Регулятор частоты для электроагрегатов переменного тока Советский патент 1974 года по МПК H02P9/04 

1

Изобретение относится к пб- ласти регулиБогания частоты в ycsпойствах отбооа мощности, где гене ратоо переменного тока приводится от двигателя транспортного средс- ва.

Извбстдые регуляторы частоты для электроаграгатов переменного тока, состояцих, например, из генератора переменного тока с приводом от двигателя внутреннего егорания, содержащие исполнительный элемент в ваде электромагнита,воздействующего на дроссельную заслонку двигателя, стабилизатор напряжения, регулирующий орган с преобразователем частоты, включающим транзисторный одновибратор и орган защиты с реле остановки двигателя- электроагрегата, не обеспечивают надежной работы электроагрегата при определенной частоте генератора,

В предложенном устройстве указанный недостаток устранен за счет |того, что орган защиты выполнен в

виде подключенного на выходное напряжение генератора электроагрегата дополнительного преобразователя частоты, выход одновибратора котос рого соединен с измерительным элементом на транзисторе, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка трансформатора, вторичной обмоткой соединенного с управчр, ляющим входом транзистора в цепи |реле остановки.двигателя. На фиг, I изображена принципиальная блок-схема предлагаемо устройства, iia фиг, 2. представлена его принципиальная электрическая

15 схема,

Предлагаемый регулятор частоты (фиг,1) состоит из электромагнита I, якорь которого при помощи тяги 2 связан с дроссельной заслонкой

20 3, Электромагнит имеет рабочую обмотку 4 и обмотку 5 обратной связи по нагрузке. Рабочая обмотка электромагнита питается от регулирующего органа 6, состоящего из преобра. зователя 7 (частоточувствительныи

.элемент) и усилителя 8;. обмотка обратной связи по нагрузке питается о датчика 9 нагрузки 10, в качестве которого может быть использован либ ;трансформатор тока с выпрямительным устройством Ссвязь по общему току), либо ваттметровое устройство (связь по активной составляющей тока нагрузки),

Для защиты генератора II от разноса (превышение скорости вращения выше допустимой) регулятор снабжен органом защиты 12, состоящим из преобразователя 13 (частоточувствительный элемент), измерительного 14 и блокировочного 15 элементов.

Стабилизатор напряжения 16 ; служит для стабилизации амплитуды .импульсов регулирующего и защитного органов. Питание регулятора осуществляется от аккумуляторной батареи агрегата, работающей параллельно с зарядным устройством.

Напряжение генератора агрегата через понижающий трансформатор Тр поступает на формирователь прямоугольных импульсов, состоящий из стабилитрона 17 и резистора 18, Однополярные импульсы, по форме близкие к прямоугольным, со стабилитрона 17 подаются на дифференцирующую цепочку (конденсатор 19, резистор

Дифференцированный сигнал в виде коротких импульсов поступает на вход одновибратора (транзисторы |21 и 22, диоды 23 и 24, стабилитрон 25, конденсатор 26; резисторы 27,28 29, 30, 31, 32), На выходе одновибратора получаются прямоут ольные импульсы постоянной длительности, определяемой величиной емкости конденсатора 26 и величинами сопротивления резисторов 29 и 30,

Амплитуда импульсов одновибратора постоянна, так как она определяется стабилизированным напряжением питания, создаваемым стабилизатором 16 (транзисторы 33 и 34, стабилитроны 35, X и 37, резисторы 38 39 и 40).

С выхода одновибратора импульсы поступают на вход усилителя (транзисторы 41, 42, 43, 44: диоды 45; 46, 47 и 48; резисторы 49. 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 и 58), (Питающего рабочую обмотку 4 электромагнита,

Для снятия перенапряжений на транзисторе 44 рабочая обмотка шунтируется диодом 59. Средняя величина тока в рабочей обмотке.электромагнита зависит от величины отношения длительности ившульсов одновибратора г к периоду частоты напря- , 5жения генератора /-A-J . Чем больще это отношениеi тем больше среднее, значение тока в рабочей обмотке электромагнита, так как длительность импульсов неизменна, а длжтель0 кость периода уменьшается с ростом частоты, то отношение, а, следовательно, среднее значение тока в рабочей обмотке с ростом частоты возрастает, якорь электромагнита 5 поворачивается, преодолевая сопротивление пружины (фиг,1) и прикрывает дроссельную заслонку 3,уменьшая подачу топлива. При уменьшении частоты якорь электромагнита приоткрывает дроссельную заслонку.

Так осуществляется регулирование частоты.

