SU63848A1 - High Speed DC Electromagnetic Regulator - Google Patents

Description

Изобретение касаетс  быстродействующего электромагнитного регул тора посто нного тока с магнитопроводом , окружающим проводник с регулируемым током и несущим рабочую обмотку переменного тока, включённую в цепь исполнительного элемента. Согласно изобретению , в предлагаемом регул торе рабоча  обмотка составлена из двух параллельно включённых секций, расположенных на двух параллельных сердечниках магнитопровода , на которых расположены последовательно включённые секции обмотки обратной св зи, обтекаемые выпр мленным током исполнительного механизма.The invention relates to a high-speed electromagnetic regulator of direct current with a magnetic conductor surrounding a conductor with a controlled current and carrying an alternating current operating winding connected to the actuator circuit. In accordance with the invention, in the proposed controller, the working winding is composed of two sections connected in parallel, located on two parallel cores of magnetic core, on which are connected in series feedback feedback windings flowing around the rectified current of the actuator.

На третий керн магнитопровода может быть наложена компенсационна  обмотка посто нного тока, служаща  дл  задавани  уставки регул тора. Ma нитoпpoвoд может быть снабжён магнитным шунтом. Далее, параллельно рабочей обмотке может быть включена ёмкость дл  компенсации реактивного тока обмотки. Равным образом между средней точкой одной из секций рабочей обмотки и соответствующим полюсом источника переменного тока может быть включена ёмкость дл  увеличени  диапазона изменени  тока исполнительного элемента.The compensation core of the direct current can be applied to the third core of the magnetic core, which serves to set the controller setpoint. The mother thread can be equipped with a magnetic shunt. Further, in parallel with the working winding, a container may be included to compensate for the reactive current of the winding. Equally, between the midpoint of one of the sections of the working winding and the corresponding pole of the AC source, capacitance can be included to increase the range of current variation of the actuator.

Сущность изобретени  по сн зтс  чертежом, на фиг. 1 которого изображён предлагаемый регул тор, на фиг. 2 - вариант схемы включени  рабочих обмоток, на фиг. 3 - по снительные диаграммы (кривые зависимости регулируемого тока Id от разности Д1 между действительным значением этого тока и уставкой), на фиг. 4 - схема включени  регул тора в цепь управлени  ртутного выпр мител .The invention according to the drawing, in fig. 1 of which the proposed controller is depicted, FIG. 2 shows a variant of the switching circuit of the working windings; FIG. 3 are explanatory diagrams (curves of controlled current Id versus D1 difference between the actual value of this current and the setpoint); FIG. 4 is a diagram of the inclusion of a regulator in a control circuit of a mercury rectifier.

Основными част ми регул тора ЯВЛЯЮТСЯ: магнитопровод 1, насаживаемый непосредственно на шину 2, пропускающую регулируемый посто нный ток; рабоча  обмотка 3, питаема  переменным током; выпр мительное устройство 4 (купроксный мостик); обмотка обратной св зи 5; компенсационна  обмотка 6, питаема  посто нным током от постороннего источника.The main parts of the controller are: the magnetic circuit 1, which is mounted directly onto the bus 2, which passes an adjustable direct current; operating winding 3, powered by alternating current; rectifying device 4 (cuprox bridge); feedback winding 5; The compensation winding 6 is supplied with a direct current from an external source.

Этот аппарат представл ет собой реактор, включённый в цепь исполнительного элемента и обладающий тем свойством, что его индуктивность автоматически измен етс  при изменении силь регулируемогоThis apparatus is a reactor included in the circuit of the actuating element and having the property that its inductance automatically changes as the strength of the controlled voltage changes.

тока Id и может измен тьс  с изменением компенсирующего тока JK . Реактор этот  вл етс  одновременно измерительным и усилительным элементом регул тора.current Id and may vary with a compensating current JK. This reactor is at the same time the measuring and amplifying element of the regulator.

