Устройство для регулирования напряжения электромашинных генераторов Советский патент 1975 года по МПК H02P9/30 

1

Изобретение может быть использовано для регулирования возбуждения генераторов как переменного, так и постоянного токов, с целью стабилизации их выходного напряжения.

Известны устройства для регулирования напряжения злектромашинных генераторов, содержащие датчик тока и импульсный транзисторный усилитель, ко входу которого подключены последовательно стабилитрон с ограничивающим резистором и формирователь пилообразного напряжения, а к выходу обмотка возбуждения генератора.

Недостатком таких устройств является ограниченная точность стабилизации - статизм, что определяется самим принципом регулирования по отклонению. Для повышения точности строят астатический тип стабилизатора либо дополнительно вводят регулирование по нагрузке. Построение астатического стабилизатора ведет к значительному усложнению схемы, а введение регулирования по нагрузке требует датчика тока. Для генераторов переменного тока в качестве датчиков широко используются трансформаторы тока, а для генераторов постоянного тока - сопротивления, включенные последовательно с нагрузкой. Последнее не всегда удобно из-за гальванической связи между схемой регулятора и выходом генератора. Кроме того, в последние годы в качестве датчиков тока в регуляторах используются терморезисторы (их недостатки: инерционность, зависимость параметров от внешней среды) и датчики Холла (параметры которых также сильно зависят от

внешних условий).

Цель изобретения - упрощение схемы регулятора напряжения генератора с комбинированным регулированием при сохранении высокого быстродействия и эксплуатационных

качеств. Эта цель достигается путем применения в качестве датчика тока оптронной пары светодиод-фотодиод, включенной в измерительное устройство. Принципиальная схема устройства изображена на фиг. 1.

Устройство состоит из усилителя на транзисторах 1-4 с непосредственной связью, во входную цепь которого включены измерительный узел напряжения, состоящий из

трансформатора 5, транзисторов 6, 7 и дифференцирующей цепочки: сопротивление 8, конденсатор 9 совместно с выпрямителем 10; датчик тока, состоящий из светодиода 11 и фотодиода 12; и опорная цепочка на стабилитронах 13 и 14. На выход усилителя включена обмотка возбуждения 15 генератора 16.

Регулируемое напряжение генератора Ur подводится к клеммам питания автогенератора с трансформаторной обратной связью. На

выходе генератора получаются прямоугольные импульсы, пролорциональные по амплитуде величине иапряжения генератора UY. После выпрямителя 10 на сопротивлениях 8 появляется пилообразное напряжение, постоянная составляющая которого пропорциональна величине регулируемого напряжения. Напряжение, пропорциональное току генератора снимается с сопротивления 17 и прикладывается к цепочке: сопротивление 18, светодиод И. В результате интенсивность излучения светодиода пропорциональна величине тока генератора. Фотодиод 12, оптически связанный со светодиодом, регистрирует интенсивность излучения светодиода.

Статическая характеристика оптоэлектронного преобразователя с фотодиодом приведена на фиг. 2.

Как видно из характеристики, сопротивление фотодиода линейно зависит от тока светодиода. Следовательно, ток в цепи: фотодиод, сопротивление 19 определяется током светодиода и в конечном итоге током генератора. Пилообразное напряжение, суммируясь с напряжением на сопротивлении 19, пропорциональным току генератора, через стабилитроны 13 и 14 поступает на вход транзисторного усилителя. В ту часть периода пилообразного напряжения, когда мгновенное значение суммарного напряжения пилы и датчика тока больше напряжения пробоя стабилитрона 13, входной транзистор усилителя заперт, и выходной ток усилителя равен нулю. В остальную часть периода входной транзистор открыт, и в обмотке возбуждения 15 генератора протекает ток.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования напряжения электромашинных генераторов, содержащее

датчик тока в виде шунта в цепи его нагрузки и импульсный транзисторный усилитель, ко входу которого подключены последовательно стабилитрон с ограничивающим резистором и формирователь пилообразного напряжения, а

к выходу - обмотка возбуждения генератора, отличаюшееся тем, что, с целью повышения надежности и точности регулирования, параллельно упомянутому шунту включен светодиод фотоэлектронной пары, фотодиод

которой через цепь подпитки подключен параллельно ограничивающему резистору.

Фиг. 1

пка

100

80

60

0

20

1д 100

ЭОпа 80 МО 10 па Опа

50 па itO па

ЪОпо 20 па 10 ria 5 па

f Uq..46

fPUB.2