В известных регуляторах напряжения генераторов постоянного тока, содержащих усилители на полупроводниковых триодах, работающих в режиме ключа, опорное напряжение, создаваемое с помощью полупроводникового двухтактного преобразователя на полупроводниках, сравнивается с напряжением, пропорциональным регулируемому напряжению генератора; разность указанных напряжений подается на вход усилителя. Преобразователь одновременно используется для электрического разделения входа измерительного органа и цепей, усилителя.
Недостатком таких регуляторов является сравнительно низкая чувствительность, а также значительные габаритные размеры устройства для получения опорного напряжения и измерительного органа регулятора, вследствие низкого к. п. д. и необходимости применения сильного сглаживающего фильтра для уменьшения пульсаций опорного напряжения, которое без фильтра имеет треугольную форму.
С целью повышения чувствительности подобного регулятора напряжения генератора постоянного тока, предлагается применить измерительный орган частоты, питаемый от преобразователя постоянного тока в переменный ток прямоугольной формы с частотой, пропорциональной напряжению генератора. Этот измерительный орган отличается высокой чувствительностью и стабильностью установки частоты в широком диапазоне изменения окружающей температуры. Напряжение на его выходе имеет очень малую переменную составляющую, в связи с чем между ним и усилителем достаточно иметь один конденсатор небольшой емкости.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого регулятора напряжения; на фиг. 2 - схема регулятора, предусматривающая ограничение тока; на фиг. 3 - схема регулятора, обеспечивающая ран№119577- 2 -
номерную нагрузку параллельно работающих генераторов; на фиг. 4 - схема регулятора, обеспечивающая создание статизма по току нагрузки генератора.
Основными узлами регулятора напряжения генератора Г постоянного тока (фиг. 1) являются усилитель на полупроводниковых триодах riTi и ПТ2, преобразователь постоянного тока в переменный, и измерительный орган частоты.
. Усилитель, как указывалось выше, работает в пульсирующем режиме с регулируемой посредством измерительного органа скважностью. В зависимости от величины выходной мощности и необходимого коэффициента усиления усилитель может иметь различное число каскадов, однако каскады эти для облегчения самовозбуждения генератора соединяются так, чтобы выходной каскад был открыт, когда входной закрыт. В этом случае сначала легко возбуждается генератор, поскольку выходной каскад открыт, а затем, когда напряжение генератора превысит определенную величину, возбуждается преобразователь, и напряжение на генераторе в конце переходного режима принимает заданное значение, соответствующее резонансной частоте резонансного контура измерительного органа частоты.
Преобразователь постоянного тока в переменный состоит яз двух триодов ЯГз и ЯГ4 и трансформатора Тр и представляет собой генератор прямоугольных импульсов, частота которых пропорциональна входному напряжению, т. е. напряжению на якоре генератора Г.
Измерительный орган частоты состоит из резонансного контура (конденсатор Ci и дроссели Др и Др), фазосмещающих сопротивлений R, Rz, -Rs и , выпрямителей Вь 2, з н В и сопротивлений. R и Re, с которых снимается сигнал измерительного органа. Измерительный орган выполнен так, что напряжения на выходных сопротивлениях R и Re совпадают по фазе как при резонансной частоте, так и при отклонении частоты от резонансной, вследствие чего амплитуда переменной составляющей выходного сигнала весьма мала. Сигнал измерительного органа подается через фильтр на первый каскад усилителя.
Предлагаемая схема регулятора напряжения с частотным измерительным органом напряжения, состоящим из полупроводникового преобразователя и измерительного органа частоты, позволяет решить ряд дополнительных задач.
В некоторых случаях к системе регулирования генератора постоянного тока предъявляется требование поддержания постоянства напряжения генератора при уменьшении сопротивления нагрузки от - /до величины в l,5-f-2 раза меньше номинального значения и поддержания постоянства тока нагрузки при дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки. Обычно такая задача решается с помощью двух регуляторов: регулятора напряжения и регулятора тока.
