Вибрационный регулятор напряжения

 

та ! l

8 тт 4$+ « ((ъ, p» i,"" «т.(т;,т,i,- - j т Iт -.:, :., "1 i, СО(ОЗ (.ОВЕК«(ИН

СО(иаЛт«атИЦЕтС«(ИХ

Рес(тт«бл(«1( (1 ), т 3 -:! Э 2 2.«(,( (6() Донов«ни(е «(ь(«ое к я((н ." "j (ж«З .. ч трат,Os.тЗ «т:i:i,;::(;":О т

E(p E((Q Ej jI E(((I (1(,"; ч а 1(Н ((и ",ф, ! (23) Приоритет

2 (Я) м. кл, H О2 Р 9/30

7осударстввннь«й коинтвт

Совета Министров СС(,р оо до««ам изоорвтвний и открытий (43) О(«убл((1(011(11(о.«.5.(7!= . =«.10«ол ««(- .. (;-.«Iь Ж ЭС (53) УД(«; 62 (Э.(6 (45«Д а-(,; сну 6:1(-.11(ОН тлнн 0 ((, 1 ;Н ч .. . .." -». 76,722,1 (ORB.(R) (72)!Автор изобретения д jj ут;,,, - Рт(тбтт(т(кл 1 лол;i i 0>, ;ч(1(т("1", и;-«с .. . т, с

ИМ,,«(зт(1««(С(,0 0 i(0 т«С(-::т«ОЛ» (71) Заявитель (54) Б)(«15САЦ. -; (С)«4: Ь, :: .; .«.,";:,,.(!:(« " „(- .. «Р т«(1(«СИЯ

Изобретение относится .:; та;,:.;".Н е 0010 матического p6T «i(ipOE(OНИЯ и мотке*т бт.-«ччт-, использовано для регулирования на(ря1«(е«:;"1(1

«генераторов постоянного тока -.:;-н = .Озму-.

ШЕНИЯХ СКОРОСТИ ВРНШЕНИЯ («КОР(,, (.. аЗЛ((т1е

БОИ IIO ХаРаКТЕРУ Н ВЕ«11(т.:(Н=, «:З-.-:т;-,,..,з,:.:„. В

i пределах соответствую«ии>. д::- ..Га :-::";;;:

ЛИРОВаНИЯ ТОКОМ ВОЗбУжДЕ(П(Ят

ИЗВЕСТНЫ ВнбрацИОННЫЕ р(вгт(ЛЯТО-;Ь. Напояження для генераторов постоянно:-:.0 тока„ содержашие нелинейнъ(й мост с (т«з(лернтель- ным делителем напря11(епт(я и,.:еле в днагсналн, регулируюн(и((орган 1(а тра((зисторах .в цепи обмотки ьозбун(дания . . нет::ь г((бкой .Обратной связи, Известные регуляторы обл(адак« (опоед;-.. ЛЕННЫМ СтатИЗМОМ РЕГУ i«(0ÎÂ(ÍÏ(ßò 1«ОЗ О;;;,; уровень реГулируемОГО )«ало««женил 11ри, iç -. .МЕНО(И(11 ВЕЛИЧИНЫ На(р "3 КИ И С:(00: тС "11. . яра"" шення якОря ((е(ие "1 с((, 30 с". От зто. то сни* жается качество ре.-улирова(щя (то;..ность

Н т.д.). ухаЗаННЫЕ НздОста ГК:(тв- (яки(я«ОТСЯ ЗС(,. счет тогот т(то пень г((б«(04 ОбР;;т("Ой 0«.1(ел

ВЫПОЛНЕНа В В(«1(0 УС1(т(т«1 . Н ii:..ОЕ(т.*он((01,0:.*;.";,.Од которого подкл(очен к якоою гене-, :,,а:.. а выход соединен со средне(1 точ(т.",;:;:, (Етт (ТЕЛЬНОГО ДЕЖ(ТЕЛт(НаПРЯЖЕННЯ.

Г;««110(1(т(а.((-нан ЗЛЕКТРЦЧЕСКаЯ СХЕМа РЕ-.

";,--:, .—,--0«-,» т«редставлена на чертеже.

Г. »т":,т ":i т (Н 91(ЕМЕНТах((1 p01 g,"(ËÒOpF(ЯВ

„: "К ", Я,,(З«.тао((Т(т;(Ьт(э(П ОРГапт СО(ТОЯ(1(ИЙ ИЗ

Д:: «> т-т т-р (т; т(0-(тт —.ит(тт т(тт СОНРО (1(нтттЕ(П ЯХ („ 2. Ис Оч:. 0(а =. тал01н10ГО 1оанряжеIПБ — ста

«««бт л."..(р;:;=, 3, балластного со(трот«(влени(т 4

ii:, я, .,зован((ОГО (32. ((С, последо вател ы c .

