Регулятор напряжения генераторного источника электроэнергии

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - упрощение регулятора напряжения, следствием которого является повьппение надежности его работы, а также повьшение надежности работы путем обеспечения защиты от токовых перегрузок и точной настройки защиты. Регулятор содержит делитель напряжения 5, выводы которого предназначены для подключения к шинам питания систем электроснабжения, компаратор 9, логический элемент ИЛИ 11, источник эталонного напряжения 10, генератор тактовых импульсов 12, транзисторный ключ 13, Особенностью регулятора является введение дополнительно диода 15 и резистора 14, Первые выводы которых соединены с неинвертирующим входом компаратора 9, вторые выводы соединены соответственно с вторым выводом транзисторного ключа 13 и выходом источника эталонного напряжения 10. 1 з.п. ф-лы,§ 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1429277 (б1) 4 Н 02 P 9/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- -" (21) 4213485/24-07 (22) 23.03.87 (46) 07.10.88. Бкцт. N 37 (72) В.Д.Швефель и С,И.Афанасьев (53) 621.382.621.316.722(088.8)

{56) Авторское свидетельство СССР

Р 1037412, кл. Н 02 P 9/30, 1982.

Авторское свидетельство СССР

К 983968 ° кл, Н 02 P 9/30, 1980 ° (54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРНОГО К:ТОЧНИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — упрощение регулятора напряжения, следствием которого является повышение надежности его работы, а также повышение надежности работы путем обеспечения защиты от токовых перегрузок и точной настройки защиты. Регулятор содержит делитель напряжения 5, выводы которого предназначены для подключения к шинам питания систем электроснабжения, компаратор 9, логический элемент ИЛИ 11, источник эталонного напряжения 1О, генератор тактовых импульсов 12 транзисторный ключ 13. Особенностью регулятора является введение дополнительно диода 15 и резистора 14 первые выводы которых соединены с неинвертирующим входом ком" ларатора 9, вторые выводы соединены со ответственно с вторым выводом транзисторного ключа 13 и выходом источника эталонного напряжения 10. l s.ï. ф-лы, Я

1429277

Изобретение относится к электротех нике и может быть использовано для регулирования напряжения электрических генераторов, преимущественно для геператорных установок в системах электроснабжения с аккмуляторной батареей.

Цель изобретения - упрощение регулятора напряжения, следствием которо- (О

ro является повышение надежности его

: работы, а также повышение надежности работы путем обеспечения защиты от тс. ковых перегрузок регулятора напряже,: ния и обеспечения более точной на-. .15 стройки:Защиты i

Иа <риг.1 и 2 представлены соответ<.òíåHío принципиальные электрические схемы систем электроснабжения с вариантами выполнения регуляторов напря 20 жения без дополнительного делителя напряжения и с дополнительным делителем напряжения.

Система, электроснабжения включает

l в себя генераторный источник l электроэнергии, аккумуляторную батарею 2,, потребители 3 электроэнергии.

Генераторный источник электроэнергии состоит из вентильного генерато-. ра 4 и регулятора напряжения, содер- 30 жащего делитель 5 напряжения, первый крайний вывод которого предназначен для подключения к положительному выходному выводу 6 генера-горного источника элекгроэнергии, второй крайний вывод — K отрпцательному выходному выводу 7 и первому выводу обмотки 8 возбуждения генераторного источника электроэнергии, а средний вывод подключен к инвертирующему входу компара-<О тора 9, связанного неинвертирующим входом с источником 10 эталонного напряжения, а выходом — с первым входом логического элемента ИЛИ 11, второй вход которого подсоединен к выходу ге 5 нератора 12 тактовых импульсов, силовой транзисторный ключ 13,. первый силовой вывод которого подключен к первому крайнему выводу делителя напряжения, второй силовой вывод предназначен для подключения к второму выводу обмотки 8 возбуждения„. а управляющий вход связан с выходом логического элемента ИЛИ 11. !(роме того, регулятор напряжения содержит

5г резистор 14 и диод 15. Причем о рицательный вывод источника 10 эталонного напряжения соединен с вторым крайним выводом делителя Hc,i ряженияg 8. положительный вывод через резистор

14 соединен с неинвертирующим входом компаратора 9 и анодом диода 15, катод которого связан с вторым силовым выводом транзисторного ключа 13.

