Регулятор напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02P9/30 

(54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования тока возбуждения электрических генераторов, преимущественно для генераторов, применяемых в автотракторной промышленности. Известны регуляторы напряжения, работаюш,ие в комплекте с генератором с встроенным выпрямителем. Для защиты элементов регулятора от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения в схему регулятора введено реле с токовой обмоткой, подключенной в цепь обмотки возбуждения, и удерживающей, подключенной пара 1лельно транзистору 1. Недостатком этого регулятора является выполнение устройства защиты на реле, что снижает надежность и не позволяет выполнять регулятор в интегральном исполнении. Известны также регуляторы, в которых схема защиты выполнена на полупроводниковых элементах. Для определения величины тока в цепи обмотки возбуждения устанавливается резистор, сигнал с которого подается на вход полупроводникового реле. Выход реле соединен с входом измерительного органа 2, Недостатком этих устройств является сложность схемы и вероятность ложных срабатываний схемы защиты. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является регулятор напряжения, содержащий последовательно включенные измерительный орган, промежуточный усилитель и усилитель мощности, выходной транзистор которого включен последовательно с зашунтированной диодом обмоткой возбуждения электрической машины, а также блок защиты от токов короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения, выполненный на двухвходовой схеме совпадения, выход которой соединен с выходом измерительного органа регулятора 3. Недостатком этого устройства является наличие резистора, включенного последовательно с выходным транзистором, что снижает диапазон регулирования и ухудшает КПД регулятора, а также необратимость срабатывания защиты, что при случайных кратковременных замыканиях приводит к необходимости повторного запуска двигателя. Цель изобретения - повышение КПД и упрощение эксплуатации. Поставленная цель достигается тем, что в регулятор введены дополнительно транзистор и резистор, при этом дополнительный транзистор выполнен с проводимостью, обратной по отношению к выходному транзистору усилитель мощности, базо-эмиттерный переход дополнительного транзистора подключен параллельно обмотке возбуждения, выход транзистора через р.езистор соединен с общей минусовой щиной питания регулятора, при этом один из входов схемы совпадения подключен к точке соединения обмотки возбуждения с выходным транзистором усилителя мощности, а другой вход подключен к выходу дополнительного транзистора. На чертеже приведена принципиальная схема регулятора. Регулятор напряжения содержит измерительный орган 1, соединенный с управляющим транзистором 2 промежуточного усилителя, выходной транзистор 3 усилителя мощности, включенный последовательно с обмоткой 4 возбуждения генератора, схему защиты выходного транзистора регулятора напряжения от короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения. Схема защиты выполнена из схемы совпадения и дополнительно транзистора 5, подключенного параллельно обмотке 4 возбуждения, при этом эмиттер транзистора 5 соединен с коллектором выходного транзистора 3 и обмоткой 4 возбуждения, другой конец которой соединен с базой транзистора 5. Коллектор транзистора 5 соединен с одним из входов схемы совпадения, содержащей транзистор 6. Другим входом схемы совпадения является эмиттер транзистора 6, который соединен с эмиттером транзистора бис тем концом обмотки возбуждения, который соединен с коллектором выходного транзистора 3, параллельно обмотке возбуждения включен гасящий диод 7. Коллектор транзистора 6 соединен через резистор 8 с базой транзистора 2. Резистор 9 соединяет коллектор транзистора 5 с минусовой щиной 10 питания. Регулятор работает следующим образом. При включении замка зажигания выходной транзистор 3 открывается, потенциал на его коллекторе, определяемый напряжением насыщения транзистора 3, недостаточен для включения управляющего транзистора 2 регулятора.

В процессе регулирования выходной транзистор 3 регулятора выключается, а напряжение на его коллекторе становится равным напряжению на генераторе плюс падение напряжения на параллельно включенных эмиттерном переходе транзистора 5 и диоФормула изобретения

Регулятор напряжения; содержащий последовательно включенные измерительный де 7. Ток ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения регулятора замыкается через параллельно включенные диод 7 и эмиттерный переход транзистора 5. Транзистор 5 включается и щунтирует базовый переход транзистора 6, не давая ему включаться. Время переходного процесса спада до нуля тока ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения примерно на порядок больще времени, в течение которого выходной транзистор 3 находится в выключенном состоянии. Поэтому при нормальном режиме регулирования, когда выходной транзистор выключен, транзистор 5 включен и надежно отключает схему защиты от регулятора. При коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения эмиттерный переход транзистора 5 закорочен, а транзистор 6 включен. Ток через резистор 8 поступает в базу транзистора 2. Выходной транзистор 3 выключается. После устранения короткого замыкания достаточной длительности ( 100 мс) это состояние сохраняется сколько угодно долго. Для восстановления режима регулирования требуется повторное включение замка зажигания. После устранения короткого замыкания малой длительности ( 4 100 мс) транзистор 5 снова включается, так как за это время еще не закончен переходный процесс спада тока ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения. Схема защиты вновь отключается и режим регулироцания автоматически восстанавливается. При использовании транзистора 5 достаточной мощности и с малым базовым сопротивлением, диод 7 регулятора может быть исключен из схемы. Его функцию в этом случае выполняет эмиттерный переход транзистора 5. Схема защиты применима для регулятора как с одним, так и с составным регулирующим транзистором независимо от типа их проводимости. При использовании схем за ШИТЬ для регуляторов с р-п-р регулирующим транзистором меняются соответственно на обратные типы проводимости составляющих ее транзисторов и полярность подключения диода 7. Использование изобретения значительно повышает надежность работу регулятора напряжения и упрощает эксплуатацию. Кроме того, уменьшается стоимость его изготовления по сравнению с регуляторами со схемами защиты, где применяется геркон.. Предлагаемый регулятор напряжения может быть изготовлен в гибридном исполнении, что приведет к дальнейшему уменьшению его габаритов и стоимости изготовления.

орган, промежуточный усилитель и усилй тель мощности, выходной транзистор которого включен последовательно с зашунтированной диодом обмоткой возбуждения электрической машины, и блок защиты от токов короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения, выполненный на двухвходовой схеме совпадения, выход которой соединен с выходом измерительного органа регулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и упрощения эксплуатации, в регулятор введены дополнительно транзистор и резистор, причем дополнительный транзистор выполнен с проводимостью, обратной по отнощению к проводимости выходного транзистора усилителя мощности, базо-эмиттерный переход дополнительного транзистора подключен параллельно обмотке возбуждения, выход транзистора через резистор соединен с общей минусовой шиной питания регулятора, один из входов схемы совпадения подключен к общей точке соединения обмотки возбуждения с выходным транзистором усилителя мощности, а другой вход подключен к выходу дополнительного транзистора. Источники информации, пр,инятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2673594/07, кл. Н 02 Р 9/30, 1978.