Регулятор напряжения генератора

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к системам электроснабжения автомобилей, сельскохозяйственных машин и доугих автономных объектов, содержащих генератор. Целью изобретения является повышение надех ности регулятора напряжения генератора (РНГ). РНГ содержит измерительный орган 1. выходной транзисторный ключ 4, управляющий транзистор 7. Новым является введение в состав узла защиты РНГ от коротких замыканий обмотки возбуждения генератора делителя напряжения 12, 13 и подключение транзистора защиты 9. 2 ил.

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 Н 02 Р 9/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4688303/07 (22) 03.05.89 (46) 23.12.91. Бюл. % 47 (71) Калужский завод автомотоэлектрооборудования им. 60-летия Октября (72) В.И. Сорокин (53) 621.313.12.025.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1157639, кл. Н 02 Р 9/30, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 1244782, кл. Н 02 Р 9/30, 1986. (54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА

Ы2 1700741 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения автомобилей, сельскохозяйственных машин и други автономных объектов, содержащих генератор. Целью изобретения является повышение надежности регулятора напряжения генератора (РНГ). РНГ содержит измерительный орган 1, выходной транзисторный ключ 4, управляющий транзистор 7. Новым является введение в состав узла защиты РНГ от коротких замыканий обмотки возбуждения генератора делителя напряжения 12, 13 и подключение транзистора защиты 9. 2 ил.

1700741

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения автомобилей, сельскохозяйственных машин и других автономных объектов, содержащих генератор.

Целью изобретения является повышение надежности без снижения устойчивости процесса включения силового транзистор., ного ключа и увеличения ошибки регулиро, вания.

На фиг. 1 и 2 представлены принципи .альные электрические схемы регулятора на пряжения генератора.

Регулятор напряжения генератора (РНГ) содержит измерительный орган 1, включенный между первым 2 и вторым 3 выводом для подключения к силовым выводам генератора. Силовой транзисторный ключ 4, подключенный между вторым 3 и третьим 5 выводами РНГ. Третий вывод РНГ для подключения к обмотке возбуждения генератора связан с первым выводом 2 через

:обратно включенный гасящий диод 6. Уп равляющий транзистор 7, подключенный эмиттер-коллекторным переходом параллельно управляющему переходу силового транзисторного ключа, базой — к выходу изМерительного органа 1, эмиттером — к второму выводу 3 РНГ, коллектором через гокоограничительный резйстор 8 — к первоМу выводу 2 питания. Транзистор 9 защиты подключен базой через первый резистор 10 к первому выводу конденсатора 11, подключенного вторым выводом к выводу 5 РНГ, коллектором — к второму выводу 3 РНГ, эмиттером — к средней точке делителя 12, 13 напряжения подключенного крайними выводами между третьим 5 выводом РНГ и базой управляющего транзистора 7. РезиСтивный делитель 14, 15 напряжения подключен,крайними выводами между базой и эмиттером управляющего транзистора 7, средней точкой — к аноду диода 16 защиты, подключенного катодом к первому выводу конденсатора 11. Второй резистор 17.подключен между вторым выводом 3 РНГ и пер«ым выводом конденсатора 11.

В состав РНГ (фиг. 2) йходят дополнительно дроссель IB и дополнительный конденсатор 19. Гасящий диод 6 подключен катодом к третьему выводу 5 PHГ, а анодом к общей точке резистора 8, дросселя 18, дополнительного конденсатора 19.

Регулятор работает следующим образом.

При напряжении между первым 2 и вторым 3 выводами РНГ меньшем номинального уровня выходной ток измерительного органа мал и недостаточен для открывания управляющего транзистора 7. При этом в

45 цепи обмотки возбуждения генератора благодаря открытому состоянию силового транзисторного ключа 4 протекает ток, который при вращающемся генераторе обеспечивает повышение напряжения на силовых выводах генераторной установки и соответственно на первом 2 и втором 3 выводах РНГ. При достижении регулируемым напряжением значения, несколько превышающего номинальный уровень, выходной ток измерительного органа 1 резко возрастае, что вызываетоткрытие управляющего транзистора 7. Силовой транзисторный ключ 4 закрывается, а ток в цепи обмотки возбуждения генератора, замыкаясь через гасящий диод 6, уменьшается по экспоненциальному закону. Напряжение на первом 2 и втором 3 выводах РНГ при этом понижается и при его значении несколько меньше номинального уровня выходной ток измерительного органа уменьшается до значения, при котором управляющий транзистор 7 закрывается. Силовой транзисторный ключ открывается и далее процесс регулирования протекает аналогично вышеописанному, в результате чего напряжение на выводах "Плюс", "Минус" генератора автоматически поддерживается на номинальном уровне.

EI аномальном режиме короткого замыкания обмотки возбуждения генератора регулятор работает, как релаксационный генератор с большой сложностью импульсов тока в цепи силового транзисторного ключа 4. Принцип действия регулятора в указанном аномальном режиме состоит в следующем. При замыкании обмотки возбуждения, например, в момен: открытого состояния силового транзисторного ключа 4 последний после завершения переходного процесса в цепи питания (10-15 мкс) переходит в линейный режим усиления, сопровождающийся повышением напряжения между третьим 5 и вторым 3 выводами Р Н Г.