При выполнении регулятора напряжения с дополнительным делителем 16 напряжения {фиг.2) средний вывод последнего соединен с катодом диода 15, а крайние выводы — соответственно с вторым силовым выводом транзисторного ключа 13 и отрицательным выводом источника 10 эталонного напряжения.

Регулятор напряжения генераторного источника электроэнергии работает следующим образом.

Генератор i? тактовых импульсов формирует тактовые импульсы, скважность которых составляет Я, = 200-400, а частота выбирается из условий максимальной частоты переключения транзисторного ключа 13.

Тактовые импульсы проходят через логический элемент ИЛИ 11 и кратковременно открывают транзисторный ключ

13, Такое кратковременное открывание

;ранзисторного ключа 13 не оказывает влияния на величин тока возбуждения в процессе регулирования.

С приходом тактового импульса IIpo исходит импульсное отпирание транзис-.. торного ключа 13, на обмотке возбуждения 8 появляется напряжение, равное напряжению HR шинах питания за вычетом падения напряжения на насыщенном транзисторном клкче 13.

Так как напряжение на обмотке 8 возбуждения больше напряжения источника 10 эталонного напряжения, то диод 15 закрыт и потенциал неинвертирующего входа компаратора 9 практически равен напряжению источника 10 эталонного напряжения {без учета погрешности от входного тока компаратора ".".)„ .При напряжении генераторного источника электроэнергии ниже номипальп0I o уровня на выходе компаратора 9 имеет место напряжение уровня логической единицы, которое через логический элеьент ИЛИ 11 поступает на управляющий вход транзисторного ключа 13, удерживая транзисторный ключ в отпертом состоянии. Ток через обмотку 8 возбуждения увеличивается, следовательно увеличивается и напря-же !не генераторного источника элект".роэнергии, При напряжении генераторного источника электроэнергии вьш.е з !429277

4 номинального с компаратора 9 на вход логического элемента ИЛИ 11 поступает сигнал уровня логического нуля, поэтому на выходе логического элемен-; та ИЛИ 11 отсутствует постоянный сиг" нал уровня логической единицы, удерживающий транзисторный ключ 13 в отпертом состоянии.

Транзисторный ключ 13 запирается, уменьшается ток через обмотку 8 возбуждения, следовательно уменьшается и напряжение генераторного источника электроэнергии. При снижении напряже-. ния генераторного источника электроэнергии до уровня срабатывания компаратора 9 на выходе компаратора 9 имеет место напряжение уровня логической единицы, удерживающее через логичес".. кий элемент ИЛИ 11 транзисторный ключ

13 в открытом состоянии, после чего повторяются описанные процессы.

При этом среднее значение напряжения генераторного источника электроэнергии поддерживается на заданном 2 уровне, обеспечивая электропитание аккумуляторной батареи 2 и потребителей 3 электроэнергии.

При коротком замыкании на массу .в цепи оомотки 8 возбуждения тактовые 3 импульсы открывают транзисторный ключ

13. Однако в этом случае неинвертирую щий вход компаратора 9 через открытыи диод 15 также оказывается подхлючен- .. ным на массу.

При этом потенциал неинвертирующего входа компаратора 9 фиксируется на уровне, определяемом падением напряжения на открытом диоде 15 значительнс меньшем напряжения источника 10 эта-. лонного напряжения, а также напряжения на инвертирующем входе компарато ра 9. Поэтому на входе компаратора

9 имеет место уровень логического нуля, следовательно отсутствует сигнал, удерживающий транзисторный ключ 13 в отпертом состоянии, и он открывается лишь на время действия тактового импульса, Это не приводит к выходу транзисторного ключа из строя,. так как средняя мощность выделяемая на нем, мала вследствие большой скважности тактовых импульсов.

