Регулятор напряжения вентильного генератора Советский патент 1982 года по МПК H02P9/30 

(54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ВЕНТИЛЬНОГО ГЕНЕРАТОРА

1

Изобретение относится к электроооорудованию промышленности и транспорта и может быть использовано в системах регулирования напряжения вентильных генераторов, работающих при изменении в широких пределах частоты вращения и нагрузки.

Известны транзисторные системы регулирования для вентильных генераторов, у которых регулирование необходимого уровня среднего значения тока возбуждения осуществляется за счет того, что схема автоматически изменяет коэффициент заполнения импульсов тока через выходной транзисторный ключ, включенный последовательно с обмоткой возбуждения генератора 1.

Недостатком подобных систем регулирования является отсутствие защити выходного транзисторного ключа при коротких замыканиях обмотки возбуждения генератора, что приводит к его пробою, а также защиты системы при коротких замыканиях в выходном транзисторном ключе, приводящих к перенапряжениям в сети и, как следствие, к перегоранию ламп накаливания и выходу из строя аккумуляторной батареи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулятор напряжения вентильного генератора, содержащий включенный через предохранитель между обмоткой возбуждения генератора и

минусовым выводом источника регулируемого напряжения транзисторный ключ, измерительный орган, выход которого соединен со входом транзисторного усилителя, выход которого связан с базовой цепью транзистор10 ного ключа, и цепь защиты из последовательно соединенных дросселя и ключа, включенную параллельно обмотке возбуждения генератора 2.

Данный регулятор имеет недостаточную надежность вследствие того, защита

15 анализирует не состояние транзисторного ключа, а напряжение в сети, зависящее от различных факторов. Поэтому, например, в случае резкого сброса нагрузки может происходить ложное срабатывание защиты. Так

20 как вход управления цепи защиты настраивается на напряжение, превыщающее напряжение срабатывания измерительного органа, при определенных условиях работы генератора защита не срабатывает.

Цель изобретения - повышение надежности регулятора напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе напряжения вентильного генератора транзисторный ключ и предохранитель зашунтированы включенными последовательно дополнительными транзисторным ключом и предохранителем, управляющий электрод ключа соединен с плюсовым выводом источника регулируемого напряжения через дополнительный транзисторный усилитель, вход которого соединен со средней точкой введенного делителя напряжения, включенного между плюсовым выводом источника регулируемого напряжения и выходом транзисторного усилителя, при этом между базовой цепью транзисторного ключа и цепью делителя напряжения включен введенный разделительный диод.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема системы электропитания с регулятором напряжения, выполненным согласно изобретению.

Представленная на чертеже принципиальная схема состоит из вентильного генератора 1 с основным 2 и дополнительным 3 выпрямителями, аккумуляторной батареи 4, нагрузки 5 и регулятора напряжения. Регулятор напряжения содержит измерительный орган, включающий резисторы б и 7, cfaбилитрац 8 и резистор 9, транзисторный усилитель на транзисторе 10, разделительный диод И, резистор 12, стабилитрон 13, с анодом которого через резистор 14 соединена база транзисторного ключа 15, эмиттер которого через предохранитель 16 соединен с минусом генератора, а коллектор через обмотку 17 возбуждения генератора соединен с плюсом генератора. Параллельно транзисторному ключу 15 подключен дополнительный транзисторный ключ 18, база которого через резистор 19 соединена с анодом стабилитрона 13, эмиттер через предохранитель 20 соединен с минусом генератора, а коллектор - через обмотку возбуждения с плюсом генератора. Анод стабилитрона 13 через резистор 21 подключен к минусу генератора. Параллельно обмотке 17 возбуждения подключена цепь защиты из дросселя 22 и тиристора 23, управляющий электрод которого через резистор 24 и эмиттерно-коллекторный переход усилителя на транзисторе 25 соединен с плюсом генератора. База транзистора 25 подключена к делителю напряжения, состоящему из резисторов 26 и 27, включенному в коллекторную цепь транзистора 10. Между базой транзистора 10 и коллектором транзисторного ключа 15 (или 18) включены последовательно соединенные резистор 28 и емкость 29, осуществляющие гибкую коллекторную обратную связь. Параллельно обмотке 17 возбуждения подключен диод 30. Параллельно резистору 7 подсоединен конденсатор 31, выполняющий роль фильтра.

