Устройство для управления возбуждением генератора

 

ОП ИСАНИЕ изовеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинк

Соцнапнстичвсинк

Республик

< 1936347 (6! ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено 04.10.80 (2! ) 2988405/24-07 с присоединением заявки М (5I )M. Кл.

Н 02 P 9/30

9нфааретаавй квинтет

СССР ю делан изабретекий и втерытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень Лв 22

Дата опубликования описания 15.06.82 (53) УД К62 1. 3 16. .722. 1 (088.8) . 1 ° .

В. И. Сорокин, В. Н. Кондратьев и Ю. Е, Нитусов, „-,, 1 ф.

I .t, В !

Калужский завод автомотоэпектрооборудования им. 60-петия Октября (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к автотрактор ному электрооборудованию, в частности к регуляторам напряжения, работающим в комппекте с генераторами тока, регупирующими возбуждение генератора и предназначенным дпя поддержания постоянст5 ва напряжения в схеме энектрооборудования автомобиля или трактора.

Известен регупятор напряжения дпя управпения возбуждения генератора, содер. о жаший регупируюший эпемент, например, в виде транзистора, управпяюший и измеритепьный органы, Указанный регупятор обпадает свойством автоматического повторного вкпючения поспе устранения ко15 роткого замыкания обмотки возбуждения

1).

Однако введение в схему регупятора узпа защиты, фактически не участвующего в работе устройства при норманьном режиме эксппуатации, повышает коэффициент спожности и снижает надежность из а увеличения вероятности отказов.

Кроме тога, реализация узпа защиты на тиристоре, обладающего значительным разбросом и нестабильностью параметров, существенно повышает трудоемкость настройки регулятора.

Наиболее. близким к предлагаемому являетсй устройство дпя управпен.я возбуждением генератора, содержащее измерительный орган, выполненный в виде вкпюченного между входными выводами депитепя напряжения, одно из плеч которого эашунтировано цепочкой иэ поспедоватепьно вкцюченных стабипитрона и выходного резистора, регулирующий транзистор, эмиттер-коппекторный переход которого вкпючен между входным и выходным выводами и база которого связана с коппектором управляющего транзистора, эмиттер которого соединен с обшей точкой стабипитрона и выходного резистора, а база связана с коппектором регупируюшего транзистора, при этом коппектор регупируюшего транзистора соединен с одним иэ входных выводов через шунтируюший резистор, а база управпяюшего транзистора соединена

3 93634 с другим входным выводом, соединенным с выходным резистором через диод (2 .

Недостатком устройства явпяется отсутствие зашиты от короткого замыкания в цепи возбуждения, что уменьшает надежность генератора.

Uem изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления возбуж- 10 дением генератора введены резистор и делитель напряжения на резисторах, коппектор регунируюшего транзистора соединен с выходным выводом, эмиттер — с входным, а эмнттер управляющего транзистора через выходной резистор соединен с общей точкой других входного и выходного выводов, при этом база управпяюшего транзистора соединена с коппектором регупируюшего транзистора через введенный резистор; введенный депитепь напряжения на резисторах включен между коппекторами управпяюшего и регупируюшего транзисторов, а база поспеднего соединена со средней точкой введенного делителя напряжения.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит иэмеритепьный орган, состояший из включенного между шинами питания (входными вЫводами) резистивного депителя напряжения 1 и 2

) . к средней точке которого через стабипитрон 3 подклн чен выходной резистор 4, управляющий транзистор 5, эмиттер которого подключен к резистору 4 иэмеритепь- З ного органа, а колпектор соединен с попо, житепьной шиной питания через резисторы

6 и 7 депитепя напряжения. Регупирующий транзистор 8, базо-эмиттерный переход

40 которого подкпючен параппепьно резистору 7, а коппекторно-эмиттерный переход, зашунтированный резистором 9,,подкпючен к шинам питания через обмотку 10 возбуждения генератора 11, выводы которой явпяются выходными выводами уст45 ройства управления, эашунтированную параппепьно вкпюченными диодом 12 и поспедоватепьной цепью иэ резистора 13 и диода 14. Точка соединения резистора

13 и диода 14 подключена к базе управ- 50 ляющего транзистора 5, Шины питания регулятора подкщочены к параппельно соединенным выпрямителю 15, аккумупяторной батареи 16 и нагрузке 17.

Принцип действия устройства состоит в спедуюшем.

При подключении аккумупяторной батареи 16 к шинам питания схемы стабипи7 4 трон 3 закрыт, а регупируюший транзистор 8 устанавливается в открытое состояние. Объясняется это тем, что из;-.аа наличия резистора 9 в цепи базы управпяюшего транзистора 5 протекает небопьшой ток, вызываюший в схеме регупятора быстропротекаюший регенеративный процесс, вследствие которого регулируюшнй транзистор переходит в режим насышения, а управляющий остается в линейном режиме, но близком к насышению. С момента перехода регупируюшего транзистора в открытое состояние по обмотке

10 возбуждения начинает протекать ток, ограничиваемый только ее активным сопротивпением. Напряжение, вырабатываемое генератором 11, начинает быстро возрастать, что вызывает повышение напряжения на зажимах аккумуляторной батареи 16, соединенных с шинами питания регулятора. При достижении регупируемым .напряжением вепичины нескопько бопьшей номинального значения стабипитрон 3 пробивается и на резисторе 4 создается допопнитепьное падение напряжения, подзадираюшее управпяющий транзистор 5.