: 0::-.::,-:.i; «с«(о-«.оно ускоряюшее солротивлеРОГ:,-1«:Р" 01(1;:.-.И ОРГОН, СОСТОЯ(Ц((й НЗ

;.. -.;:((ОГО Тра«(З«(Стара 7т G„D НЕЛЬ КО«(ЛЕК

Т."Оа тт(отор: Ч Oi ВКЛЮт((тца 06(.(отна ВОЗбуждЕ.:

1(ття «i „! (то"",(0«)B, (i(10;.(а. 1(а(0 замкнутый

КО!, i 11!". «О «3«ЛР (тъ 1«тот(QH Б т(тПЬ С(тПРОТИВ

q,:::,тi(,.; ", «„1(ОТОроз т От МЕСТНО C СО1 (ООТИщ(Е»т .« - ттооаЗЧЕТ ДЕ(11(ТЕЛЬ ННПРЯжЕНИЯ И

2!J б(:;Il=" ;";å(оает кл(очОВО((1 режим Оаботы coc BB

j (10ГО Т; .«011. Ч1СТОРа (т 8.

«.«Ор::.!;.....-. СЬЯЗЬ, В«т(лтз«Н(Е((ндя В ВИНЕ дВуХ5 .-- - .а вн«ГО "КСИЛ1(ТЕЛЯ ННЗК01(ЧаотОТЫ С РЕО. 1

0 «а:-1::,О- 0«т«КО(.Ч(НОЙ (»(Е11(КаснадНОЙ СВЯЗЬЮ, Со г

":-т,((Р;, ((Д,:::;а -„-Ра;(01-.-0 (OP«1 .!. т 4, 11ЕОбХОДИ525220 мые постоянные напряжения на базах которых устанавливаются дели. Эттями напряжения на сопротивлениях 15, 16„и 17, 18.

;Сопротивления 19 и 2О, введенные ь цепь эмиттеров, стабилизируют исходный режим абатьт усилителя. - Бпокировочные конденса торы 21 и 22 устранятот влияние стрип&.

;гепьной обратной свя и через сопротивле ния 19, 2С«по переменной состаьпяташей тока эмиттера. Разделительный кскдекса- «О тор 23 обеспечивает прохождение только переменного усипиваемого сигнатта на базу транзистора 14, Конденсатор 24, вкпюченный между коллектором Tp&HGHcTopa 14 B точкой 25 через балластное сопротивление 26,j устраняет влияние цепей измерительного органа на усилитель па постоянной составляющей тока, на передает усилетт кый переменный сщ нап с усилителя в цепь репе 5. Диод 27 скижает перенапряжение

2Î коллектор — эмиттер составного транзисто ра 7, 8 при переключениях.

Сопротивление 28 малой величины вместе .26 с сопротивлением 29 образует делитель напряжения и обеспечивают надежное запи- . раттие составного транзистора 7, 8 при разаъМ

l кнутых контактах 1О дпя всех режимов ра-; боты генератора. щ

Генератор 30 является эпемечтом питтей-:

- ной части системы "генератор с регулятором. нагрузка".

Работа регулятора заключается в спедутс -I! шем,Замкнутые в исходном положении контакты 1G репе 5 обеспечив&тот процесс сама сзбужденття генератора 30 при увепкченки оборотов якоря, так как каптчие остаточной элек грсдвижуией ; сипы (ЗДС) достаточно, 49 .чтобы составной транзистор 7, 8 перешел ! ь активную область и вследствие этОГО умень-

«ципссь его выходное сопротивление ксппек- .гор-емиттер. Зтс, в свою очередь, приве«тет к псявпетпнс гака в цепи обмотки ьазуждения 9, а значит и ЗДС генератора ЗС«, аттряжение Q геттератоаа 30 увепкчйтсд и («тапее процесс самаьсзбуждекия будет ненре -, ! оывна продолж&тын. При некотором капря-

«кекнн генератора составной транзистор 7, 8 войдет в область насыщения„ега выход1

«тае сапротивпекие уменьшится Ао нуля и

Все напряжение генератора практически бу«тет приложено к обмотке ьазбуждекия, так как величина сопротивления 28 очень мала.

Дальнейшее самсвазбуждение генератора ! будет происходить при постоянном сократив,. ! пении цепи возбуждения, равном сопрстквпе- :

«нпс обмотки возбуждения. 69

При напряжении генератора, меньшем стабилизируемога, !псгенцт1&п в точке 25— !

