Регулятор напряжения для генераторов
О П И С А Н И Е 235835
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Со1оз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт, свидетельства М
Кл. 21с, 64/50
Заявлено 16.1.1967 (№ 1126251/24-7) с присоединением заявки 1хе 1136850/24-7,ЧПК Н 02р
УДК 621.313.12.024/025. .072.2 (088.8) Приоритет
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Опубликовано 24.1.1969. Бюллетень х,"е 6
Дата опубликования описания 4Л 11.1969
Авторы изобретения В. Н. Кондратьев, Т. H. Тринитатова, А. М. Шестопалов и Н. Я. Уткин
Заявитель Калужский завод автотракторного и мотоциклетного электрооборудования
РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРОВ
Известные регуляторы напряжения для генераторов постоянного и переменного тока, содержащие регулирующий элемент, например, в виде транзистора, измерительный элемент на транзисторах и устройство защиты регулирующего элемента от коротких замыканий на массу в цепи обмотки возбуждения, прп
BbIIIoJIHcHIIH последнсго на базе контактнык элементов мало надежны, обладают значительной инсрцион ностью при срабатывании, 1ТО может привести к электрическому прооою регулирующего транзистора раньше, чем уcпсвает сработать реле.
Предлагаемый регулятор отличается от известнык тем, что в нем в качестве указанного устройства защиты применен тиристор, цепь анод — катод которого связана с базовой цепью управляющего транзистора измерительного элемента, а управляющая цепь через промежуточный транзисторный усилитель и сопротивления — с цспью обмотки возбуждения генератора.
Это повышает надежность регулятора в работе.
На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема регулятора на одном регулирующем транзисторе; на фиг. 2 — схема регулятора с составным транзистором в качестве регулирующего элемента; на фиг. 3— принципиальная схема контактно-транзисторного регулятора папряи<ения с защитой, регулирующего транзистора аналогичной регуляторам по фиг. 1 и 2.
На фпг. 1 представлена типичная сыма транзисторного peri лятора напряжения с предлагаемой бесконтактной защитой peri.лирующего транзистора от короткпк замыканий в цепи «ша нт»
Подобные регуляторы обычно построены по принципу бесконтактного реле на двук,или трек транзисторак, oд»н пз которь1к, управляющий, входит в измерительный орган рсгулятора, а другой, рсгулирующий. нспосредствен
Но воздсllcTBi eT на тоl . возб1 жден11я.
До момента достижения генератором уров ня напряжения, соответств .ющего регулируемому, управляюший транзистор Т,,„р закрыт, так как закрыт стабилитрон Ст г, цепи его базы. В это время регулирующий транзистор
Тр,,„открыт и насыщен за счет сопротивления