Его коппекторный ток уменьшается, что вызывает уменьшение коппекторного тока регупируюшего транзистора 8 и соответствуюшее уменьшение тока базы транзистора 5, В схеме вновь возникает ре» генеративный процесс, вызываюший эапирание как управпяюшего, так и регупируюшего транзисторов. Таким образом, носле пробоя стабипитрона ток в цепи обмотки возбуждения резко уменьшается и принимает значение бпизкое к нупю. Напряжение, вырабатываемое генератором

l1, начинает понижаться и соответствен но понижается напряжение на шинах питания регулятора. При уменьшении величины регулируемого напряжения ниже номинального уровня стабипитрон 3 запирается и падение напряжения на резисторе

4 уменьшается, С этого момента времени в цепи базы транзистора 5 опять начинает протекать ток, обусповленный напичием резистора 9 и схема устанавпивается в состояние, при котором регупируюший транзистор открыт, а по обмотке возбуждения протекает ток, повышаюший направпение генератора. llaaee процесс регулирования протекае г анапогично указанному, в результате чего среднее значение напряжения в системе эпектропита». ния поддерживается на номинапьном уровне. Следует отметить, нто минимального времени регенеративного процесса при переключении регупируюшего транэис936347 6 тора из закрытого состояния в открытое и наиоборот можно достичь лри достаточно большом петлевом коэффициенте усиления схемы регулятора, например, лри выполнении регупируюшего элемента ло S схеме составного транзистора. Если же в схеме регулятора используются транзисторы, статические коэффициенты усиления которых не достигают достаточно больших значений, то s этом случае ускорить ре-.10 генеративный процесс можно путем лодключения параллельно резистору 13 форсиpyiomего конденсатора. . Выполнение цепи связи в виде нелинейного делителя напряжения, состоящего 15 из резистора 13 и диода 14 (налример, стабипитрона в прямом включении), позволяет обеспечить хорошую чувствительность схемы к изменениям регулируемого напряжения. Объясняется это тем, что 20 из-за нелинейности вольт-амлерной характеристики диода, коэффициент передачи указанного делителя является функцией напряжения на обмотке возбуждения. Так, .например, лри открытом регулируюшем 25 транзисторе, когда напряжение на обмотке возбуждения максимально, коэффициент передачи делителя вследствие малого в этом случае дифференциального сопротивления диода мал, а когда напряжение 50 на обмотке возбуждения мало (регулируюший транзистор заперт), коэффициент передачи делителя, из-за значительного увеличения дифференциального сопротивления диода, резко возрастает. Данное обстоятельство позволяет, с одной стороны, исключить режим насышения улравляюшего транзистора, когда регупируюший транзистор открыт, а с другой - повысить напряжение на базе управляющего транзистора, когда регупируюший транзистор заперт. Это позволяет уменьшить зо- . ну нечувствительности схемы и соответственно уменьшить ошибку регулирования.

Защита регулирующего транзистора от короткого замыкания обмотки возбуждения осушествпяется спедуюшим образом.

При коротком замыкании обмотки возбуждения база управляюшего транзистора через резистор 1 3 оказывается подключенной к — источника питания. Поэтому независимо от того, открыт стабипитрон

3 или закрыт, управпяюший транзистор мгновенно закрывается, что влечет за собой эалирание регуиируюшего транзистора

8. В рассматриваемом состоянии схема находится до тех пор, пока не устранено короткое замыкание обмотки возбуждения.

После устранения короткого замыкания регулятор включается в работу автоматически, Таким образом, предлагаемое устройство последовательной цепи, шунтируюшей обмотку возбуждения, к базе управляюшего транзистора, эмиттер которого подключен к выходному резистору измерительного органа, а коллектор через ограничительный резистор соединен с базой регулирующего транзистора, выгодно отличается от известных, так как лри более простом выполнении позволяет сушественно повысить .ю идежность.

Формула изобретения

Устройство для управления возбуждением генератора, содержашее измерительный орган, вылолненный в виде включенного между входными выводами делителя напряжения, одно иэ плеч которого зашунтировано цепочкой из лоспедоватепьно включенных стабилитрона и выходного резистора, регупируюший транзистор, эмиттер-коллекторный переход которого включен между входным и выходным выводами и база которого связана с коллектором улравляюшего транзистора, эмиттер которого соединен с обшей точкой стаби- питрона и выходного резистора, а база связана с коллектором регулируюшего транзистора, лри этом коллектор регулируюшего.транзистора соединен с одним из входных выводов через шунтируюший резистор, а база управляющего транзистора соединена с другим входным выво- . дом, соединенным с выходным резисторомчереэдиод, отличающеее с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены резистор и делитель напряжения на резисторах, коллектор регулирующего транзистора соединен с выходным выводом, эмиттер - с входным; а эмиттер управляющего транзистора через выходной резистор соединен с общей точкой других входного и выходного выводов, при этом база улравляюшего транзистора соединена с коллектором регулируюшего транзистора через введенный резистор, введенный делитель напряжения на резисторах включен между коллекторами улравляюшего и регупируюшего транзисторов, а база лоследнего соединена со средней точкой введенного делителя напряжения.

Источники информации, принятые во внимание лри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 628598, кп, Й 02 P 9/30, 1977.

2. Патент ФРГ % 1463304, кя. Н 02 P 9/30, 1971.

936347

Составитепь И, Гоповинова

Редактор В. Бобков Техред M.Tenep Корректор H. Муска

Заказ 4250/72 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4