Устройство для стабилизации силы тока

Класс 21 сР, 42 о70977 СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.:.ощэЮ Г Толстов АВИЛ ИЗАЦИИ СИЛ А СТРОЙ Заявлено 22 ноября 1946 г. за349792 в Министерство электропромвгшленности СССОпубликовано в Бюллетене изобретений6 за 950 г. Известны устройства для стабилизации силы тока при помощи ферромагнитных стабилизаторов, составленных из металла с острым коленом кривой насыщения (например, пермаллой) и с обмотками подмагничивания, питаемыми выпрямленным током нагрузки.В предлагаемом устройстве для стабилизации силы тока, с целью компенсации четных гармоник выпрямленного тока, два одинаковых стабилизатора упомянутого типа включены последовательно со стороны выпрямленного тока и встречно - со стороны питания,Изобретение появляется чертежом, на фиг. 1 которого изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - известная принципиальная схема стабилизатора, включенного в цепь нагрузки через выпрямитель; на фиг. 3 - характеристика стабилизатора; на фиг. 4 - схема, поясняющая компенсацию четных гармоник выпрямительного тока; на фиг, 5 - идеальная кривая намагничивания для материала сердечника стабилизатора; на фиг. 6 - кривые изменения потоков э.д.с. и токов в обмотках сердечников по фиг, 4.При включении стабилизатора, изображенного на фиг, 2, на переменное напряжение в его цепи появляется весьма незначительный ток 1 являющийся током намагничивания, Этот ток будет выпрямлен выпрямителем К, пройдет через нагрузку Н и в точке У разветвится: часть, равная 1 пойдет через первичные обмотки ф и ф 2, а другая часть 1 т пойдет через шунт Ш. Ток 1 ь вызовет намагничивание сердечников А и 1 з, что в свою очередь, вызовет увеличение тока 12; это возрастание тока 1, повлечет за собой увеличение тока 1 и, следовательно, дальнейшее увеличение намагничивания сердечника и т. д. Процесс установится тогда, когда увеличение тока 12 перестанет успевать за увеличениемтока 1 ь Сказанное может быть пояснено графически следующим образом.Пусть У, = есть характеристика прибора при отсутствии связи между обмотками. Эта зависимость изображена графически на фиг, 3 (кривая АРБ). Далее, можно написать: У иКш = УР и 1+ 1 ш.де К,и Я, сопротивления шунта и первичной обмотки. Из этих соотношений можно полнчить;Я,.Ли1,: - ./,Йл(1) Эта зависимость изображена на фиг. 3 прямой ОРО. Точкой действительной работы будет точка Р, ибо она удовлетворяет как уравнению=-=/(1), так и уравнению (1). Угол наклона прямой ОРО определяется из уравнения (1).1 д;с =-1+ (2)Яшт, е. х всегда ) 45, Его можно регулировать, изменяя и тем самымперемещать точку Р - нормальной работы.Большая стабильность тока У обеспечивается независимостью в широких пределах тока У, от У, что является положительным свойствомданной схемы. Недостатком схемы, представленной на фиг, 2, являетсявозможность возникновения значительных токов удвоенной частоты,обуславливаемых наличием э.д.с. удвоенной частоты в обмотках В иУ".П. При малых сопротивлениях цепи для этих токов их значение можетвозрасти до такой величины, что они полностью сведут к нулю компенсирующие и фильтрующие свойства схемы,Для устранения их влияния автором предлагается схема устройства,изображенная на фиг. 1 и являющаяся предметом изобретения, Работаэтой схемы протекает так же, как и работа схемы по фиг. 2, однакосущественным отличием схемы на фиг. 1 является наличие в ней двухсистем, генерирующих четные гармоники, причем фазы четных гармоник сдвинуты в этих системах на 180; благодаря этому результирующая э.д.с. второй гармоники в цепи обмоток 1",ф, будет равна нулю и,следовательно, будет равен нулю и ток второй гармоники.Схема и кривая намагничивания, изображенные соответственно нафиг, 4 и фиг. 5, поясняют процесс компенсации четных гармониквыпрямленного тока.