Исходное состояние элементов . регулятора устанавливается таким 5 образом, чтобы при номинальной скорости вращения (частоте) усилие электромагнита уравновешивалось натяжением пружины. Изменяя величину

сопротивления резистора 29 (фиг. 2)., 0 можно в некоторых пределах изменять рабочую частоту агрегата, что необходшло при включении на параллельную работу.

Для уменьшения статизма характеристики регулятора вводится обратная связь по нагрузке. Ампервитки обмотки 5 обратной связи (фиг,1) направлены встречно .ампервиткам рабочей обмотки, поэтому при увелиQ чении нагрузки усилив электромагнита уменьшается, и пружина приоткрывает дроссельную заслонку, увеличивая подачу.топлива. Регулирование глубины Обратной связи по нагрузке 5 осуществляется резистором 60 (фиг,. В случае исчезновения напряжения генератора или неисправностей в цепях регулирующего устройства агрегат может пойти в разнос. Для за(. щиты от таких аварихшых режиглов ре гулятор снабжен защитным устройством.

Преобразователь частоты защит.ного устройства выполнен так же,как (.(. в регулирующем устройстве. Он состоит из формирователл прямоугольных импульсов (стабилитрон 61 и резистор 62), дидфренцирующей цепочки (конденсатор 63 и резистор 64) и одновибратора (транзисторы 65, 66; стабилитрон 67; диоды 68 и 69, конденсатор 70; резисторы 71, 72, 73, 74, 75). Измерительный элемент защитного устройства состоит из транс форматора 7од транзисторов 77 и 78: диодов 79, 80 и 81; конденсатора 82 резисторов 83 и 84 и реле 85. Выпря митель 86, резистор 87, конденсатор 88,реле 89 и 90 составляют олокировочное устройствов Защитное устройство работает следующим образом. При включении источника питания постоянного тока с помощью тумблера 91 (сбит, 2) срабатывает реле 90 и отключает рабочую обмотку электромагнита от источника питания. После запуска агрегата н возбуждения генератора на вход схе.мы поступает переменное напряжение, которое включает в работу регулирующее и защитное устройства, С выхода частотного преобразователя защитного устройства импульсы поступают на вход транзистора 77 (фиг, 2) через диод 79 и резистор 83, В коллекторной цепи транзистора 77 включена первичная обмотка трансформатора 76, Во BTOpiraHOE обмотка трансформатора наводится напряжение, которое с помощью однополупериодного выпрямителя (диод 80; и емкостного фильтра (конденсатор 82) открывает транзистор 78 и реле 85 срабатывает, замыкая свой нормально открытый контакт 85т, Одновременно от выпрямителя 86 через резистор 87 срабатывает реле 89, В этом случае цепь питания реле 90 проходит через замкнутые контакты 8Эо - 89д (реле 89) и замкнутые контакты реле 85. Обмотка реле 89 подключается к цепи постоянного тока через собственные контакты (блокируется), 89т - ДлиТ ельность импульсов частотного преобразователя выбирается такой, чтобы при максимально допустимой скорости вращения агрегата отношение - I, В этом случае напряжение на вторичной обмотке транс форматора 76 исчезает, транзистор 78 закрывается, ток в обмотке реле 85 исчезает, контакты 85т размыкаются, цепь питания реле 89 разры- вается и контакты реле 89, замкнувшись, подключают напряжение питания (12в) непосредственно- к рабочей обмотке электромагнита. Якорь электромагнита, преодолевая сопротивление пружины, полностью закрывает дроссельную заслонку и двигатель агрегата останавливается. Чтобы вернуть схему в исходное состояние (разблокировать реле 89), необходимо выключить питание (тумблер 91), При исчезновении напряжения генератора агрегата схема защиты срабатывает в такой же последовательности, ПРЕДМЕТ ЮОБРЕТЕНШ Регулятор частоты для электроагрегатов переменного тока,состоящих, например, из генератора переменного тока с приводом от двигателя внутреннего сгорания, содержащий исполнительный элемент в виде электромагш-1та, воздействующего на дроссельную заслонку двигателя, стабилизатор напряжения, регулиррзщий орган с преобразователем частоты, включающшй транзисторный одновибратор и орган защиты с реле остановки двигателя элекipoarperara, итличающиис я тем, что, с целью повышения надежности работы электроагрегата при определенной частоте напряжения генератора, орган защиты выполнен в виде подключенного на выходное напряжение генератора электроагрегата дополнительного преобразователя частоты, выход одновибратора которого соединен с измерительным элементом на транзисторе, в коллекторную цепь которого включена первичная обмотка трансформатора, вторичной обмоткой соединенного с упраЕляющш вхрдом транзистора в цепи реле остановки двигателя.

. //////////////

Питание П6

1