Регулятор напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02P9/30 G05F1/58 

С

D1

:о Изобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам напряжения для автотракторных генераторов переменного тока. Известны автотракторные регулято ры напряжения, содержащие контактно транзисторный регулятор напряжения и контактное устройство защиты выходного транзистора от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения /генератора l . Наличие контактных датчиков регу лируемого напряжения и защиты от коротких замыканий является основны недостатком, что определяет значительные габариты регуляторов, повышенный расход металла, а также недостаточную стабильность выходных характеристик регуляторов в эксплуа тации, что снижает надежность регуЬятора, Известен другой регулятор напряжения для автотракторных генераторо содержащий бесконтатное полупроводн ковое реле для регулирования тока возбуждения электрической машины и узел защиты выходного транзистора о короткого замыкания обмотки возбуждения 2 . Недостатком данного регулятора является возможность ложного срабат вания узла защиты при внезапном сбрасывании полного тока нагрузки « генератора, когда время запертого состояния выходного транзистора сравнительно велико. Кроме того, ес ли время случайного короткого замыкания превьниает 100 мс, то схема от ключает регулятор без возможности самостоятельного включения после устранения короткого замыкания. I Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор напряжения,, содержащий выходной регулируияций транзистор, коллектор которого предназначен для соединения с обмоткой возбуждения генератора и диодом, шунтируквцим обмотку возбуждения, управляющий транзистор, эмиттерно-коллекторный переход которого подключен параллельно эмиттерно-базовому переходу регулирующеро транзистора, измерительный орган напряжения, вход кото рого предназначен для соединения с выходом выпрямителя генератора, а выход измерительного органа связан с базой управлянйдего транзистора, а .также узел защиты регулирующего транзистора, эмиттерно-коллекторный переход которого через резистор включен между коллектором выходного транзистора и базой управляющего транзистора ,. Наличие короткого замыкания на обмотке возбуждения в этом устройс ве определяется связью базы транзистора завщты через диод и резистор с эмиттером регулирующего транзистора . Основным недостатком известного регулятора напряжения является зависимость работы устройства защиты от параметров соединительных проводов между обмоткой возбуждения и регулятором напряжения и низкая надежность. Действительно, при коротком замыкании обмотки возбуждения транзистор защиты открывается, подавая сигнал на отключение выходного транзистора, только на время заряда конденсатора, включенного между коллектором выходного транзистора и базовой цепью транзистора защиты; после окончания процесса заряда защита отключается и выходной транзистор снова открывается на короткое замыкание, конденсатор разряжается, но повторный заряд его (а значит и повторное включение защиты) может произойти только при наличии значительной индуктивности ррводов до места короткого замыкания} и, если это условие не выполняется, то защита не сработает повторно, и выходной транзистор выйдет из строя. Однако величина индуктивности соединительных проводов между обмоткой возбуждения генератора и регулятором часто совершенно незначительна, а генераторные установки с встроенными регулятором напряжения вообще не имеют такикпроводов. Кроме того, и при наличии проводов к обмотке возбуждения, обладающих значительной индуктивностью, защита по указанной схеме срабатывает только при Коротком замыкании непосредственно на обмотке возбуждения генератора и не защищает от коротких зг1мыканий на выводах регулятора или на участке бортсети. Цель изоберения - повышение надежности . Поставленная цель достигается тем, что в регулятор напряжения, -содержащий выходной регулирукщий транзистор, коллектор которого предназначен для соединения с обмоткой возбуждения генератора и диодом, шунтирующим обмотку возбуждения генератора, управляющий транзистор, эмиттерно- коллекторный переход которого подключен параллельно эмиттерно-базовому переходу регулирующего транзистора, измерительный орган напряжения, вход которого предназначен для соединения с выходом выпрямителя генератора, а выход измерительного органа связан с базой управляющего транзистора, а также узел защиты регулирующего транзистора от корот.