Если включить обмотки сердечников по схеме, представленной нафиг. 5, так, чтобыф и 11 и 11" = ф. и чтобы обмотки ф и Юбыливключены последовательно и согласно, а обмоткии 1 последовательно и встречно, то при наличии постоянного тока подмагничиванияв обмотках 1 и ф точка Р (фиг. 5) будет являться рабочей точкой.Из кривой намагничивания видно, что изменение магнитного потокаможет происходить только в области ОА кривой намагничивания, т. е.тогда, когда переменный поток, создаваемый обмотками Т и Г. будетвычитаться из постоянного магнитного потока.Рассмотрим работу сердечника А в отрицательный полупериод.Б тот х.омена, когда наступит малейшее изменение потока этогосердечника, в нем мгновенно должен возникнуть вторичный ток такойвеличины, чтобы произошла полная компенсация ампер-витков, т. е.УЛа = ).КьТаким образом, ток мгновенно возрастет от нуля до величины%У =У и в дальнейшем в течение всего полупериода будет оставать 9ся неизменным, т, к. все изменение потока и, следовательно, компенсация70977приложенного напряжения, может происходить только при условии 2 ф 2 - 1 ф 11В обмотке Ж,2 происходит в этот полупериод сложение ампер-витков постоянного и переменного токов, а так как при увеличении ампер-витков от точки т на характеристике никакого изменения потока не происходит, то обмотка %, в этот полупериод не будет иметь никакого индуктивного сопротивления. Следовательно, процесс во время отрицательного полу- периода будет протекать так, как если бы обмотки У 2 вовсе не существовало. Во время положительного полупериода сердечники Л и В меняются ролями.На фиг. 6 представлены кривые изменения магнитных потоков, э.д.с. и токов в различных обмотках.Электродвижущие силы Е. и Ев определяются следующим образом: в сумме они должны быть равны приложенному напряжению, взятому с обратным знаком (Е-Ев ) = Ь - в то же время э.д,с. в каждой из обмоток может появляться только при изменении потока.Во время отрицательных .полупериодов поток меняется только в сердечнике А и, следовательно, Ел во время отрицательного полу- периода Фв равно - К Во время положительного полупериода изменения потока Фл не происходит и, следовательно, Е = О; все напряжение уравновешивается Ев, которая равна нулю при наличии Е и т. д.Такимобразомсумма (Ел - . Ев ) = - К но обмотки Ж, и У 2 г включены встречно по отношению к обмоткам и и 1 и в обмотках У 2 и У 22.действует не сумма, а разность э.д.с. е - ев. Как видно из кривых, изоораженных на фиг. 6. эта разность несинусо.дальна имеет двойную частоту. Не трудно видеть, что фаза разности изменяется на 180, если переменить направление тока в обмотках подмагничивания.Таким образом, если включить два устройства, изображенных на фиг, 4 последовательно и так, чтобы фазы э.д.с. первичных обмоток были перевернуты, то произойдет полная компенсация э.д.с. двойной частоты, действующих в обмотках, и каждого из устройств.Предмет изобретенияУстройство для стабилизации силы тока при помощи ферромагнитных стабилизаторов, составленных из металла с острым коленом кривой насыщения (например, пермаллой) и с обмотками подмагничивания, питаемыми выпрямленным током нагрузки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью компенсации четных гармоник выпрямленного тока, два одинаковых стабилизатора включены последовательно со стороны выпрямленного тока и встречно со стороны питания.М 70977 Ж 2 ф Фи УЯ. О Н. Н, Дубровин Техред Л. П. Курилко Корректор Т. Муклин еч. 17/11-64 г. г 0 Х 108/1 в3 00 рственного Москва Московская типография Л% 24 Главполиграфпромаударственного комитета Совета Министров СССР по печати Москва, Г, ул. Маркса-Энгельса, 14 одп. каказ 14ЦНИ фор м ат бум.Тираж 2 митета по д ентр, проезд в изобретенирова, дом 4 Объем 0,44 изд. л Цена 5 коп открытий СССР