Автономная система энергоснабжения

 

АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ , содержащая генератор переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с вцведенным нулем, а фазные вьшоды якорных обмоток через выпрямитель подключе- : вы к аккумуляторной батарее, выводы которой образуют плюсовую и минусовую шины питания энергосистемы, регулятор напряжения, через выходной транзистор которого один из выводов о5мотки возбуждения.генератора соединен с минусовой шиной питания, а входной резистивяый делитель напряжения регулятора крайними выводами соединен с плюсовой и минусовойшинами питания, причем между средней точкой резистивного делителя напряжения и минусовой шиной питания включен конденсатор фильтра и узел защиты от перенапряжений, выполненвЕлй в виде тиристора, анод которого Соединен с выводом нуля якорных обмоток генератора, а катод тиристора связан с минусовой шиной питаяия, причем анод тиристора через, последователь но включенные стабилитрон и резистор. соединен с управляющим электродом тиристора, а к общей точке соединения анода стабилитрона и резистора подключен анод диода, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, катод диода подключен к точке соединения конденсатора фильтра и средней точки резистивного делителя напряжения, а второй вывод обмотки возбуждения генератора подключен к аноду тиристора узла защиты от перенапряжений.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (,5П Н,02 P 9 30

ОПИСАНИЕ ИЗ06РЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фкккф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3348800/24-07 1 (22) 29.10.81 (46) 23.03.83. Бюл. к 11 (72) P.A. Áîò, С.A,Äåìåíòüåâ., В.Н.Кондратьев и В.A.Ïîñåëåíîâ (71) Научно-исследовательский-и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборок

- и Калужский завод автомотоэлектрооборудования им. 60-летия Октября . (53) 621.313.722 (088.8). (56) 1.Заявка Великобритании

Р 1424590, кл. G 3 R, 1976.

2. Патент ФРГ М 1538357, кл. 21 с

64/50, 1972.

3. .Патент США 9 3943408, кл. 317-13, 1975. (54)(57) АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ, содержащая генератор переменного тока, якорные обмотки ко.торого соединены в звезду с выведенным нулем, а фазные выводы якорных обмоток через выпрямитель подключены к аккумуляторной батарее, выводы которой образуют плюсовую и минусовую шины питания энергосистемы, регулятор напряжения, через выходной транзистор которого один из выводов

„,SU„„100 17 А

Ъ обмотки возбуждения.генератора соединен с минусовой шиной питания, а входной резистивяый делитель напряжения регулятора крайними.":выводами соединен с плюсовой и минусовой шинами питания, причем между средней точкой резистивного делителя напря" жения и минусовой шиной питания включен конденсатор фильтра и узел защиты от перенапряжений, выполненный . в виде тиристора, анод которого соединен с выводом нуля якорных обмоток генератора, а катод тиристора связан с минусовой шиной питаяия, причем анод тиристора через, последователь-. но включенные стабилитрон и резистор. соединен с управляющим электродоМ щ а тиристора, а к общей точке соедине" ния анода стабилитрона и .резистора подключен анод диода, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, катод диода подключен к точке соединения конденса- Я тора фильтра и средней точки реэистивного делителя напряжения, а вто- ® рой вывод обмотки возбуждения генератора подключен к аноду тиристора узла защиты от перенапряжений.

100717б

Изобретение относится к электротехнике и может быть использована в автономных системах энергоснабжения, преимущественно для энергосистем, применяемых на автомобилях.

Известны автономные системы энергоснабжения, .содержащие генератор, выпрямитель, аккумуляторную батарею, регулятор напряжения и узел защиты от перенапряжений (1).

Недостатком этой энергосистемы является то, что узел защиты функцинально срабатывает через регулятор апряжения, поэтому не может защицать энергосистему при выходе из строя самого регулятора.

Известна другая автономная энер» госистема, которая содержит те же функциональные узлы, но узел защиты выполнен отдельно и воздействует непосредственно на обмотку возбужде- 20 ния (2).

