( Rя + Rщ )
где, Rя и Rщ — сопротивления обмотки якоря и щеток генератора.
Для авиационных генераторов величины сопротивлений Rя равны: ГСР-9000—0,007 Ом; ГСР-12000—0,0057 Ом; ГСР-18000— 0,0042 Ом. Практически Rя > Rщ. Поэтому из формулы следует, что обратные токи могут достигать больших величин даже при небольшой разности напряжений Uс — ЕГ.
Чтобы исключить потребление мощности из сети, каждый генератор снабжается специальным аппаратом включения и защиты от обратной мощности, который называется дифференциально-минимальное реле (ДМР). ДМР выполняет следующие функции:
1) не включает генератор с неправильной полярностью в сеть;
2) подключает генератор к сети, когда его напряжение превысит напряжение сети на 0,3—0,7 В;
3) отключает генератор от сети при определенной величине обратного тока (15—35 A для ДМР-400 и 25—50 A для ДМР-600).
В настоящее время на самолетах и вертолетах используются ДМР типов ДМР-400М, ДМР-600АМ, ДМР-400Д, ДМР-400Т. Числа 400, 600 указывают величину номинального тока, на который рассчитаны контакты ДМР. Буквы после чисел определяют модификацию схемы ДМР.
Основными узлами ДМР являются поляризованное реле, контактор и ряд вспомогательных реле.
Устройство поляризованного реле ДМР. Схема поляризованного реле ДМР показана на рис. 1. Между двумя стальными пластинами — магнитопроводами 5 — установлено три постоянных магнита 6 (на рис. 1. показан лишь один магнит). К пластинам прикреплены плоские наконечники, между которыми помещается якорь 3 — стальная пластинка, имеющая возможность поворачиваться вокруг оси А.
Рис. 1. Схема поляризованного реле ДМР: 1 и 2 – обмотки; 3 – якорь; 4 и 7 – регулировочные винты; 5 – магнитопроводы; 6 – постоянные магниты
Если по обмотке 1 пропустить ток в направлении от конца Г к концу С, то справа якорь, намагничиваясь, будет иметь северный полюс, а слева — южный. Магнитный поток будет замыкаться по цепи, показанной пунктирной линией со стрелками. В результате якорь повернется против часовой стрелки и замкнет контакты K1 При обратном направлении тока в обмотке полярность магнитного потока якоря будет противоположна и якорь повернется по часовой стрелке, размыкая контакты K1.
В реле отсутствует противодействующая пружина. Поэтому якорь его всегда занимает одно из крайних положений. Поляризованное реле имеет два регулировочных винта 4 и 7, с помощью которых устанавливаются необходимые значения токов в обмотках, обеспечивающих замыкание и размыкание контактов K1.
Принцип действия ДМР. На рис. 2. изображена электрическая схема ДМР-400Д, принцип действия которой состоит в следующем.
При замыкании выключателя В напряжение генератора от клеммы Ген. подводится к обмотке реле 2Р. Когда это напряжение достигает 12—14 В, реле замыкает свои контакты, подводя напряжение к обмотке и к нормально замкнутым контактам реле 1P. В результате обмотка 1P включается на разность напряжений сети и генератора.
Если генератор (или сеть) имеет неправильную полярность включения, то обмотка 1Р окажется включенной не на разность, а на сумму напряжений генератора и сети. При этом реле 1Р срабатывает и размыкает цепь дифференциальной обмотки W2 поляризованного реле ПР, снимая с нее повышенное напряжение.
При правильной полярности генератора контакты реле 1Р будут также разомкнуты, если напряжение сети больше напряжения генератора на 12—14 В. С увеличением скорости вращения генератора разность напряжений генератора и сети уменьшается и, когда эта разность станет меньше 4 В, реле 1Р отпускает свои контакты. Теперь обмотка ω2 включена на разность напряжений генератора и сети. Так как по ней протекает ток в направлении от сети к генератору, магнитный поток обмотки обеспечивает разомкнутое состояние контактов поляризованного реле. Как только напряжение генератора становится больше напряжения сети, направление тока в этой обмотке изменяется.
Когда напряжение генератора превысит напряжение сети на 0,3—0,7 В, якорь поляризованного реле замыкает свои контакты. При этом замыкается цепь обмотки контактора K , который своими контактами подключает генератор к сети.
Через обмотку W1 обратного тока поляризованного реле протекает ток нагрузки генератора в сеть. Поэтому обмотка W1 создает м.д.с., направление которой способствует удержанию контактов поляризованного реле в замкнутом состоянии.
При срабатывании контактора K его контактом С включается обмотка реле ЗР сигнализации. Реле ЗР выключает лампочку Л сигнализации «Генератор не работает», включает цепь уравнительной обмотки регулятора напряжения включенного генератора, а также .переключает обмотку ω2 с клеммы Бат. непосредственно на плюсовую клемму генератора. Обмотка ω2 переключается для того, чтобы при обрыве участка провода от генератора до плюсовой шины она обеспечила размыкание контактов поляризованного реле. В случае обрыва провода на указанном участке напряжение генератора повышается, ток от генератора в сеть по обмотке протекает теперь в таком направлении, что контакты поляризованного реле размыкаются.
Рис. 2. Схема включения ДМР-400Д
Если в процессе работы напряжение генератора становится меньше, чем напряжение сети, то из сети через генератор потечет обратный ток. Тогда в обмотке ω1 создается м.д.с., направление которой вызывает поворот якоря и размыкание контактов поляризованного реле (при обратном токе 15—25 А). В результате этого размыкается цепь обмотки контактора и генератор отключается от сети. Загорается лампочка Л сигнализации «Генератор не работает». Обмотка ω2 снова переключается на разность напряжений генератора и сети.
Схемы других типов ДМР имеют некоторые непринципиальные отличия от ДМР-400Д.