На фиг. 2 показано решение этой задачи, позволяющее упростить схему и снизить вес регулятора. В эту схему входят один усилитель У и измерительные органы напряжения и тока, соединенные последовательно, выходы которых шунтированы диодами В и Вс,. Измерительный орган тока состоит из источника опорного напряжения ИОП и шунта R7, включенного в цепь нагрузки генератора. При токе нагрузки генератора, меньшем тока уставки, ограничивается величина запирающего сигнала на выходе измерительного органа тока и усилитель У управляется частотным измерительным органом напряжения ИОН. При токе нагрузки генератора, большем тока уставки, ограничивается запирающий сигнал измерительного органа напряжения и усилитель управляется измерительным органом тока. Сигнал последнего равен разности постоянного (опорного) напряжения и напряжения на щунте R7, пропорционального току нагрузки генератора. В качестве источника опорного напряж:ения
может использоваться любая известная схема с питанием от имеющегося преобразователя постоянного тока в переменный.
На cj)i« 3 показана схема параллельной работы трех генераторов, обеспечивающая жесткую внешнюю характеристику при равенстве токов генераторов. Сопротивления RS представляют собой шунты, включенные Б цепи нагрузки генераторов. Сопротивления образуют звезду, по которой могут протекать уравнительные токи, обусловленные неодинаковыми ладеппямп напряжения па шуптах/ s из-за неравномерной нагрузки генераторов. На вход усилителей У подается сумма сигнала частотного измерительного органа напряжения ИОН и падения напряжения на сопротивлепии RQ. Очевидно, что , представленная на фиг. 3, обеспечивает равенство токов нагрузки, если напряжения генераторов при холостом ходе равны.
При параллельной работе генератора с аккумуляторной батареей статическая внешняя характеристика при астатической настройке регулятора обеспечивается путем включения шунта между генератором и аккумуляторной батареей. Однако такой способ нецелесообразен вследствие больших потерь мощности в сопротивлении этого шунта.
Для уменьшения потерь в схеме, по :азапной на фиг. 4, измерительный орган ИОН регулятора включен не на полное напряжение генератора Г, а на напряжение, равное сумме падения напряжения в шунте RIO, обтекаемом током нагрузки генератора Г, п напряжения на выходе делителя Rn - Ri, включеиного на шипы аккумуляторной батареи.
В этом случае требуемая величииа статизма X (в процентах) пооЧучается при значительно меньшем значении сопротивления шуита, что видио из следующей формЗлы:
.
,-гА, 100. 4 где: /7д -напряжение на шинах батареи, /„ -ток иагрузки.
Очевидно, что ири отсутствии делителя (Ri2 - 0) сопротивление
щунта 10 при той же величине статизма будет в ) больше.
Предмет изобретения
1.Регулятор напряжения генератора постоянного тока, содержащий усилитель на полупроводниковых триодах, работающги в режиме ключа с регулируемой скважностью, и измерительный оргаи, о т л и ч а ющийся тем, что, с целью повышения чувствительности регулятора, применен измерительный орган частоты, питаемый от преобразователя постоянного тока в переменный прямоугольной формы с частотой, пропорциональной напряжению на якоре геиератора.
2.Регз тятор по п. 1, отличающийся тем, что для обеспечения токовой отсечки, с целью использования одного и того же усилителя как для регулятора напряжепия, так и для регз лятора тока, к входу усилителя последовательно включены выходы измерительного органа напряжения и измерительного органа тока, шунтированные диодами так, что ири токе нагрузки генератора, меньшем тока уставки, ограничивается сигнал измерительного органа тока и усилитель управляется измерительным органом напряжения, а при токе, большем тока уставки, ограничивается сигиал измерительного органа наиряжения и усилитель управляется измерительным органом тока.
3.Регулятор по п. 1, отличаюшийся тем, что, с целью осуществления равномерной нагрузки генераторов при параллельной работе, на вход усилителя, включенного на иапряжение каждого генератора, подается выходное напряжение измерительного органа и напряжение, обусловленное неравномерностью нагрузки генераторов.
- 3-№ 119577
о л- /Р
4. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью создания статизма по току нагрузки генератора при астатической настройке регулятора для работы с буферной аккумуляторной батареей, при малых потерях мощности в шунте, включенном между генератором и батареей, измерительный орган регулятора включен на напряжение, равное сумме падений напряжения в шунте и напряжения на выходе делителя, включенного на шины аккумуляторной батареи.
LК Has.pijjKe
