I ЕлИБЛИОТЕКА Советский патент 1973 года по МПК H02P9/30 

1

Изобретение относится к системам самовозбуждения автономных генераторов транспортных средств с широким диапазоном изменения скорости.

Известны устройства для бесконтактного самовозбуждения генераторов, содержащие регулирующий элемент, например, на тиристоре, блок управления с тиристором в качестве исполнительного элемента, нелинейное сопротивление и диод. В таких устройствах используют размыкающие контакты реле или специальные контактные ключи, подключающие обмотку возбуждения к источнику питания. Однако ручное включение ключа не всегда возможно, а наличие реле, которое при возрастании напряжения выще напряжения его включения размыкает свои контакты, приводит к снижению надежности устройства изза возможности залипания или заваривания контактов реле, перегорания его катущки или обрыва ее цепи.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что нелинейное сопротивление включено между якорем и обмоткой возбуждения генератора последовательно с диодом, причем точка их соединена через тиристор блока управления подключена к точке соединения якоря и обмотки возбуждения генератора.

Такое выполнение устройства позволяет исключить из его схемы реле и снизить пульсации напряжения якоря генератора.

На фиг. 1 приведена схема описываемого

устройства для самовозбуждения генератора постоянного тока; на фиг. 2 - то же, для самовозбуждения генератора переменного тока.

При использовании генератора 1 постоянного тока (см. фиг. 1) обмотку 2 возбуждения включают одним концом на минусовую клемму генератора, а другим через регулирующий элемент 3 на его плюсовую клемму. Для самовозбуждения генератора используют нелинейное сопротивление 4, например лампу накаливания, которое в холодном состоянии имеет сопротивление в 10-20 раз меньше, чем в горячем. Это позволяет обеспечить бесконтактное самовозбуждение генератора при минимальных потерях мощности до напряжения, достаточного для включения регулирующего элемента, например тиристора 3. При достижении верхнего значения напряжения за счет высокой скорости вращения включается тиристор 5, получивший сигнал с делителя 6 при прохождении тока через стабилитрон 7. Ток в обмотке возбуждения становится равным току, протекающему только через регулирующий элемент 3, что позволяет снизить ток

возбуждения генератора за счет изменения

скважности (в пределе до 0). Диод 8 препятствует шунтированию обмотки возбуждения тиристором 5. Наличие контура обмотка 2-диод 8-тиристор 5 Позволяет отказаться от использования диода 9, обычно подключаемого параллельно обмотке возбуждения для пропускания тока за счет энергии, запасенной в индуктивности обмотки. При этом среднее значение тока сопротивления 4, протекающего через тиристор 5, уменьшается. При повышении нагрузки или снижении скорости враш,ения увеличивается ток возбуждения, среднее значение которого может превысить ток, протекаюш,ий через тиристор 5. В моменты паузы между включениями регулируюш,его элемента 3 запирающие свойства тиристора 5 восстанавливаются. Ток обмотки 2 складывается из тока, протекающего от регулирующего элемента 3, и тока нелинейного сопротивления 4. В результате время включенного состояния регулирующего элемента 3, а также пульсации тока возбуждения и э. д. с. на якоре генератора снижаются.

При использовании генератора 10 переменпого тока (см. фиг. 2) регулируюЩИЙ элемент 3 для облегчения режимов его работы подключают на одну из фаз генератора. Плюс обмотки 2 подключают к регулирующему элементу 3, а минус - к минусу силового выпрямителя //. Для самовозбуждения генератора также используют нелинейное сопротивление в виде лампы накаливания. При некотором напряжении возбудившегося генератора в работу вступает регулирующий элемент 3, получающий импульсы от блока управления. В результате этого ток возбуждения увеличивается. Обмотка 2 получает питание от трехфазного выпрямителя // и одпой из фаз генератора 10 через регулирующий элемент 3 регулятора тока возбуждения. Для исключения перенапряжений при больших скоростях вращения используются тиристор 5. При включении тиристора 5 нелинейное сопротивление 4 соединяется непосредственно с минусом выпрямителя // и по обмотке 2 протекает ток только от регулирующего элемента 3. Диод 8 исключает шунтирование обмотки 2 при включении тиристора 5. Во время пауз ток в обмотке возбуждения уменьшается по экспоненте за счет энергии, запасенной в ней при протекании тока возбуждения, и ответвляется в контуры обмотка 2-выпрямитель //-сопротивление 4-диод 8 и обмотка 2-тиристор 5- диод 8. При превышении током в контуре обмотка 2-тиристор 5-диод 8 тока от нелинейного сопротивления 4, протекающего через

тиристор 5, запирающие свойства тиристора восстанавливаются и ток возбуждения увеличивается. Это приводит к снижению времени включенного состояния регулирующего элемента 3 и пульсации напряжения генератора

при отсутствии аккумуляторной батареи.

В такой схеме происходит четкое запирание тиристора регулирующего элемента 3. При отрицательном напряжении фазы, к которой подключен анод тири-стора 3, ток от плюса

выпрямителя // через нелинейное сопротивление 4 и диод 8 начинает протекаеть во встречном для тиристора направлении, что облегчает условия его выключения. Для исключения перенапряжений тиристор

5, стабилитрон 7, делитель 6, конденсатор 12 и диод 13 задублированы элементами 5, 7, 6, 12 и 13, соответственно.

Предлагаемое устройство может найти широкое применение в установках с частым запуском генератора (например, подвижном составе железных дорог).

Предмет изобретения

Устройство для бесконтактного самовозбуждения генераторов, содержащее регулирующий элемент, например, на тиристоре, блок управления с тиристором в качестве исполнительного элемента, нелинейное сопротивление и диод, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, нелинейное сопротивление включено между якорем и обмоткой возбуждения генератора последовательно с диодом, причем точка их соединения через тиристор

блока управления подключена к точке соединения якоря и обмотки возбуждения генератора.