Благодаря интегрирующему (инерционному) свойству цепи; второй резистор 17, конденсатор 11, на рассматриваемом этапе повышения напряжения; транзистор 9 защиты остается в закрытом состоянии, а в цепи жесткой обратной связи (делитель 12, 13 напряжения) возникает ток, приоткрывающий управляющий транзистор 7. В схеме

РНГ возникает кратковременный регенеративный процесс (2-3 мкс), после завершения которого силовой транзисторный ключ переходит в устойчивое закрытое состояние, а управляющий трав.";и«тор 7 — в открытое. В указанном состоянии схема находится достаточно продолжительное время (2-3 мкс), зависящее от постоянной

1700741 времени цепи заряда конденсатора 11 и коэффициента деления делителя 12, 13 напряжения, с помощью которого задают уровень опорного напряжения на эмиттере транзистора 9 защиты. После того, как конденсатор 11 зарядится до напряжения, достаточного для открывания транзистора 9 защиты, последний открывается и шунтирует сигнал положительной обратной связи транзистора 7, обесточивается, вызывая его закрывание. B РНГ вновь возникает кратковременный регенеративный процесс, после завершения которого силовой транзисторный ключ 4 переходит в открытое состояние, а управляющий транзистор 7 — в закрытое.

При этом конденсатор 11 быстро разряжается по цепи: силовой транзисторный ключ

4, ограничительный резистор 15, диод 16 защиты. Данное состояние схемы регулятора является неустойчивым, а его продолжительность (10-15 мкс) зависит от индуктивности присоединительных проводов и индуктивной составляющей сопротивления аккумуляторной батареи. После завершения переходного процесса в цепи питания силовой транзисторный ключ 4 переходит в линейный режим усиления, сопровождающийсяя повышением напряжения между вторым и третьим выводами РНГ. Далее процесс повторяется аналогично описанному, в результате чего в регуляторе возникают устойчивые автоколебания. В рассматриваемом аномальном режиме короткого замыкания обмотки возбуждения генератора в выходной цепи силового транзисторного ключа 4 протекает импульсный ток, среднее значение которого при сопротивлении второго резистора 17, значительно большем сопротивления рези.стора 15, пренебрежимо мало. После устранения указанного замыкания регулятор включается в работу автоматически.

Принцип действия РНГ(фиг. 2) аналогичен принципу действия РНГ, изображенного на фиг, 1. Его отличительной особенностью является.то, что силовой транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя, диод 16 защиты подключен к второму выводу 3 РНГ непосредственно, токоограничительный элемент 8 и гасящий диод 6 подключены к первому выводу питания

2 РНГ через дроссель 18, а к общей точке дросселя 18 и гасящего диода 6 подключен дополнительный конденсатор 19, другой . вывод которого подключен к второму выводу 3 РНГ. Дроссель 18 и конденсатор 19 предназначены для снижения уровня радиопомех, возбуждаемых регулятором при переключениях силового транзисторного ключа.

55 тора и второй вывод регулятора связаны через диод зашиты с направлением проводимости, соответствующим направлению проводимости последовательно подключенного к нему через конденсатор эмиттерно-коллекторного перехода силового

1 5

50 благодаря тому, что цепь обратной связи в данном РНГ не обладает дифференцирующими свойствами, импульс напряжения обратной полярности, формируемый между вторым и третьим выводами РНГ на этапе открывания силового транзисторного ключа

4, оказывает на управляющий транзистор 7 закрывающее воздействие. Это исключает возможность ложного возврата силового транзисторного ключа 4 в закрытое состояние и повышает то-;ность регулирования и частоту переключения регулятора.

Кроме того, в предлагаемом регуляторе значение коэффициента передачи цепи обратной связи может быть задано достаточно большим сез фактического увеличения гистереэисэ и снижения точности регулирования, так как в функциональном отношении обратная связь выполнена исчезающей. Например, при закрытом силовом транзисторном ключе 4 и разряженном конденсаторе

11 транзистор 9 защиты закрыт и коэффициент передачи цепи обратной связи имеет максимальное значение. По мере зарядки конденсатора 11 транзистор 9 защиты открывается и коэффициент передачи обратной связи уменьшается до нуля.

Таким образом, использование РНГ позволяет существенно повысить надежность регулятора без снижения устойчивости процесса включения силового транзистора и увеличения ошибки регулирования.

Формула изобретения

Гегулятар напряжения генератора, содержащий измерительный орган, подключенный входом к первому и второму выводам регулятора для связи с силовым выходом генератора, силовой транзистор-. ный ключ, подсоединенный силовым переходом между вторым выводом регулятора и третьим выводом регулятора для подключения обмотки возбуждения генератора,.свяэаннь;м через гасящий диод с первым вы водом регулятора, уп рэвля ющий транзистор, связанный базой с выходом измерительного органа, эмиттером — с вторым выводом регулятора, коллектором — с базой силового транзисторного ключа и через токоограничительный элемент — с первым выводом регулятора, транзистор защиты, подключенный базой через первый резистор к первому выводу конденсатора, вторым выводом подсоединенного к третьему выводу регулятора, первый вывод конденса1700741

It ьт и

Составитель A,Àêèèoâ

Редактор И.Бобкова Техред ММоргентал Корректор G.Кравцова

Заказ 4477 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 транзисторного ключа, второй резистор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, введен делитель напряжения, подключенный крайними выводами между третьим выводом регулятора и базой управляющего транзистора, средним выводом — к

° эмиттеру транзистора защиты, коллектором подсоединенного к второму выводу регулятора, соединенного через второй резистор с

5 первым выводом конденсатора,