Регулятор напряжения для генератора переменного тока

 

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий измерительный орган, выполненный в виде резистивного делителя напряжения, первьй из вьшодов которого подключен к плюсовой шине питания, между средней точкой делителя напряжения и вторым вьшодом делителя напряжения подключены (тзш тштотЕКА последовательно соединенные стабилитрон и резистор, к общей точке соединения которых подключена база транзистора измерительного органа, эмиттер которого соединен с вторьм выводом делителя напряжения, выход транзистора измерительного органа связан с входом усилителя мощности, через эмиттерно-коллекторньм переход транзистора которого подключены между плюсовой и минусовой шинами питания вьтоды для подключения обмотки возбуждения генератора, причем плюсовая и минусовая шины питания регулятора через выпрямитель связаны с выводами для подключения якорных обмоток генератора, отличаюсл щийся тем, что, с целью повьшения надежности и упрощения регулятора , в него дополнительно введены два резистора, одни из вьгоодов которых объединены и соединены с вторьм выводом делителя напряжения, свободный вьюод одного дополнительного резистора подключен к выходу усилителя ;о сх мощности, а свободный вывод другого дополнительного резистора соединен с минусовой шиной питания. ел

союз СОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0„„1 1 098

3(5g) Н 02 P 9/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЯКЦ Щ0тР((ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3580521/24-07 (22) 21.04.83 (46) 23.08.84. Бюл. В 31 (72) P.À. Бот, С.А. Дементьев и P.Ô. Савельева (71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автотракторного электрооборудования и автоприборов (53) 621.316.72 (088.8) (56) 1. Патент США N- 3209235, кл. 322-28, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

9 498705, кл. Н 02 Р 9/30, 1974.

3. Патент Англии Ф 1174169, кл. С 3 R, 1967.

4. Заявка ФРГ 2649306, кл. Н 02 P 9/38, 1978 ° (54)(57) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ

ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий измерительный орган, выполненный в виде резистивного делителя напряжения, первый из выводов которого подключен к плюсовой шине питания, между средней точкой делителя напряжения и вторым выводом делителя напряжения подключены последовательно соединенные стабилитрон и резистор, к общей точке соединения которых подключена база транзистора измерительного органа, эмиттер которого соединен с вторым выводом делителя напряжения, выход транзистора измерительного органа связан с входом усилителя мощности, через эмиттерно-коллекторный переход транзистора которого подключены между плюсовой и минусовой шинами питания выводы для подключения обмотки возбуждения генератора, причем плюсовая и минусовая шины питания регулятора через выпрямитель связаны с выводами для подключения якорных обмоток генератора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения регулятора, в него дополнительно введены два резистора, одни из выводов которых объединены и соединены с вторым выводом делителя напряжения, свободный вывод одного дополнительного резистора подключен к выходу усилителя мощности, а свободный вывод другого

:дополнительного резистора соединен с минусовой шиной питания.

1109850

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электроснабжения транспортных средств, в частности в регуляторах напряжения генераторов автомобилей, автобусов, тракторов и пр.

Известно, что важным параметром регулятора напряжения является частота переключений выходного регулирующего элемента — транзистора, включенного в цепь обмотки возбуждения генератора. Эта частота должна быть достаточно высокой во всем диапазоне регулирования с тем, чтобы не было значительного размаха пульсаций выходного напряжения, вызывающего нежелательные мерцания света ламп и качания стрелок измерительных приборов.

Известен регулятор напряжения для генераторов, содержащий выходной транзистор, последовательно включенный с обмоткой возбуждения генератора, цепь управления транзистором, а также включенные параллельно обмотке возбужцения диод и последовательно с ним соединенный стабилитрон.

При запирании выходного транзистора в процессе регулирования ускоряется спад тока самоиндукции обмотки возбуждения через контур гашения диод — стабилитрон. Ускорение спада тока вызвано снижением постоянной времени контура из-за наличия в нем стабилитрона что приводит к onЭ

35 ределенному повышению частоты переключений регулятора 1 1), Недостатком этого устройства является снижение эффективности гашения ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения, так как напряжение на транзисторе в промежутке запертого его состояния увеличивается на величину напряжения стабилизации стабилитрона.

Известен также регулятор напряже45 ния, в котором с целью повышения точности за счет повышения частоты автоколебаний в цепь диода, шунтирующего обмотку возбуждения генератора, введен один из резисторов дополни50 тельного делителя напряжения, а вход регулятора налряжения соединен с выходом этого делителя (2 f, Аналогичное техническое решение с некоторыми видоизменениями предложе- 55 но в еще одном регуляторе (3 j, Недостатком таких регуляторов являются дополнительные потери в резис торе, так как по нему должен замыкаться ток, равный току возбуждения.1

Наиболее близким техническим решением к изобретению является регулятор напряжения, содержащий измерительный орган, выполненный в виде резистивного делителя напряжения, первый из выводов которого подключен к плюсовой шине питания регулятора, между средней точкой делителя напряжения и вторым выводом другого плеча делителя напряжения подключены последовательно соединенные стабилитрон и резистор, к общей точке соединения которых подключена база транзистора измерительного органа, эмиттер которого соединен с выводом резистора второго плеча делителя напряжения, выход транзистора измерительного органа связан с входом усилителя мощности, к выходу которого между плюсовой и минусовой шинами питания через эмиттерно-коллекторный переход транзистора подключены выводы для подключения обмотки возбуждения генератора, причем плюсовая и минусовая шины питания регулятора через выпрямитель связаны с якорными обмотками генератора.

Для повышения частоты переключений регулятор содержит дополнительный транзистор, коллекторно-эмиттерная цепь которого включена параллельно части входного делителя напряжения, к которой присоединена упомянутая цепь стабилитрона и входного транзистора, и резисторы.