Через обмотку 6 пропускаетс  ток такой силы и такого направлени , чтобы он компенсировал магнитное действие тока Iд, величину которого .регул тор должен поддерживать неизменной.A current of such strength and direction is passed through the winding 6 so that it compensates for the magnetic effect of the current Id, the value of which the regulator must maintain unchanged.

При желании иметь другое значение тока 1,1 должна быть соответственно изменена и величина компенсирующего тока IK Таким образом ток компенсации JK выполн ет роль тока «уставки. Задава  величину этого тока, мы тем самым устанавливаем величину рабочего тока 1(1 , поддержишаемого регул тором .If you wish to have a different current value of 1.1, the compensation current IK must be changed accordingly. Thus, the compensation current JK plays the role of the setpoint current. Given the magnitude of this current, we thereby establish the magnitude of the operating current 1 (1, supported by the controller.

Индуктивное сопротивление катушки 3 зависит от того, проходит ли через магнитную систему регулирующего реактора посто нный магнитный поток, и от величины этого потока. При отсутствии посто нного потока (что соответствует равенству величин тока щины и ампервитков компенсационной обмотки ) индуктивное сопротивление катушки максимально, а ток, проход щий че|рез эту, катушку, а, следовательно , и выпр мл емый купроксами , минимален. Это видно из характеристики, приведённой на фиг. 3. С по влением посто нного потока и нарастанием его величины (что имеет место тогда, когда численное значение рабочего тока Ь начинает отличатьс  от численного значени  компенсирующих ампервитков ) ток через катущку 3, а следовательно , и выпр мленный ток i,,, начинают возрастать. При этом в схеме регул тора без обратной св зи не существенно: будет ли рабочий ток меньще или больше компенсирующих ампервитков. Характеристика регул тора, определ ема  по зависимости тока регулировани  от разностей ампервитков рабочего тока и тока компенсации, как показывает фиг. 3, получаетс  вполне симметричной.The inductive resistance of the coil 3 depends on whether the constant magnetic flux passes through the magnetic system of the regulating reactor and on the magnitude of this flux. In the absence of a constant flow (which corresponds to the equality of the current and amperages of the compensation winding), the inductive resistance of the coil is maximum, and the current passing through this coil, and, therefore, rectified by cuprox, is minimal. This is evident from the characteristic shown in FIG. 3. With the appearance of a constant flux and the increase in its magnitude (which occurs when the numerical value of the operating current b begins to differ from the numerical value of the compensating amps), the current through the coil 3, and hence the rectified current i ,,, begins to increase . In this case, in the regulator circuit without feedback, it is not essential: will the operating current be less or more than compensating amperages. The characteristic of the regulator, determined by the dependence of the regulation current on the differences between the working current vs and the compensation current, as shown in FIG. 3, it is quite symmetrical.

Воздейству  током регулировани  на исполнительный элемент, от которого непосредственно зависит величина рабочего тока L, мы тем самым получаем полный автоматизм процесса регулировани . Действительно , при вс ком отклонении значени  рабочего тока от значени , заданного током уставки ix , в описанной схеме регул тора автоматически мен етс  ток ip в исполнительном элементе (ток регули ровани ), чем достигаетс  восстановление (в границах точности действи  регул тора) прежнего значени  рабочего тока.By applying an adjustment current to the actuator, on which the magnitude of the operating current L, directly depends, we thereby obtain the complete automatism of the adjustment process. Indeed, with all the deviations of the operating current value from the value specified by the setpoint current ix, in the described controller circuit, the current ip in the actuator (control current) automatically changes, which results in the restoration (within the limits of the controller action accuracy) current.