/(I базы, подобраш1ого соответствующим образом. При достижении генератором,напряжения, соответствующего регулируемому, происходит «пробой» стабилитрона, а управля1ощий транзистор открывается. Регулирующий транзистор закрывается в результате подачи положительного потенциала на его базу через переход эмиттер — коллектор управляющего транзистора, и напряжение генератора,начи30 пает падать до момента закрытия стабилитро235835 на, Да Icp всеь цикл повторяется, Таким оораУIIPЯВЛ5i)OIII IIH H Pcl 7)l )> )0(II)IÉ ТР311311 сторы работают 13 ключгвом режим". Пр;1 нормальной рабстг гснсраторнэй установки снгН сl .7 11 Я П Р 5! Ж Е i 1 H 51, Н И )1 2 С М Ы 1 f С С (7 П Р 3 ) И 13 . 1 P l l И 51
R, Вк)110 !сннОГО В ц и(В030 . ждення Гснсратора, недостаточен для cpaoaт raa;!H;J ус)(лнтельного транзистора Т,, поэтому Н3 i rlða!3ляющсм элгкгpo(e тиристора T нет сигна 13 управления, и тиристор закрыт, Прн кэроткэм замыкании K;Ie)l)lbi «ш 5 нт» Ы IollepaTo pa и.ли
PCI ЛЯТОРс7 НЯ )(aceñ ИЛИ В С 7(i)ac )IСЖВИТКОВОГО зямыкяния Оомоткн Возб1-жден,15! i енс
РатОРа тэК, ПРОКсЗДЯЩИй ЧЕРЕЗ РСГУ7ÈÐÓIOÙÈé транзистор и, следовательно, через сзпротнвлени R резко возрастает, пз и риaë:(ит к
Tj)3Il3l1ICTOp2 Т,, Т01< коллектора транзистора Т,-, cççäàãò на cэIIpOTH I371C)1H5b(R3 И R4 ДСЛИТг IH Пи )с н5(е 1! 3пряжения, в рсзультате (cl 0 в цепи управлени51 тнристэря rrpoTci(ae i ток, пcpcopacûÂ3!ощий тиристор из закрытого состояния в открытое. В этом случае, несмотря на то, что сгабнлнтрон закрыт, управл(пощчй транзистор:!з)!СР ИTC:1 ЫI )Гз ОР ГЯII Я РЕ Г> .1 ЯТЗP il ОТ K РЫБ il ТCH через анод7)ую ц:-пь ГГ)ристзра, а этз приво.(ит к мгновенному закрытию рсгулнру(ощего тра:iзнстора, При закрытии регулирующегз транзисTOpя тОк корзткзГО зямыK(lilн51 Jlсчсз3ст, тpailЗИСТОР Т>с Зс)к()ыпс!СТ 51, < Н! На I УПРЯВЛЕНИ5! Н2 тиристор нг подается, но в соответствии с волы-амперной карактер)(ст)кэй тирнсг:>ра Т
OiI 0C ГсlЕТС5! i)0 ВК,I)0 ic!Iilo)I С(Т051)IH)I;I,Э Тгк
I)op, ПОКя НС б дс1 ЛИК!)пдиро))с):Io 1(ор ОТКОС замыкание н нс будет отк:!)очсно пнтанн сети.
Защиту 113 определенный Toi(срабатывания регулируют с гэмзщью псргмсннзгo эпрэ):.!)3 лення R;.
Возимо)ксн несколько измененный вариант скемы защиты (см, фиг. 1 — — пунктир), Если анодную цгпь тнрнстора включить в точку а скемы регулятора, в этом случае при огкрьпни тириcòэра умc"Iblrlàcтся экв)iâàëñíòaог cзпр,)тивление ни)кнсгз плеча делителя, стабилнтрон пробт(вясГС5! OT няпряжгния 03 Гapc! I, н защита срабатывает, как описан:) вы пг.
На фнг. 2 представлен,вариант защиты ргГ) ЛИР3 (ОЩЕГО ТP3!13HCTOP;l ЗТ ГО}<сl КОРО ) 1<ОГÎ замыкания клеммы Ш íà массу для транзнС ГOPliol о PCI ЛЯТЗРЯ НЯПР5)ЖЕ1!НЯ, В КОТОР()М в качестве регулирующего транзистора п рнменсн составнои транзистор, состоящий:(з двух компонентов: Т,, и Т„„,.
HpHlIIIHII p 300 TI I ) 2 KHZ pe! (I !iTOj) 03 32 КЛ(0 чается в следующем. При включгннн замка
ЗЯЖИГЯНИЯ С: ;ЕМЯ ПОЛ Часгт ПИТЯНИг OT 31<к — муляторной батареи. H pH»tpab)1:Iþùr)(! транзистор измерительного органа Т>,„, закрыт, так как закрыт стабилитрон Ст в цспн базы этого транзистора, а компон 11Tbl регулирующего транзи тора открыты и пэл:-(остью насыщены благодаря соответствующему пздбору величпн сопротивлений RI; и RT. Это обссIIc IН13яст максимальный тОк,вэзб ж;(; ни я В;>О);)тке возбуждг:(ия.