Базовая цепь дополнительного транзистора присоединена к коллектору выходного транзистора.

Карый раз при запирании выходного транзистора потенциал его коллектора скачком повьппается, при этом открывается дополнительный транзистор, шунтируя входную цепь регулятора. Стабилитрон и входной транзистор запираются, а выходной снова открывается. Таким образом, происходит повышение частоты переключений схемы (43.

Недостатком данного регулятора является сложность схемного решения, что снижает надежность работы.

Цель изобретения - повьппение надежности и упрощение регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор напряжения для генератора переменного тока, 9850 4

На чертеже приведена принципиаль ная схема генераторной установки М5 вместе с регулятором напряжения.

Генератор имеет статорные обмотки

1, выпрямитель 2, обмотку 3 возбуждения и подключен параллельно аккумуляторной батарее 4 . Регулятор напряже- 40 ния содержит выходной транзистор 5 ,усилителя мощности, выводы коллектор-эмнттер которого соединены последовательно с обмоткой 3 возбуждения генератора между плюсовой и минусо- 45 вой шинами питания, и транзистор 6 промежуточного усилителя, образующий с транзистором 5 выходной составной транзистор, измерительный орган, включающий в себя измерительный транзистор 7 и стабилитрон 8, включенный в базовую цепь транзистора 7, входной резистивный делитель напряжения на резисторах 9 и 10, причем цепь стабилитрон 8 - база-эмиттер 55 транзистора 7 включена параллельно второму плечу 10 входного резистивного делителя напряжения, а также

3 110 содержащий измерительный орган, выполненный в виде резистивного делителя напряжения, первый из выводов которого подключен к плюсовой шине питания, между средней точкой делителя напряжения и вторым выводом делителя напряжения подключены последовательно соединенные стабилитрон и резистор, к общей точке соединения которых подключена база транзистора измерительного органа, эмиттер которого соединен с вторым выводом делителя напряжения, выход транзистора измерительного органа связан с входом усилителя мощности питания, 15 через эмиттерно-коллекторный переход транзистора которого подключены между плюсовой и минусовой шинами питания выводы для подключения обмотки возбуждения генератора, причем плю20 совая и минусовая шины питания регулятора через выпрямитель связаны с выводами для подключения якорных обмоток генератора, дополнительно введены два резистора, одни из выводов которых объединены и соединены с вторым выводом делителя напряжения, свободный вывод одного дополнительного резистора подключен к выходу усилителя мощности, а сво30 бодный вывод другого дополнительного резистора соединен с минусовой .шиной питания. дополнительные резисторы 11 и 12, при этом резистор 12 соединен одним выводом с точкой 13 соединения эмнттера транзистора 7 и второго плеча 10 входного делитечя, а вторым выводом присоединен к эмиттеру выходного транзистора 5, являющегося выходом усилителя мощности, к той же точке 13 присоединен вывод второго дополнительного резистора 11

А у другои вывод которого соединен с минусовой шиной энергосистемы. Регулятор содержит также резистор 14, определяющий .базовый ток выходного транзистора, и резисторы t5 и 16 в базовых цепях транзисторов 5 и 7.

Диод 17 служит для улучшения запирания выходного составного транзистора

5-6: падение напряжения на резисторе

12 (не более 0,2В) компенсируется падением напряжения на диоде 17 Параллельно обмотке возбуждения включен гасящий диод 18.

Регулятор работает следующим образом.

До достижения генератором заданного регулируемого уровня напряжения падение напряжения на резисторе 10 второго плеча резистивного входного делителя еще не достигнет уровня, при котором стабилитрон 8 начинает пробиваться. При этом транзистор 7 заперт, а выходной транзистор 5 усилителя мощности открыт, и по обмотке 3 возбуждения протекает ток. При повыш .нии частоты вращения генератора, когда напряжение генератора достигнет заданного уровня, падение напряжения на резисторе

10 резистивного делителя повышается ! до уровня, при котором стабилитрон

8 пробивается, и через переход база-эмиттер транзистора 7 щ отекает ток. Транзистор 7 открывается

Э шунтируя вход усилителя м8щности.

Транзистор 5 запирается, ток воз- . буждения прерывается, напряжение генератора начинает спадать, при этом падение напряжения на резисторе 10 снизится до величины, меньшей напряжения стабилизации стабилитрона 8, он переходит в непроводящее состояние, транзистор 7 запирается

Э а транзистор 5 открывается, затем процесс повторяется и т .д .

Регулирование необходимого среднего тока возбуждения при работе регулятора происходит за счет авто1109850

Заказ 6097/39 Тираж 667 йо писное и

Фвлвед ППП тевт, г. Увгород, ул.Проектное,4 матического изменения соотношений времени "Закрыт" и Открыт" транзистора 5 при его переключениях.

Повышение частоты переключений достиГается следующим образом.

В состоянии "Открыт" выходного транзистора 5 падение напряжения на резисторе 12 незначительно и потенциал точки 13 соединения эмиттера транзистора 7 с резистором 10 практически равен потенциалу минусовой шины. При переключении транзистора 5 в закрытое состояние напряжение на резисторе 12 скачком повышается и, следовательно, понижается напряжение на резисторе 10, что приводит к переходу стабилитрона 8 в непроводящее состояние, а значит, к переключению транзистора 7 в закрытое состояние, а транзистора 5 снова в открытое состояние.

Таким образом, обеспечивается ускоренный переход регулятора в рабочем режиме от закрытого состояния в открытое, что способствует повышению надежности и упрощению регулятора за счет использования для этого только двух резисторов.