Устройство управления выходным напряжением электрогенератора

Авторы патента:


Устройство управления выходным напряжением электрогенератора
Устройство управления выходным напряжением электрогенератора
Устройство управления выходным напряжением электрогенератора
Устройство управления выходным напряжением электрогенератора
Устройство управления выходным напряжением электрогенератора
Устройство управления выходным напряжением электрогенератора
Устройство управления выходным напряжением электрогенератора

 


Владельцы патента RU 2451388:

ХОНДА МОТОР КО., ЛТД. (JP)

Электрогенератор (100) содержит генераторную обмотку (103), обмотку возбуждения (104) и намагничивающую обмотку (102). Сглаживающий конденсатор (113) сглаживает ток, генерируемый обмоткой возбуждения (104), и подает этот ток на намагничивающую обмотку (102). Транзистор (110) обеспечивает управление ШИМ так, что выходное напряжение генераторной обмотки (103) сходится к заданному напряжению. Имеется диод (112), который запирает обратный ток намагничивающего тока. Транзистор (10), который подсоединен параллельно диоду (112), управляется в противофазе с током управления транзистора (110). Блоком контроля скважности (1) выносится суждение о том, превышает или не превышает скважность управляющего сигнала транзистора (110) номинальную скважность, и когда блоком контроля скважности (1) выносится суждение о том, что скважность управляющих сигналов превышает номинальную скважность, блок (2) увеличивает период посылки управляющих сигналов прореживанием управляющих сигналов. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству управления выходным напряжением электрогенератора, в частности, относится к устройству управления выходным напряжением электрогенератора, имеющему блок стабилизации выходного напряжения, который учитывает влияние намагничивающего воздействия в случае подключения фазоопережающей нагрузки.

Известный уровень техники

Известен автоматический регулятор напряжения (далее именуемый также АРН) электрогенератора переменного тока, который поддерживает на заранее заданном уровне выдаваемое с генераторной обмотки напряжение регулированием тока, подаваемого на намагничивающую обмотку, посредством напряжения, возникающего на обмотке возбуждения.

Далее со ссылкой на фигуру чертежей будет описана работа электрогенератора переменного тока, имеющего известный АРН (далее именуемого также "электрогенератор с АРН"). Как показано на Фиг.7, электрогенератор 100 содержит намагничивающую обмотку 102, генераторную обмотку 103 и обмотку возбуждения 104. На роторе 105, на котором намотана намагничивающая обмотка 102, установлены постоянные магниты 106. В АРН 107 имеется выпрямитель 109а, формирователь транзистора (блок управления транзистором) 109 и транзистор 110. К входу выпрямителя 108 подсоединена обмотка возбуждения 104, а к выходу выпрямителя 108 через щетку 111 подсоединена намагничивающая обмотка 102. Кроме того, параллельно намагничивающей обмотке 102 подсоединены запирающий диод 112 и сглаживающий конденсатор 113.

Если ротор 105 вращается приводом, таким как двигатель (на Фиг.7 не показан), то постоянными магнитами 106, расположенными на внешних периферийных поверхностях ротора 105, генерируется на обмотке возбуждения 104 электродвижущая сила. Эта электродвижущая сила выпрямляется выпрямителем 108 и сглаживается запирающим диодом 112 и сглаживающим конденсатором 113. Если транзистор 110 будет находиться в открытом состоянии, то по намагничивающей обмотке 102 потечет ток, созданный упомянутой электродвижущей силой, и к намагничиванию, создаваемому магнитной силой постоянных магнитов 106, добавится намагничивание от магнитного поля этого тока. Тем самым образуется положительная обратная связь по намагничиванию, и выходное напряжение генераторной обмотки 103 повышается. Это выходное напряжение выпрямляется выпрямителем 109а, подается на вход блока управления транзистором 109 и сравнивается с величиной заданного напряжения. Если выходное напряжение достигает величины заданного напряжения, то транзистор 110 закроется, в результате чего выходное напряжение генераторной обмотки 103 уменьшится и поэтому транзистор 110 снова перейдет в открытое состояние. Таким образом, повторением операций открывания и закрывания транзистора 110 осуществляется процесс управления постоянной величиной выходного напряжения.

