Измерительный орган напряжения
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании устройств автоматического регулирования преимущественно в регуляторах тока возбуждения электрических машин, но может применяться и в других устройствах, например в стабилизаторах напряжения. Цель изобретения - упрощение устройства. В мостовом измерительном органе с линейным и нелинейным делителями напряжения параллельно каждому нелинейному элементу (стабилитрону) каждого плеча подключается динистор. Такое соединение приводит к тому, что при любом виде отказа стабилитрона реакция измерительного органа одинакова и эквивалентна короткому замыканию стабилитрона, что упрощает построение схем дублирования для повышения надежности. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4484380/24-.07 (22) 19.09.88 (46) 30.10.90, Бюл. И - 40 (71) Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (72) О.И.Новиков (53) 621,316.325.0282621.311 (08898) (56) Темкина P.Â. Измерительные органы релейной защиты,- М.: Энергоатомиздат, 1985, с.136.
Бунаков В.Л. и др. Полупроводниковые регуляторы напряжения и частоты электрических машин.- M.: Энергия, 1966, с.11-17. (54) ИЗМЕРИТЕЛЪНЫИ ОРГАН НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в любых регулирующих устройствах, выходной параметр которых подается на вход мостового измерительного органа, в част ности в регуляторах тока возбуждения генераторов автономных объектов.
Цель изобретения-упрощение устройства.
На чертеже представлена схема измерительного органа напряжения, включенного в состав регулятора тока возбуждения генератора автономной энергосистемы.
Энергосистема содержит аккумуляторную батарею 1, электромагнитный генератор 2 постоянного напряжения с якорной обмоткой 3 и обмоткой 4 возбуждеI
„„Я0„„1603521 A1
Щ)5 Н 02 Р 9/30 G 01 Р; 19 00
2 создании устройств автоматического регулирования преимущественно в регуляторах тока возбуждения электрических машин, но может применяться и в других устройствах, например в стабилизаторах напряжения ° Цель изобретения-упрощение устройства. В мостовом измерительном органе с линейным и нелинейным делителями напряжения параллельно каждому нелинейному элементу (стабилитро ну) каждого плеча подключается динистор. Такое соединение приводит к тому, что при любом виде отказа стабилитрона реакция измерительного органа одинакова и эквивалентна короткому замыканию стабилитрона, что упрощает пос- а
<О троение схем дублирования для повышения надежности. 1 ил. ния, диод 5 и регулятор 6 возбуждения. .К аккумуляторной батарее " и к генера- " е тору 2 подключена нагрузка например {, Ъ вспомогательные электродвигатели, (, ) освещение, реле, контакторы и т.п. С4 (не показаны), (:д
Регулятор 6 состоит из импульсного. ф (широтного, частотного) преобразователя 7, аналогового преобразователя
8, усилителя 9 транзисторах 10 и 11 и резисторе 12, и измерительного ор. — р гана 13 напряжения.
Измерительный орган 13 содержит и клеммы 14 для подключения к якорной обмотке 3 генератора 2, клеммы 15 для подключения к усилителю 9, резисторы
16-18 и 19.1-19.3, разделительные диоды 20.1-20.3, динисторы 21.1-21.3, 1603521 стабилитроны 22.1-22.3 и световые индикаторы 23.1-23.3.
Резисторы 16 и 17 образуют линейный делитель напряжения, а резисторы 19.1-
19.3 и стабилитроны 22.1 -22.3-нелинейные делители.
Напряжение включения динисторов
21.1-2 i.3 больше напряжение стабили». рации стабилитронов 22. i-22.3, но не
Превышает напряжения якорной обмотки ,3 генератора 2. Стабилитроны 22. 1g2o3 являются opkIoTHIIHbIMa и имеют при мерно одинаковое напряжение стабилиза ции. В каждую иэ цепей 22.1-22.3 может быть включен не один стабилитрон, как показано на чертеже, а несколько соединенных последова-ельно стабилитронов, Световыми индикаторами 23.123.3 могут быть не только светодиоды, 20 йо и неоновые лампы, тиратроны с холодным катодом.
Измерительный орган 13 имеет три одинаковых дублирующих пепи: резисторы 19.1, 19.2 и 19.3, разделительные 25 диоды 20.1, 20.2, и 20.3, выполненные на динисторах ключи 21,1, 21,2 и 21.3, стабилитроны 22 ° 1, 22.2 и 22.3, све-товые индикаторы 23.1„ 23.2 и 23.3.
