АВАРИЙНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОМПЕНСАЦИЕЙ Российский патент 2003 года по МПК H02P9/14 

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей, в частности к генераторным установкам двигателей внутреннего сгорания.

Известен аварийный регулятор напряжения, обеспечивающий улучшение пусковых условий двигателя (заявка 95100473/07. Бюл. 33, 27.11.96), содержащий генератор, включающий обмотку возбуждения, первая и вторая выходные клеммы которого соединены через измеритель тока и аккумуляторную батарею, минусовая клемма которого соединена с общей шиной, которая соединена через обмотку возбуждения генератора с его четвертой выходной клеммой, соединена через выключатель зажигания с плюсовой клеммой источника напряжения и через первый подстроечный резистор с первой клеммой первой управляющей обмотки первого геркона, вторую управляющую обмотку первого геркона, первая клемма которой соединена через конденсатор с общей шиной, соединенную последовательно с первым герконом и регулятором напряжения, второй геркон, соединенные последовательно второй подстроечный резистор, управляющую обмотку второго геркона, вторая клемма которой соединена с общей шиной, причем первая клемма второго подстроечного резистора и вторая клемма второго геркона соединены соответственно с третьей и четвертой, которая соединена с первой клеммой второй управляющей обмотки первым герконом, выходными клеммами генератора, вторая клемма второго геркона соединена с выходной клеммой регулятора напряжения, а вторая клемма первой управляющей обмотки первого геркона соединена с общей шиной, две отключающие обмотки, воздействующие соответственно на контакты первого и второго геркона и подключенные первыми своими клеммами через вторую пару контактов выключателя зажигания к первому выводу генератора, а вторыми своими клеммами - к общей шине.

Описанное устройство не обеспечивает коррекцию регулируемого напряжения на аварийных режимах в зависимости от температуры окружающей среды, что отрицательно сказывается на работе аккумуляторной батареи и ее сроке службы.

Настоящее изобретение направлено на расширение функциональных возможностей аварийного регулятора напряжения.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в аварийный регулятор напряжения дополнительно введены дополнительные обмотки управления первым и вторым герконами и биметаллический выключатель, при этом дополнительные обмотки управления герконами включены последовательно с биметаллическим выключателем и вместе с ним параллельно второй управляющей обмотке вторым герконом.

На фиг.1 покачана схема аварийного регулятора напряжения с температурной компенсацией.

Аварийный регулятор напряжения с температурной компенсацией содержит генератор 1, включающий обмотку возбуждения, первая и вторая выходные клеммы которого соединены через измеритель тока 2 и аккумуляторную батарею 3, минусовая клемма которой соединена с общей шиной, третья выходная клемма генератора 1, которая соединена через обмотку возбуждения генератора 1 с его четвертой выходной клеммой, соединена через выключатель зажигания 4 и измеритель тока 2 с плюсовой клеммой аккумуляторной батареи 3 и через первый подстроечный резистор 5 с первой клеммой управляющей обмотки 6 первым герконом 7, второй геркон 8, первую управляющую обмотку 9 вторым герконом 8, первая клемма которой соединена через конденсатор 10 с общей шиной, соединенную последовательно с первым герконом 7 и регулятором напряжения 11, соединенные последовательно второй подстроечный резистор 12, вторую управляющую обмотку 13 вторым герконом 8, вторая клемма которой соединена с общей шиной и первой клеммой второго геркона 8, причем первая клемма второго подстроечного резистора 12 и вторая клемма второго геркона 8 соединены соответственно с третьей и четвертой клеммами генератора 1, а четвертая клемма упомянутого генератора соединена с первой клеммой первой управляющей обмотки вторым герконом 8, вторая клемма первого геркона 7 соединена с выходной клеммой регулятора напряжения 11, а вторая клемма управляющей обмотки 6 первым герконом 7 соединена с общей шиной, первую 14 и вторую 15 отключающие обмотки, воздействующие соответственно на контакты первого 7 и второго 8 герконов и подключенные первыми своими клеммами через вторую пару контактов выключателя зажигания 4 к первому выводу генератора 1, а вторыми своими клеммами к общей шине, дополнительную обмотку 16 управления вторым герконом 8, биметаллический выключатель 17 и дополнительную обмотку 18 управления первым герконом 7, причем дополнительные обмотки управления 16, 18 первым 7 и вторым 8 герконами включены параллельно между собой и последовательно с биметаллическим выключателем 17 и вместе с ним параллельно управляющей обмотке 13 вторым герконом 8.

Аварийный регулятор напряжения с температурной компенсацией работает следующим образом.