Электрогенераторы, имеющие подобный АРН, описаны, например, в патентных документах 1, 2, 3, 4 и др.

Список цитирований

Патентный документ 1 - выложенная патентная заявка Японии №8-140400.

Патентный документ 2 - патент Японии №2996574.

Патентный документ 3 - патент Японии №3043566.

Патентный документ 4 - выложенная патентная заявка Японии №3-253300.

Краткое изложение существа изобретения

Технические проблемы

Описанный выше известный электрогенератор с АРН имеет простую конструкцию и поэтому нашел широкое распространение; в частности, он позволяет получать хорошие характеристики по постоянному напряжению для нагрузок с большим коэффициентом мощности. Однако в случае нагрузки с низким коэффициентом мощности происходит большое изменение напряжения из-за намагничивания и размагничивания. В частности, если к электрогенератору будет подсоединена фазоопережающая нагрузка, то на намагничивающей обмотке 102 будет генерироваться электродвижущая сила магнитным потоком, который создается фазоопережающим током, протекающим в генераторной обмотке 103, эта электродвижущая сила будет выпрямляться запирающим диодом, результирующий ток будет совпадать по фазе с намагничивающим током, что приведет к увеличению магнитного потока (намагничивания) и повышению уровня выходного напряжения.

Когда выходное напряжение превысит величину заданного напряжения, то транзистор 110 останется в закрытом состоянии, и формирование намагничивающего поля обмоткой возбуждения 104 прекратится. Однако, если емкость фазоопережающей нагрузки будет большой, то намагничивающая обмотка 102 продолжит возбуждаться только током, генерируемым на намагничивающей обмотке 102 фазоопережающим током. Таким образом, ток, генерируемый на намагничивающей обмотке 102, будет приводить также и к повышению напряжения на сглаживающем конденсаторе 113, поэтому на конденсаторе 113 может возникнуть напряжение пробоя, что приводит к необходимости соответствующих контрмер.

Таким образом, для подавления повышения выходного напряжения, создаваемого фазоопережающей нагрузкой, в известном уровне техники, описанном в патентном документе 4, используется АРН с функцией подавления повышения намагниченности, при этом ток проходит в противоположном направлении к току, который течет в намагничивающей обмотке и создается фазоопережающей нагрузкой, что приводит к ослаблению магнитного потока, генерируемого в намагничивающей обмотке.

Однако интервал времени, в который по намагничивающей обмотке проходит ток в обратном направлении, может полностью совпасть с интервалом времени, когда по намагничивающей обмотке проходит ток, создаваемый сигналом ШИМ (тактовый сигнал управления скважностью открытого состояния транзистора 110). В этом случае становится невозможным гашение тока намагничивания обратным к нему током, эффект подавления роста выходного напряжения становится совершенно незначительным, и потому необходимо решить эту проблему.

Известно, что фаза электродвижущей силы, генерируемой в намагничивающей обмотке, определяется механическими фазами ротора и статора, электростатической емкостью нагрузки, индуктивностями ротора и статора и другими факторами. Обычно предполагается, что фазоопережающая нагрузка имеет типовое значение, и при монтаже электродвигателя фаза ротора устанавливается относительно фазы статора так, чтобы сигнал управления транзистором 110 не попадал бы в интервал времени, когда течет обратный ток. Однако при подсоединении фазоопережающей нагрузки, отличающейся по величине от предполагаемого значения, ток, генерируемый фазоопережающей нагрузкой и приводящий к увеличению намагничивающего тока, возможно и не удастся подавить.

Целью настоящего изобретения является решение описанной выше проблемы и предоставление такого устройства управления выходным напряжением электрогенератора, которое может подавлять повышение выходного напряжения при подсоединении к электрогенератору фазоопережающей нагрузки.

