Автотракторная система электроснабжения Советский патент 1982 года по МПК H02P9/30 

(54) АВТОТРАКТОРНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономнйх системах электроснабжения, преимущественно в системах электроснабжения для автомобилей и тракторов. Известные системы электроснабжения с последовательным включением регулиру ющего элемента в цепь обмотки возбуждения имеют общий недостаток, связанный с ухудщением начального возбуждения из-за наличия сопротивления регулирующего элемента. Известны системы электроснабжения, в которых для уменьщёния величины сопротивления эмиттерно-коллекторного перехода транзистора, включенного Е цепь обмотки возбуждения, применен дополнительный транзистор, подключенный к базовой цепи выходного и обеспечивающий его избыточное насыщение в момент запуска. После достиженияопределенного уровня напряжения этот транзистор остается постоянно открытым и регулирование происходит обычным образом от управляющего транзистора . Недостатком этого устройства является наличие элементов, необходимых для управления дополнительным транзистором, что приводит к потерям мощноста в них. Известно также устройство, в котором последовательный регистрирующий элемент шунтируется в начальный момент размыкающими контактами реле, обмотка которого подключена к якорным цепям генера тора. При достижении определенного уровня напряжения контакты реле размыкаются и регулятор вступает в работу 2j Недостатком этого устройства является постоянное потребление тока обмоткой реле, что снижает КПД. Наиболее близким техническим рещением : к предлагаемому является автотракторная система электроснабжения, содержащая генератор, якорные обмотки которого соединены с основным и дополнитепьtibiM выпрямителями, аккумуляторную батарею, включенную параппепьно основному вьшрямитегао, регулятор напряжения, регулирующий транзистор которого включен последовательно с обмоткой воабуждения генератора, один из крайних вьюодов этой цепи соединен с плюсом допо нительного выпрямителя, а другой вывод - с общим минусом энергосистемы база регулирующего транзистора соединена с выходом управляющего транзистора, база которого через стабилитрон подключена к средней точке резистивного делителя напряжения, крайние выводы которого подключены между общим плюсом энергосистемы и общим минусом энергосистемы, а также дополнительный транзистор, эмиттерно-коллекторный пере ход Которого включен параллельно эмит- терно-коллекторному переходу регулирующего транзистора, а база соединена с од ним из замыкающих контактов кшочевого элемента самовозбуждения с чувствитель ным органом 3. Недостатком такого устройства яъпяет ся потеря мощности на управляющем тран зисторе, так как он находится во включенном состоянии при работе системы. Цель изобретения - повышение КПД. Поставленная цель достигается тем, что чувствительный орган ключеЕрго элемента самовозбу кдения включен между плюсом дополнительного выпрямителя и общим плюсом энергосистемы, а второй вывод замыкающего контакта ключевого элемента соединен также с общим плюсом энергосистемы. Кроме того, ключевой элемент самовозбуждения выполнен на электромагнитном реле, обмотка которого через дополнительно введенный токоограничивающий резистор одним выводом соединена с об щим плюсом энергосистемы, & другим выводом с пшосом дополнительного выпрямителя, причем второй вывод замыкающих контактов реле- подключен к общей точке соединения обмотки реле и токоог- рат чивающего резистора. Причем замыкающие контакты ключев го элемента самовозбуждения выполнены на магнитодиоде, соединенном катодом с базой дополнительного транзистора. На фиг. 1 приведена полная принципиальная схема системы электроснабжения; на фиг. 2 - вариант включения ключевого эпемента самовозбуждения с использованием магнитодиода. Регулятор напряжения автотракторной системы электроснабжения состоит ИЗ выходного регуго1рующего транзистора I(в частности, составного транзистора), соединенного с выводом Ш регулятора напряжения. База составного транзистора соедине- на с управляющим транзистором 2, база которого соединена со стабилитроном 3, подключенным к средней точке резистив- ного делителя напряжения, состоит из резисторов 4 и 5. Крайние выводы резисторов включены между общими минусом и плюсом энергосистемы. Параллельно регулирующему транзистору включен дополнительный транзистор б, база которого соединена с резистором 7 и замыкающими контактами 8 ключевого элемента самовозбуждения, выполненного на электромагнитном реле. Чувствительный орган ключевого эпемента самовозбуждения, т.е. обмотка 9 реле, подключен одним выводом через то- коограничивающий резистор 10 к общему плюсу, а другим выводом - к плюсу дополнительного выпрямителя 11 (клем- . ма Р регулятора напряжения). Диод 12 (защитный диод) служит для гашения ЭДС самоиндукции обмотки 13 возбуждения генератора 14. Якорные обмотки генератора 14 соединены с дополнительным выпрямителем IIи основным выпрямителем 15, параллельно которому подключена аккумуляторная батарея 16, выводы постоянного тока которой образуют общие плюс и минус энергосистемы. Аккумуляторная батарея 16 через ключ 17 зажигания соединяется с резисторным делителем регулятора напряжения. Магнитодиод 18 используют в качестве замыкающих контактов ключевого элемента самовозбуждения. Обмотка 19 магнитодиода 18 включается также как и обмотка 9 электромагнитного реле. Автотракторная система электроснабжения работает следующим образом При замыкании ключа 17 .