Автономная система энергоснабжения Советский патент 1983 года по МПК H02P9/30 

VI

О Изобретение относится к электротехнике и может быть использована в автономных системах 5нергоснабжения, преимущественно для энергосистем, применяемых на автомобилях. Известны автономные системы энер госнабжения, содержащие генератор, выпрямитель, аккумуляторную батарею регулятор напряжения и узел защиты от перенапряжений 1. Недостатком этой энергосистемы является то, что узел защиты функци онально срабатывает через регулятор напряжения, поэтому не может защищать энергосистему при выходе из строя самого регулятора. Известна другая автономная энергосистема, которая содержит те же функциональные узлы, но узел защиты выполнен отдельно и воздействует не посредственно на обмотку возбуждения 2. Недостат ом этой энергосистемы является то, что защита не воздейст вует на выходную обмотку генератора являющуюся также источником перенап ряжений, поэтому она недостаточно .эффективна На йболее близким техническим решением к изобретению является автономная система энергоснабжения, содержащая генератор переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с выведеным нулем, а фазные выводы якорных.обмоток через выпрямитель подключены к аккумулятор ной батарее, выводы которой образую плюсовую и минусовую щины питания, системы энергоснабжения, ре гулятор напряжения, через выходной транзистор которого один из выводов обмотки возбуждения генератора соединен с минусом, а входной резистив ный делитель напряжения регулятора крайними выводами соединен с плюсовой и минусовой шинами питания, причем между средней точкой резисти ного делителя напряжения и минусом включен конденсатор фильтра, а также узел защиты от перенапряжений, i выполненный в виде тиристора, анод которого соединен с выводом нуля якорнБК обмоток генератора,а катод тиристора связан с минусом эпергосис темы,причем.анод тиристора через пос ледовательно включенные стабилитрон и резистор соединен с управляющим электродом тиристора, а. к общей точ ке соединения анода стабилитрона и резистора подключен анод диода 3- , Недостатком известной энергосистемы является то, что при отказе регулятора, например, при пробое выходного транзистора, т.е. при замыкании его коллекторно-эмиттерной цепи, тиристор включается, однако цепь обмотки возбуждения не отключается И не шунтируется, т.е. генератор не развозбуждается сразу при включении тиристора, при .этом тиристор пере. - гружается, возможно превышение регулируемого напряжения сверх обычного регулируемого уровня, что опасно для потребителей и аккумуляторной батареи, кроме того, при кратковременных импульсных перенапряжениях стабилитрон пробивается и тиристор включается, для возврата схемы в исходное состояние необходимо остановить двигатель и генератор, после чего запустить установку снова . Включение тиристора при случайных кратковременных импульсах перенапряжений усложняет эксплуатацию, а возможность его перегрузки уменьшает надежность системы. Целью изобретения является повышение надежности. Поставленная цель достигается тем что в автономной системе энергоснабжения, содержащей генератор переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с выведенным нулем а фазные выводы якорных обмоток через выпрямитель подключены к аккумуляторной батарее, выводы которой образуют плюсовую и минусовую шины питания энергосистемы, регулятор напряжения, через выходной транзистор которого один из выводов обмотки возбуждения генератора соединен с минусовой шиной питания энергосистемы, а входной резистивный делитель напряжения крайними выводами соединен с плюсовой и минусовой шинами питания, причем между средней точкой резистивного делителя напряжения и минусовой шиной питания включен конденсатор фильтра и узел защиты от перенапряжений, выполненный в виде тиристора, анод которого соединен с выводом нуля якорных обмото к генератора, а катод тиристора связан с минусовой шиной питания энергосистемы, причем анод тиристора через последовательно включенные стабилитрон и резистор соединен-с управляющим электродом тиристора, а к общей точке соединения анода стабилитрона и резистора подключен анод диода, катод диода подключен к точке соединения конденсатора фильтра и средней точки резистивного делителя напряжения, а второй вывод обмотки возбуждения генератора подключен к аноду тиристора узла защиты от пере напряжений. На чертеже приведена принципиальная схема автономной системы энергоснабжения. Автономная система энергоснабжения содержит генератор 1 переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с выведенным нулем, а фазные выводы якорных обмоток через выпрямитель 2 подключены к аккумуляторной батарее 3, выводы которой 6 образуют плюсовую и минусовую шины питания энергосистемы, один из выводов обмотки 4 возбуждения через выходной транзистор 5 регулятора напряжения соединен с минусовой шиной питания энергосистемы. Регулятор нап ряжения состоит из вспомогательного транзистора б, управляющего транзистора 7, база которого через стабилитрон 8 соединена с регулировочным выводом, входного резистивного делителя напряжения, состоящегр из резисторов 9 , 10 и 11. Резистивный делитель напряжения крайними выводами соединен с, плюсовой и минусовой шинами питания энергосистемы. Между средней точкой резистивного делителя напряжения и минусом включен конденсатор 12 фильтра. Кроме того в состав ругулятора напряжения входят резисторы 13 и 14,. образующие положительнуй обратную связь, согласующий диод 15, токоограничивающий резистор 16 и диод 17 гашения ЭДС самоиндукции. .