Количество таких цепей может быть лю- 30 бым, но не менее двух,„ так как при одной акой це ти не обеспечивается
Дублирование стабилитронов.
Якорная обмотка 3 генератора 2 по отношению к измерительному органу 13 является источником контролируемого им напряжения. Клеммы 15 измеритель ного органа 13 могут быть соединены с усилителем 9 но и при другой структуре не только с другим функциональ-;1 ным блоком, например, с модулятором ширины импульсов.
Устройство работает следующим образом.
При неработа!ощем генераторе 2 бата-45 рея 1 питает нагрузку тепловоза. >иод
5 н этом режиме препятствует разряду батареи i на якорную обмотку 3 генератора 2.
При работающем генераторе 2 его 5О якорная обмотка 3 заряжает батарею 1 и питает нагрузку тепловоза. Якорь генератора 2- приВодится Во вращениЯ
Валом дизеля Частота вращения Вала дизеля зависит от режима его работы «5 и меняется н широких пределах и соответственно н таких же пределах изменяется частота вращения якоря генератора 2. Регулятор 6 изменяет ток н обмотке 4 возбуждения генератора 2 таким образом, чтобы напряжение его якорной обмотки 3 имело стабильную величину при изменениях частоты вращения вала .дизеля и при колебаниях тока нагрузки генератора 2.
В процессе стабилизации напряжения регулятор 6 выполняет следующие функции.
В измерительном органе 13 между его клеммами 15 формируется напряжение рассогласования путем сравнения напряжения резистора 17, которое пропорцио" нально стабилизируемому напряжению якорной обмотки 3, с эталонным напряжением, которое определяет требуемый уровень стабилизации. Эталонным напяжением является напряжение стабилизации одного из стабилитронон 22.122.3, который имеет большую величину этого напряжения. Чем больше (меньше) фактическое напряжение якорной обмотки 3 отличается от требуемого значения, тем больше (меньше) ток эмиттерно-базовых переходов транзистброн 10 и 11 и меньше (больше) сопротивление транзистора 10 и больше (меньше) на пряжение резистора 12. Следовательно, это напряжение увеличивается транзисторами 10 и 11 усилителя 9 напряжением рассогласования и посгупает в аналоговый преобразователь 8.
Аналоговый преобразователь 8 преобразует напряжение резистора 12, изменяющееся пропорционально напряжению рассогласования, во временной интервал, который поступает в импульсный преобразователь 7. Если этот преобразователь выполнен на тиристорах, то временной интервал представляет собой время, на которое сдвинуты между собой две периодических последовательности импульсов напряжения. Импульсы одной последовательности включают тиристор импульсного преобразователя 7. После этого напряжения батареи 1 или якорной обмотки 3 периодически прикладывается к обмотке 4 возбуждения. Импульсы второй последовательности выключают этот тиристор, после чего напряжение с обмотки 4 возбуждения периодически снимается. Изменение длительности временного интервала, сформированного аналоговым преобразователем 8, позволяет осуществить широтно-импульсное управление импульсным преобразователем
1603521
7, которое обеспечивает плавное регулирование среднего значения напряжения и тока. обмотки 4 возбуждения, необходимое для С1абилизации напряжения якорной обмотки 3. При уменьшении (увеличении) частоты вращения якоря генератора 2 пропорционально ей изменяется напряжение рассогласования и растут (убывают) длительность временного интервала и средние значения тока, напряжения обмотки 4 возбуждения. Таким образом обеспечивается с определенной точностью стабилизации напряжения якорной обмотки 3 генератора 2.
В процессе формирования напряжения рассогласования про" åêàþò токи по резисторам 19.2-19.3 и стабилитронам
22.1-22.3, которые имеют близкие, но не равные напряжения стабилизации.
Значения этих напряжений меньше напряжений включения динисторон 21.121.3. В их цепях ток не протекает и индикаторы 23.1-23.3 не светятся.
