Контактно-транзисторный регулятор напряжения

 

О П И С А Н И Е 276220

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства № : (Фч:. f, ô, < тв а..Й

Кл. 21с, 64!50

Заявлено 26.V11!.1968 (№ 1264270 24-7) с присоединением заявки №

Приоритет—

Опубликовано 14.Vll.1970. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 5.Х.1970

МПК Н 02р 9/30

УДК 621.313.12.024/.26.07 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. H. Кондратьев и P. А. Бот

Калужский завод автотракторного и мотоциклетного электрооборудования

Заявитель

КОНТАКТНО-ТРАНЗИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Известны контактнс-транзисторные регуляторы напряжения для гечераторов постоянного и переменного тока, содержащие силовой транзистор, включенный последовательно с Goмоткой возбуждения, нелинейное сопротивление, введенное в эмиттерную цепь транзистора, управляющее реле и оелейный элемент защиты силового транзистора от коротких замыканий обмотки возбуждения на массу. Однако в таких регуляторах реле защиты для нормального функционирования требует установки дополнительного полупроводникового элемента, что влияет на характеристики генераторной установки. Работа реле защиты критична к положению уровня напряжения оатареи при низких коэффициентах усиления транзистора.

Цель изобретения упрощение схемы защиты силового транзистора от коротких замыканий цепи возбуждения генератора на массу и повышение надежности регулятора.

Для этого управляющая цепь элемента защиты включена между плюсовой клеммой регулятора и коллектором силового транзистора через нормально закрытые контакты управляющего реле, нормально открытые контакть: Которого включены в базову:о цепь транзистора, соединенного с плюсовой клеммой регулятора через исполнительную цепь релейного элемента.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема описываемого регулятора напряжения с электромагнитным реле в качестве элемента зашиты; на фиг. 2 — то же, с тиристором в качестве элемента защиты.

Регулятор напряжения (фиг. 1) содержит регулирующий элемент — транзистор Т,; управляющий элемент — электромагнитное реле РН, имеющее våðåêëþ÷àþùèå контакты:

10 н. з. контакты первой ступени РН, и н. о. контакты второй ступени РНз, включенные между

«плюсом» схемы и базой транзистора Т,; электромагнитное реле защиты, состоящее из обмотки РЗ, включенной через н. з. контакты

15 РН, между «плюсом» схемы и коллектором транзистора Т,, и н. с. контактов Р3,, включенных между «плюсом» схемы и базой транзистора Т,. Контакты реле защиты могут быть нормально закрыты н включены последова20 тельно в цепь возбуждения.

Регулятор работает следующим образом.

При вклю.-lE нии замка зажигания обмотка возбуждения генератора 081 получает питание через открытый транзистор Т,, прн этом

25 и. з. контакты РН, управляющего реле остаются замкнутыми, так как напряжения батареи недостаточно для их размыкания. Обмотка РЗ реле защиты зашунтнрована через диод Д открытым промежутком эмиттер — кол.

30 лектор транзистора Т, и не может в этот мо276220 мент вызвать ложных срабатываний реле 31щиты. При включении в работу двигателя, а следовательно, и генератора генератор при определенных оборотах развивает напряжение большее, чем напряжение батареи. При определенном уровне напря>кения генератора контакты РН, управляющего реле размыкаются, отключая тем самым обмотку реле РЗ. При достижении генератором напряжения, равного регулируемому, замыкаются контакты РН2 управляющего реле, при этом «плюс» питания г.рикладывается к сазе и транзистор 7 закрывается, переходя в состояние отсечки. Напри>кение генератора начинает уменьшаться вследствие уменьшения тока возбуждения.

При определенном уровне напря>кения генератора контакты РН, размыкаются, транзистор открывается, ток возбуждения увеличквается. Процесс повторяется. П ри размыкянии контакгов РН2 контакты РН, всегда остаются разомкнутыми, гак как, вследствие наличия в*схеме регулятора ускоряющего контура, состоящего из сопротивлений Л .и R, в системе регулирования устанавливается сравнительно большая частота колебаний якоря регулятора. Следовательно, при нормальной работе генераторной установки в различных нагрузсчно-скоростных режимах обмотка реле защиты РЗ обесточивяется и не вызывает доrIoJIYèòåëbíoãо нагрева транзистора и ложных срабатыва IHH защиты.

Защита работает следующим образом.

При коротком замыкании обмотки возбуждения генеоатора на массу и неработающем генераторе обмотка реле защиты через н. з. контакты РН, получает питание от аккумуляторной батареи, ампер-витки ее:резко возрастают и превь.шают ампер-витки срабатывания. Реле защиты срабатывает, а контакты

РЗ, замыкаются, подавая «плюс» на базу гранзистора, что вызывает запирание транзистора и, следовательно, ликвидирует перегрузки. Контакты реле защиты остаются в замкнутом состоянии под действием ампервитков обмотки РЗ до момента выключения питания со схемы .регулятора.

