Регулятор напряжения для генератора переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H02P9/30 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения транспор ных средств, в частности в регуляторах напряжения генераторов автомобилей, автобусов, тракторов и пр. Известно, что важным параметром регулятора напряжения является частота переключений выходного регулирующего элемента - транзистора, йключенного в цепь обмотки возбуждения генератора. Эта частота должна быть достаточно высокой во всем диапазоне регулирования с тем, чтобы не было значительного размаха пульсаций выходного напряжения, вызывающего не желательные мерцания света ламп и качания стрелок измерительных приборов. Известен регулятор напряжения для генераторов, содержащий выходной транзистор, последовательно включенный с обмоткой возбуждения генератора, цепь управления транзистором, а также включенные параллельно обмотке возбуж;цения диод и последова тельно с ним соединенный стабилитрон При запирании выходного транзистора в процессе регулирования ускоряется спад тока самоивдукщ1и обмотки возбуждения через контур гашения диод - стабилитрон. Ускорение спада тока вызвано снижением постоянной времени контура из-за наличия в нем стабилитрона, что приводит к определенному повышению частоты переключений регулятора 1J. Недостатком этого устройства является снижение эффективности гашения ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения, так как напряжение на транзис торе в промежутке запертого его состояния увеличивается на величину напряжения стабилизации стабилитрона Известен также регулятор напряжения, в котором с целью повышения точ ности за счет повышения частоты авто колебаний в цепь диода, шунтирующего обмотку возбуждения генератора, введен один изрезисторов дополнительного делителя напряжения, а вход регулятора напряжения соединен с выходом этого дeлиteля 2 J. Аналогичное техничес1сое решение с некоторыми видоизменениями предложено в еще одном регуляторе Сз J Недостатком таких регуляторов являются дополнительные потери в резне торе, так как по нему должен замыкаться ток, равный току возбуждения.) Наиболее близким техническим решением к изобретению является регулятор напряжения, содержащий измерительный орган, выполненный в виде резистивного делителя напряжения, первый из выводов которого подключен к плюсовой шине питания регулятора, между средней точкой делителя напряжения и вторым выводом другого плеча делителя напряжения подключены последовательно соединенные стабилитрон и резистор, к общей точке соединения которых подключена база транзистора измерительного органа, эмиттер которого соединен с выводом резистора второго плеча делителя напряжения, выход транзистора измерительного органа связан с входом усилителя мощности, к выходу которого между плюсовой и минусовой шинами питания через эмиттерно-коллекторньвй переход транзистора подключены вьшоды для подключения обмотки возбуждения генератора, причем плюсовая и минусовая шины питания регулятора через выпрямитель связаны с якорными обмотками генератора. Дня повышения- частоты переключений регулятор содержит дополнительный транзистор, коллекторно-эмиттерная цепь которого включена параллельно части входного делителя напряжения, к которой присоединена упомянутая цепь стабилитрона и входного транзистора, и резисторы. Базовая цепь дополнительного транзистора присоединена к коллектору выходного транзистора. Кажрый раз при запирании выходного транзистора потенциал его коллектора скачком повьш1ается, при этом открывается дополнительньй транзистор, шунтируя входную цепь регулятора. Стабилитрон и входной транзистор запираются, а выходной снова открьшается. Таким образом, происходит повышение частоты переключений схемы . Недостатком данного регулятора является сложность схемного решения, что снижает надежности работы. Цель изобретения - повьшение надежности и упрощение регулятора. Поставленная цель достигается тем, что в регулятор напряжения для генератора переменного тока. содержащий измерительный орган, выполненньй в виде резистивного делителя напряжения, первьй из выводов которого подключен к плюсовой шине питания, между средней точкой делителя напряжения и вторым выводом делителя напряжения подключены посл довательно соединенные стабилитрон и резистор, к общей точке соединени которых подключена база транзистора измерительного органа, эмиттер кото рого соединен с вторым вьтодом дели теля напряжения, выход транзистора измерительного органа связан с входом усилителя мощности питания, через эмиттерно-коллекторный перехо транзистора которого подключены меж ду плюсовой и минусовой шинами пита ния выводы для подключения обмотки возбуждения генератора, причем плюсовая и минусовая шины питания регулятора через выпрямитель связаны с выводами для подключения якорных обмоток генератора, дополнитель но введены два резистора, одни из выводов которых объединены и соединены с вторым вьгоодом делителя напряжения, свободный вывод одного дополнительного резистора подключен к выходу усилителя мощности, а свободный вывод другого дополнительного резистора соединен с минусовой шиной питания. На чертеже приведена принципиаль ;ная схема генераторной установки вместе с регулятором .