Регулятор напряжения вентильного генератора Советский патент 1988 года по МПК H02P9/30 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам напряжения для генераторов с электромагнитным возбуждением, преимущественно для автотракторных систем электроснабжения .

Цель изобретения - повьшение точности регулирования и надежности.

На чертеже показана приндипиаль- ная электрическая схема генераторной установки с регулятором напряжения.

Регулятор напряжения вентильного генератора 1 содержит силовой ключ 2, через который обмотка 3 возбзгждения генератора 1 связана с источником питания (например, с выходными выводами силового выпрямителя 4, дополнительного выпрямителя 5, нулевым выводом генератора и т.п.), блок 6 управления, вьшолненный в виде дифференциального усилителя на двух транзисторах 7 II 8 и входном делителе 9 нагфяжения, крайними точками связанзамок 22 зажигания. Входной делитель содержит также резистор 23. Схема регулятора включает резистор 24, свя- занный с базой второго транзистора 8.

Работа регулятора осуществляется следующим образом.

При включении замка 22 зажигания напряжение аккумуляторной батареи 20

прикладывается к шинам 10 и 11 питания . На токоограничивающем элементе 12 возникает падение напряжения, определяемое напряжением источника 15 опорного напряжения, второй транзистор 8 за счет протекания базового тока через токоограничивающий элемент 12, переход база - эмиттер второго транзистора 8 и резистор 24 находится в открытом состоянии. Первый

«транзистор 7 из-за недостаточного падения напряжения на резисторе 23 находится в непроводящем состоянии, поэтому на силовой ключ 2 сигнал выключения не подается. Напряжение на

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в генераторах для автотракторных систем электроснабжения. Цель - повышение точности регулирования и надежности. Регулятор состоит из ключа 2 и блока управления 6 с узлом 16 защиты от превьшения регулируемого напряжения. Узел 16 защиты предотвращает переход транзистора 8 в режим стабилизации напряжения его база-эмиттер- ным переходом при отключении аккзгму- ляторной батареи 20 или сбросе тока нагрузки путем шунтирования перехода база - эмиттер транзистора 8 прямым падением напряжения на узле 16. 1 ил. « (Л 42 Од С 00 М

ном с шинами 10 и 11 питания, а сред-25 дополнительном выпрямителе 5 в начальней точкой - с базой первого транзистора 7, эмиттеры и коллекторы первого 7 и второго 8 транзисторов связан с соответствующими прямому включению последних шинами 10 и 11 питания через токоограни швающие элементы 12-14. С переходом база - эмиттер второго транзистора 8 связан источ- HI-IK 15 опорного напряжения, включен- 1ьй полярностью, смещающей данный переход в прямом направлении. Коллектор первого транзистора 7 и одна из шин 11 питания связаны с входом управления силового ключа 2. Узел 16 защиты от превьшения регулируемого напряжения выполнен в виде вентильного элемента и включен параллельно и встречно переходу база - эмиттер второго транзистора 8.

Согласно чертежу плечо входного делителя 9 напряжения, связанное с шиной 11 питания, к которой подключены токоограничивающие элементы 13 и 14, содержит два последовательно включенных резистора 17 и 18, общая точка которых через конденсатор 19 соединена с объединенными эмиттерами первого 7 и второго 8 транзисторов.

Шины 10 и 11 питания связаны с силовым вьшрямителем 4 генератора 1, а также с аккумуляторной батареей 20. Обмотка 3 возбуждения зашунтирована гасящим диодом 21, Аккумуляторная батарея 20 подключена к схеме через

0

5

0

5

0

5

ный момент отсутствует, поэтому ток через обмотку 3 возбуждения не протекает. По мере возрастания частоты вращения ротора генератора на выводах дополнительного выпрямителя 5 и силового выпрямителя 4 начинает появляться напряжение за счет остаточного потока в магнитопроводе или потока, наводимого постоянными магнитами, а следовательно, через обмотку возбуждения 3 генератора начинает протекать ток. Генератор возбуждается и при дальнейшем увеличении частоты вращения ротора увеличивается напряжение на выводах силового выпрямителя 4 и дополнительного выпрямителя 5.

При достижении величины падения напряжения на резисторе 23, достаточной для отпирания первого транзистора 7, подается сигнал.выключения силового ключа 2, который прерывает ток в обмотке 3 возбзгакдения, напряжение на выходных выводах силового выпрямителя снижается до величины, когда первый транзистор 7 пере- в непроводящее состояние, и далее процесс повторяется с определенной частотой, поддерживая напряжение на выходе силового выпрямителя генератора на требуемом уровне.

При отключении аккумуляторной батареи или при сбросе тока нагрузки генератора с отключенной аккумуляторной батареей на выводах силового выпрямителя возникают импульсные напряжения с максимальной величиной, в 6-8 раз превосходящей номинальное напряжение вентильного генератора, что вызывает бросок тока через цепь входного делителя 9 напряжения и цеп токоограничивающего элемента 12, первого транзистора 7 и токоограничивающего элемента 13. При этом потенциал базы второго транзистора 8 остается постоянным, так как он определяется настройкой источника 15 опорного напряжения, а на токоограничи- вающем элементе 12 повьш1ается падение напряжения, за счет чего потенциал эмиттера второго транзистора 8 имеет отрицательную величину по от-. ношению к потенциалу базы.

В этом случае при отсутствии вентильного элемента 16 переход база - эмиттер транзистора 8 переходит на стабилитронную характеристику, что вызьшает скачкообразное увеличение регулируемого напряжения примерно в два раза. Регулирование напряжения на таком уровне происходит до снижения напряжения на выходных выводах генератора силового выпрямителя 4 генератора до номинального уровня. Включение вентильного элемента 16 предотвращает переход второго транзистора 8 в режим стабилизации напряжения его база - эмиттерным переходом путем шунтирования перехода база - эмиттер второго транзистора 8 прямым падением напряжения вентильного элемента 16. Кроме того, включение конденсатора 19 между объединенными эмиттерами первого и второго транзисторов и общей точкой резисторов 17 и 18 одного плеча делителя 9 напряжения снижает пульсации напряжения на

0

5

0

5

0

5

0

входе дифференциального усилителя, что улучшает качество регулировочных характеристик регулятора напряжения.

Включение вентильного элемента 16 показанное на чертеже, позволяет избежать длительного повышения напряжения на выходе вентильного генератора, что обеспечивает повышение точности регулирования напряжения и надежности работы регулятора.

Формула изобретения

Регулятор напряжения вентильного генератора, содержащий силовой ключ, силовые выводы которого предназначены для связи с обмоткой возбуждения генератора, блок управления, вьтол- ненный в виде дифференциального усилителя на двух транзисторах и выходном делителе напряжения, крайними выводами связанном с шинами питания, а средним - с базой первого транзисто- ра эмиттеры и коллекторы первого и второго транзисторов связаны с соот- ветств тощими шинами питания через токоограничивающие элементы, с переходом база - эмиттер второго транзистора связан источник опорного напряжения, включенньй полярностью, смещающей данный переход в прямом направлении, при этом коллектор первого транзистора и одна из шин питания связаны с входом управления силового ключа, а также узел защиты от превышения регулируемого напряжения, выполненный в виде вентильного элемента, отличающийся тем, что, с целью повьшхения точности ре-, гулирования и надежности, вентильный элемент включен параллельно и встречно перекоду база - эмиттер второго транзистора.