Средства решения проблемы

Первой особенностью настоящего изобретения является то, что в устройстве управления выходным напряжением электрогенератора, содержащем генераторную обмотку и обмотку возбуждения, намотанные на статоре, намагничивающую обмотку, намотанную на роторе, который вращается приводом, выпрямитель, который выпрямляет ток, генерируемый упомянутой обмоткой возбуждения, сглаживающий конденсатор, который сглаживает выходной ток упомянутого выпрямителя и подает его на вход упомянутой намагничивающей обмотки, первый переключающий элемент, подсоединенный к упомянутой намагничивающей обмотке и осуществляющий управление ШИМ так, чтобы выходное напряжение упомянутой генераторной обмотки сходилось к заданному напряжению, и запирающий диод, подсоединенный к упомянутой намагничивающей обмотке, имеется:

второй переключающий элемент, подсоединенный параллельно упомянутому запирающему диоду и управляемый в противофазе с упомянутыми сигналами управления ШИМ,

блок контроля скважности, который выносит суждение о том, будет ли скважность сигнала управления упомянутого первого переключающего элемента равна номинальной скважности или превышать номинальную скважность, и

блок увеличения длительности периода посылки сигналов ШИМ, который при вынесении упомянутым блоком контроля скважности суждения о том, что скважность упомянутых сигналов управления не равна номинальной скважности или не превышает номинальную скважность, делает период посылки сигналов управления более длительным, чем период посылки сигналов управления, когда упомянутым блоком контроля скважности выносится суждение о том, что скважность упомянутых сигналов управления равна номинальной скважности или превышает номинальную скважность.

Второй особенностью настоящего изобретения является то, что упомянутый блок увеличения длительности периода посылки сигналов ШИМ содержит блок прореживания сигналов управления, который увеличивает длительность периода посылки сигналов управления на заранее заданные интервалы времени прореживанием упомянутых сигналов управления.

Эффекты настоящего изобретения

При подсоединении фазоопережающей нагрузки по обмотке электрогенератора проходит ток с опережением по фазе, и за счет магнитного потока, создаваемого этим фазоопережающим током, по намагничивающей обмотке через запирающий диод протекает ток, имеющий ту же фазу, что и ток управления намагничиванием (ток из обмотки возбуждения).

В настоящем изобретении, имеющем первую особенность, в случае подсоединения фазоопережающей нагрузки большой величины второй переключающий элемент, подсоединенный к намагничивающей обмотке, управляется в противофазе с сигналом управления первого переключающего элемента. При переходе второго переключающего элемента в открытое состояние на намагничивающую обмотку станет через запирающий диод проходить фазоопережающий ток. Иначе говоря, положительный по направлению ток фазоопережающего тока будет проходить через запирающий диод, а отрицательный по направлению ток фазоопережающего тока будет проходить через второй переключающий элемент. В результате этого увеличение намагниченности, создаваемое фазоопережающим током, будет подавлено, поскольку магнитное поле, создаваемое опережением по фазе, будет гаситься.

В частности, в соответствии с настоящим изобретением, суждение о подсоединении фазоопережающей нагрузки большой величины выносится на основании того, что скважность сигналов управления будет меньше, чем нормативная скважность, и в случае, когда установлено, что подсоединена фазоопережающая нагрузка большой величины, период срабатывания первого переключающего элемента увеличивается. Если период срабатывания первого переключающего элемента увеличивается, то увеличивается и интервал времени, когда находится в открытом состоянии второй переключающий элемент, управляемый в противофазе с первым переключающим элементом. В результате этого, интервал времени открытого состояния первого переключающего элемента не совпадет с интервалом времени, когда по намагничивающей обмотке будет течь ток гашения фазоопережающего тока после открытия второго переключающего элемента, и фазоопережающий ток будет эффективно подавлен.