10 l5

40

50 5 ность его работы. Повышение точности

После устранения короткого замыкания в цепи обмотки 8 возбуждения с приходом очередного тактового импульса диод 15 закрывается и нормальная работа регулятора напряжения восстанавливается.

При токовой перегрузке транзисторного ключа 13, вызванной например, межвитковым замыканием в обмотке 8 возбуждения, или же отличным от нуля сопротивлением короткого замыкания, при напряжении генератора ниже номинального уровня открытый транзисторный ключ выходит из насыщения и падение напряжения на нем возрастает, Напряжение на обмотке 8 возбуждения, равное разности напряжения генератор" ного источника электроэнергии и падения напряжения на транзисторном ключе, уменьшается.

При его величине, меньшей напряжения источника 10 эталонного напряжения, диод 15 открывается и потенциал неинвертирующего входа компаратора 9 уменьшается, становясь равным напряжению на обмотке 8 возбуждения sa вы-, четом падения напряжения на диоде 15 °

При определенном критическом уровне падения напряжения на транзисторном ключе 13 и соответствующем ему напряжении на обмотке 8 возбуждения потенциал неинвертирующего входа компаратора 9 становится меньше потенциала

его инвертирующего входа.

Поэтому на выходе компаратора 9 появляется уровень логического нуля, следовательно отсутствует сигнал, удерживающий транзисторный ключ в отпертом состоянии, и он открывается лишь на время действия:тактового им „. пульса, что не приводит к выходу из строя транзисторного ключа. После устранения токов перегрузки нормальняя работа регулятора напряжения восстанавливается.

Регулятор с дополнительным делите-. лем 16 напряжения (фиг.2) работает аналогично описанному. При этом величина критического уровня падения напряжения на транзисторном ключе 13 в режиме токовой перегрузки определяется соотношением плеч делителя 16 °

Регулятор напряжения, представленный на фиг.l, имеет сравнительно простую схему, но обеспечивает защиту регулятора от токов перегрузки, что влечет за собой повышенную надеж. настройки защиты от токов перегрузки в регуляторе напряжения, представленном на фиг.2, позволяет дополнительно повысить надежность его работы.

1429277

Формула изобретения

Составитель А.Акимов

ТехРед М.Дидык КоРРектоР О.Кравцова и

Редактор А.Ворович

Заказ 5141/54

Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1.Регулятор напряжения генераторного источника электроэнергии, содержащий делитель напряжения, первый крайний вывод которого предназначен для подключения к положительному выходному выводу генераторного источника электроэнергии, второй крайний вы- 3 вод — к отрицательному выходному выводу и первому выводу обмотки возбуждения генераторного источника электроэнергии, а средний вывод подключен к инвертирующему входу компаратора, Б связанного неинвертирующим входом с источником эталонного напряжения, а выходом — с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход которого подсоединен к выходу генератора так- !О товых импульсов, силовой транзистор" ный ключ, первый силовой вывод которо, го подключен к первому крайнему выво ду делителя напряжения, второй силовой вывод предназначен для подключения к второму выводу обмотки возбужцения генераторного источника электроэнергии, а управляющий вход связан с выходом логического элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью упрощения регулятора напряжения и повьпнения надежности, дополнительно введены резистор и диод, причем отрицательный вывод источника эталонного напряжения соединен с вторым крайним выводом делителя напряжения, а положительный вывод через резистор соединен с неинвертирующим входом компаратора и анодом диода, катод которого связан с вторым силовым выводом транзисторного ключа, 2.Регулятор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения более точной настройки защиты от токовых перегр узок, введен дополнительный делитель напряжения, средний вывод которого соединен с катодомдиода, а крайние выводы— соответственно с вторым силовым выводом транзисторного ключа и отрицательным выводомисточника эталонного напряжения.