Регулятор напряжения работает следующим образом.

При напряжении генератора, меньшем заданного уровня регулируемого напряжения, напряжение на стабилитроне 8 не достигает еще значения, при котором он пробивается. При этом транзистор 10 находится в состоянии отсечки, а транзисторный ключ 15 (или 18) - в состоянии насыщения.

Когда напряжение генератора достигает заданной величины регулируемого напряжения, происходит лавинообразный пробой стабилитрона 8, так как напряжение на стаo билитроне 8 достигает уровня пробоя; при этом транзистор 10 открывается, а транзисторный ключ 15 (или 18) закрывается, что приводит к снижению тока возбуждения, а следовательно, и напряжению генератора. При этом напряжение генератора снижается до момента перехода транзистора 10 Взакрытое состояние, а транзисторного ключа 15 (или 18) - в открытое. Ток возбуждения и напряжение генератора вновь возрастают и к дальнейщем все процессы запирания и отпирания транзисторов периодически повторяются.

В случае выхода из строя транзисторного ключа 15 (или 18), т. е. короткого замыкания эмиттерно-коллекторного перехода, генератор выходит на режим самовозбуждения и при достижении напряжения срабатывания транзистор 10 переключается в состояние насыщения. По делителю 26-27 протекает ток. При этом падение напряжения на резисторе 26 достигает значения, достаточного для переключения транзистора 25 в состояние насыщения, и через эмиттерно-коллекторный переход транзистора 25 и резистор 24 протекает ток управления тиристора 23 через короткозамкнутый транзисторный ключ 15 (или 18) и предохранитель 16 (или 20) на минус генератора. Тиристор 23 открывается и по цепи: плюс генератора - дроссель 22 - открывающийся тиристор 23 - короткозамкнутый транзисторный ключ 15 (или 18) - соответQ ствующий предохранитель 16 (или 20) протекает ток, при котором соответствующий предохранитель перегорает. При это.м выщедщий из строя транзисторный ключ 15 (или 18) отключается. Исправный транзисторный ключ 18 (или 15) находится в состоянии отсечки, что приводит к переключению тиристора в состояние отсечки. Напряжение генератора начинает снижаться, транзистор 10 закрывается, а транзисторный ключ 15 (или 18) открывается, и работа регулятора наj пряжения в дальнейщем происходит обычным образом. Последовательно с тиристором 23 включен дроссель 22, предназначенный для защиты тиристора 23.

В случае короткого замыкания клеммы Ш на минус генератора генератор выходит на

режим самовозбуждения и при достижении напряжения срабатывания входной .транзис тор 10 переключается в состояние насыщения, при этом открываются транзистор 25 и тиристор 23, который щунтирует обмотку

возбуждения генератора. Ток возбуждения уменьшается, снижается и напряжение генератора до величины, определяемой остаточным магнитным потоком, являющейся анодным напряжением тиристора. В результате тиристор 23 запирается. Начинается процесс самовозбуждения генератора при коротком замыкании. Далее процесс повторяется и напряжение генератора изменяется, не превышая напряжения включения транзистора 10 до тех пор, пока не будет устранено короткое замыкание.

Таким образом, настоящий регулятор напряжения отличается простотой и обеспечивает высокую надежность при возможных в эксплуатации аварийных ситуациях.

Формула изобретения

Регулятор напряжения вентильного генератора, содержащий включенный через предохранитель между обмоткой возбуждения генератора и минусовым выводом источника регулируемого напряжения транзисторный ключ, измерительный орган, выход которого соединен со входом транзисторного усилителя, выход которого связан с базовой цепью транзисторного ключа, и цепь защиты из последовательно соединенных дросселя и ключа, включенную параллельно обмотке возбуждения генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, транзисторный ключ и предохранитель зашунтированы включенными последовательно дополнительными транзисторным ключом и предохранителем, управляющий электрод ключа соединен с плюсовым выводом неточника регулируемого напряжения через дополнительный транзисторный усилитель, вход которого соединен со средней точкой введенного делителя напряжения, включенного между плюсовым выводом источника регулируемого напряжения и выходом транзисторного усилителя, при этом между базовой цепью транзисторного ключа и цепью делителя напряжения включен введенный разделительный диод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

«1 S