Регулятор возбуждения для электрических машин Советский патент 1980 года по МПК H02P9/30 H02P5/40 

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для регулирования тока возбуждения в электрических машинах.

Известны регуляторы возбуждения для электрических машин, которые содержат измерительный оргаи, промежуточный усилитель и выходной транзистор, включенный последовательно в цепь обмотки возбуждения I.

Недостатком таких регуляторов является большая мощность, выделяемая в регуляторе из-за плохих фронтов переключения транзистора, и низкая устойчивость.

Известны регуляторы напряжения, в которых для повышения устойчивости введены демпфируюш.ие устройства, гибкие обратные связи R-C или L-R-C (конденсатор С служит для того, чтобы через цепь обратной связи не проходила постоянная составляющая, т. е. обратная связь действовала бы только в динамических режимах; |2.

В этих регуляторах обратная связь берется или с выхода магнитного усилителя, или с выхода обмотки возбуждения и заводится на вход модулятора.

Такая обратная связь для объектов регулирования, находящаяся в широком температурном диапазоне, недостаточно эффективна, так как постоянная времени обмотки возбуждения изменяется при изменении 5 температуры, а в системе регулятор-обмотка возбуждения ее значение превалирует над значением постоянной времени регулятора.

Нанболее близким техническим решением к изобретению является регулятор возбуждения для электрических машин, содержащий последовательно соединенные между собой измерительный орган, модулятор щирины импульсов и выходной транзистор с токовой трансформаторной положительной обратной связью, включенный впоследовательной в цепь обмотки возбуждения электрической машины |3}.

Недостатком этого регулятора является низкая устойчивость, что снижает надежность регулятора и точность регулирования.

Цель изобретения - повышение иадеж20 ности и точности регулирования.

Это достигается тем, что в предлагаемый регулятор введены дополнительная обмотка токового трансформатора, выпрямитель, резистор и последовательная RC-цепь,. причем дополнительная обмотка через выпрямитель подключена к резистору, а между. плюсом выпрямителя и входом модулятора ширины импульсов включена указанная RC-цепь. На чертеже представлена прннципиаль ная электрическая схема регулятора. РегУлятЬр состоит из измерительного органа 1. подключенного к входу модулятора 2 ширины импульсов, который управляет выходным транзистором 3, в коллектор которогр включена обмотка 4 токового трансформатора положительной обратной связи, базовая обмотка 5 которого подключена своим началом к базе транзистора 3. В цепь эмиттера трайзистора 3 вклк)чена обмбтка возбуждения 6 электрической машины. Для запирания транзистора 3 служит снстема запирания 7. Обмотка 8 размагничивания токового трансформатора включена в цепь диода 9, и1унтирующего обмотку возбуждення 6. Дополнительная обмотка 10 расположена на том же токовом трансформаторе, что и обмотки 4, 5 и 8. К выходу обмотки 10 подключена RC-цепочка 11 через диод 12, 1к выходу которого подключено сопротивление 13, Диод 14 включен между концом базовой обмотки 5 и эмиттером транзистора 3.ч Регулятор работает следующим образом. При уменьшении входного напряжения сигнал с измерительного органа 1 поступает на модулятор ширины импульсов (магнитный усилитель) 2, магнитный усилитель насыщается и ток поступает в базу транзистора 3. Транзистор 3 приоткрывается и на коллекторной обмотке 4 токового трансформатора наводится ЭДС, которая, трансформируясь в базовую обмотку 5, насыщает транзистор, и на обмотке возбуждения 6 вйЖеляется напряжение питания, так как ток возбуждения увеличивается, а значит и напряжение возвращается к исходному состоянию. При Лбдаче тактового импульса от системы запирания 7 транзистор 3 запирается, на обмотке возбуждения возникает ЭДС самоиндукции, которая размагничивает токовый трансформатор за счет обмотки 8 размагничивания, а ток возбуждения замыка(ется через шунтнрующий диод 9. Токовый трансформатор тем самым подготовлен для следующего такта. Так tipbHtходит Ж)р,тока натрЖёние не ст:анбвится равным заданной величине. При увеличении напрЖжёййя процесс происходит идентично, но при этом запирается транзистор 3. При возникновении автоколебаний сигнал с дополнительной обмотки 10 токового трансфор1|afбра, выделяясь на сопротивление 13 в противофазе, через НС-цепочку 11 поступает на вход модулятора 2 и успокаивает систему регулирования. При статическом режиме из-за наличия RC-цепочки 1I ток в измерительный орган не поступает. Величина напряжения на базовой обмотке токового трансформатора при открытом состоянии транзистора 3 определяется суммой падений напряжений на диоде 12 и переходе эмиттер-база транзистора 3 Uwj UDH + и, -,, где Uvs напряжение на базовой обмотке; I)DH. - падение напряжения в диоде; -падение напряжения в переходе эмиттер-база. При пс1нижении температуры напряжение на базовой обмотке 5 возрастает, так как увеличивается Up -f U.r,, поэтому и напряжение на дополнительной обмотке 10 Также возрастает, что в свою очередь, резко усиливает действие отрицательной гибкой связи при пониженных температурах, что Очень важно, так как постоянная времени обмотки возбуждения возрастает при минусовых температурах. При повышенных температурах действие гибкой отрицательной связи ослабевает, так как уменьшается напряжение на дополнительной обмотке 10, и переходный процесс проходит без перерегулирования. Форм1 ла изобретения Регулятор возбуждения для электрических машин, содержащий последовательно соединенные между собой измерительный орган, модулятор ширины импульсов и выходной транзистор с токовой трансформаторной .положительной обратной связью, включенный последовательно в цепь обмотки возбуждения электрической машины, огличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точиости регулирования, введены дополнительная обмотка токового трансформатора, выпрямитель, резистор и последовательная RC-цепь, причем дополнительная обмотка через выпрямитель подключена к резистору, а между плюсом выпрямителя н входом модулятора ширины импульсов включена указанная RC-цепь. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 379042, кл. Н 02 Р 9/30, 1970. 2.Бунаков В. Л. и др. Полупроводнико вые регуляторы напряжения и чactoты электрических машин. М., «Энергия, 1966 с. 103. 3.Авторское свидетельство СССР Ко 322843, кл. Н 02 Р 9/14, 1970.