В результате этого намагничивающий ток течет в интервале времени закрытого состояния первого переключающего элемента и тем самым устраняется чрезмерное повышение выходного тока намагничивающим током, а также предотвращается накопление избыточного заряда на сглаживающем конденсаторе.

В соответствии с изобретением, имеющим вторую особенность, период посылки сигналов ШИМ может быть легко увеличен прореживанием сигналов управления в каждом заранее заданном интервале.

Краткое описание фигур чертежей

Фиг.1 - блок-схема, показывающая системную конфигурацию электрогенератора, имеющего устройство управления выходным напряжением в соответствии с одним примером осуществления изобретения.

Фиг.2 - временная диаграмма, показывающая соотношение между управляющими сигналами транзистора и намагничивающим током при подсоединении фазоопережающей нагрузки малой величины.

Фиг.3 - временная диаграмма, показывающая соотношение между управляющими сигналами транзистора и намагничивающим током при подсоединении фазоопережающей нагрузки большой величины.

Фиг.4 - блок-схема, соответствующая управлению скважностью сигналов ШИМ.

Фиг.5 - блок-схема, соответствующая управлению периодом сигналов ШИМ.

Фиг.6 - блок-схема, соответствующая управлению выходом сигнала ШИМ.

Фиг.7 - блок-схема, показывающая структуру основных компонентов электрогенератора переменного тока, имеющего известный АРН.

Описание осуществления настоящего изобретения

Далее со ссылками на фигуры чертежей будет описано одно осуществление настоящего изобретения. На Фиг.1 представлена блок-схема электрогенератора, имеющего устройство управления выходным напряжением в соответствии с осуществлением настоящего изобретения. Такие же ссылки на Фиг.7 указывают на те же самые или эквивалентные компоненты.

Как было описано выше в "известном уровне техники", в известном электрогенераторе с АРН при подсоединении фазоопережающей нагрузки может произойти нежелательное увеличение выходного напряжения. Для решения этой проблемы в настоящем осуществлении изобретения образована замкнутая схема, содержащая намагничивающую обмотку 102, так, что к обоим концам запирающего диода 112 подсоединен транзистор (второй переключающий элемент) 10, и этот транзистор 10 находится в открытом состоянии в интервале времени, когда транзистор (первый переключающий элемент) 110 находится в закрытом состоянии, то есть в то время, когда ток из обмотки возбуждения 104 не течет в намагничивающую обмотку 102.

Это, учитывая то обстоятельство, что ток, генерируемый в намагничивающей обмотке 102 посредством генераторной обмотки при подключении фазоопережающей нагрузки (далее этот ток именуется как "фазоопережающий ток"), является переменным током, а в интервале времени, когда транзистор 110 закрыт, транзистор 10 переходит в открытое состояние, при этом ток Ir проходит в обратном направлении относительно положительного по направлению тока If, который течет в намагничивающую обмотку 102, то есть отрицательный по направлению ток Ir течет в намагничивающую обмотку 102, обеспечивает подавление магнитного потока, создаваемого фазоопережающим током. Тем самым подавляется рост намагниченности, становится возможным предотвращение повышения выходного напряжения свыше заданного значения, а также предотвращается повышение напряжения на конденсаторе 113.

Поскольку транзистор 10 является переключающим элементом для подавления фазоопережающего тока, то далее он именуется как "транзистор подавления". Транзистор подавления 10 переключается в открытое состояние при переключении транзистора 110 в закрытое состояние и закрывается при открывании транзистора 110.

Тем самым ограничивается переключение транзистора подавления 10 в открытое состояние во время закрытого состояния транзистора 110 из-за протекания отрицательного по направлению тока Ir, который подавляет положительный по направлению ток If фазоопережающего тока. Однако, даже если время открытого (ON) и закрытого (OFF) состояния транзистора 10 не совпадает с временем открытого (ON) и закрытого (OFF) состояния транзистора 110, фаза электродвижущей силы, генерируемой на намагничивающей обмотке 102, не является постоянной из-за механической фазы ротора и статора, электростатической емкости нагрузки, индуктивности ротора и статора и других факторов, поэтому в случае подсоединения фазоопережающей нагрузки, отличающейся по величине от номинального значения, нельзя будет подавить ток, создаваемый этой фазоопережающей нагрузкой.