Узел защиты от пере.напряжений выполнен в виде тиристора 18, анод которого соединен с выводом нуля якорных обмоток, а катод связан с минусовой шиной питания энерго системы. Анод тиристора 18 подключен ко второму выводу обмотки возбуждения генератора и через последователь но включенные стабилитрон 19 и резн тор 20 соединен с управляющим электродом тиристора. Между точкой соединения анода стабилитрона 19 и резис тора 20 включен анод диода 21, катод которого подключен к точке соединения конденсатора 12 фильтра и средне точке реэистивного делителя напряжения. Управляющий переход тиристора 18 зашунтирован резистором. Устройство работает следующим образом. . Когда напряжение генератора ниже определенного заданного уровня, тра зисторы 5 и 6 находятся в проводящем состоянии, а по обмотке 4 возбуждения протекает ток (базовый ток транзистора б протекает через резистор 16 и диод 15). Стабилитрон 8 и управляющий тран зистор 7 в это время находится, в вык люченном состоянии. Напряжение гене ратора повышается до уровня, при ко тор.ом стабилитрон 8 и транзистор 7 переходит в проводящее состояние , а транзисторы 5 и 6 включаются . Поддержание регулируемого н пряжения на заданном уровне производится путем периодического переключения схемы из одного вышеописанного состояния в другое с определенной частотой. Четкость переключения увеличивается благодаря цепочки обратной связи. При повышении напряжения генератора до опасного значения стабилитрон 19 пробивается на массу через резисторы 2Q и 22, тиристор 18 включается, шунтируя якорные обмотки генератора и цепь обмотки возбуждения. При кратковременных перенапряжениях, например, в стационарном режиме работы генераторной установки, стабилитрон 19 пробивается на массу через резисторы 20 .и 22, однако тиристор 18 при этом не включается, так как гашение высокочастотных пульсаций осуществляется конденсатором 12 входного фильтра, шунтирующим вход тиристора.Напряжение в цепи обмотки возбуждения ограничивается . с помощью цепочки: стабилитрон 19, диод 21 и конденсатор 12. При перенапряжениях, имеющих большую длительность, возникающих,например, при сбросе тока нагрузки генератора, стабилитрон 19 переводится в открытое состояние-в более длительного времени, тиристор 18 включается, шунтируя статор генератора и цепь обмотки возбуждения. При обрыве плюсового провода 23 от генератора на входной делитель 9, 10 и 11 напряжения поступает только напряжение батареи, при котором стабилитрон 8 регулятора не включается, что приводит к опасному повышению напряжения в системе. Но при превышения напряжения генератора выше опасного значения, стабилитрон 19 пробивается и напряже- ние генератора снижается как благодаря включению тиристора, который шунтирует цепь обмотки возбуждения, так и благодаря подаче на вход регулятора через диод 21 сигнала на запирание выходного транзистора регулятора напряжения. Изобретение позволяет повысить надежность системы при коротких замыканиях коллекторно-эмиттерной цепи выходного транзистора, так как генератор развозбуждается одновременно с включением тиристора, чем исключается как токовая перегрузка тиристора, так и возможное повышение напряжения до опасного для потребителей значения. Кроме того, указанное соединение элементов позволяет исключить включение тиристора при кратковременных импульсах.

АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ, содержащая генератор переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с вцведенным нулем, а фазные вьшоды якорных обмоток через выпрямитель подключе- : вы к аккумуляторной батарее, выводы которой образуют плюсовую и минусовую шины питания энергосистемы, регулятор напряжения, через выходной транзистор которого один из выводов о5мотки возбуждения.генератора соединен с минусовой шиной питания, а входной резистивяый делитель напряжения регулятора крайними выводами соединен с плюсовой и минусовойшинами питания, причем между средней точкой резистивного делителя напряжения и минусовой шиной питания включен конденсатор фильтра и узел защиты от перенапряжений, выполненвЕлй в виде тиристора, анод которого Соединен с выводом нуля якорных обмоток генератора, а катод тиристора связан с минусовой шиной питаяия, причем анод тиристора через, последователь но включенные стабилитрон и резистор. соединен с управляющим электродом тиристора, а к общей точке соединения анода стабилитрона и резистора подключен анод диода, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, катод диода подключен к точке соединения конденсатора фильтра и средней точки резистивного делителя напряжения, а второй вывод обмотки возбуждения генератора подключен к аноду тиристора узла защиты от перенапряжений.