Недостатком этой энергосистемы является то, что защита не воздействубт на выходную обмотку генератора, являющуюся также источником перенап- 5 ряжений, поэтому она недостаточно ,эффективна °

Найболее близким техническим решением к изобретению является автономная система энергоснабжения, со- О держащая генератор переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с выведеным нулем, а фазные выводы якорных, обмоток через выпрямитель подключенык аккумуляторной батарее, выводы которой образуют плюсовую и " минусовую шины питания, системы энергоснабжения, регулятор напряжения, через выходной транзистор которого один из выводов обмотки возбуждения генератора соединен с минусом а входной резистивный делитель напряжения регулятора крайними выводами соединен с плюсовой и минусовой шинами питания, причем между средней точкой резистив-Р5 ного делителя напряжения и минусом включен конденсатор фильтра, а также узел защиты от перенапряжений, выполненный в виде тиристора, анод которого соединен с выводом нуля gp якорных обмоток генератора,а катод тиристора связан с минусом э.|ергосистемы, причем анод тиристора через пос ледовательно включенные стабилитрон и резистор соединен с управляющим электродом тиристора, а.к общей точке соединения анода стабилитрана и резистора подключен анод диода (Э.), Недостаткам известной энергосистемы является то, что при отказе ре- 60 гулятора, например, при пробое выходного транзистора, т.е. при замыкании его коллекторно-эмиттерной цепи, тиристор включается, однако цепь обмотки возбуждения не отключается и не шунтируется, T å. генератор не развозбуждается сразу при включении тиристора при .этом тиристор пере гружается, возможно превышение регулируемого напряжения сверх ббычного регулируемого уровня, что опасно для потребителей и аккумуляторной батареи, кроме того, при кратковременных импульсных перенапряжениях стабилитрон пробивается и тиристор включается, для возврата схемы в исходное состояние необходимо остановить двигатель и генератор, после чего запустить установку снова.

Включение тиристора при случайных кратковременных импульсах перенапряжений усложняет эксплуатацию, )а возможность его перегрузки уменьшает надежность системы.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем что в автономной системе энергоснабжения, содержащей генератор переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с выведенным нулем,а фазные выводы якорных обмоток через выпрямитель подключены к аккумуляторной батарее, выводы которой образуют плюсовую и минусовую шины питания энергосистемы, регулятор напряжения, через выходной транзистор которого один из выводов обмотки возбуждения генератора соединен с минусовой шиной питания энергосистемы, а входной резистивный делитель напряжения крайними выводами соединен с плюсовой и минусовой шинами питания, причем между средней точкой резистивного делителя напряжения и минусовой шиной питания включен конденсатор фильтра и узел защиты от перенапряжений, выполненный в виде тиристора, анод которого соединен с выводом нуля якорных обмоток генератора, а катод тиристора связан с минусовой шиной питания энергосистемы, причем анод тиристора через последовательно включенные стабилитрон и резистор соединен с управляющим электродом тиристора, а к общей точке соединения анода стабилитрана и резистора подключен анод диода, катод диода подключен к точке соединения конденсатора фильтра и средней точки резистивного делителя напряжения, а второй вывод обмотки возбуждения генератора подключен к аноду тиристора узла защиты от пере напряжений.

На чертеже приведена принципиальная схема автономной системы энергоснабжения.

