Устройство для регурирования тока электромашинных генераторов Советский патент 1976 года по МПК H02P9/30 

Изобретение предназначается для регулирования тока электромашинных генераторов и может быть использовано в установках заряда аккумуляторных батарей от генераторов постоянного тока.

Известны устройства для регулирования тока электромашинных генераторов, которые содержат исполнительный орган на тиристорах с авто-колебательной схемой коммутации и измерительный орган на транзисторах с трансформатором постоянного тока.

Недостатком известных устройств, в которых используются шунты в сочетании с транзисторными усилителями, является то, что на шунте, обтекаемом током нагрузки, выделяется относительно большое количество тепла и между шунтом и схемой сравнения существует гальваинчеокая связь, что ограничивает возможности их применения; а устройства, в которых используются магнитные усилители, достаточно сложны, так как содержат специально для них предназначенные генераторы прямоугольных импульсов.

Цель изобретения - упрощение устройств регулирования тока электромашинных генераторов, выполненных с применением тиристоров.

Цель достигается тем, что вторичная обмотка трансформатора тока измерительного органа через диод и нагрузочный резистор подключена ко вторичной обмотке трансформаюра узла коммутации, а для улучшения качестьа регулирования параллельно нагрузочному резистору через стабилитрон подключен переход эмиттер - база транзистора измерительного органа, шунтирующего конденсатор времязадающей С-цепи органа управления, средняя точка которой соединена с базой транзистора указанного органа, выходом соединенного с управляющим электродом тиристора исполнительного органа.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Она содержит якорь 1 генератора, обмотку 2 возбуждения, положительный зажим 3 якоря, положительный зажим 4 обмотки возбуждения, отрицательный зажим 5 генератора, основной тиристор 6, первичную 7 и вторичиую 8 обмотки коммутирующего трансформатора, шунтирующий диод 9, коММутирз ющий конденсатор 10, вспомогательный тиристор И, перезарядный резистор 12, диод 13, транзистор 14, диод 15, резисторы 16, 17, конденсатор 18, резистор 1У, транзистор 20 сравнения, кремниевый стабилитрон 21, резистор 22, первичную 23 и вторичную 24 обмотки трансформатора тока, вторичную 25 обмотку коммутирующего трансформатора, диод 26, положительный 27 и отрицательный 28 зажимы нагрузки, аккумуляторную батарею 29.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме схема коммутации формирует периодическую последовательность кратковременных ьм/нульсов напряжения на обмотках /, S н 25 трансформатора. Это осундествляется в результате разряда конденсатора 10 через тиристор 11 на первичную оомотку 7 трансформатора. По окончании процесса разряда тиристор И выключается, и затем начинается процесс заряда конденсатора 10 через резистор 12. Этот процесс определяет период следования импульсов напряжения: очередное включение тиристора 11 произойдет только носле того, как конденсаlop 10 зарядится до напряжения, соответствующего потенциалу средней точки делителя на резисгорах 1и, i/. При этом потенциал управляющего электрода тиристора ii уравнивается с потенциалом его катода и потенциалом средней точки упомянутого делителя. В цепи управляющего электрода появляется ток, и тиристор И включается.

11ри появлении импульсов напряй ;ения на вторичной обмотке 8 трансформатора основной тиристор 6 выключается, а обмотка возбуждения замыкается на вторичную обмотку . 8 через диод 9.

Очередное включение основного тиристора G осуществляется от средней точки делителя напряжения (на резисторах 16, 17) при отпираиии траизистора 14. Это происходит в момент времени, когда напряжение на конденсаторе 18, периодически разряжаемом с помощью транзистора 20, в процессе заряда через резистор 19 достигает потенциала средней точки делителя напряжения. Таким образом, момент включения основного тиристора 6 зависит от того, с какого уровня начинается заряд конденсатора 18.

Иериодическни разряд конденсатора 18 осуществляется схемой ограничения тока. При появлении импульсов напряжения на вторичной обмотке 25 трансформатора через резистор 22 и вторичную обмотку 24 трансформатора тока протекает импульс тока, величина которого пропорциональна току в первичной обмотке 23 трансформатора тока и олределяется его коэффициентом трансформации. Если возникающий при этом импульс напряжения на резисторе 22 не нревыщает уровня напряжения стабилизации стабилитрона 21, то транзистор 20 остается в непроводящем состоянии. Однако, если указанное неравенство изменяется на обратное, то в цепи базы транзистора 20 появляется импульс тока, амплитуда которого зависит от тока в первичной обмотке 23 трансформатора тока. При этом

. .

.-ч.,;-516169

транзистор 20 на пепродолжительпое время, соответствующее длительности импульсов во вторичпой обмотке 25, переходит в проводящее состояпие, осуществляя разряд конденсатора 1а. Таким Образом, разряд кояденсатора 18 и, следовательно, момент BKЛЮчьJiiiя основного тиристора 6 зависят от величины тока, протекающего по первичной обмотке трансформатора тока.

Изменение режима работы устройства, например, в результате увеличения скорости вращения якоря генератора происходит следующим образом. Соответствующее увеличение э.д.с. якоря

вызыгзаег увеличение тока нагрузки генератора, сопровождается увелнчением имнульсьв тока ьо вюричной оолютке 24 граниформатора тока и, следоьатсльно, увелнчением импульсов тока в цепи базы трапзистора

20. Вследствие этого конденсатор 18 разряжается в большей мере, а заряд его до потенциала средней точки делителя нанряжения занимает большую часть периода следования импульсов. По этой причине момент

включения основного тиристора сдвигается в сторону запаздывания относительно предыдущего гасящего импульса схемы коммутации, а продолл ительпость его включенного состояния уменьшается.

В результате уменьшается ток в оЬмотке возбуждения, и э.д.с. якоря снижается до требуемого уровня.

Формула изобретения

1.Устройство для регулирования тока электро.машинных генераторов, содержащее исло.тнительный орган на тиристорах с автоколебательной схемой коммутации и измерительный орган па транзисторах с трансформатором постоянного тока, отличающийся гем, что, с целью ловышения надежности и к. п. д. устройства, питание трансформатора тока осуществляется от схемы коммутации,

для чего вторичная схема трансформатора тока через диод и нагрузочное сопротивление подключена ко вторичной обмотке коммутирующего трансформатора.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества регулирования и обеспечения широтно-импульсной .модуляции выходного напряжения, параллельно нагрузочному сопротивлению через стабилитрон подключен переход мйттер -

база транзистора, шунтирующего конденсатор времязадающей ЯС-цепи, средняя точка которой соедипепа с базой транзистора, управляющего тиристором исполнительного органа.