После пуска двигателя нач:iнаст ))раша)ьг>) роТ0р ГclicpaTopa, и н япряжс:Iие на PГ<) K 7c)iМак НаЧсипагт ПОВЫШатЬСЯ ПО МгРг УЬСЛ,iie»H5; оборотов IHHI àòñëÿ. Зто напря)кениг подастс51 на стабнлитрон Ст через делитель с:)противлений Ra и R>, при определенны.; оборзтак р:)t0ра гснератора это напряжение достигает такого уровня, при котором проис.(зд)T пробой стабилитрона, транзистор T>.„открывается,,и через его прэмгжутзк эмиттер — к >;IëcKòoð на базу T„„.„подастся потенциал, ггзда)ош:!й положительное смгщение и закрыва)ош)!)! составной транзистор. Ток возбуждения падает, co0òÁeòcòÂñннО:Iячиняет падать няпр51>ксн)(е гснсратора до величины, IlpH KCTэрой стабнл Iтрон снова закрывается, в результятг чего заК р bI B a e T c 5I у н р Я В.7 5ПО ш(3Й Tp 3:! 3 H c T;> p Т
20 открывается составной транзистор. TQK возОУЖД&НИЯ ВОЗРЯCТЗPT, УI)С 11IЧИВЯСT H 1(ЯНP5)И(Cние генсратора, н весь цикл 110)3TO(75lc> Таким образом, все трн транзистг>ра рггулятзра работают В ключгвом режиме.
Особенноc T»io пздобнык рсгу:)5!Top(напряЖ С 111! и 51 13 Л и С T C 5(T 0, 1 З П P iH 1 0 Р ) и:1 b i ) Э и Р Я О 0— те гснсра Горной установки коллекторы транзис !Оров, в. одящик в составной .)ра:(зист н>, имг)ст практически oлинаковый потенциал.
0;(накo в аварийном режиме к;>ротKoi о мыкания клгммы «(пунт» генератора на массу, кОГ.(a со та зной тP3113)IOToP ОткРы Г, и )Te)t(f)I2л колле)< гэра согласующего транзист:>ра Т,„„, гораздо ьыц)с потенцна.та кзллгктзра снлэвогз транз(стора Т „.„. Дан;)у)о рази:;сть поlcilЦ)(2.1ЗВ ))ОЖНО НСПОЛ ЬЗОВЯТЬ Д 7Я ЗЯПУСКЯ IfCполни rc Iь)10! 0 ):le)!0)ITa ос к„ii! акт)! ОГ,> x "rр >й lail защ;)1û т:.!р.l Toðà Т, в;)здгй. Гву)сц(".-! O t3 с! В Я Р!!! l!10)i РСЖН )I С НС НОС PC / C Tl3ei-: J! 0 Н 3
3 Гlра)3.751!Ощ!Jи трянзнг Гзр Т п > нз)(ер)lтг,.lь)lз
ГО ОРГапсl PСГ s 75!ТОРЯ НЯПР51Ж-"НИ Я ТЯ)(ИМ 0раз .)3(, )т(> это вызывг!ст запираннг составного тра:(зигт ра. Тнр rcT:>р управляет=я сип:iaлэм, с!111)iя мым ко 1.1СK1зj)ОВ ) 46 JI ;>гз Tpa!!çè;тора.; (нэ.l тиристс>ра чсргз сопрзтнвл.-ниг RJJ> нагрузк:! сзсдннгн с базой управляющс!;> транзистора регулятора 13 Гсчк: б>, и катод тиристзра сзедннг:1 " коллект",ром cll;Io)30!, тра:(зи тзра Т, Управляющий 60 элок грод тири егора через oil po TH )37c)I)fc Р>) coc3lf13сli с к )Л,IPKTQ(>03! coГлac> )orgel 0 трянзнстора Т„,,., При нзр)!Яльной работе генграт:>рной устаПСВки ложнзГО сряоятъ(вяния защиты прсизоиTH lJP МОЖСТ, ТЯ!< 1 ЯК IIPH ОТКРЫТОМ iCOCT3131)ЭМ ) P il 113 l 1С Т О Р С П 0 T(11 Ц И 2 Л 2 Н О. I 2 Т И Р И С Г З Р 3 Н ЕСКОЛЬКО ВЫ!ПС ПЭСГЕНЦИаЛа КатОДа, а ПлтгНЦИаЛ уп)) сл в)15ПЮЩС Гэ ЭЛСКТр:)ДЯ Н НЖе ПОТСНЦИЯЛ Я като.(а тиркстзра, поэтому тнрнстор Т закрыт. 60 При закрьпэм согта вном транзнсторг потгнП7)ял 3Ho:13 тирнсто))я зна IHTгльно Выше по; cH1I;taiga кя!Oäa из Г! этг>1 циял; и р ЯВЛЯ(ощг! О электро ia выш пэrcíöèaëà катода на величи !