Для решения этой проблемы в настоящем осуществлении изобретения предотвращается совпадение интервала времени, когда протекает отрицательный по направлению ток Ir, с интервалом открытого состояния транзистора 10 прореживанием сигналов (импульсов) ШИМ.

Если период сигнала ШИМ составляет нормативную величину, то считается, что на характеристики управления выходным напряжением влияет скважность. Однако при подсоединении фазоопережающей нагрузки доминирующим компонентом становится реактивный ток и скважность сигналов ШИМ также становится малой. Следовательно, если удлинить период сигналов ШИМ в том случае, когда скважность сигналов ШИМ является небольшой, то мощность, подаваемая с обмотки возбуждения 104 на намагничивающую обмотку 102, будет незначительной, и поэтому даже при длительном периоде сигналов ШИМ влияние, оказываемое скважностью на характеристики управления выходным напряжением, будет небольшим.

Отсюда следует, что в случае, когда скважность транзистора подавления 10 будет ниже заранее заданной величины, удлинением периода посылки сигналов ШИМ будет предотвращено совпадение интервала времени, в который намагничивающий ток подавляется при переходе транзистора подавления 10 в открытое состояние, с интервалом времени поступления сигналов ШИМ.

Для реализации этого процесса в АРН 107 электрогенератора 100 имеется блок контроля скважности 1, который контролирует длительность сигнала ШИМ (далее именуется просто "скважность") в период открытого состояния транзистора 110.

Блок управления транзистором, иными словами, блок управления 109 имеет блок сравнения напряжений 20, который сравнивает величину выходного напряжения генераторной обмотки 103 с величиной заданного напряжения, и блок формирования 21, который определяет увеличение или уменьшение скважности транзистора 110 в соответствии со значениями напряжений, повышает или уменьшает заданную величину скважности и подает сигналы управления на транзистор 110. Транзистор 110 управляется в соответствии со скважностью, определенной блоком управления 109, и соответственно управляет намагничивающим током.

Второй блок управления ШИМ 11 имеет функцию определения момента посылки команды открывания (время ON) и момента посылки команды закрывания (время OFF) на транзистор 110 с блока управления 109, а также функцию посылки команды открывания (команда ON) на транзистор подавления 10 во время закрытого состояния и посылки команды закрывания на транзистор подавления 10 во время открытого состояния.

Блок контроля скважности 1 проверяет скважность, выдаваемую с блока формирования 21, и выдает сигнал обнаружения разности скважностей, когда эта скважность будет меньше, чем заранее заданная величина скважности. Обычно при отсутствии нагрузки скважность задается величиной порядка 20%, поэтому предпочтительно, чтобы нормативная скважность была бы на 10% ниже, чем скважность при отсутствии нагрузки. Сигнал обнаружения разности скважностей, выданный с блока контроля скважности 1, вводится в блок прореживания сигналов ШИМ 2. Упомянутый блок прореживания сигналов ШИМ 2 имеет функцию прореживания, или запрета выдачи сигнала ШИМ, который выдается в определенном периоде, например в каждом одном периоде. Таким процессом прореживания удваивается период сигналов ШИМ, выдаваемых с блока управления 21.

На Фиг.2 и 3 представлены временные диаграммы, которые показывают соотношение между сигналами управления (сигналами ШИМ) транзистора 110, сигналами управления транзистора 10 и намагничивающим током.