При работа ощем генераторе, т. е. при вибрационной работе н. о. контактов РН2, в момент короткого замыкания клеммы «шунт» на массу напря>кение .питания резко, падает до на пря>кения батареи, так как обмотка возбуждения генератора закорачивается. При этом контакты РН, размыкаются, а контакты

РН, замыкаются, вызывая срабать|вание реле защиты. Следовательно, защита срабатывает от сигнала напряжения, который может возникнуть только в аварийном режиме.

Анализ схемы и,принциг. работы реле защи> ы показывают следующие преимущества предлагаемого .регулятора: а) предельная простота конструкции и технологичность изготовления, так как реле защиты содержит только одну шунтовую обмотку;

65 б) от=утствие дополнительного полупроводникового элемента-диода; в) отсутствие влияния схемы защиты па характеристики генераторной установки, тяк как кет сериесной обмотки в цепи возбужде IIIII, отсюда уменьшеике на оборотов отдачи генераторы и установка транзисторов без отбора по падению напряжения в состоянии насыщения; г) уменьшение |перегрева транзистора, так как при нормальной работе генераторнсй установки шунтовая обмотка реле защиты огключена; д) реле защиты надежно срабатывает при полностью разряженной аккумуляторной батарее вне зависимости от коэффициента усиления транзистора; е) при использовании í. 3. контактов, включенных в цепь эмиттера транзистора, уменьшается время срабатывания, реле защиты при питании схемы от батареи и увеличивается надежность защиты, так как в аварийном режиме контакты реле защиты отключают питание от электродов транзистора.

Дальнейшим развитием изобретения является создание контактно-транзисторного регулятора, для защиты транзистора которого используется переключающий диод-тиристор УДь

Анод тири тора УД соединен с концом задающей обмотки управля сщего реле, а катод непосредственно или через разделительный диод — с коллектором транзистора Т,. Тиристар запускается в аварийном режиме короткого замыкания «шунта» на массу сигналом IBIIpII>кения по цепи управления, включенной через к. з. контакты РН„управляющего реле между

«плюсом» схемы и коллектором транзистора.

При нормальном режиме генераторной установки тчристор УД все I DI. III находится Р, запертом состоянии, так как ири открытом транзисторе Т> потенциал катода тиристора больше, чем потенциал средней точки обмотки реле РН и сопротивления R>, а при закрытом транзисторе отсутствует цепь тока управления тиристора вследствие ее разрыва контактами РНь

Следовательно, ложных срабатываний тиристора в нормальных условиях быть ке может.

Защита транзистора B аварийном ре>киме короткого замыкания «шунтом» на масс ппс. исходит следующим образом.

При неработающем генераторе и включенной батарее в момент ксроткого замыкания в цепи управления тиристора УД, появляется ток, проходящий от «плюса» схемы через н. з. контакты РН1 управляющего реле и сопротив. ление R к переходу ппавляющий электрод— катод. Так кяк в этот момент потенциал анода тиристора выше потенциала катода кя величину падения напряжения на сопротивлении Л„ включенном последовательно с задающей обмоткой реле, то тиристор пробивается, переходя в открытое состояние, шунтируя тем са мым сопротивлекке RI. Следовательно, ток и ампер-витки обмотки реле РН резко возрастают, контакты РН; размыкаются, а контакты

276220

Фиг 2

РН> замыкаются, подавая «плюс» на базу транзистора Т„вызывая тем самым его закрытие.

При работающем генераторе в момент к»роткого замыкания обмотки возбуждения генератора на массу напряжение генератора резко ,падает до напряжения батареи, контакты РИ, замыкаются, подавая сигнал на запуск тиристора, а тиристор, открываясь, вызывает запирание тиристора Т,.

Использование регулятора с применением тир истора и двухступенчатой контактной группы управляющего реле полностью исключает все недостатки существующих схем и кроме того, не требует установки в регуляторе специального электромагнитного реле защиты.

Таким образом, использование изобретения резко повышает надежность и упрощает конструкцию контактно-транзисторных регуляторовв.

Предмет изобретения

Контактно-транзисторный регулятор напряжения для генераторов постоянного и,перемен5 ного тока, содержащий силовой транзистор, включенный последовательно с обмоткой возоуждения, нелинейное сопротивление, введенное в эммитерную цепь транзистора, управляющее реле и релейный элемент защиты cH;lo10 вого транзистора 0Т коротких замыканий обмотки возбуждения на массу, от гичаюгггийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора, управляющая цепь элемента защ гты включена между плюсовой клеммой регу15 лятор а и коллектором силового тр а нзистор а через нормально закрытые контакты управляющего реле, нормально открытые контакты котооого включены в базовую цепь транзистора, соединенного с плюсовой клеммой регу20 лятора через исполнительную цепь релейного элемента.