В момент пуска двигателя стартером (выключатель зажигания 4 включен в положение "б", ток от аккумуляторной батареи 3 подастся в цепь системы пуска, на первую 14 и вторую 15 отключающие обмотки и управляющие обмотки 6, 9, 13. При этом на контакт первого геркона 7 воздействуют магнитодвижущие силы (МДС), образованные токами первой отключающей обмотки 14 и управляющей обмотки 6 первым герконом 7, а на контакты второго геркона 8 - второй отключающей обмотки 15 и второй управляющей обмотки 13 вторым герконом 8. Под действием МДС упомянутых обмоток контакты герконов 7 и 8 размыкаются и прерывают ток обмотки возбуждения генератора 1, тем самым уменьшая сопротивление при проворачивании коленчатого вала двигателя со стороны генератора 1, а следовательно, и ток, отдаваемый аккумуляторной батареи 3. После пуска двигателя выключатель зажигания 4 переводится в положение "а". Контакты второго геркона 8 остаются разомкнутыми под действием МДС, образованной токами первой 9 и второй 13 управляющих обмоток вторым герконом 8, а контакты первого геркона 7 замыкаются, так как МДС, образованная током управляющей обмотки 6 первым герконом 7, меньше МДС отпускания контактов первого геркона 7. Заданный уровень напряжения в бортовой сети поддерживается регулятором напряжения 11. В случае выхода из строя упомянутого регулятора напряжения 11 возможно два режима работы аварийного регулятора напряжения с температурной компенсацией.

Первый режим - ток обмотки возбуждения не ограничивается регулятором напряжения 11, т.е. регулятор напряжения 11 всегда пропускает ток через свой коммутирующий элемент независимо от напряжения генератора 1, что приводит к существенному повышению напряжения в бортовой сети.

Когда напряжение бортовой сети несколько превысит уровень, поддерживаемый регулятором напряжения 11, контакты первого геркона 7 под действием магнитодвижущей силы, создаваемой током управляющей обмотки 6 первым герконом 7, разомкнуться и ток через первую управляющую обмотку 9 вторым герконом 8 прекратится. Контакты первого геркона 7 останутся разомкнутыми, т.к. напряжение в сети останется несколько выше уровня, поддерживаемого регулятором напряжения 11. Ток через обмотку управления 6 первым герконом 7 велик, и магнитодвижущая сила достаточна для удержания контактов первого геркона 7 в разомкнутом состоянии. После размыкания контактов второго геркона 8 прекращается ток через обмотку возбуждения генератора 1, что приведет к снижению напряжения в бортовой сети, ослаблению МДС, образованной током второй управляющей обмотки 13 вторым герконом 8 и замыканию контактов второго геркона 8, в результате чего через обмотку возбуждения вновь начнет протекать ток и увеличится напряжение генератора. Процесс повторится с необходимой частотой, и напряжение в бортовой сети будет поддерживаться на требуемом уровне несколько выше напряжения, поддерживаемого регулятором напряжения 11.

Второй режим: отсутствует ток возбуждения, т.е. силовой элемент регулятора напряжения 11 ток через себя не пропускает и генератор не возбуждается. Отсутствует ток в первой управляющей обмотке 9 вторым герконом 8.

В этом случае при включенном выключателе зажигания 4 и работающем двигателе через обмотку возбуждения, замкнутые контакты второго геркона 8 начинает протекать ток. Также ток протекает по второй управляющей обмотке 13 вторым герконом 8 через второй подстроечный резистор 12. Так как второй геркон 8 управляется только одной второй управляющей обмоткой 13 вторым герконом 8, то его контакты остаются замкнутыми. Наличие тока возбуждения вызывает увеличение напряжения генератора 1, и, когда напряжение генератора 1 достигает требуемого значения, контакты под действием магнитодвижущей силы второй управляющей обмотки 13 вторым герконом 8 размыкаются, что приводит к прекращению тока возбуждения, уменьшению напряжения генератора 1 и очередному размыканию контактов второго геркона 8.

Далее описанный процесс повторяется, поддерживая напряжение генератора на требуемом уровне.

В случае, если при работе на аварийных режимах температура окружающей среды существенно возрастает, то увеличивается и температура второй управляющей обмотки 13 вторым герконом 8, что приведет к увеличению ее сопротивления, снижению тока, проходящего через нее, уменьшению магнитодвижущей силы, образованной этим током, и, как следствие, к размыканию контактов второго геркона при больших значениях напряжения в бортовой сети. Одновременно будет происходить нагрев биметаллических контактов 17, которые под действием повышенной температуры замкнутся и подключат дополнительные обмотки 16 и 18 к бортовой сети. Через замкнутые биметаллические контакты 17 и дополнительные обмотки 16 и 18 пойдет ток, образующий магнитодвижущие силы, воздействующие соответственно на контакты второго 8 и первого 7 герконов.

