Генераторный источник электропитания Советский патент 1990 года по МПК H02P9/30 H02J7/24 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения транспортных средств, и может быть использовано в системах электроснабжения с двумя уровнями постоянного напряжения, преимущественно с генераторами комбинированного возбуждения.

Цель изобретения - увеличение быстродействия-регулирования напряжения первого выхода постоянного тока генераторного источника электропитания и уменьшение диапазона изменения напряжения второго выхода посто- тока генераторного источника электропитания.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема генераторного источника электропитания (ГИЭ).

ГИЭ содержит генератор 1 переменного тока, первый 2 и второй 3 выпрямители, регулятор k тока возбуждения генератора, разделительные конденса- торы 5, первый выпрямитель 2 входом соединен с выводами якорной обмотки генератора 1 непосредственно, а второй выпрямитель 3 - через разделительные конденсаторы 5, выпрямители 2, 3 по постоянному току соединены последовательно, выводы каждого из выпрямителей образуют соответственно первый с выводами 6, 7 и второй с выводами 8, 9 выходы постоянного тока ГИЭ, обмотка 10 возбуждения генератора подключена к выходным выводам регулятора 4 тока возбуждения, первы 11 и второй 12 входные выводы которого соединены соответственно с плюсо- вым 7 и минусовым 6 выходом первого выпрямителя.

Регулятор 4 тока возбуждения выпонен в виде измерительного органа 13, усилителя 1 с прямым (точки 15, 16) и инверсным (точки 17 18) выходами, двух ключевых элементов 19, 20 и . снабжен дополнительным входным выводом 21, соединенным с плюсовым выводом 9 второго выхода постоянного то- ка ГИЭ, входные выводы измерительног органа подключены к первому 11 и второму 12 входным выводам регулятора тока возбуждения, выход измерительного органа 13 соединен с входом усилителя , прямой выход 15, 16 которого подключен к входу первого ключевого элемента 19, дополнительный входной вывод 21 регулятора тока воз

0

Q Q

5 п

5

буждения через первый ключевой элемент 19, а- его второй входной вывод 12 через второй ключевой элемент 20 соединены с одним из выводов обмотки 10 возбуждения генератора, другой вывод котором соединен с первым входным выводом 11 регулятора тока возбуждения .

Измерительный орган выполнен на резисторах 22-24, стабилитроне 25, усилитель - на транзисторе 26, диоде 27, стабилитроне 28, резисторах 29-32, для защиты от сквозных токов, которые могут протекать через первый

19и второй 20 ключевые элементы, между одним из силовых выводов первого ключевого элемента и выходным выводом 33 регулятора возбуждения генератора включен дроссель.

Для защиты ключевых элементов 19,

20от перенапряжения параллельно им включены стабилитроны 34, 35. Релейный режим работы усилителя И обеспечивается гибкой положительной обратной связью на резисторе 36 и конденсаторе 37.

К первому выходу (6, 7) постоянного тока ГИЭ подключаются первая аккумуляторная батарея 38 и потребители электроэнергии низкого уровня 39, а ко второму выходу постоянного тока ГИЭ вторая аккумуляторная батарея 40.

К выходным выводам 9, 6 выхода ГИЭ могут подключаться потребители 41 электроэнергии повышенного напряжения,

ГИЭ работает следующим образом.

При напряжении на первом (6, 7) выходе постоянного тока ГИЭ меньшем, чем напряжение установки регулятора 4 возбуждения генератора, напряжение на резисторе 23 и на стабилитроне 25 мало. Поэтому ток через стабилитрон 25 отсутствует. Транзистор 26 и первый ключевой элемент 19 закрыты. Ток управления второго ключевого элемента 20 в этом случае протекает по цепи: вывод 7 первого выхода постоянного тока ГИЭ, первый входной вывод 11 регулятора тока возбуждения, резистор 31, стабилитрон 28, управляющая цепь первого ключевого элемента 20, вывод 6 первого выхода постоянного тока ГИЭ. Первый ключевой элемент открыт и пропускает через себя в прямом направлении ток возбуждения генератора 1 по цепи: вывод 7 первого выхода

постоянного тока ГИЭ, обмотка 10 возбуждения генератора, первый ключевой элемент 20, вывод 6 первого выхода постоянного тока ГИЭ. Ток возбуждения генератора и напряжения на обоих выходах постоянного тока ГИЭ при этом увеличиваются,

Когда напряжение на первом выходе постоянного тока ГИЭ становится больше напряжения уставки регулятора возбуждения генератора, появляется ток через стабилитрон 25, открывается транзистор 26, шунтируя управляющую цепь второго ключевого элемента 20, закрывая последний.

Более быстрому закрытию второго ключевого элемента 20 способствует гибкая положительная обратная связь на резисторе 36 и конденсаторе 37.

По открытому транзистору 26 начинает протекать ток управления первым ключевым элементом 19 по цепи: вывод 9 второго выхода постоянного тока ГИЭ, управляющая цепь первого ключевого элемента 19, резистор 30, переход коллектор-эмиттер транзистора 26, вывод 6 первого выхода постоянного тока ГИЭ.

