Стабилизированногонапряжения

 

213929

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬРИтИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союа Советских

Социалистических

Республик

Зависимое or авт. свидетельства №

Заявлено 25.Х1.1966 (№ 1115368/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20.111.1968. Бюллетень №11

Дата опубликования описания 12.VI.1968

Кл. 21ат, 35/14

МПК G 05f

УДК 621.316,722.1 (088.8) Комитет оо делам иаобретений и открытий гри Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

И. Л. Литвак, Ю .Н. Иоффе и Ю. С. Герман

Заявитель Опытный электромеханический завод Всесоюзного электротехнического института им. В. И. Ленина

ИСТОЧНИК ПОСТОЯHНОГО СТАБИЛИЗИРОВАННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ,2

В настоящее время распрострайейы гет1ера горы, переменного тока с постоянными магнитами в качестве индукторов. Такие генераторы перспективны для,применения на транспорте, так как по сравнению с применяемыми сейчас генераторами постоянного тока они имеют более высокий к. п.д., меньший вес и габариты, дешевле в изготовлении и эксплуатации, просты по конструкции. Недостаток их в том, что выходное напряжение зависит от числа оборотов. Для поддержания напряжения на заданном уровне в генератор встраивается центробежный регулятор. Но такой регулятор не обеспечивает достаточной точности поддержания напряжения и, кроме того, не может работать в широком диапазоне чисел оборотов генератора.

Известны также транзисторные схемы для стабилизации выпрямленного напряжения генераторов переменного тока, но так как в генераторе с постоянными магнитами отсутствует электрический регулирующий орган (обмотка возбуждения) они не могут использо ваться.

Отличительная особенность предлагаемого источника состоит в том, что постоянное напряжение стабилизируется регулируемым выпрямителем, который питается от генератора переменного тока с постоянными магнитами.

Для осуществления этого применен формирователь управляющего напряжения íà транзй. сторах, причем базы их подключены к фазам генератора, эмиттеры — к его нулевой точке, а коллекторы через сопротивления соединены с одним из зажимов выпрямителя.

На чертеже, приведена принципиальная схема предлагаемого источника постоянного напряжения.

Работает схема следующим образом.

Диоды 1, 2 и 8 включены в силовой трехфазный выпрямитель 4, собранный по мостовой схеме совместно с тиристорами 5, 6 и 7, и в трехфазный однополупериодный выпрями. тель 8, в котором минусовым проводом является <: нуль» генератора 9. Выпрямитель питает цепи каскадов формирования пилообразного напряжения, собранных на транзисторах 10, 11 и 12, усилитель сигнала рассогласования на транзисторе 18 и регулирую20 щие каскады, собранные на транзисторах 14, 15 и 16.

Пилообразные напряжения, сдвинутые на

120 эл., формируются следующим образом.

Через сопротивления 17, 18 и 19 происходит

25 заряд конденсаторов 20, 21 и 22 от выпрямителя 8, причем постоянная времени заряда выбрана таким образом, чтобы в течение одного полупериода частоты генератора при любом числе оборотов напряжение на конден30 саторах изменялось линейно. Базы транзисто213929

55

3 ров 10, 11 и 12 питаются от фазного напряжения генератора 9. Следовательно, в положительные полупериоды этого напряжения транзисторы полностью открыты, и конденсаторы 20, 21 и 22 разряжаются. В отрицательные полупериоды напряжения генератора транзисторы 10, 11 и 12 полностью закрыты— происходит заряд конденсаторов 20, 21 и 22, в результате чего формируются пилообразные напряжения. Так как фазные напряжения генератора 9 сдвинуты на 120 эл„то и пилообразные напряжения сдвинуты на

120 эл.