напряжения. Генератор имеет статорные обмотки 1, вьшрямитель 2, обмотку 3 возбужде ния и подключен параллельно аккзт уля торной батарее 4. Регулятор напряже- НИЛ содержит выходной транзистор 5 ;Усипителя мощности, выводы коллектор-эмиттер которого соединены после довательно с обмоткой 3 возбуждения генератора между плюсовой и минусовой шинами питания, и транзистор 6 промежуточного усилителя, образующий с транзистором 5 выходной составной транзистор, измерительньш орган, включающий в себя измерительный транзистор 7 и стабилитрон 8, включенный в базовую цепь транзистора 7 входной резистивный делитель напряжения на резисторах 9 и 10, приче цепь стабилитрон 8 - база-эмиттер транзистора 7 включена параллельно второму плечу 10 входного резистивного делителя напряжения, а также 50 дополнительные резисторы 11 и 12, при этом резистор 12 соединен одним выводом с точкой 13 соединения эмиттера транзистора 7 и второго плеча 10 входного делителя, а вторым выводом присоединен к эмиттеру выходного транзистора 5, являющегося выходом усилителя мощности, к той же точке 13 присоединен вывод второго дополнительного резистора 11, другой вывод которого соединен с минусовой шиной энергосистемы. Регулятор содержит также резистор 14, определяющий .базовый ток выходного транзистора, и резисторы 15 и 16 в базовых цепях транзисторов 5 и 7. Диод 17 служит для улучшения запирания выходного составного транзистора 5-6: падение напряжения на резисторе 12 (не более 0,2В) компенсируется падением напряжения на диоде 17. Параллельно обмотке возбуждения включен гасящий диод 18. Регулятор работает следующим образом. До достижения генератором заданного регулируемого уровня напряжения падение напряжения на резисторе 10 второго плеча резистивного входного делителя еще не достигнет уровня, при котором стабилитрон 8 начинает пробиваться. При этом транзистор 7 заперт, а выходной транзистор 5 усилителя мощности открыт, и по обмотке 3 возбуждения протекает ток. При повьшюнии частоты вращения генератора, когда напряжение генератора достигнет заданного уровня, падение напряжения на резисторе 10 резистивного делителя повышается до уровня, при котором стабилитрон 8 пробивается, и через переход база-эмиттер транзистора 7 протекает ток. Транзистор 7 открывается, шунтируя вход усилителя мощности. Транзистор 5 запирается, ток воз- . буждения прерывается, напряжение генератора начинает спадать, при этом падение напряжения на резисторе 10 снизится до величины, меньшей напряжения стабилизации стабипитрона 8, он переходит в непроводящее состояние, транзистор 7 запирается, а транзистор 5 открывается, затем процесс повторяется и т.д. Регулирование необходимого среднего тока возбуждения при работе регулятора происходит за счет авто5матического изменения соотношений времени Закрыт и Открыт транзистора 5 при его переключениях. Повьшение частоты переключений достигается следующим образом. В состоянии Открыт выходного транзистора 5 падение напряжения на резисторе 12 незначительно и по тенциал точки 13 соединения, эмиттера транзистора 7 с 1 езистором 10 практически равен потенциалу минусовой шины. При переключении транз тора 5 в закрытое состояние напряжение на резисторе 12 скачком по0вьшается и, следовательно, понижается напряжение на резисторе 10, что приводит к переходу стабилитрона 8 в непроводящее состояние, а значит, к переключению транзистора 7 в закрытое состояние, а транзистора 5 снова в открытое состояние. Таким образом, обеспечивается ускоренный переход регулятора в рабочем режиме от закрытого состояния в открьпое, что способствует повышению надежности и упрощению регулятора за счет использования для этого только двух резисторов.

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий измерительный орган, выполненный в виде резистивного делителя напряжения, первьй из вьшодов которого подключен к плюсовой шине питания, между средней точкой делителя напряжения и вторым вьшодом делителя напряжения подключены (тзш тштотЕКА последовательно соединенные стабилитрон и резистор, к общей точке соединения которых подключена база транзистора измерительного органа, эмиттер которого соединен с вторьм выводом делителя напряжения, выход транзистора измерительного органа связан с входом усилителя мощности, через эмиттерно-коллекторньм переход транзистора которого подключены между плюсовой и минусовой шинами питания вьтоды для подключения обмотки возбуждения генератора, причем плюсовая и минусовая шины питания регулятора через выпрямитель связаны с выводами для подключения якорных обмоток генератора, отличаюсл щийся тем, что, с целью повьшения надежности и упрощения регулятора, в него дополнительно введены два резистора, одни из вьгоодов которых объединены и соединены с вторьм выводом делителя напряжения, свободный вьюод одного дополнительного резистора подключен к выходу усилителя ;о сх мощности, а свободный вывод другого дополнительного резистора соединен с минусовой шиной питания. ел