Устройство для регулирования напряжения генератора постоянного тока Советский патент 1975 года по МПК H02P9/30 

1

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для напряжения генераторов постоянного тока и может быть использовано для стабилизации напряжения в системах электроснабжения транспортных средств.

Известны устройства для регулирования напряжения генератора постоянного тока, содержащие тиристор в цепи обмотки возбуждения, схему коммутации с коммутирующим конденсатором и трансформатором в контуре гащения, измерительный орган и щиротноимпульсный модулятор с формирователем импульсов напряжения пилообразной формы и транзисторной схемой сравнения их с напряжением рассогласования на выходе измерительного органа.

Целью изобретения является упрощение устройства и повыщение надежности регулирования.

Это достигается тем, что вторичная обмотка трансформатора контура гашения, соединенная носледовательно с выпрямительным диодом, подключена параллельно накопительному конденсатору, одна из обмоток которого нодсоединена к разрядному резистору и к базе транзистора схемы сравнения, коллектор которого через разделительный диод подключен к управляющему электроду тиристора, а эмиттер и другая оокладка конденсатора подсоединены к выходным зажимам измерительного органа.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где 1-якорь генератора; 2 - обмотка возбуждения; 3 - отрицательный зажим генератора; 4 - положнтельны11 зажим якоря; 5 - положительный зажим обмотки возбуждения; 6 - основной тиристор; 7 - коммутирующий конденсатор; 8 - перезарядный резистор; 9 - вспомогательный тиристор; 10 - первичная обмотка трансформатора; 11-вторичная обмотка трансформатора; 12-диод; 13 - стабилитрон; 14 - диод; 15 - разделительный диод; 16 - транзистор схемы сравнения; 17 - вторичная обмотка трансформатора; 18-выпрямительный диод; 19 - накопительный конденсатор; 20 - разрядный резистор; 21 - конденсатор; 22 - стабилитрон;

23-25 - резисторы; 26 - транзистор; 27 - резистор.

Предлагаемое устройство содержит основной тиристор 6, схему коммутации (элементы 7-14), модулятор (элементы 15-20) и

измерительный орган (элементы 21-27).

Основной тиристор 6 соединяет иолол ительный зажим 4 якоря 1 генератора с положительным зажимом 5 обмотки возбуждения 2. Отрицательные зажимы якоря 1 и обмотки возбуладения 2 объединены в точке А. Управляющий электрод основного тиристора 6 соединен с выходом модулятора.

Схема коммутации состоит из коммутирующего конденсатора 7, иерезарядного резистора 8, вспомогательного тиристора 9, трансформатора с обмотками 10, 11 и 17, диода 12 и элементов схемы управления вспомогательным тиристором 9 - стабилитрона 13 и диода 14.

Коммутирующий конденсатор 7 и перезарядный резистор 8 соединены последовательно и подключены соответственно к отрицательному 3 и положительному 4 зажимам генератора. Общая точка конденсатора 7 и резистора 8 подсоединена к аноду вспомогательного тиристора 9, катод которого подключен к точке соединения обмоток 10 и 11 трансформатора, включенных по автотрансформаторной схеме. Обмотка 10 подсоединена к отрицательному зажиму 3 генератора, а обмотка 11 через диод 12 - к точке соединения катода основного тиристора 6 и положительного зажима 5 обмотки возбуждения 2. Управляющий электрод вспомогательного тиристора 9 соединен с его анодом через последовательно включенные диод 14 и стабилитрон 13.

Модулятор состоит из формирователя пилообразных импульсов, содержащего вторичную обмотку Г/ трансформатора, выпрямительный диод 18, накопительный конденсатор 19 и разрядный резистор 20, и схемы сравнения, выполненной на транзисторе 16. Обмотка Г/ трансформатора соединена последовательно с диодом il8. Зта последовательная цепь подключена параллельно конденсатору 19. К точке соединения катода диода 18 и конденсатора 19 подключены база транзистора 16 и резистор 20, соединяющий базу транзистора 16 с отрицательным зажимом 3 генератора. Коллектор транзистора 16 через разделительный диод 1Ь подсоединен к управляющему электроду основного тиристора 6. Эмиттер транзистора 16 и точка соединения обмотки 17 и конденсатора 19 являются входными зажимами модулятора, которые подключены к выходу измерительного органа.

Измерительный орган содержит нелинейный мост, составленный из стабилитрона 22 и резнсторов 23-25 и схему сравнения на транзисторе 26.

Катод стабилитрона 22 и резистор 24 подсоединены к положительному зажиму 4, а резисторы 23 и 25 к отрицательному зажиму 3 генератора. В диагональ нелинейного моста включен транзистор 26, так что его эмиттер соединяется с общей точкой стабилитрона 22 и резистора 23, а база - с точкой соединения резисторов 24 и 25. Коллектор транзистора 26 через резистор 27 подключается к отрицательному зажиму 3 генератора. Эмиттер и коллектор транзистора 26 зашунтированы конденсатором 21 и являются выходными зажимами измерительного органа, так что эмиттер

транзистора 26 соединяется с эмиттером транзистора 16, а коллектор транзистора 26 - с гочкой соединения обмотки трансформатора 17 и конденсатора 19.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В исходном положении якорь 1 генератора неподвижен и напрял ение на его зажимах 3 и 4 равно нулю. При увеличении скорости

вращения за счет остаточного намагничивания и с помощью специальных средств, которые на схеме не изображены, происходит процесс самовозбуждения генератора. Напряжение на якоре возрастает и достигает

уровня, при котором ток базы транзистора 16, определяемый разностью напряжений на якоре 1 и на стабилитроне 22 и ограниченный сопротивлением резистора 20, оказывается достаточным для протекания по его коллек юрной цепи тока, равного току включения основного тиристора 6.

В результате обмотка возбуждения 2 подключается к якорю 1 генератора и процесс самовозбуждения продолжается. Одновременно

осуществляется процесс заряда коммутирующего конденсатора 7 (через резистор 8) и в момент времени, когда нанряжение на конденсаторе 7 достигает напряжения стабилизации стабилитрона 13, происходит включение вспомогательного тиристора 9. При этом конденсатор 7 оказывается подключенным к первичной обмотке 10 трансформатора, а индуктируемая во вторичной обмотке 11 электродвижущая сила обеспечивает выключение

основного тиристора 6. Затем по истечении полупериода собственных колебаний контура конденсатор 7 перезаряжается до напряжения обратной полярности, ток в контуре уменьшается до «нуля, и вспомогательный

тиристор В выключается. Далее начинается перезаряд конденсатора 7 через резистор 8 и описанные выще процессы повторяются - в схеме коммутации устанавливается автоколебательный режим. Автоколебания существуют независимо от состояния основного тиристора 6, а их период определяется, главным образом, постоянной времени цепи заряда - емкостью конденсатора 7 и сопротивлением резистора 8.

В процессе самовозбуждения генератора, когда напряжение на якоре 1 меньще номинального значения, транзистор 26 находится в непроводящем состоянии, а транзистор 16

открыт, благодаря чему обеспечивается регулярное включение основного тиристора 6 непосредственно после воздействия очередного импульса, поступающего от схемы коммутации. Включение вспомогательного тиристора

9 сопровождается также возникновением импульса напряжения и на обмотке 17, но величина его не превыщает напряжения на выходе измерительного органа (транзистор 26 закрыт) и поэтому диод 18 остается в непро

водящем состоянии, предотвращая воздейст