б) Стабилизация напряжения самолетных генераторов

Якори самолетных генераторов постоянного тока жестко связаны (непосредственно или через редукторы) с валами самолетных двигателей. Различная скорость вращения самолетных двигателей приводит к различному напряжению на щетках генераторов, если не предусмотреть специальную систему стабилизации напряжения генератора.

На рис. 7-9 приведена схема стабилизации напряжения самолетного генератора постоянного тока с угольным регулятором. Угольный регулятор представляет собой столбик из угольных шайб, сжатых пружиной. Натяжение пружины и сжатие угольного столба изменяются с помощью электромагнита.

Рис. 7-9. Принципиальная (а) и структурная (б) схемы регулирования напряжения самолетного генератора постоянного тока.

Обмотка электромагнита подключена к щеткам генератора, а угольный столб включен последовательно с обмоткой возбуждения и вместе с ней также подключен к щеткам генератора. Сопротивление угольного столба меняется в зависимости от величины сжатия. Как видно из схемы рис. 7-9,а, с помощью электромагнита можно изменять сжатие и сопротивление столба, а следовательно, и ток возбуждения и напряжения (на щетках генератора. Пусть, например, в результате падения скорости вращения или возрастания нагрузки напряжение генератора упало. Уменьшение напряжения приведет к снижению силы электромагнита, к сжатию угольного столба пружиной, возрастанию тока возбуждения и в результате — к восстановлению прежнего значения напряжения (с определенной точностью). При повышении напряжения описанный процесс пойдет в обратном направлении и опять приведет к восстановлению заданного значения напряжения. Заданное значение (уровень) напряжения можно изменить с помощью реостата, включенного последовательно с обмоткой возбуждения.

Изображенный на схеме рис. 7-9,а регулятор снабжен изодромной обратной связью. Изодромная связь реализуется с помощью стабилизирующего трансформатора, имеющего передаточную функцию

где - индуктивность и сопротивление первичной обмотки трансформатора; число витков первичной и вторичной обмоток.

Первичной обмоткой трансформатор включен на вводы обмотки возбуждения, вторичная обмотка включена последовательно с обмоткой электромагнита регулятора.

Структурная схема регулятора приведена на рис. 7-9, б. Угольный столб с электромагнитом представлен в виде колебательного звена. После линеаризации уравнений динамические свойства генератора обычно с достаточной точностью аппроксимируются инерционным звеном. Линеаризованные уравнения регулятора и генератора составляются для определенного значения напряжения При этом . Возмущение приведено к выходу объекта. Оно выражает собой приращение напряжения генератора (без регулятора) при изменении оборотов двигателя и при изменении нагрузки генератора. Передаточная функция для возмущения совпадает с передаточной функцией для ошибки