Формирование напряжения рассогласования осуществляется путем сравнения напряжения резистора 17 с напряжением резистора 18, которое pBI)I большему напряжепию стабилизации и является эталоннь. .:. Няг1ряжением. «, Спример если у стабилитрона ;1 1 ня.)ряжение стабилизации больше, че". †., Отяоилитронов
21.2 и 21.3., то этим и.- .ряжением разделительные диоды c0,2 .- . 20.3. "àïåðòû
H не провоцят ток. -. срез разделительный диод 20.1 это няпря.<,.пие прикладывается к резистору ".8
Ксли в цепи с ябилитроня обеспечи" вающего пол че .:, е = . лонного напряжения, про:1эошло .Ороткое =- 1ыкяние HJIH понижение нап,)я..<<.зния стабилизации то в работ . нст)....-. .ет спе.,у;) ::у.-. стабилитрон с напряжением . абилизацин больпжм напряжения д-:.:..и " -..:Справных стабилитронон, При эт ), в цепи поврежденного стабили::рона ток несколько возрастает, но ограничивается на допустимом для цепей (провода, разьемы и т:и.) измерительного Органа уровне при помошд резистора, через который поврек.-,енный стабилнтрон подключен к клеммам 14 измерительного органа 13;
Например, при повреждении стабилитро-. .на 22.1 функцич ограничителя тока выполняет резистор 19,1, При TBких п<)врежденилх динисторы
21,1-21.3 не меня)от своего состояния и их цепь прадом)<ает быть разомкнутой
Бяпряя<ение стабилизации меньше вступившего в работу стабилитрона напряжения работающего стабилитрона до
:.-.=реждения Б этом случае путем измене; я сопротивления резисторов 16 и 17 произв6дят подстройку измерительного органа 13, которая обеспечивает прежний уровень стабилизации напряже. я.<орной обмотки 3 генератора 2.
При обрыве в цепи стабилитрона, О. еспечинающего получение эталонного нягл яжения, напряжение этой цепи растет. и достигает напряжения включенг<я динистора, шунтирующего поврежденный стабилитрон. Динистор включается, шунтирует поврежденный стабилитрон. цепи динисторя протекает ток, вели!
HFiB I<0т0 ioi0 Ограничивается 00ITpoTHB» л=-..; ем резистора, через который повре. ;,,епнь и стябилитрон подключен к клей)1ям 14 измерительного органа 13. При этом находящийся в цепи включенного динпсторя индикатор излучает свет и, «яET инфОрмацию о том какой элемент
1)v.iре::.:ден и какой характер имеет пов
p;=:-,,:=.Иие.-. Например. при обрыве пспи !!IHTp0íB 22, 1 включается д)1нистор .:ачингет светиться индикатор
30 2. ... Геэ11стср 19.1 ограни-н<вяет ток и НE.. 1 включившегося дпнисторя 2 .,1. 11 нп; ТОр нь»1ючающийся ПОс)Ic- 00ры
IiB цепи стабилитрона. Имитирует его гогр::-.-;iiemie, которое сопровождается
35 коротким замыканием н цепи этого стабилпт: Онэ . П0))ре)1<ления ликвидируют в
;.Ой посл -дг -.Ости. которая имеет мес» тG при EGp0 .ком замыкании цепи стабилиТРO!!O.J И G ГИСBHB ВЫШЕ. . J.oтр0йсTI 0 при меньшем количестве дубл Ipymi:g-х элементов обеспечивает тя)<:ю .-е;:=ядежность, как и иэнестньп1 иэ .p.-:T-Bëüíûé орган. . .См больше няняд=:..жпость) -которую требуется обеспе4$ чить,.",е. чем больше параллельных цепей п.-ест измерительный орган. тем бс)леший эга.,)ект дает применение изобре1 тения,, 50 Ф o !! м у л B и з о б р "= т е н и я
Пз<".epHTeльный орган напряжения соД е 0:1:BL IË IIBP 2 JIJMJIbHO с 0 ецине нные Один линейнь)й делитель напряжения состоя55 щи и=:двух =:Оследонательно соединен.-1ых резисторов и не менее двух нелиНэйНЫХ ДЕПИТЕЛЕИ НаПРЯжЕНИЯ. -B. c,bIH иэ г Литрона, а также общий резистор и да= оды, количество которых равно количеству нелинейных делителей напряжения, При этом средние выводы нелинейных делителей напряжения подключены через соответствующие диоды к одному из выводов для подкюпочения датчика измеряемого параметра, подсоединенного через общий резистор к крайним выводам нелинейнык делителей напряжения со стороны стабилитронов, а другой вывод для подключения датчика измеряемого параметра соединен со средним выводом линейного делителя напряжения, причем параллельно каждому стабилитрону подключен пороговый элемент, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения, пороговые элементы выпол-! нены в виде динисторов, аноды которых соединены с катодами соответствующего стабилитрона. E 60352 l Составитель А,Лебедев Техред H.Äèäûê Корректор С. Черни Редактор Л. Пчолинская Тираж 452 Заказ 3393 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