Дл  стабилизации работы регул тора может быть непосредственно использовано напр жение, наводимое в компенсационной обмотке и  вл ющеес  первой производной по отнощению к колебани м регулируемого тока. Такой регул тор может быть применён дл  регулировани  тока, получаемого от генераторов (впрочем не только посто нного , но и переменного тока), а также от любой управл емой выпр мительной системы. В первом случае исполнительным элементом  вл етс  система возбуждени  генеpaTOipoB или возбудителей, во втором случае исполнительным элементом  вл етс  орган управлени  током выпр мительной системы, в частности сетки у электронных и ионных приборов.To stabilize the operation of the regulator, the voltage induced in the compensation winding and which is the first derivative with respect to the fluctuations of the controlled current can be directly used. Such a regulator can be used to regulate the current received from generators (not only direct but also alternating current), as well as from any controlled rectifier system. In the first case, the actuating element is the excitation system of a patoipoB or pathogens, in the second case, the actuating element is the current control organ of the rectifying system, in particular, the grid of electronic and ion devices.

Обмотка 3 переменного тока выполн етс  из двух параллельно включённых секций, сид щих на разных сердечниках магнитной системы . При таком исполнении регулирующего реактора переменный магнитный поток замыкаетс  по магнитному контуру, охватывающему только обмотки переменного тока , не затрагива  компенсирующей обмотки посто нного тока. Далее, в регул торе на сеаздечники, несущие обмотки переменного тока, насажены об гетки 5, включённые последовательно в цепь регулирующего тока. Это, так называемые, обмотки обратной св зи. Они включены таким образом, что при превыщении (рабочим током тска уставки обратна  св зь усиливает первоначальное намагничение, благодар  чему чувствительность регул тора , как это можно видеть из сравнени  правых ветвей кривых № 4 и Ль 3 на фиг. 3, повышаетс . Лева  ветвь характеристики при наличии обратной св зи идёт, наоборот , ниже левой ветви ха|рактеристики при отсутствии обратной св зи, что также  вл етс  благопри тным фактором (ом. ниже) при использовании регул тора дл  регулировани  тока ртутных выпр мителей . Встречное включение обмоток об|ратных св зей приводит к полной компенсации наведённых в них переменных э. д. с.The AC winding 3 is made up of two sections connected in parallel, sitting on different cores of the magnetic system. With this design of the regulating reactor, the alternating magnetic flux is closed along a magnetic circuit that covers only the alternating current winding, without affecting the compensating direct current winding. Further, in the regulator, on the axle carriers, carrying the alternating current windings, are mounted about 5, connected in series to the control current circuit. These are the so-called feedback windings. They are turned on in such a way that when they are exceeded (with the operating current of the setpoint, the feedback enhances the initial magnetization, due to which the sensitivity of the controller, as can be seen from a comparison of the right branches of curves 4 and Al 3 in Fig. 3, increases. Left branch characteristics in the presence of feedback, it goes, on the contrary, below the left branch of the characteristic in the absence of feedback, which is also a favorable factor (ohm below) when using a regulator to regulate the current of the mercury rectifiers. s windings of | martial bonding leads to full compensation of the induced in these variables emf...

Дл  дальнейшего повышени  крутизны правой ветви характеристик , т. е. дл  дальнейшего повышени  чувствительности, и одновременно дл  снижени  крутизны левой ветви характеристик, в электрическую схему регул тора введены ешё конденсаторы Ci и С2, включённые в схему, как показано на фиг. 2. Изменени  харакгеристик , даваемые конденсаторами, показывают кривые № 2 и № 1 на фиг. 3.To further increase the steepness of the right branch of the characteristics, i.e., to further increase the sensitivity, and at the same time to reduce the steepness of the left branch of the characteristics, even more capacitors Ci and C2 are included in the circuit, as shown in FIG. 2. The changes in the characteristics given by the capacitors show the curves No. 2 and No. 1 in FIG. 3

Практически выполненный регулирующий реактор, как показывает фиг. 1, имеет кроме трёх сердечников , несуших обмотки, ешё один сердечник, не несущий обмоток и выполн ющий роль магнитного шунта. Назначение шунта - обеспечить минимальный наклон характе (ристик при переходе на участок насыщени . Дл  ослаблени  пульсации тока в цепи регулировани  предусмотрен сглаживающий реактор СД.An almost completed control reactor, as shown in FIG. 1, has, in addition to three cores, unwound windings, another core, which does not carry windings and acts as a magnetic shunt. The purpose of the shunt is to ensure a minimum slope of the characteristics (the risk at the transition to the saturation section. To reduce the ripple of the current in the control circuit, a smoothing LED reactor is provided.