Первый ключевой элемент 19 открывается, К обмотке 10 возбуждения генератора прикладывается напряжение обратной полярности с второго выхода постоянного тока ГИЭ.

Ток возбуждения генератора в этом

случае будет уменьшаться, замыкаясь минуя закрытый второй ключевой элемент 20, через стабилитрон 35 и через стабилитрон 3 и вторую аккумуляторную батарею 0.

При наличии постоянного магнитного потока в генераторе комбинированного возбуждения из-за действия постоянных магнитов или остаточного магнитного потока в генераторе с электромагнитным возбуждением, большего необходимой величины для данного режима работы ГИЭ, ток возбуждения будет протекать в обратном направлении, создавая магнитный поток, компенсирующий действие постоянного или остаточного магнитного потока, что позволяет расширить диапазон регулирования напряжения ГИЭ.

Изменение тока возбуждения генератора вызывает уменьшение напряжения на выходах постоянного тока ГИЭ, что в свою очередь приводит к закрытию тоанзистора 26 и первого ключевого

7бо6

элемента 19 и открьгию второго ключевого элемента П, т.е. к возпрату регулятора 1 тока возбуждения в исходное состояние.

Причем за счет изменения полярности напряжения, приложением о к обмотке возбуждения, процесс регулирования напряжения первого выхода постоян д ного тока ГИЭ значительно ускоряется .

Диод 27 в усилителе 1 предотвращает открытие первого ключевого элемента 20 токами управления, протека ющимк по цепи: вывод 9 второго выходя постоянного тока ГИЭ, управляемая цепь первого ключевого элемента, резисторы 30, 31, вывод 8 второго выхода постоянного тока ГИЭ.

20 С ростом частоты вращения ротора генератора 1 уменьшается реактивное сопротивление конденсатора 5, что вызывает увеличение натрямения РТОГ i выхода постоянного тока ГИЗ. Одночре25 менно с Э шм уменьшается средняя

величина тока возбуждения гечеоатора, время от крытия второго ключевого элемента 20 и увеличивается время открытия ключевого элемента 19.

30 При этом уменьшается заряд второй аккумуляторной батареи 0 током возбуждения генератора и возрастает ток управления первого ключевого элемента -19, ито компенсирует увеличение напряжения на втором выходе постоянного тока ГИЭ. Таким образом уменьшается цизпазоч изменения напряжения ВТОРОГО выхода постоянного тока ГИЭ.

35

40

Формула изобретения

Генераторный источник электропитания, содержащий генератор перемен- iHoro тока, первый и второй выпрямители, регулятор тока возбуждения и разделительные конденсаторы, при этом первый выпрямитель входом соединен с выводами якорной обмотки генератора непосредственно, а второй выпрямитель - через разделительные конденсаторы, выпрямители по постоянному току соединены последовательно, вычоды каждого из выпрямителей образ ют соответственно первый и второй выходы постоянного тока генераторного источпика электропитания, обмотка возбуждения генератора подключена к выходным выводам регулятора тока возбуждения, первый и второй входные выводы

7155

которого соединены соответственно с плюсовым и минусовым выходами первого выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия регулирования напряжения первого выхода постоянного тока генераторного источника электропитания и уменьшения диапазона изменения напряжения второго выхода постоянного тока генераторного источника электропитания, регулятор тока возбуждения выполнен в виде измерительного органа, усилителя с прямым и инверсным выходами, двух ключевых элементов и снабжен дополнительным входным выводом, соединенным с плюсовым выводом второго выхода постоянного тока, вход

8

0

5

ные выводы измерительного органа подключены к первому и второму входным выводам регулятора тока возбуждения, выход измерительного органа соединен с входом усилителя, прямой выход которого подключен к входу первого ключевого элемента, а инверсный выход - к входу второго ключевого элемента, дополнительный входной вывод регулятора тока возбуждения через первый ключевой элемент, а его второй входной вывод через второй ключевой элемент соединены с одним из выводов обмотки возбуждения генератора , другой вывод которой соединен с первым входным выводом регулятора тока возбуждения.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения транспортных средств. Цель изобретения - увеличение быстродействия регулирования напряжения первого выхода постоянного тока генераторного источника электропитания (ГИЭ) и уменьшение диапазона изменения напряжения второго выхода постоянного тока ГИЭ. ГИЭ содержит генератор 1 переменного тока, первый 2 и второй 3 выпрямители, регулятор 4 тока возбуждения генератора. Первый выпрямитель 2 входом соединен с выводами якорной обмотки генератора 1 непосредственно, а второй выпрямитель 3 - через разделительные конденсаторы 5. Регулятор 4 тока возбуждения генератора выполнен на измерительном органе 13, усилителе 14 с прямым (точки 15, 16) и инверсным (точки 17, 18) выходами, первом 19 и втором 20 ключевых элементах. Сущность изобретения заключается в выполнении регулятора 4 тока возбуждения генератора реверсивным. 1 ил.