P -, определяемый линейной частью, ре-. уюитора, снимаемый с делителя на сопроивпеттиях 1, 2, больше нотенциапа в точе 31 — (} вследствие малой проЗт

Одттмссти стасипитрана, и протекающий ток о цепи реле 5 (ат точки 25 к точке 31)1

« адежно удерживает контакты 1О s замкну-(, м состоянии, способствуя самовоэбуждеО генератОра,При некогором напряжении стабипитроиР пробивается, и нанряжекие ка нем с этого

4омента остается неизменным, равным эта»! лскному - IJ» а ьсе йриращекие напряже, тия будет нрихадиться на балласгное сокро«. тивпекие 4 Потенциал в точке 25 изме няется пропорционально напряжению генера-. ,тора с учетом ксээ!рицнента передачи депи-! ,тепя напряжения 1 2 и поэтОму DpH Воз,растании напряжения У потенциал в точ:ке 31 сначала сравняется с пстенциапом !

I в точке 25, а затем превысит. åãà. Вслед- ,ствие этого ток в цепи репе 5 изменит наф праьпеттие и станет протекать от точки 31 к точке 25, возрастая пропорционально разттости потенциалов (V — 9 2 ) меж1 ду этими тачками,- При отклонении напряже .тппт Q от стабипизкруемаго Ус (U Ц. )

I н& Величину„дас гатачнуто, чтобы эта . раз» ттссть потенциалов ьызвала срабатывание

;реле 5 контакт 1О размыкается, и стрик&.

:тепытый управляющий сит кап база-сэмиттер <

:,скачком нрикимат положительное значение, l надежна запттр&я составной транзистор 7,8. .С этого момента цень Возбуждения разрывается и чаек в обмотке начинает уменьшаться, замыкаясь через диод 27. Изменение тока происходит по экспсненциальному закону ат начальной величины,- которую ан ,.имел в момент р&змык&кия контактов 1О. !

:Напряжение генератора, а вместе с ним и . разность потенциалов между- тачками 31 и 25 также уменьшаются, и при некоторой вепипнте напряжения { U > U< ) ток ь

:,цепи репе 5 станет равным току отпуска«тия, контакт 1О при этом замкнется. - Управляющее напряжение скачком примет от зицатепькае зттачеттие, сос гавнОй транзисдср 7, 8 переключается в состояние насьт-, щекия. Далее повторяется описанный процесс

I р&батыу и В схеме уст&к&впиваются устой тиьые &втакспеба птя напряжения. Наиболь-, шая и наименьшая величины колебаний напряженки онредепжатся напряжениями (разчс стью потенциалов Ygg - p g ) ср&б& Гыв&Оср и атпускания г Уот„ реле и его инеРционносгью пРи сРаб&тыв&нии и ат-т пускании. Сопротивление 6 В цепи реле 5, с одной стороны, уменьшает постоянную

525220

5 !

Времени. атой цепи, а с другой — увеличи,:вает ее сопротивление и тем самым согдаI совывает с выходным сопротивлением (от:носительно точек 31 и 25) нелинейного

;моста. 5

Уменьшение постоянной времени цепи реле 5 способствует более быстрому чарастанию (спаду) тока в ней, а значит и бооее быстрому срабата1аанаао (отоускаащо)

:,реле, чта приводит к уменьшению амплитуды

|автаколебаний и увеличению частоты. Даль ,нейшее увеличение частоты и уменыиение .амплитуды автоколебаний напряжения дости- ,гается убыстреиием рабаты репе, та есть ,уменьшением времени переключений - вре... яюшее прирашеш апр омени Ж и станет положительным.-Зто приведет к

10 переходу транзистора 13 в область отсечки,, а транзистора 14» в область насыщения.

20 . ания .контактов 10. Таким эффективным сред1 твом, значительно повышаюшим частоту и уменьшающим амплитуду колебаний, специичным для репейных систем, является вве1

I ение обратной дифференцируюшей связи, хватываюшей реле 5 совместно с некогоыми алементами линейной части системы--! генератором ЗО с подключенной нагрузкой.-

crops из этого, усилитель низкой часто, который на низких частотах является азоапережаюшим устройством, подключен ерез делитель напряжения на сапротивлеях 15, 16 к выходу линейного элемента

; системы — напряжению генератора 30, Вьт- ходная величина усилителя (обратной связи) потенциал Я у падается на ВхОд реле 5 (точка 25), где она суммируется с потен- циалом 9"я линейной части, снимаемой с

1 епителя на сопротивлениях 1, 2 (9>< =- Vy+. 4О +©. Чтобы выходная величина усилителя;

tf ф и выходная величина делителя 9 у рыли .инфазны, та есть сумм;ировались, а не вычитались, .используется двухкаскадный усилитель. -Режим работы усилителя выби- рается такой, чтобы транзисторы 13, 14 входили в область насышения и отсечки, чем достигаются большой коэффициент усидениир дастаточнь1й к п.д + фоРма выход наго напряжения, практически прямоугаль-, 5Q ная с небольшими фронтами, чта и позва яет формировать переключение реле ба Ког1 да разность потенциалов У вЂ” 9 и между точками 31 и 25 и начинает увеличиваться