кого замыкания обмотки возбуждения, выполненный на транзисторе, эмиттерно-коллекторный переход которого через резистор включен между колле тором выходного транзистора и базо управляющего транзистора, дополнительно введен второй транзистор в узел защиты, эмиттер которого соед нен с базой регулирунзцего транзистора, коллектор - с базой первого транзистора узла защиты, а база дополнительного транзистора соединена с выходом управляющего транзи тора. Изобретение поясняется чертежом на котором приведена принципиальная схема системы энергоснабжения с рег лятором напряжения. Система энергоснабженная состоит из статорной обмотки генератора 1, силового выпрямителя 2, обмотки 3 возбуждения генератора, включенной последовательно с выходным регулирукщим транзистором 4 регулятора на пряжения, диода 5, шунтирующего обмотку возбуждения, управлянадего транзистора б, резистора 7, шунтирующего цепь база-эмиттер управляющего транзистора 6, резистора 8 в ,цепи коллектора согласующего транзистора 9, стабилитрона Ю и резистора 11, делителя напряжения, состо ящего из резисторов 12 и 13, которые своими выводами соединены с вы|Прямителем 2, первого транзистора 14 узла защиты, коллектор которого через резистор 15 соединен с базой управляющего транзистора б, а эмиттер соединен с коллектором выходног регулирующего транзистора 4, второго транзистора 16 узла защиты, эмиттер-база которого включены последовательно через резистор 17 с переходом эмиттер-база выходного транзистора 4, а коллектор через резистор 18 соединен с базой первог транзистора защиты .14. Переход эмит тер-база второго транзистора 16 узла защиты может быть зашунтирован линейным или нелинейным сопротивлением 19. Переходы коллектор-база транзисторов 14 и 16 узла защиты в зависимости от параметров системы могут быть зашунтированы конденсато рамк 20 и 21 соответственно. Система энергоснабжения содержит аккумуляторную батарею 22, включенную параллельно выпрямителю 2. При отсутствии короткого замйкан в цепи обмотки возбуждения система работает следующим образом. До достижении генератором 1 уров ня напряжения, соответствующего рег лируемому значению, стабилитрон 10 заперт, значит заперты транзисторы 6 и 9. Выходной регулирующий транзи тор 4 при этом открыт базовым током протекающим через переход, эмиттербаза транзистора 4, переход эмиттер база транзистора 16 и резистор 17. Через обмотку возбуждения протекает ток. Падение напряжения на эмиттерколлекторе открытого транзистора 4 мало и соответствует напряжению в состоянии насыщения, поэтому узел защиты отключен и Не оказывает влияния на работу регулятора вследствие того, что базовый ток транзистора 14 недостаточен для перевода транзистора 14 в открытое состояние при открытом транзисторе 16, так как напряжение питания базовой цепи транзистора 14, т.е. напряжение базаколлектор транзистора 4, мало. Когда напряжение генератора достигает ругулируемого уровня, стабилитрон 1 О переходит в проводящее состояние, транзистор 9 открывается, открывается также управляющий транзистор 6, запирая выходной регулирующий транзистор 4; ток возбуждения прерывается, напряжение генератора падает. Стабилитрон 10 снова п реходит в непроводящее состояние и процесс повторяется с большей частотой. При переключакицемся режиме работы регулятора напряжение генератора поддерживается неизменным на заданном уровне. В интервалы Закрыт выходного транзистора 4 при переключающемся режиме защита также отключена, так как при этом отсутствует базовый ток транзистора 16: управляющий транзистор 6 в интервалы Закрыт запирает не только выходной транзистор 4, но и второй транзистор устройства ЗсВДИТЫ 16. Таким образом, при нормальном переключающемся режиме работы регулятора при обоих состояниях выходного тран ;зистора открыт и Закрыт , схема защиты отключена и не влияет на работу регулятора. На фронтах переключений цепь: резистор 15, конденсатор 20, переход база-эмиттер транзистора 14, работает как гибкая положительная обратная связь, что позволяет либо вообще не вводить специальную цепочку положительной обратной связи, либо вводить ее с ослабленными параметрами. При коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения, система работает следующим образом. При коротком замыкании все напряение питания (напряжение генератора ли аккумуляторной батареи) выделятся на открытом выходном транзистое 4. Открытое состояние транзистора определяется наличием базового ока, протекакщего через резисторы 9 и 17, т.е. запертым состоянием правляющего транзистора 6. При этом торой транзистор защиты 16 открыт, а базе-коллекторе выходного тран

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ, родержаций выходной регулирующий транзистор, коллектор которого предиазначен для соединения с обмоткой возбуждения генератора и диодом, шунтирующим обмотку возбуждения .генератора, управля1аций транзистор, эмиттерно-коллекторный переход которого подключен параллельно эмиттерно-базовому пере,ходу регулирующего транзистора, измерительный орган напряжения, вход которого предназначен для соединения с выходом выпрямителя генератора, а выход измерительного органа связан с базой управляющего транзистора, а также узел защиты регулирующего транзистора от короткого замыкания обмотки возбуждения, выполненный на транзисторе, эмиттерно-коллекторный переход которого через резистор включен между коллектором выходного транзистор и базой управляквдего транзисторна, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в узел защиты дополнительно W введен второй транзистор, эмиттер которого соединен с базой регулируюi щего транзистора,коллектор - с базой, первого транзистора узла защиты, а база дополнительного транзистора 2 соединена с выходом управляющего транзистора.