Напряжение выпрямителя 8 линейно зависит от напряжения генератора 9, то есть от числа его оборотов, так как э. д. с., наводимая в обмотке статора, пропорциональна скорости движения магнитного поля ротора, создаваемого постоянными магнитами. Одновременно с ростом числа оборотов увеличивается и частота напряжения генератора и, следовательно, уменьшается длительность одного полупериода. Поэтому, если рост напряжения выпрямителя 8 увеличивает амплитудное значение пилообразного напряжения, то рост частоты уменьшает его за счет уменьшения длительности заряда конденсаторов 20, 21 и

22. Происходиг взаимная компенсация этих процессов, в результате чего во всем диапазоне чисел оборотов генератора амплитудное значение пилообразного напряжения практически неизменно. Пилообразное напряжение поступает на базы транзисторов 14, 15 и 16.

Общая точка их эмиттеров подключена к выпрямителю 8 через регулируемое сопротивление 28. Под действием пилообразного напряжения транзисторы 14, 15 и 16 переключаются, своим коллекторным током открывают транзисторы 24, 25 и 26, питаемые через цепи управления тиристоров 5, б и 7, и диоды 1, 2 и 8 от линейного напряжения генератора, а они, в свою очередь, открывают тиристоры

5, б и 7.

Так как транзисторы 10, ll и 12 управляются фазным напряжением генератора, а управление тиристорами 5, б и 7 происходит от линейного напряжения, а, как известно, фазовое напряжение опережает линейное на 30 эл., то при появлении положительной полуволны линейного напряжения, которым открываются тиристоры 5, 6 и 7 в своей фазе, транзисторы 24, 25 и 26 уже открыты, что обеспечивает открывание тиристоров практически в нуле синусоиды, т. е. угол проводимости тиристоров близок к 180 эл. .При превышении напряжением выпрямителя 4 порога срабатывания опорного диода 27 последний начинает проводить ток, проходящий через базу транзистора 18 и сглаживаю15

50 щий дроссель 28, причем этот ток зависит от величины превышения напряжения выпрямителя 4 над порогом диода 27. Транзистор 18 усиливает этот ток и создает на сопротивлении 28 падение напряжения, пропорциональное величине превышения. Сигнал с сопротивления 28 является подпором для регулирующих транзисторов 14 — 16, которые и осуществляют фазовое управление выпрямителем по вертикальному принципу. Уменьшение угла проводимости тиристоров ведет к уменьшению среднего значения напряжения выпрямителя 4. Питается нагрузка 29 от аккумулятора

80, включенного в буфер с выпрямителем 4, до тех пор, пока напряжение последнего не превысит напряжения аккумулятора, который в дальнейшем будет подзаряжаться, причем величина тока подзаряда может устанавливаться в широких:пределах с помощью сопротивления 28.

Таким образом, получается замкнутая автоматическая система саморегулирования, которая поддерживает среднее значение напряжения выпрямителя 4 на заданном уровне, причем этот уровень можно менять в широких пределах, изменяя напряжение подпора, т. е. регулируя сопротивление 28. Это определяет некритичность системы в целом к величине порога срабатывания опорного диода 27.

Описываемый источник питания может успешно работать и при отсутствии аккумулятора 80. Для,приведения его в действие необходимо создать небольшие первоначальные обороты генератора, чтобы обеспечить открытие тиристоров 5 — 7. В дальнейшем источник работает автономно, поддерживая выпрямленное напряжение на заданном уровне.

Особенностью описываемого источника питания является также и то, что его выходное напряжение не зависит от тока нагрузки, так как любое изменение тока влечет изменение напряжения генератора, что скомпенсируется системой стабилизации.

Предмет изобретения

Источник постоянного стабилизированного напряжения, содержащий генератор перемени=го тока с постоянными магнитами, регулируемый выпрямитель, орган сравнения и формирователь управляющего напряжения на транзисторах по числу фаз, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации при изменении в широких пределах напряжения и частоты генератора, базы транзисторов формирователя подсоединены к фазам генератора, эмиттеры — к его нулевой точке, а коллекторы через сопротивления соединены с одним из зажимов выпрямителя.

2I3929

Заказ 1394/i0 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель Г. Бендер

Редактор П. А. Вербова Техред Т. П. Курилко

Корректоры Л. В. Наделяева и В. В. Крылова