В основе действия РУН лежит свойство столбика, составленного из угольных шайб, изменять свое электрическое сопротивление при изменении давления на него. Столбики составляются из 40…200 шайб толщиной 0,5...1 мм. Практический диапазон изменения сопротивления угольного столбика составляет 0,4…100 Ом.
Угольный регулятор напряжения состоит из следующих частей (рис. 1): угольного столбика УС; электромагнита ЭМ с обмоткой О и подвижным якорем Я, с которым жестко скреплен рычаг Р, давящий на угольный столбик; пружины П, обеспечивающей нужную связь между положением якоря электромагнита и степенью сжатия угольного столбика; воздушного демпфера Д для сглаживания движения рычага.
Рисунок 1 – Устройство угольного регулятора напряжения
Обмотка электромагнита присоединяется параллельно цепи, напряжение которой необходимо стабилизировать, а угольный столбик включается последовательно в цепь источника питания (рис. 2).
Рисунок 2 – Схема включения регулятора напряжения
Для стабилизации выходного напряжения Uвых было не ниже Uвых + Uус.min , где Uус.min – минимальное падение напряжения на угольном столбике. Последовательно с обмоткой электромагнита включен реостат Rд, меняя сопротивление которого, можно устанавливать необходимые пределы регулирования Uвых.
Стабилизация напряжения осуществляется РУН следующим образом. При увеличении выходного напряжения вследствие, например, уменьшения тока нагрузки или увеличения входного напряжения, ток в обмотке электромагнита возрастает. Сила притяжения, действующая на якорь, возрастает, рычаг поворачивается и уменьшает сжатие угольных шайб, сопротивление угольного столбика увеличивается и растет падение напряжения на нем, благодаря чему выходное напряжение уменьшается до прежней величины. Аналогично происходит регулирование при уменьшении выходного напряжения из-за роста тока нагрузки или уменьшения входного напряжения.
Одним из основных параметров РУН является коэффициент стабилизации
kст = ,
где
Uвх,
Uвых - соответственно изменение
входного и выходного напряжений.
Угольные регуляторы напряжения, применяемые в устройствах питания аппаратуры связи, монтируются на стойках автоматического регулирования напряжения (САРН), которые устанавливаются в линейно-аппаратном зале. В зависимости от типа САРН на них имеется различное количество РУН для питания накальных и анодных цепей аппаратуры.
У накальных РУН выходное напряжение может изменяться в пределах 20,6…21,8 В при колебаниях входного напряжения от 23 до 36 В, ток нагрузки составляет 5…35 А, минимальное падение напряжения на столбике 2,1 В, ток, потребляемый катушкой электромагнита,- 0,75 А.
У анодных РУН выходное напряжение находится в диапазоне 200…212 В при изменении входного напряжения от 207 до 300 В, ток нагрузки - 0,5…3,5 А, минимальное падение напряжения на столбике 7 В, ток электромагнита - 0,15 А.
Недостатки угольных регуляторов - громоздкость, инерционность действия, сравнительно невысокая точность стабилизации, низкий КПД. Поэтому РУН в последнее время вытесняются полупроводниковыми стабилизаторами, которые не имеют перечисленных недостатков.
2. Оборудование и приборы
1. Лабораторный макет для исследования угольного регулятора напряжения, принципиальная схема которого приведена на рис. З.
Рисунок 3 – Схема исследование угольного регулятора напряжения
С помочью тумблера Тб1 вольтметр V1.2 подключается либо ко входу (положение1), либо к угольному столбику (положении 2).
2. Регулируемый выпрямитель ВСА.
3. Порядок выполнения работы
1. Подключить ко входу макета выпрямитель ВСА, тумблер Тб2 - в положение 1. Движок реостата Rн, рукоятку регулятора напряжения ВСА установить в положения, соответствующие минимальному току и напряжению. Включить БСА в сеть переменного тока.
2. Установить выходное напряжение ВСА 70 В. Реостатом установить ток нагрузки Iн = 0,4 А. Рукояткой ВСА уменьшать напряжение до нуля ступенями через каждые 10 В. Показания приборов записать в таблицу следующей формы:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.