Устройство для электропитания автономных объектов Советский патент 1977 года по МПК H02P9/30 

1

Изобретение относится к области электротехники, в частности к регуляторам напряжения, содержащим устройство для защиты от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения на «массу и работающим в комплекте с генераторами неременного тока, например автотракторного тина.

Известно устройство для электропитания автономных объектов, содержащее регулирующий транзистор, управляемый электромагнитным реле, и реле защиты от замыканий в цепи обмотки возбуждения на «массу, контакты которого при срабатывании подают запирающий потенциал на базу выходного транзистора и удерживают его в закрытом состояНИИ вплоть до устранения причины, вызвавщей короткое замыкание, отключения и последующего включения батареи 1. Недостатками этого устройства являются отс} тствие автоматического самовозврата схемы в исходное состояние после )странения неисправности, а также громоздкость электромагнитного узла защиты.

Наиболее близким к изобретению техническим рещением является устройство для электропитания автономных объектов, содержащее электромащинный генератор переменного тока с выпрямителем и общим выводом статорных обмоток, соединенным через первый резистор с выходом выпрямителя, последовательно соединенные запирающий диод и переход эмиттер-коллектор регулирующего транзистора, включенные между общим выводом статорных обмоток и обмоткой возбул дения электромащинного генератора, управляющее электромагнитное реле, обмотка которого через второй резистор подключена к выходу выпрямителя, а замыкающий контакт включен между базой регулирующего транзистора и общим выводом статорных обмоток, и блок для защиты от коротких замыканий обмотки возбуждения 2. По этой схеме при коротком замыкании напряжение генератора спадает, ампервитки регулятора напряжения уменьшаются, размыкающие контакты приходят в исходное положение, подавая сигнал управления на тиристор, который, включаясь, шунтирует сопротивление в цепи обмотки регулятора. Ампервитки регулятора увеличиваются, и размыкающие контакты размыкаются, а замыкающие контакты замыкаются, подавая положительный потенциал на базу регулирующего транзистора, и транзистор закрывается. Недостатком заказанного устройства является отсутствие быстродействия защиты. Для осуществления защиты электромагнитный узел должен многократно срабатывать. За это время через транзистор проходит самый мощный всплеск тока короткого замыкания, что приводит к отказу выходного транзистора, а еледовательно, к отказу регулятора и всей генераторной установки.

Целью изобретения является повышение надежности устройства. Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве для электропитания автономных объектов блок для защиты выполнен на тиристоре, анод и катод которого подключены соответственно к эмиттеру и коллектору транзистора, а управляющий электрод через третий резистор и размыкающий контакт электромагнитного реле - к общему выводу статорпых обмоток, причем между замыкающим и размыкающим контактами электромагнитного реле включен полупроводниковый диод.

На чертеже дана схема описываемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 переменного тока с выпрямителем 2 и общим выводом 3 статорных обмоток, соединенным через резистор 4 с выходом силового выпрямителя, последовательно соединенные запирающий диод 5 и переход эмиттер-коллектор регулирующего транзистора 6, включенные между выводом 3 статорпых обмоток и обмоткой 7 возбуждения электромашинного генератора, управляющее электромагнитное реле, обмотка 8 которого через резистор 9 подключена к выходу 10 выпрямителя, а замыкающий контакт 11 включен между базой регулирующего транзистора 6 и общим выводом 3 статорных обмоток, тиристор 12 защиты, анод и катод которого подключены соответственно к эмиттеру и коллектору транзистора 6, а управляющий электрод через резистор 13 и размыкающий контакт 14 электромагнитного реле - к общему выводу 3 статорных обмоток. Между замыкающим И и размыкающим 14 контактами электромагнитного реле включен полупроводниковый диод 15.

Устройство работает следующим образом.

До достижения генератором напряжения, равного регулируемому, размыкающий контакт 14 находится в замкнутом состоянии, поэтому транзистор 6 закрыт, а тиристор 12 пропускает весь ток возбуждения на обмотку возбуждения генератора. По достижении генератором напряжения, равного регулируемому, обмотка 8 регулятора напряжения притягивает якорь и размыкающие контакты 14 размыкаются (отключается управляющий электрод), а тиристор 12 шунтируется открытым переходом транзистора 6. Далее процесс регулирования идет обычным образом.

В случае короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения на «массу напряжение генератора спадает, размыкающие контакты 14 регулятора напряжения замыкаются и подают сигнал на управляющий электрод тиристора 12. Регулирующий транзистор 6 в этом случае находится в запертом состоянии (размыкающие контакты 14 подают положительный потенциал на базу транзистора 6), а весь

ток короткого замыкания проходит через тиристор 12, причем величина его не превышает допустимых значений, обусловленных количеством энергии, запасенной в обмотке возбуждения сопротивлением диода 5 и тиристора 12. После окончания процесса короткого замыкания напряжение генератора увеличивается до уровня, при котором регулятор напряжения начинает регулировать, размыкающие контакты 14 размыкаются, снимая сигнал с цепи управления тиристора 12, тиристор гасится открытым переходом транзистора 6 (в этой схеме падение напряжения на анодно-катодной цепи тиристора при открытом состоянии транзистора практически отсутствует).

Разделительный диод 15 служит для исключения ложных срабатываний тиристора 12 от работы замыкающих контактов 11 регулятора напряжения.

Предложенная схема позволяет повысить за счет быстродействия надежность и уменьшить габариты регулятора напряжения за счет исключения электромагнитного узла из корпуса регулятора. Кроме того, эта схема обладает автоматическим самовозвратом защиты в исходное рабочее состояние после окончания процесса короткого замыкания без остановки двигателя или отключения батареи.

Формула изобретения

Устройство для электропитания автономных объектов, содержащее электромашинный генератор переменного тока с выпрямителем и общим выводом статорных обмоток, соединенным через первый резистор с выходом выпрямителя, последовательно соединенные запирающий диод и переход эмиттер-коллектор регулирующего транзистора, включенные между общим выводом статорных обмоток и обмоткой возбуждения электромашинного генератора, управляющее электромагнитное реле, обмотка которого через второй резистор подключена к выходу выпрямителя, а замыкающий коитакт включен между базой регулирующего транзистора и общим выводом статорных обмоток, и блок для защиты от коротких замыканий обмотки возбуждения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, блок для защиты выполнен на тиристоре, анод и катод которого подключены соответственно к эмиттеру и коллектору транзистора, а управляющий электрод через третий резистор и размыкающий контакт электромагнитного реле - к общему выводу статорных обмоток, причем между замыкающим и размыкающим контактами электромагнитного реле включен полупроводниковый диод.

Источники информации, принятые во внимаиие при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №206678, кл. Н 02Р 9/30, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 276220, кл. Н 02Р 9/30, 1968.