РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА Советский патент 1968 года по МПК H02P9/30 

Известны регуляторы напряжения для синхронного генератора с силовым выпрямителем, содержащие тиристор в цепи обмотки возбуждения, измерительный орган, воздействующий на управляющую цепь тиристора, и усилитель, соединенный с делителем напряжения. В этих устройствах подача управляющего напряжения на каждый тиристор обеспечена только в те промежутки времени, когда соответствующий тиристор лчожет открыться, что облегчает режим работы транзистора и тиристоров. Однако при закрытых тиристорах обмотка возбуждения генератора обтекается током делителя напряжения, что ограничивает кратность регулятора и не позволяет полностью обеспечить обмотку возбуждения.

В предложенном регуляторе с целью увеличения кратности регулирования и повыщения надежности указанный делитель напряжения, выполненный, например, на сопротивлении и стабилитроне, и тиристор с обмоткой возбуждения подключены параллельно одному из диодов силового выпрямителя.

На чертеже приведена принципиальпая схема предлагаемого регулятора напряжепия.

Генератор / питает нагрузку 2 через силовые диоды 3 ч- 8, включенные по трехфазной мостовой схеме. Обмотка 9 возбуждения генератора, защунтированная диодом 10, получает

питание через тиристор // и силовые диоды 5 и 4. Тиристор и последовательно соединенная с ним обмотка возбуждения включены параллельно диоду 3 силового выпрямителя.

Параллельно тому же диоду 3 включен делитель напряжения, состоящий из сопротивления 12 и стабилитрона 13, от которого питается промежуточный транзистор 14. Коллектор транзистора 14 через диод 15 подключен к управляющему электроду тиристора. Управление транзистором 14 осуществляется от измерительного устройства, выполненного на транзисторе 16 и стабилитроне 17, включенном в базовую цепь транзистора. Транзистор 16 измерительного устройства получает питание от делителя напряжения из сопротивлений 18, 19 и 20, включенного на выход силового выпрямителя.

Эмиттер транзистора 16 соединен с эмиттером транзистора 14 через диод 21 и сопротивление 19.

Регулятор работает следующим образом.

При снижении напряжения на выходе силового выпрямителя ниже уставки регулятора потенциал эмиттера транзистора 16 становится ниже потенциала его базы и транзистор 16 запирается. При наличии положительного потенциала на аноде тиристора 11 по отнощению к его катоду (когда диод 3 заперт) потенциал базы транзистора 14 становится ниже потенциала его эмиттера и транзистор 14 открывается. Через сопротивление 12, транзистор 14, диод 15, управляющий электрод тиристора // и обмотку 9 протекает ток, вызываюш;ий отпирание тиристора.

Сразу после отпирания тиристора потенциал его катода и управляющего электрода становится выще, чем потенциал эмиттера транзистора 14. Это приводит к запиранию диода 15, и цепь через транзистор 14 и управляющий электрод тиристора обесточивается. Тиристор проводит ток только при запертом силовом диоде 3. После прохождения точки естественной кол1мутации, когда отпирается диод 3, цепь тиристор-обмотка возбуждения шунтируется, и тиристор гаснет. Ток обмотки возбуждения замыкается на шунтирующий диод 10. Цепь делителя напряжения, питающего транзистор 14, при этом также шунтируется диодом 3, что исключает протекание тока через транзистор 14 в период времени, когда тиристор не может открыться.

После запирания диода 3, когда на тиристоре появляется прямое напряжение, одновре.менно получает питание транзистор 14. При наличии отпирающего сигнала на базе транзистора 14 по цепи через управляющий электрод тиристора начинает иротекать ток, причем он нарастает в соответствии с ростом напряжения на тиристоре. По достижении требуемой величины управляющего тока тирнстор отпирается, и протекание управляюп1,его тока прекращается.

При повышении напряжения генератора выще уставки, транзистор 16 открывается, транзистор 14 запирается, что приводит к выключению тиристора 11 после прохождения точки естественной коммутации.

Регулирование напряжения обеспечивается благодаря чередованию двух описанных режимов работы тиристора, в одном из которых тиристор открыт примерно в течение 2/з периода, а в другом - закрыт. При изменении соотношения указанных режимов среднее напряжение на обмотке возбуждения практически может изменяться от нуля до максимального значения, равного половине напряжения на выходе силового выпрямителя. Облегчение режима работы тиристора 11 обеспечивается благодаря тому, что он работает практически без обратного напряжения. Это позволяет применить в схеме более дешевые и .менее дефицитные тиристоры с ненормированным обратны.м напряжением.

Управление тиристором осуществляется короткими импульсами тока, величина которых

устанавливается автоматически в зависимости от чувствительности тиристора. Это приводит к уменьшению мощности, рассеиваемой транзистором на управляющем электроде тиристора, и облегчает режим работы.

Применение стабилитрона 13 в делителе напряжения, питающем транзистор 14, позволяет .рассчитать его так, что при снижении напряжения генератора в переходном процессе,

напри.мер при включении нагрузки или при снижении скорости вращения, напряжение питания транзистора 14 остается достаточным для надежного отпирания тиристора. В то же время при нормальном напряжении генератора напряжение на транзисторе 14 ограничено стабилитроном 13, что повышает надежность его работы. Кроме того, при наличии стабилитрона 13, напряжение питания транзистора 14 после запирания диода 3 нарастает более

круто, что позволяет получить максимальный ток возбуждения, достаточно близкий к значению, соответствующему полностью открытому состоянию тиристора. Для нормальной работы регулятора необходимо, чтобы потенциал эмиттера транзистора 16 всегда оставался выше потенциала эмиттера транзистора 14. Для этого при любой форме напряжения генератора эмиттер транзистора 14 подключен через диод 21 к делителю напряжения на сопротивлениях 18, 19 и 20 в точке, имеющей более низкий потенциал по отношению к эмиттеру транзистора 16.

Пормально диод 21 запрет и отпирается лишь в тех режимах и в те моменты времени,

когда выпрямленное напряжение генератора, подаваемое на делитель напряжения, имеет глубокие провалы. При этом потенциал эмиттера транзистора 16 поддерживается на достаточно высоком уровне. Таким образом обеспечивается надежное запирание транзистора 14.

Предмет изобретения

Регулятор напряжения для синхронного генератора с силовым выпрямителем, содержащий тиристор в цени обмотки возбуждения, измерительный орган, воздействующий на управляющую цепь тиристора и усилитель, соединенный с делителем напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения кратности регулирования и повышения надежности, указанный делитель напрял ения, выполненный, например, на сопротивлении и стабилитроне, и тиристор с обмоткой возбуждеиия подключены параллельно одному из диодов силового выпрямителя.

18