Автономная система энергоснабжения содержит генератор 1 переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с выведенным нулем, а

1007176 фазные выводы якорных обмоток через выпрямитель 2 подключены к аккумуляторной батарее 3, выводы которой 6 образуют плюсовую и минусовую шины питания энергосистемй, один из выводов обмотки 4 возбуждения через выходной транзистор 5 регулятора напряжения соединен с минусовой шиной питания энергосистемы. Регулятор напряжения состоит иэ вспомогательного транзистора 6, управляющего транэис- l0 тора 7, база которого через стабилитрон 8 соединена с регулировочным выводом входного реэистивного делителя напряжения, состоящего иэ резисторов 9, 10 и 11. Резистивный де- 15 литель напряжения крайними выводами соединен с плюсовой и минусовой шинами питания энергосистемы. Между средней точкой резистивного делителя напряжения и минусом включен конденсатор 12 фильтра. Кроме того в состав ругулятора напряжения входят резисторы 13 и 14, образующие положительную обратную связь, согласую щий диод 15, токоограничивающий резистор 16 и диод 17 гашения ЭДС самоиндукции..узел защиты от пере.напряжений выполнен в виде тиристора

18, анод которого соединен с выводом нуля якорных обмоток, а катод связан с минусовой шиной питания энергосистемы. Анод тиристора 18 подключен ко второму выводу обмотки возбуждения генератора и через последовательно включенные стабилитрон 19 и резистор 20 соединен с управляющим элект- З5 родом тиристора, Между точкой соединения анода стабилитрона 19 и резистора 20 включен анод диода 21, катод которого подключен к точке соединения конденсатора 12фильтра и средней 40 точке резистивного делителя напряжения. Управляющий переход тиристора 18 эашунтирован резистором.

Устройство работает следующим образом. 45

Когда напряжение генератора ниже определенного заданйого уровня, транзисторы 5 и 6 находятся в проводящем состоянии, а по обмотке 4 возбуждения протекает ток (базовый ток транзистора 6 протекает через резистор 16 и диод 15).

Стабилитрон 8 и управляющий транзистор 7 в это время находится; в выключенном состоянии. Напряжение генератора повышается до уровня, при ко- 55 тором стабилитрон 8 и транзистор 7 переходит в проводящее состояние, а транзисторы 5 .и 6 включаются.

Поддержание регулируемого напряжения на заданном уровне произво- 60 дится путем периодического переключения схемы из одного вышеописанного состояния в другое с определенной частотой. Четкость переключения увеличивается благодаря цепочки обратной связи.

При повышении напряжения генератора до опасного значения стабилитрон

19 пробивается на массу через резисторы 20 и 22, тиристор 18 включается, шунтируя якорные обмотки генератора и цепь обмотки возбуждения °

При кратковременных перенапряжениях, например, в стационарном режиме работы генераторной установки, стабилитрон 19 пробивается на массу через резисторы 20 и 22, однако тиристор 18 при этом не включается, так как гашение высокочастотных пульсаций осуществляется конденсатором 12 входного фильтра, шунтирующим вход тиристора.Напряжение в цепи обмотки возбуждения ограничивается с помощью цепочки: стабилитрон 19, диод 21 и конденсатор 12.

При перенапряжениях, имеющих большую длительность, возникающих,. например, при сбросе тока нагрузки генератора, стабилитрон 19 переводится в открытое состояние.в течение более длительного времени, тиристор 18 включается, шунтируя статор генератора и цепь обмотки возбуждения.

При обрыве плюсового провода 23 от генератора на входной делитель

9, 10 и 11 напряжения поступает только напряжение батареи, при котором стабилитрон 8 регулятора не включается, что приводит к опасному повышению напряжения в системе.

Но при превышения напряжения генератора выше опасного значения, стабилитрон 19 пробивается и напряжение генератора снижается как благодаря включению тиристора, который шунтирует цепь обмотки возбуждения, так и благодаря подаче на вход регулятора через диод 21 сигнала на запирание выходного транзистора регулятора напряжения.

Изобретение позволяет повысить надежность системы при коротких заMEiJKGHHHx коллекторно-эмиттерной цепи выходного транзистора, так как генератор развозбуждается одновременно с включением тиристора, чем исключается как токовая перегрузка тиристора, так и возможное повышение напряжения до опасного для потребителей значения.

Кроме того, укаэанное соединение элементов позволяет исключить включение тиристора при кратковременных импульсах.

1007176

ВНИИПИ Заказ 2152/76 Тираж 685 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,4