Резонансные регуляторы яркости РН-45 и РН-12

Регуляторы яркости РН-45 и РН-12 используются в системе "Свеча-2". Основным узлом, осуществлявшим стабилизацию тока в цепи нагрузки при изменении величины сопротивления нагрузки, в этих регуляторах является резонансный мост, принципиальная схема которого показана на рис.&.

Рис. ? Регулятор яркости с резонансным мостом.

Резонансный мост состоит из двух дросселей, имеющих равную индуктивность L, и двух конденсаторов, имеющих также одинаковую емкость С.

Величины индуктивности и емкости рассчитываются из условия

ωL=1/ωC

Для уравновешенного моста, то есть когда С, ток нагрузки.

I_H = U_ВХּωּС = U_ВХ/ωּL

Этот ток при постоянных значениях входного напряжения U_ВХ индуктивности L и емкости С является величиной постоянной и не зависит от сопротивления нагрузки.

Мощность же, потребляемая из сети, и мощность выходной цепи будет увеличиваться с увеличением сопротивления нагрузки (числа огней). В первичной цепи в этом случае увеличивается сила тока, а в выходной цепи увеличивается напряжение (причем пропорционально сопротивлению нагрузки Z_Н).

При коротком замыкании в цепи нагрузки Z_Н = 0, U_вых= 0. а при разрыве в цепи нагрузки (Z_Н = ∞) напряжение на выходе моста может достигать бесконечности, так как

U_Н=I_НּZ_H = U_ВЫХ ωּСּZ_H. (*)

Таким образом, выходная цепь резонансного моста не боится короткого замыкания и не допускает разрывов в своей цепи, то есть обладает противоположными свойствами по сравнению с обычными мостами.

Чтобы избегать чрезмерного повышения напряжения при обрыве в цепи нагрузки, выходная диагональ подключается к нагрузке через специальный изолирующий (выходной) трансформатор ТРизол. Коэффициент трансформации этого трансформатора обычно равен единице. В этом случае при обрывах в цепи нагрузки выходная диагональ резонансного моста остается замкнутой на первичную обмотку изолирующего трансформатора, а величина тока в выходной диагонали моста равна току холостого хода трансформатора. Наступающее при этом магнитное насыщение в изолирующем трансформаторе ограничивает напряжение на выходе моста.

Из выражения (*) следует, что для уменьшения величины емкости моста необходимо повышать входное напряжение моста. Это осуществляется при помощи регулирующего трансформатора ТРрег.

При подключении сетевого напряжения Uсети к клемме 4 (рис.&) регулирующего трансформатора на резонансный мост подается наибольшее U_ВХ, в выходной цепи течет номинальный ток, лампы огней горят при номинальном напряжении на полную яркость. При подключения сетевого напряжения 220-380 вольт к другим клеммам ТРрег выходное напряжение понизится, ток в цепи нагрузки уменьшится (I_H = U_ВХּωּС) и, следовательно, лампы будут гореть под меньшим напряжением менее ярко.

Таким образом, регулировать ток нагрузки можно изменением величины напряжения Uвх источника питания резонансного моста, что на практике осуществляется применением регулирующего трансформатора.

В применяемых на практике регуляторах яркости имеются еще коммутационная, контрольная и защитная аппаратура, устройства дистанционного управления.

Регулятор яркости РН-45 рассчитан на номинальную выходную мощность 45 кВА и четыре ступени выходного тока, соответствующих 100, 15, 2 и 0,3 % яркости, а регулятор яркости РН-12 - на выходную мощность 12 кВА и три ступени яркости (100, 30 и 10 %).

Регуляторы яркости устанавливаются в отдельных помещениях трансформаторных подстанций, питающих светосигнальные средства посадки. Для защиты от режима холостого хода предусмотрена специальная защита, состоящая из трансформатора тока, включенного в выходную цепь, и реле мгновенного действия, включенного во вторичную обмотку трансформатора тока. Защита отключает цепь питания регулирующего трансформатора.