Индукционный регулятор напряжения

При подключении индукционного регулятора к сети вращающийся магнитный поток наводит в обмотках статора и ротора ЭДС E₁ и E₂. При совпадении осей в обмотках ЭДС E₁ и E₂ совпадают по фазе, а на выходных зажимах регулятора устанавливается максимальное значение напряжения.

При повороте ротора оси обмоток поворачиваются на некоторый угол a. На такой же угол смещается и вектор E₂. При этом напряжение на выходе уменьшается. Поворотом ротора на угол 180° мы устанавливаем на выходе минимальное напряжение.

3)Регулирование напряжения автотрансформаторами серии РОТМ осуществляется за счет изменения индуктивной связи обмоток, расположенных на магнитопроводе, путем перемещения вдоль обмоток подвижной короткозамкнутой катушки. При перемещении короткозамкнутой катушки напряжение изменяется от нуля до номинального значения. Верхнее положение катушки соответствует минимальному значению регулируемого напряжения, нижнее — максимальному (рис. 5). Для перемещения катушки автотрансформаторы имеют электропривод и ручной привод. Рис. 5. Регулирование напряжения автотрансформатором РОТМ: а — верхнее положение катушки; б — среднее положение катушки; в — нижнее положение катушки; 1 — сердечник; 2 — вторичная обмотка; 3 — первичная обмотка

Продолжительность перемещения подвижной катушки от нижнего крайнего положения до верхнего с помощью электропривода — около 1 мин. Асимметрия по фазам отрегулированного напряжения не превышает 2 %. По мере понижения регулируемого вторичного напряжения мощность автотрансформатора пропорционально уменьшается, а индуктивное сопротивление увеличивается (рис. 6). По данным Московского электрозавода им. В. В. Куйбышева, кратковременная перегрузка автотрансформаторов, работающих в цикле одна минута работы — три минуты перерыв, может достигать двукратного значения.

Экзаменационный билет №6.Каскадные выпрямители

Каскадные схемы. В качестве маломощных источников постоянного высокого напряжения широкое распространение получили различные устройства с удвоением и умножением напряжения, позволяющие резко сократить габариты и мас­су источника по сравнению с обычной схемой.

Рис. 1.9. Каскадный выпрямитель: а — упрощенная схема

Замещения первых ступеней; б — изменение потенциалов раз­личных точек при включении

Принципиальная схема первых ступеней простейшего кас­кадного выпрямителя показана на рис. 1.9,а. В схеме опу­щены токоограничивающие сопротивления ступеней, необхо­димые для ограничения тока через выпрямители при вклю­чении питания каскада толчком. Нагрузка .присоединяется к выходу генератора (к емкостям правой части схемы) не­посредственно или через дополнительное сопротивление, снижающее броски тока от конденсаторов каскада при пере­крытиях.

Принцип работы схемы ясен из графиков изменения по­тенциалов различных точек схемы (рис. 1.9,6) при включе­нии каскада к синусоидальному напряжению в момент пере­хода напряжения через нуль [13]. Для простоты графики построены при отсутствии нагрузки, идеальных выпрямите­лях и Ci»C₂»C₃»C₄> ..., т. е. без учета падения напря­жения на конденсаторах за счет зарядки следующих ступе­ней и за счет тока нагрузки.

В течение четверти первого периода вентиль В1 открыт и емкость C1 заряжается до напряжения, равного макси­мальному напряжению источника питания — трансформато­ра. В следующую половину периода открыт вентиль В₂ и емкость С₂ получает двойное максимальное напряжение. В течение следующего полупериода открыт вентиль Вз, за­ряжается емкость Сз, а потенциал точки 2 понижается. За­тем, спустя пол периода, потенциалы точек 2 и 3 увеличива­ются, вентиль В₄ открыт; заряжается емкость С₄ и т. д. В ус­тановившемся режиме напряжения на конденсаторах С₂, С₃, С₄ и т. д. равны удвоенным максимальным, а на С\ — мак­симальному напряжению источника питания. Общее напря­жение на выходе складывается из напряжений на конден­саторах правой части схемы

U—2nU_m, (1.1)

где п — число ступеней; U_m — максимальное напряжение ис­точника.

Рис. 1. 10. Изменение во времени выходного напряжения каскадного выпрямителя: 1 — напряжение на

выходе; 2 — напряжение питания

При наличии нагрузки и соизмеримых емкостях ступеней этого значения напряжения не достигается и наблюдаются пульсации выходного напряжения. Характер пульсаций и па­дение напряжения на выходе показаны на рис. 1.10. Кривая напряжения содержит участок с резким подъемом напряже­ния, соответствующий зарядке конденсаторов правой части схемы, участок резкого падения напряжения, когда подза­ряжаются емкости левой части схемы, и области плавного спада напряжения вследствие стекания заряда с конденса­торов правой части через нагрузку.

В простейшем случае при Ci = C₂=C₃=C₄ ... падение на­пряжения ДU и пульсация бU рассчитываются по выраже­ниям .

6(7 (л + 1)я, (1-3)

где /ср — средний ток нагрузки; } — частота питающего на­пряжения; С— емкость ступеней.

Из приведенных уравнений видно, что с увеличением то­ка нагрузки и числа ступеней быстро растут как падение напряжения, так и пульсации. Поэтому каскадные выпрями­тели со схемой, показанной на рис. 1.9,а, применяются при сравнительно небольших токах (не выше десятков миллиам­пер), а число ступеней редко превышает 10—20. При напря­жениях U_m порядка сотен киловольт от каскадных выпря­мителей получают напряжения до 3—5 MB. Для уменьше­ния падения напряжения и пульсаций часто используют многофазные схемы питания с комплектом конденсаторов С\, С₃ ... (рис. 1.9,а) и вентилей ВВ₂ ... для каждой фазы, а также увеличение частоты /. Для ускорения процесса за­рядки в каскадных схемах часто значение С\ выбирают больше емкостей остальных конденсаторов.

На рис. 1.11 дан общий вид каскадного выпрямителя на­пряжением 2 MB и номинальным током 20-мА.

Каскадные выпрямители на большие токи (от несколь­ких десятков миллиампер до единиц ампер) выполняются с питанием каждой ступени от отдельного трансформатора. Нижняя граница токов обеспечивается при ступенях с удво­ением напряжения, а верхняя — при мостовых многофазных схемах соединения выпрямителей каждой ступени. Схемы на рис. 1.12 являются характерными для мощных каскадных выпрямителей высокого напряжения. Схемы содержат встро­енные емкости С для сглаживания пульсаций и представля­ют собой несколько измененную схему, впервые предложен­ную А. А. Горевым [11].