зажигания подается напряжение аккумуляторной батареи 16 на искусственный делитель напряжения регулятора, состоящий из резисторов 5 и 4, а также на обмотку 13 возбуждения генератора 14 черюЬ цепочку, состоящую из резистора 10 и обмотки 9 реле. Протекание тока через обмотку 9 приводит к замыканию контактов 8. Начальный ток возбуждения генератора обеспечивается через открытые переходы транзистора 1 и додрЛИИтельного транзистора 6. Открытое состояние регулирующего транзистора 1 обеспечивается за счет протекания базового тока. Допол нительный транзистор 6 находится в открытом состоянии за счет протекания ба зового тока через токоограничиваюший резистор 10 и замкнутые контакты 8 ре ле, которые удерживаются в замкнутом состоянии от протекания тока через обмотку 9 реле. Управляющий транзистор 2 при этом закрыт, так как стабилитрон 3 находится в непроводящем состоянии, напряжение на нем ниже уровня пробоя. Параллельное включение транзистора 1 и 6 создает низкое падение напряжения в цепи обмотки 13 возбуждения, тем самым значительно улучшая процесс сам возбуждения генератора. После возбуждения, генератора потенциалы на выходе дополнительного выпрямителя и основного выпрямителя 15 сравниваются, ток через обмотку 9 реле резко спадает, и контакты 8 размыкаются, выключая транзистор 6. Далее регулятор работает как обычно.) Когда напряжение генератора достигает определенного предела, включается стабилитрон 3 и транзистор 2, транзистор 1 при этом закрывается, а ток обмотки возбуждения падает и напряжение также. . Таким образом, регулируемое напряжение поддерживается на определенном уровне путем переключения закрытого и открытого состояния транзистора 1 при соответствующем переключении стабипитрона 3 и управляющего транзистора 2, В качестве кгаочевого элемента самовозбуждения целесообразно использовать герконы. Кроме того, в предлагаемом устройстве может быть использован маг- нитоуправляемь1й диод (включенный как на фиг. 2). Магнитодиод 18 включен катодом к базе дополнительного транзистора 6, а анодом - в среднюю точку соединения обмотки 19 и резистора Ю. Работа устройства с магнитодиодом аналогична указанной. Необходимо отме тить, что резистор 10 является согласующим, и он может отсутствовать вооб - ше, т.е. обмотка реле может вкгаочаться между выводами + и Р . Таким образом, все элементы, обеспе чивающие надежное начальное возбуждение - транзистор 6 и обмотка 9 репе находятся в процессе работы регулятора напряжения в обесточенном состоянии, и потери мощности снижаются до минимума. Выполнение системы энергоснабжения в соответствии с предлагаемым изобретением позволяет снизить потери мощности что уменьщает габариты регулятора и, следовательно, экономит материал. Кроме того, надежность устройства, а, следовательно, срок службы повыщаются, так как все элементы подвозбуждения работают кратковременно также при запуске системы. Формула изобретения 1.Автотракторная система электроснабжения, содержащая генератор, якорные обмотки которого соединены с основным и дополнительным выпрямителями, аккумуляторную батарею, включенную параллельно основному выпрямителю, регулятор напряжения, регулирующий транзистор которого включен последовательно с обмоткой возбуждения генератора, один из выводов этой цепи соединен с плюсом дополнительного выпрямителя, а другой вывод - с общим минусом энергосистемы, база регулирующего транзистора соединена с выходом управляющего транзистора, база которого через стабилитрон подключена к средней точке резистивного делителя напряжения, крайние выво,,ы которого подключены между общим плюсом энергосистемы и общим .минусом энергосистемы, а также дополнительный транзистор, эмиттерно-коллекторный переход которого включен параллельно эмиттерно-коллекторному переходу регулирующего транзистора, а база соединена с одним из замыкающих контактов ключевого элемента самовозбуждения с чувствительным органом, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД чувствительный орган ключевого элемента самовозбуждения включен между пшюсом дополнительного выпрямителя .и общим плюсом энергосистемы, а второй вывод замыкающего контакта ключевого элемента также соединен с общим плюсом энергосистемы. 2.Система по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что ключевой элемент самовозбуждения вьшолнен на электромагнитном реле, обмотка которого через дополнительно введенный токоограничивак щий резистор ОД.НИМ выводом соединена с общим плюсом энергосистемы, а другим выводом - с плюсом дополнительного выпрякште ля, причем второй вывод замыкающих контактов реле подключен к обшей точке соединения обмотки репе и токоограничиваюшего резистора. 3, Система по п. 1, о т п и ч а ю щ 3 я с я тем, что замыкающие контакты ключевого элемента самовозбуждения выполнены на магнитодиоде, соединенном катодом с базой дополнитегаьного транзистора. 936 8 Источники И1« ормации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 4047088, кл, 322-16, 1979. 2.Максимов Ю. И, и др. Эксплуатация судовых синхронных генераторов, М., Транспорт, 1969, с. 162. 3.Патент США № 4О793О6, кл. 322-28, 1979.

и

12

19

и

Фиг.