Подобный регул тор может быть применён дл  регулировани  TOKS мощных ртутных выпр мителей с током 4000-5000 ампер в единице. На фиг. 4 приведена полна  принципиальна  схема такого регулирующего устройства.Such a regulator can be used to adjust the TOKS of high-power mercury rectifiers with a current of 4,000 to 5,000 amperes per unit. FIG. 4 is a complete schematic diagram of such a regulating device.

Дл  питани  цепи сеток у выпр мителей РВ применены пик-трансформаторы 8, дополнительно снабжённые , помимо первичной обмотки 10 и вторичной 9, двум  обмотками: обмоткой подмагничивани  11 и: стабилизирующей обмоткой 12. Обмотки подмагничивани  всех шести пик-т1рансформаторов включеныPeak transformers 8, additionally equipped, in addition to the primary winding 10 and secondary 9, with two windings: a bias winding 11 and: a stabilizing winding 12 of the bias windings of all six peak-to-1 transformers are included to power the grid of grids.

последовательно в цепь тока регулировани , а последовательно соединённые между собой стабилизируюшие обмотки включены параллельно компенсационной обмотке. Ток регулировани , проход  по подмагничивающим обмоткам пиктрансформаторов , смешает по фазе вторичное напр жение этих трансформаторов или, что то же, се точное напр жение выпр мителей, и тем самым мен ет ток выпр мителей . Надлежащее изменение тока достигнуто подбором приведенные выше характеристик. Через стабилизирующие обмотки проходит ток, изменение во времени которого определ етс  11роизводной от изменений рабочего тока. Этим достигаетс  устойчива  работа регул тора без заметных качаний.in series in the control circuit, and the stabilizing windings connected in series with each other are connected in parallel to the compensation winding. The control current, the passage through the biasing windings of the pictransformers, mixes in phase the secondary voltage of these transformers or, what is the same, the exact voltage of the rectifiers, and thus changes the rectifier current. The proper change in current is achieved by fitting the above characteristics. A current passes through the stabilizing windings, the time change of which is determined by the derivative of the operating current. This is achieved stable operation of the controller without noticeable swings.

Дл  возможности включени  компенсационных обмоток р да регул торов последовательно с одновременной возможностью мен ть ток уставки каждого регул тора независимо от причин, реостаты 7 уставки выполнены с шунтами и двум  р дами контактов так, что при перемещении ползушки изменение тока в одной из ветвей не вызывает изменений тока в неразветвлённой части реостата.To enable compensation windings of a number of regulators in series with the simultaneous ability to change the setpoint current of each regulator, regardless of causes, the setpoint rheostats 7 are made with shunts and two rows of contacts so that when the slider is moved, the change in current in one of the branches does not cause current in the unbranched part of the rheostat.

Преимущества описанного регул тора перед известными типами электромагнитных регул торов заключаетс , по мнению изобретателей , в следующем:The advantages of the described controller over the known types of electromagnetic regulators are, according to the inventors, as follows:

1.Данный регул тор реагирует непосредственно на величину посто нного тока.1.This controller responds directly to the amount of direct current.

2.Величина регулируемого тока у данного регул тора ничем не ограничена и может достигать нескольких дес тков и даже сотен тыс ч ампер.2. The magnitude of the controlled current of this controller is not limited by anything and can reach several tens or even hundreds of thousands of amperes.