От нуля (возрастаюшее напряжение U при 55

« ртом становится больше стабилизпруемого Uq ), но еше очень мала, чтобы вызвать срабатывание репе 5, управляюшее атрнца тельное прирашение напряже1п1я на сопративI ренин 15 относительно заданного для раба-60 ени от момента увеличения разности енциалав fz< — 9 между тачками

Р5 до момента раэмыкания контактов времени от начала уменьшения этой ас и потенциалов до момента замык

6 ф ей точки транзистора 13 Введет транзис (уар 14 перейдет и Область отсечки. ыхад-, ,,íàé отрицательный сигнал усилителя Чу ( йереэ конденсатор 24 поступает на точку 2k,, де, суммируясь е ссииггннаалам линейной част1), t, Ч, скачком увеличивает небольшую раз- и ! 4ость потенциалов s точках 31 и 25. Под ! действием машного и уже практически пря моугольнаго сигнала реле 5 срабатывает значительно быстрее, контакт 10 размыя. Напряжение ц начинает уменыиап

° °

La, a с ним и разность потенциалов UggЦ, но раньше того, как она станет доста(точно малой чтобы реле 5 переключило онтакты 10 в замкнутое наложение, управ (1е н яжения и- .г ак

:Теперь уже папажигепьпыи выходной сигнал, усилителя Ч у поступает на тачку 25.. Разность потенциалов под действием сумм

НОГО СЫГНапа 0 СКЗЧКОМ ГУМЕНЬШаЕТСЯе ПОД действием машного сигнала реле 5 сраба, тывает, и контакт 10 замыкается. Далее процесс рабаты регулятора с обратной свя !

lзыа повторяется. Балластное сопротивление

I 26 уменьшает . величину выходного сигна-

"„ла усилителя Рg да оптимального значе ния, нри котором в схеме устанавливается колебания с нанменьшей1 амппитудай и пан-

;большей частотой.

Таким образам, работа обратной связи ,заключается в добавлении в нужные момен

1ты времени прямоугольного сигнала необ,,ходимой величины . к небольшому входному

;сигналу, поданному на обмотку реле 5, для, того, чтобы форсировать режим ега работы, I

1 Усилитель низкой частоты безинерпионен, а необходимое опережение выходного сигна -!

« ла по фазе можно получить изменением ем. кости конденсаторов- 21, 23, 22„24. р

При подключении (отключении) нагрузки ,. к генератору 30 напряжение U на его зажимах скачком уменьшается (увеличивает-, . ся), так как в его якорной цепи наводится ЗДС самаиндукции, препятству1оща изме,. нению тока якоря I я, репе 5 замыкает . (размыкает) контакт 1О, если он в этот момент бып раэамкиут (замкнут) с запыз дыванием, обусловленным запаздыванием

1регулятара, затем процесс регулирования .;Напряжения U повторяется, Точность стабн-> пизацки напряжения зависит ат точности, поддержания стабилитранам эталонного напряжения, .и поэтому практически можно па*1лучить астатическую внешнюю характеристи ку генератора в диапазоне регулирования по току нагрузки и скорос-.и вращения.

Частота и амплитуда автоколебаний ре гулируемого напряжения U зависит от ско-, . рости врашения якоря, постоянной времени, обмотки возбуждения О, коэффициента уси-! ленни регулирующего органа, коэффициента передачи нелинейного моста и в значитель-,:

l ной степени определяются параметрами сра-, батывания и отпускания реле 5, в качестве, которого используется высокочувствитель- . ое быстродействующее поляризованное ре е, а также коэффициентом усиления и настро - кой режима работы усилителя. Регулятор трост и вследствие;хорошего.согласования

Ьго составных элементов легко йастраивает- я на необходимый режим работьь

Формула изобретения

Вибрапионный регулятор напряжения для генераторов постоянного тока, содержащий нелинейный чосг с измерительным делителеф

1 напряжения и реле в диагонали, регулирую=., щий орган на транзисторах в пепи обмотки возбуждения в цепь гибкой обратной связи, . отличающийся тем, что, с елью новьпиения качества регулирования, епь гибкой обратной связи выполнена в ви е усилителя переменного тока, вход котоогО.,подключен к якорю генератора, а выд соединен со средней точкой измерительного делителя напряжения.

Составитель В. Круглова

Рефактор К. Шанаурова - Техред И K „ Корректор-, H. Микита :

Заказ 5097/5 94 Тираж 88 2 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 I Москва,: Ж-35 Ра скан наб д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. - Проектная,-4