На Фиг.2 представлена временная диаграмма для случая, когда к электродвигателю подсоединена фазоопережающая нагрузка относительно небольшой величины. В примере, показанном на Фиг.2, сигналы ШИМ транзистора 110 не уменьшены по длительности, а транзистор подавления 10 переключается в открытое (ON) и закрытое состояние (OFF) в противофазе с этими не уменьшенными по длительности сигналами ШИМ. В период открытого (ON) состояния транзистора подавления 10 отрицательный по направлению ток Ir будет по величине небольшим, поэтому уровень снижения намагниченности, создаваемой переключением транзистора 10 в открытое (ON) состояние, будет небольшим.

С другой стороны, на Фиг.3 показана временная диаграмма для случая, когда к электродвигателю подсоединена фазоопережающая нагрузка большой величины. В этом случае, поскольку фазоопережающая нагрузка становится большой, транзистор 110 будет управляться сигналами со скважностью, меньшей, чем нормативная скважность. В результате этого из упомянутого блока контроля скважности 1 будет выдан сигнал обнаружения разности скважностей и сигналы ШИМ будут прорежены блоком прореживания сигналов ШИМ 2. Иными словами, сигналы ШИМ 2 и 4, показанные на Фиг.3 пунктирными линями, будут удалены, поэтому транзистор 110 будет управляться сигналами с периодом, в два раза большим по сравнению с периодом, показанным на Фиг.2. Следовательно, поскольку это приведет к увеличению эффекта подавления положительного по направлению магнитного поля отрицательным по направлению током Ir, то, как показано на Фиг.3, намагничивающий ток в значительной мере будет уменьшен в период Toff, когда сигнал ШИМ отсутствует.

На Фиг.4 представлена блок-схема, описывающая управление скважностью при управлении сигналами ШИМ транзистора 110. На Фиг.4 на этапе S1 выходное напряжение генераторной обмотки 103 вводится в блок сравнения напряжений 20. На этапе S2 блоком сравнения напряжений 20 определяется, будет ли выходное напряжение равно заданному напряжению или превышать заданное напряжение. Если результат сравнения на этапе S2 является утвердительным, то процесс переходит к этапу S3 и скважность уменьшается на заранее заданную величину. Если результат сравнения на этапе S2 является отрицательным, то процесс переходит к этапу S4 и скважность увеличивается на заранее заданную величину.

Заметим, что увеличение или уменьшение скважности не ограничивается однократным исполнением этих процессов, и когда значение разности между выходным напряжением и заданным напряжением является большой, то и величина увеличения/уменьшения может возрасти, а когда значение этой разности является небольшой, то величина увеличения/уменьшения может быть снижена в соответствии с разностью между выходным напряжением и заданным напряжением.

На Фиг.5 представлена блок-схема, описывающая управление прореживанием сигналов ШИМ. На Фиг.5 на этапе S10 блоком контроля скважности 1 определяется скважность сигналов ШИМ, выдаваемых с блока управления 109. На этапе S11 блоком контроля скважности 1 выносится суждение о том, будет ли определенное им значение скважности равно нормативной скважности или превышать нормативную скважность. Если это суждение на этапе S11 является утвердительным, то процесс переходит к этапу S12 и флаг F1 прореживания сигналов ШИМ устанавливается в "1". Заметим, что этап S11 можно организовать так, что утвердительное суждение будет вынесено и в том случае, когда блок контроля скважности определит, что скважность равна или превышает нормативное значение скважности по меньшей мере на определенный интервал времени. Если суждение на этапе S11 является отрицательным, то процесс переходит к этапу S13 и флаг F1 прореживания сигналов ШИМ устанавливается в "0".

На Фиг.6 представлена блок-схема управления посылкой сигналов ШИМ. Сигналы ШИМ выдаются синхронизированно с выходными сигналами сенсора вращения (сигналы моментов возбуждения двигателя), который установлен на выходном валу двигателя, являющегося приводом ротора 105, или на периферии вращающейся детали (типа махового колеса), которая соединена с выходным валом и вращается вместе с ним, при этом сигналы сенсора выдаются на каждый оборот вращающейся детали.