у па rc!i!iir напряжения на гагящгм диоде 65 Да j>C) 7 .1517 G;) 3 i Cac (с зс(т 7bllo, il!) C гоств гтс !235835 вующей величине сопротивления R» â цепи управляющгго электрода тиристэр Т также будет за крыт. При коротком замыкании клеммы LD на массу на кэлл"ктОр силовогэ транзистора Т р,„ подается мин = источника питания, в данном случае батарги. На коллекторе согласующего транзистора Т„,, потенциал равен плюсу источника питания за вычетом падения напряжения на диоде Л „обратной связи, эмиттгрном переходе силового транзистора Тр,.„и промежутке эмиттер — коллгктор согласу(ощггэ транзистора Т„„,. Тиристор из закрытогэ состояния переход>!Т,в открытое благодаря сигналу в цгпи управления «управляющ1!й элгктрод — катод». Тиристор, открываясь, переводит в открыто= состояние управляющий транзистор T .„, и, следоватгльно, закрывает составной транзистор, защищая тем самым силовой транзистор от перегрузок. Данную сх"му можно модифицировать, если переключить анодную цепь тиристэра из точки б схемы регулятора в точку в параллгльнэ нижнему плечу делителя, Б этом случае при открытии тиристора уменынагтся эквивалентное сопротивлгние нижнего плсча делителя, стабилитрон пробивается от напряжения батарси, и защита срабатывает, как опиcallî выш.". На фиг. 3 представлена схема ко;1тактнэтранзисторного регулятора с описанным вариантом бесконтактной защиты. При отпирании тиристора Т в аварийном режиме шунтируcTся часть сопротивления измерительного элг31ЕНТЯ (51>>, В P23), ÜT2TÛ ЧЕГ J Вг 1ИЧИВ210Т . 51 ямперВитки Обмотки рсг ляторя !1япряж" ни!1, КОНТ2КТЪ| PCГ1 151TOP>2 32 31Ы1:.2!ОТ и, ПЛIСС ИСТЭЧника питания подаггся ня базу регулирующего транзистора, и пэ:ледний надсжнэ запирается, Б качгствс тра:!зистора — ус1(литсля Т., целесообразно IIC!Ioльзовать маломощный кремниевый транзис(ор i малыми обратными 10 токами, характгристики кэторогэ мало завllсят оТ температуры. Б случаг примгнения гсрманигв г", тра:.1зисTopa в схему защиты необходимо ввссгll элементы тсрмэкомпенсации, например включить В цгпь базы полупровод15 никовый диод. Прелмет изобретения Регулятор напряжения для ггнсраторов пэ20 стэячнэго и персмсннэгэ тэка, содержащий регулирующий элемс IT, например, в в!!дс трал3!le Toðà, измерите Iüíûé элгмгнт на транзисторах и устр" и гвэ за !ZITI.I рсгулирующггэ элемента от корэтк:!х замык".:!I!Ié на мас:у В 2S !lCIIII обмОТНН !3230 Ждсllll51, ОТ.!((>(((Ю(((((((С(! Ti м, 1 ТО, С Ц СЛ ЫО П О В Ы Ш С и и 51 Н Я Д С 5К и Э С Т И Р С Г>, . 1 51торя, В кяч"-còëo 1 .232:1н ОГэ устрэйстВя 32щиты применен TllpllcTop, цепь анод — катод которого связана с базовой цепью управля(ощсгэ 30 транзистора 113412pIITcльнэго элгмснта, а управляющая цепь через прэмежутэч(ый транзисторный усилитель ll сопрэт:!Влсния с цепью обмотки возбуждсния гс:lгpa Тора. 235835 Г 1 t ! 1 ! 1 г I 1 I I ! Г ! 1 ! I f 1 1 (1 1 1 9ъuz 3 СосTHBilTL ;i! В, Иилипеико 1с. 1>сд i. Г1. К1рилко Кор рек r оры: А. Николаева и A. Абрамова Рс,п "гор 3. Рубан Л; к: а 1148,8 Тиривг 480 Подппспос Ц11Е11ПИ 1,омитста по делам ипобре с; ий и открытий ири Совете Министров СССР Москва, Цспгр, ир. Серова. д. 4 Гипографии, пр. Сапу ова, 2