3.Врем  действи  регул тора, не имеющего никаких промежуточных механических звеньев, определ етс  только собственным временем действи  регул тора, исчисл емым сотыми и дес тыми дол ми секунды , что определ ет данный регул тор , как быстродействующий.3. The time of action of the regulator, which does not have any intermediate mechanical links, is determined only by its own time of action of the regulator, calculated in hundredths and tenths of a second, which determines this regulator as a fast-acting one.

4.Регул тор обладает простым устройством, не имеет изнашивающихс  частей, ие требует регул рHoro ухода и обладает посто нством характеристики.4. The regulator has a simple device, has no wearing parts, does not require the regulation of care, and has a constant characteristic.

5. В данном регул торе ток исполнительного органа может быть контролируем по прибору на ш,ите управлени . Дл  ртутных выпр мителей , у которых углы регулировани  оказываютс  пропорциональными току регулировани , это преимущество  вл етс  особенно существенным .5. In this controller, the current of the executive body can be controlled by the instrument on the w, control. For mercury rectifiers, in which the control angles are proportional to the control current, this advantage is particularly significant.

Предмет изобретени Subject invention

Claims (5)

1. Быстродействующий электромагнитный регул тор посто нного тока с магнитопроводом, окружающим проводник с регулируемым током и несущим рабочую обмотку переменного тока, включённую в цепь исполнительного элемента, отличающийс  тем, что рабоча  обмотка составлена из двух параллельно включённых секций, расположенных на двух параллельных сердечниках магнитопровода, на которых расположены последовательно включённые секции обмотки обратной св зи, обтекаемые выпр мленным током исполнительного механизма.1. A high-speed electromagnetic regulator of direct current with a magnetic circuit surrounding a conductor with an adjustable current and carrying an alternating current operating winding connected to an actuator circuit, characterized in that the operating winding is composed of two parallel-connected sections located on two parallel cores of the magnetic core, On which are located the series-connected sections of the feedback winding, streamlined by the rectified current of the actuator. 2.OqpMa выполнени  регул тора по п. 1, отличающа с  тем, что на третий керн магнитопровода наложена компенсационна  обмотка посто нного тока, служаща  дл  задавани  уставки регул тора.2.OqpMa of making the regulator according to claim 1, characterized in that a compensating winding of a direct current is applied to the third core of the magnetic core, which serves to set the setpoint of the regulator. 3.Форма выполнени  регул тора по п. п. 1 и 2, отличающа с  тем. что магнитопровод снабжён магнитным щунтом.3. The form of implementation of the regulator according to claims 1 and 2, characterized in that. that the magnetic circuit is provided with a magnetic shunt. 4.Форма выполнени  регул тора по п. п. 1-3, отличающа с  тем, ЧТО параллельно рабочей обмотке включена ёмкость дл  компенсации реактивного тока обмотки .4. The form of implementation of the regulator according to claim 1-3, characterized in that a capacitance is connected in parallel with the working winding to compensate for the reactive current of the winding. 5.Форма выполнени  регул тора по п. п. 1 -4, отличающа с  тем, что между средней точкой одной из секций рабочей обмотки и соответствующим полюсом источника переменного тока включена ёмкость дл  увеличени  диапазона изменени  тока исполнительного элемента.5. The form of the regulator according to claim 1-4, characterized in that between the midpoint of one of the sections of the working winding and the corresponding pole of the AC power source is included a capacitance to increase the range of variation of the current of the actuating element. 4- four- Фиг . 2 -сРС-да- fSffO. FIG. 2 -СРС-yes- fSffO. Фиг. 3 ..у. .Я V-..- ---Л УГ / -- / - :,5 r3JJ 1S.. - , - --№63848FIG. 3 .. o. .I V -..- --- L UG / - / -:, 5 r3JJ 1S .. -, - --№63848 - 6 Фиг . 4- 6 FIG. four