Регулятор напряжения для генераторов переменного тока Советский патент 1974 года по МПК H02P9/30 

1

По основному авт. св. № 276219 известен регулятор напряжения для генераторов переменного тока, снабженных выпрямителем, содержащий основной тиристор, включенный последовательно с обмоткой возбуждения генератора на стороне выпрямленного тока, вспомогательный тиристор и измерительный элемент, причем точка соединения основного тиристора с обмоткой возбуждения через вспомогательный тиристор подключена к одной из фаз статорной обмотки генератора.

Для обеспечения надежной работы устройства схема управления вспомогательным тиристором должна удовлетворять следующим двум требованиям. Во-лервых, необходимо исключить подачу управляющих сигналов на вспомогательный тиристор и те интервалы времени, когда он находится под обратным напряжением. Во-вторых, следует предотвратить возможность включения вспомогательного тиристора, если основной выключен. Первое требование вытекает из зсловий применения тиристоров, а второе позволяет реализовать неограниченную кратность регулирования тока возбуждения.

Целью изобретения является разработка устройства для регулирования напряжения генератора переменного тока с выпрямителем содержащего основной и вспомогательный тиристоры и схему управления, последним удовлетворяющую сформулированным выше тре бованиям.

Это достигается тем, что управляющий электрод вспомогательного тиристора через диод и резистор подсоединен к положительному зажиму выпрямителя, к общей точке диода и резистора подключен коллектор транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным зажимом выпрямителя, а база через две параллельные ветви, содержащие по последовательно соединенным диоду и резистору, Подключена к положительному зажиму выпрямителя, причем средние точки указанных ветвей через диоды соединены соответственно с анодом и катодом вспомогательного тиристора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема регулятора напряжения.

Фазные обмотки 1, 2 и 3 статора генератора через диоды 4-9, выпрямителя и замок зажигания 10 подключены к аккумуляторной батарее И. Обмотка возбуждения 12 генератора, зашунтированная диодом 13 через основной тиристор 14, подсоединена к выходу выпрямителя. Точка соединения обмотки возбуждения 12 и тиристора 14 через вспомогательный тиристор 15 подключена к одной из фаз статора (на чертеже - к фазе 3).

Управляющий электрод тиристора 15 через диод 16 и резистор 17 соединяется с положительным выходным зажимом выпрямителя, а точка соединения диода 16 и резистора 17 через транзистор 18 подключена к отрицательному зажиму выпрямителя. База транзистора 18 через две параллельные ветви, каждая из которых содержит последовательно включенные диод 19, 20 и резистор 21, 22, соединяется с положительным зажимом выпрямителя. Средняя точка одной из указанных ветвей 19, 21 через диод 23 подключена к катоду тиристора 15 или, что одно и то же, к фазной обмотке 3 статора. Диод 24 подключает среднюю точку другой ветви 20, 32 к соединенным вместе анодам диода 13 и тиристоров 14 и 15.

Управляющий электрод тиристора 14 через диод 25 и резистор 26 соединяется с положительным выходным зажимом выпрямителя, а точка соединения диода 26 и резистора 26 через транзистор 27 подключена к отрицательному выходному зажиму выпрямителя. База транзистора 27 через резистор 28 также соединяется с отрицательным выходным зажимом выпрямителя. Кремниевый стабилитрон 29 подключает базу транзистора 27 к выходу измерительного делителя, составленного из резисторов 30, 3il и подключенного к выходным зажимам выпрямителя.

Предлагаемое устройство в системе электроснабжения работает следующим образом. В исходном положении замок зажигания 10 размыкает цепь аккумуляторной батареи 11 и обмотка возбуждения обесточена. При запуске двигателя замок зажигания 10 подключает батарею И к выходу выпрямителя.

В связи с тем, что напряжение батареи меньше номинального уровня регулируемого напряжения, стабилитрон 29 и, следовательно, транзистор 27 оказывается в непроводящем состоянии. В результате по депи резистор 26- диод 25 - управляющий электрод и катод тиристора 14 потечет ток, достаточный для включения последнего. После включения тиристора 14 обмотка возбуждения 12 оказывается под напряжением аккумуляторной батареи. Ток возбуждения, нарастая, достигает максимального значения, определяемого сопротивлением обмотки 12.

В процессе разгона генератора напряжение па фазах статора увеличивается, достигая уровня регулируемого напряжения. При этом кремниевый стабилитрон 29 и транзистор 27 переходят в проводящее состояние, исключая протекание тока в цепи управляющего электрода тиристора 14. Выключение тиристора 14 осуществляется в ближайший следующий момент времени, когда потенциал фазной обмотки 3 статора оказывается отрицательным по отношению к потенциалу двух других фаз. При этом транзистор 18 оказывается в непроводящем состоянии, ибо токи резисторов 21 и 22 ответвляются через диоды 23 и 24, минуя диоды 19 и 20 и переход база-эмиттер транзистора 18. В результате ток протекает в цепи резистор 17 - диод 16 - управляющий электрод и катод тиристора 15. Благодаря этому последний переходит в проводящее состояние. При этом ток возбуждения ответвляется в фазной обмотке 3 непосредственно через тиристор 15, минуя тиристор 14 и диод 7. Тиристор 14 оказывается обесточен и выключается. Тиристор 15 выключается автоматически на стороне переменного тока, когда

потенциал фазной обмотки 3 оказывается положительнее потенциалов двух других фаз, повторное включение тиристора 15 происходит в тот момент времени, когда потенциал фазной обмотки 3 вновь окажется самым отрицательным, предотвращается цепочной резистор 22 - диод 20. Обмотка обеспечивает протекание тока базы транзистора 18, удерживая его в проводящем состоянии, ибо диод 24, находясь под обратным напряжением, не

проводит.

Таким образом, обмотка возбуждения оказывается отключенной и от выпрямителя и от фазы статора. Ток возбуждения, замыкаясь через шунтирующий диод 13, начинает уменьшаться, что приводит к соответствующему снижению регулируемого напряжения. Следствием этого является переход транзистора 27 в непроводящее состояние и включение основного тиристора 14. В результате обмотка

возбуждения подключается к выпрямителю и ток в ней начинает возрастать.

При наличии тока в управляющем электроде тиристора 14 периодически в моменты времени, когда потенциал фазной обмотки 3 статора уменьшается до минимального значения, происходит включение вспомогательного тиристора 15, и соответственно, выключение основного тиристора. Однако примерно через одну

треть периода потенциал фазной обмотки 3 начинает увеличиваться и тиристор 14, переходя в проводящее состояние, выключает вспомогательный тиристор. По мере увеличения тока в обмотке возбуждения 12 напряжение на выходе выпрямителя возрастает, достигая в некоторый момент значения, при котором стабилитрон 29 и тиристор 27 переходят в проводящее состояние. Далее описанный выше процесс повторяется.

Предмет изобретения

Регулятор напряжения для генераторов переменного тока по авт. св. № 276219, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения качества регулирования, управляющий электрод вспомогательного тиристора через диод и резистор подсоединен к положительному зажиму выпрямителя, к общей точке упомянутых диода и резистора подключен коллектор транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным зажимом выпрямителя, а база через две параллельные ветви, каждая из которых содержит- последовательно соединенные диод и резистор, подключена к положительному зажиму выпрямителя, причем средние точки указанных ветвей через диоды соединены соответственно с анодом и катодом вспомогательного тиристора.