На Фиг.6 на этапе S20 регистр прореживания сигналов ШИМ С1 устанавливается в нуль. На регистре прореживания сигналов ШИМ С1 устанавливается "0" или "1". На этапе S21 выносится суждение о том, выдан или не выдан сигнал момента возбуждения. Если суждение на этапе S21 является утвердительным, то процесс переходит к этапу S22 и определяется, установлен ли на регистре прореживания сигналов ШИМ С1 "0" или "1". Если на регистре прореживания сигналов ШИМ С1 установлен "0", то процесс переходит к этапу S23, и на транзистор 110 посылается сигнал ШИМ со скважностью, которая задана упомянутым управлением скважностью.

Затем на этапе S24 определяется, установлен ли флаг F1 прореживания сигналов ШИМ в "1" или "0". Если флаг F1 прореживания сигналов ШИМ установлен в "1", то процесс переходит к этапу S25, и на регистре прореживания сигналов ШИМ С1 устанавливается "1".

Если суждение на этапе S22 является отрицательным, то процесс переходит к этапу S26 и посылка сигналов ШИМ на транзистор 110 запрещается. Затем на этапе S27 регистр прореживания сигналов ШИМ С1 устанавливается в "0".

Если суждение на этапе S24 является отрицательным, то есть, если флаг прореживания F1 установлен в "0", то процесс возвращается к этапу S21, пропуская этап S25.

Таким образом, при описанном управлении посылкой сигналов ШИМ в случае, когда значение флага прореживания F1 возрастает, то посылка сигналов ШИМ на транзистор 110 происходит или запрещается в соответствии со значением на регистре прореживания сигналов ШИМ С1, состояние которого попеременно изменяется. Иными словами, сигнал ШИМ однократно уменьшается по длительности, однократно в каждые два периода, и период посылки сигналов ШИМ становится в два раза больше.

В настоящем осуществлении изобретения рассмотрен пример, когда выходной период делается длиннее прореживанием сигналов ШИМ, однако настоящее изобретение не ограничивается этим случаем, и, сравнивая существующую скважность с нормативной скважностью, можно в соответствии с результатом этого сравнения выбирать какой-нибудь один из двух типов периодов посылки импульсов с заранее заданной длиной. Например, в случае, когда скважность будет больше, чем нормативная скважность, сигнал ШИМ посылается, когда сигнал момента возбуждения появится дважды, а в случае, когда скважность будет меньше, чем нормативная скважность, сигнал ШИМ может посылаться каждый раз, как определяется наличие сигнала возбуждения.

Блок-схемы на Фиг.4 - 6 описывают один пример работы основных компонентов блока управления 109 и блока контроля скважности 1 в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, когда эти блоки построены на микрокомпьютере, и реальная программа обработки может быть модифицирована в соответствии с известными способами. Следовательно, блок управления 109 и блок контроля скважности 1 не ограничиваются реализацией на микрокомпьютере, а могут быть также образованы с использованием аналоговых схем, которые реализуют показанную на Фиг.1 и 4 - 6 конфигурацию.

Как было описано выше, в осуществлении настоящего изобретения период посылки сигналов ШИМ может быть сделан более длинным, когда подсоединена фазоопережающая нагрузка и длительность сигналов ШИМ для формирования намагничивающего поля станет ниже номинальной скважности. Соответственно, поскольку период времени, когда транзистор 110 находится в открытом состоянии и по нему проходит намагничивающий ток, не совпадает с периодом времени, когда транзистор подавления 10 находится в открытом состоянии, что приводит транзистор 110 в закрытое состояние и протеканию тока подавления Ir, то подавляется чрезмерное повышение выходного напряжения из-за избыточного повышения намагничивающего тока. Тем самым предотвращается появление избыточного напряжения на емкостной нагрузке и на сглаживающем конденсаторе 113.