Таким образом, на контакты второго геркона 8 будет воздействовать суммарная магнитодвижущая сила, образованная токами второй управляющей обмотки 13 и дополнительной обмотки 16, а на контакты первого геркона 7 суммарная магнитодвижущая сила, образованная токами управляющей обмотки 6 и дополнительной обмотки 18 управления первым герконом 7. При этом контакты второго геркона 8 будут размыкаться при меньшем значении напряжения в бортовой сети, обеспечив благоприятные условия работы аккумуляторной батареи, а контакты первого геркона 7 останутся разомкнутыми. Когда температура окружающей среды понизится, понизится температура биметаллических контактов 17 и они разомкнутся, отключив дополнительные управляющие обмотки. Однако температура второй управляющей обмотки 13 вторым герконом 8 также понизится, следовательно, сила тока, проходящего через нее, возрастет, возрастет образованная этим током магнитодвижущая сила, и контакты второго геркона 8 обеспечат размыкание цепи обмотки возбуждения генератора 1 при заданном значении напряжения.

Таким образом, при повышении температуры окружающей среды напряжение, поддерживаемое аварийным регулятором напряжения с температурной компенсацией, будет понижаться, что приведет к улучшению режимов работы аккумуляторной батареи и свидетельствует о расширении функциональных возможностей прототипа.

Предложенное устройство содержит известные элементы, функционирующие в характерных для них режимах, что свидетельствует об удовлетворении критерию "промышленная применимость".

Источники информации
1. Заявка 95100473/07 - аварийный регулятор напряжения, обеспечивающий улучшение пусковых условий двигателя. Бюл. 33, 27.11.96 (прототип).

Изобретение относится к оборудованию автомобилей и содержит генератор, включающий обмотку возбуждения, первая и вторая выходные клеммы которого соединены через измеритель тока и аккумуляторную батарею, минусовая клемма которой соединена с общей шиной. Третья выходная клемма генератора соединена через обмотку возбуждения генератора с его четвертой выходной клеммой и соединена через выключатель зажигания и измеритель тока с плюсовой клеммой аккумуляторной батареи и через первый подстроечный резистор с первой клеммой управляющей обмотки первого геркона. Устройство содержит также второй геркон, первую управляющую обмотку вторым герконом, первая клемма которой соединена через конденсатор с общей шиной, соединенной последовательно с первым герконом и регулятором напряжения; кроме того, соединенные последовательно второй подстроечный резистор, вторую управляющую обмотку вторым герконом, вторая клемма которой соединена с общей шиной и первой клеммой второго геркона. Первая клемма второго подстроечного резистора и вторая клемма второго геркона соединены соответственно с третьей и четвертой клеммами генератора. Четвертая клемма генератора соединена с первой клеммой первой управляющей обмотки вторым герконом, вторая клемма первого геркона - с выходной клеммой регулятора напряжения, а вторая клемма управляющей обмотки первым герконом - с общей шиной. Регулятор содержит первую и вторую отключающие обмотки, воздействующие соответственно на контакты первого и второго герконов и подключенные первыми своими клеммами через вторую пару контактов выключателя зажигания к первому выводу генератора, а вторыми своими клеммами к общей шине. В регулятор дополнительно введены дополнительная обмотка управления вторым герконом, биметаллический выключатель и дополнительная обмотка управления первым герконом. Дополнительные обмотки управления первым и вторым герконами включены параллельно между собой и последовательно с биметаллическим выключателем и вместе с ним параллельно управляющей обмотке вторым герконом. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 1 ил.

Аварийный регулятор напряжения с температурной компенсацией, содержащий генератор, включающий обмотку возбуждения, первая и вторая выходные клеммы которого соединены через измеритель тока и аккумуляторную батарею, минусовая клемма которой соединена с общей шиной, третью выходную клемму генератора, соединенную через обмотку возбуждения генератора с его четвертой выходной клеммой, через выключатель зажигания и измеритель тока с плюсовой клеммой аккумуляторной батареи, а через подстроечный резистор с первой клеммой управляющей обмотки первого геркона, второй геркон, первую управляющую обмотку вторым герконом, первая клемма которой соединена через конденсатор с общей шиной, первая управляющая обмотка второго геркона соединена последовательно с первым герконом и регулятором напряжения, соединенные последовательно второй подстроечный резистор, вторую управляющую обмотку вторым герконом, вторая клемма которой соединена с общей шиной и первой клеммой второго геркона, причем первая клемма второго подстроечного резистора и вторая клемма второго геркона соединены соответственно с третьей и четвертой клеммами генератора, причем четвертая клемма генератора соединена с первой клеммой первой управляющей обмотки вторым герконом, вторая клемма первого геркона - с выходной клеммой регулятора напряжения, а вторая клемма управляющей обмотки первым герконом - с общей шиной, первую и вторую отключающие обмотки, воздействующие соответственно на контакты первого и второго герконов и подключенные первыми своими клеммами через вторую пару контактов выключателя зажигания к первой выходной клемме генератора, а вторыми своими клеммами к общей шине, отличающийся тем, что введены дополнительная обмотка управления вторым герконом, биметаллический выключатель и дополнительная обмотка управления первым герконом, причем дополнительные обмотки управления первым и вторым герконами включены параллельно между собой и последовательно с биметаллическим выключателем, образованная при этом последовательная цепь включена параллельно управляющей обмотке вторым герконом.