46. Методы регулирования напряжения. Принципы построения регуляторов напряжения авиационных генераторов.

Нормальная работа потребителей электрической энергии на летательных аппаратах возможна лишь при неизменном напряжении их питания. Напряжение генератора определяется зависимостью

U=С п Ф – I R0

где, С — коэффициент, определяемый конструктивными генератора;

п — скорость вращения генератора;

Ф — магнитный поток возбуждения, пересекающий якорь генератора;

I, R0 —ток нагрузки и внутреннее сопротивление якоря генератора.

Скорость вращения п и нагрузка I генератора на летательных аппаратах изменяются в широких пределах. Поэтому с целью сохранения постоянного значения напряжения U воздействуют на величину Ф магнитного потока машины. Необходимое изменение потока обеспечивается изменением величины сопротивления цепи обмотки возбуждения с помощью автоматического регулятора напряжения. В настоящее время на самолетах наибольшее применение находят угольные регуляторы напряжения.

Принцип действия и устройства угольных регуляторов напряжения. В угольных регуляторах (Рис. 1.), в качестве изменяемого сопротивления включаемого в цепь обмотки возбуждения генератора используется угольный столбик, набранный из 40 - 60 угольных шайб диаметром 5 - 20 мм и толщиной 0,5 - 1 мм. Электрическое сопротивление угольного столбика определяется в основном переходным сопротивлением между шайбами, которое зависит от площади соприкосновения, шайб между собой и от числа шайб в столбике. При увеличении давления на столбик, площадь соприкосновения поверхностей шайб, в результате их деформации увеличивается, а сопротивление столбика уменьшается. Таким образом, изменяя давление на столбик в пределах его упругих деформаций, можно плавно изменять его электрическое сопротивление.

Рис. 1. Принципиальная схема угольного регулирования

Процесс стабилизации напряжения генератора с помощью угольного регулятора, схема которого показана на рисунке 1 осуществляется следующим образом. Если напряжение U генератора увеличивается, то возрастает ток в обмотке wэ и сила электромагнита. Якорь Я перемещается ближе к сердечнику С электромагнита, ослабляя давление пружины Пр на угольный столбик. Сопротивление Rу.с столбика возрастает, ток в обмотке wв возбуждения уменьшается и напряжение генератора восстанавливается. При уменьшении напряжения генератора процесс регулирования происходит в обратном порядке. Для настройки регулятора на заданное напряжение последовательно с обмоткой wэ электромагнита включено переменное сопротивление rp. С помощью угольного регулятора обеспечивается стабилизация напряжения авиационных генераторов с точностью ± (3 – 10)%.

Вывод: угольный регулятор является хоть и довольно устаревшей конструктивной идеей реализованной на практике, до сегодняшнего дня находится на эксплуатации в авиации и обеспечивает регулирование заданных параметров через регулирование тока обмотки возбуждения генераторов.