Список ссылок:

1 - блок контроля скважности

2 - блок прореживания сигналов ШИМ

10 - транзистор подавления (второй переключающий элемент)

11 - второй блок управления ШИМ

20 - блок сравнения напряжений

21 - блок формирования

100 - генератор

102 - намагничивающая обмотка

103 - генераторная обмотка

104 - обмотка возбуждения

107 - АРН

109 - блок управления

110 - транзистор (первый переключающий элемент)

112 - запирающий диод

113 - сглаживающий конденсатор.

1. Устройство управления выходным напряжением электрогенератора, содержащего генераторную обмотку и обмотку возбуждения, намотанные на статоре, намагничивающую обмотку, намотанную на роторе, который вращается приводом, выпрямитель, который выпрямляет ток, генерируемый упомянутой обмоткой возбуждения, сглаживающий конденсатор, который сглаживает выходной ток упомянутого выпрямителя и подает его на вход упомянутой намагничивающей обмотки, первый переключающий элемент, подсоединенный к упомянутой намагничивающей обмотке и осуществляющий управление ШИМ так, чтобы выходное напряжение упомянутой генераторной обмотки сходилось к заданному напряжению, и запирающий диод, подсоединенный к упомянутой намагничивающей обмотке, отличающееся тем, что устройство управления выходным напряжением электрогенератора содержит: второй переключающий элемент, подсоединенный параллельно упомянутому запирающему диоду и управляемый в противофазе с упомянутыми сигналами управления ШИМ, блок контроля скважности, который выносит суждение о том, будет ли скважность сигнала управления упомянутого первого переключающего элемента равна номинальной скважности или превышать номинальную скважность, и блок увеличения длительности периода посылки сигналов ШИМ, который при вынесении упомянутым блоком контроля скважности суждения о том, что скважность упомянутых сигналов управления не равна номинальной скважности или не превышает номинальную скважность, делает период посылки сигналов управления более длительным, чем период посылки сигналов управления, когда упомянутым блоком контроля скважности выносится суждение о том, что скважность упомянутых сигналов управления равна номинальной скважности или превышает номинальную скважность.

2. Устройство управления выходным напряжением электрогенератора по п.1, отличающееся тем, что упомянутый блок увеличения длительности периода посылки сигналов ШИМ содержит блок прореживания управляющих сигналов, который увеличивает длительность периода посылки сигналов управления на заранее заданные интервалы времени прореживанием упомянутых сигналов управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для преобразования энергии ветра в электрическую энергию при стабильных параметрах выходного напряжения и частоты.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в низковольтных комплектных устройствах карьерных экскаваторов электрооборудования горнодобывающих машин.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в генераторах переменного тока. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к полупроводниковой технике, и может быть использовано на электроподвижном составе для управления тяговыми электрическими машинами постоянного тока, электротермическими установками и другими потребителями электроэнергии.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания объектов. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для возбуждения генераторов, имеющих широкое распространение. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для обеспечения экономного потребления электроэнергии. .

Изобретение относится к устройствам, используемым на транспортных средствах в качестве источника энергии. .

Изобретение относится к электрооборудованию автомобилей и гусеничных машин и может быть использовано в качестве источника энергии в системе электроснабжения. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве управления выходным напряжением электрогенератора со средством стабилизации выходного напряжения, учитывающим воздействие повышения намагниченности при подключении фазоопережающей нагрузки

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты автоматического регулятора напряжения от противоэлектродвижущей силы, создаваемой реакцией арматуры электрогенератора при подсоединении к нему фазоопережающей нагрузки

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в составе оборудования для управления синхронными генераторами на предприятиях, вырабатывающих электрическую энергию

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрических машинах для регулирования возбуждения синхронных генераторов, применяемых в автономных источниках электрической энергии

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при проектировании электромашинных систем генерирования электроэнергии, предназначенных для электрооборудования летательных аппаратов и других автономных объектов

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания стабилизированных электромашинных источников электропитания на базе синхронных генераторов

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в синхронных машинах

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генератором

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления генератором
Наверх