Система электроснабжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11)817968

Союз Советски к

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06,06.74 (21) 2030724/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 02 P 9/30

Гасударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК621 313 .12.024.07 (088.8) . Опубликовано 30.03.81. Бюллетень №12

Дата опубликования описания 05.04.81 (72) Автор изобретения

А. Н. Кулик (71) Заявитель

Челябинский политехнический и им. Ленинского комсомола (54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является система электроснабжения, содержащая электромашинный генератор постоянного тока, в цепь обмотки возбуждения которого включен импульсный регулятор напряжения, обратный диод, шунтирующий обмотку возбуждения и добавочный резистор, включенный последовательно с обратным диодом (2)..

К недостаткам известного устройства относится то, что напряжение U» на запертом регулирующем транзисторе этого регулятора в момент размыкания цепи обмотка воз-. буждения — якорь ГПТ больше номинального напряжения генератора U» на величины падения напряжения на добавочном резисторе 1)ч Ы. от коммутируемого тока возбуждения и ЭДС самоиндукции е(. якоря ГПТ что приводит к увеличению мощности, рассеиваемой в транзисторе при переключениях, так как величина U Q. имеет максимальное значение во время запирания, что, естественно, снижает надежность регулятора, так как наибольшей составляющей потерь

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения электромашинных генераторов постоянного тока в установившихся и переходных режимах работы, вызванных возмущениями скорости вращения якоря и различной по величине и характеру нагрузки в пределах соответствующих диапазонов регулирования током возбуждения.

Известно устройство для регулирования напряжения генераторов постоянного тока (ГПТ), работающее в импульсном ре- тп жиме и содержащее регулирующий орган в виде силового транзистора, измерительный орган в виде усилителя постоянного тока на стабилитроне, сопротивлениях и транзисторе, обратный диод, шунтирующий обмотку возбуждения и дополнительные эле- 1 менты, обеспечивающие повышение качества работы устройства (11.

Однако такой регулятор напряжения практически не оказывает влияния на процессы возбуждения и развозбуждения системы ГПТ вЂ” нагрузка, так как, являясь по сути управляемым ключом, регулятор производит только периодические размыкания и замыкания цепи обмотки возбуждения.

U. И. + Uy4. +е„, 817968

Л= — в —;

2L> СК

55 в

2I вСВ в силовых переключающих устройствах являются потери переключения. Кроме того, под действием высокого напряжения U„„ возможно необратимое разрушение (пробой) коллекторного перехода транзисторов, которые, как известно, не допускают даже кратковременного превышения предельно допустимого значения напряжения на коллекторе. Указанное обстоятельство определяет необходимость учитывать величину ев и на основании этого, а также с учетом допустимого значения Uw ограничивать величину добавочного резистора, что снижает его эффективность.

Цель изобретения — повышение надежности системы электроснабжения.

Указанная цель достигается тем, что в системе электроснабжения добавочный резистор, включенный последовательно с обратным диодом, зашунтирован конденсатором.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемой сис-20 темы электроснабжения.

Система содержит импульсный регулятор 1 напряжения, представленный в виде ключа, имеющего два устойчивых состояния —, замкнутое или разомкнутое, обмотку 2 возбуждения, шунтированную обратным диодом 3, добавочный конденсатор 4, шунтирующий добавочный резистор 5, включенный последовательно с диодом 3, ГПТ 6, напряжение которого стабилизируется с помощью регулятора 1. 30

Система работает следующим образом.

В замкнутом положении ключа 1 обеспечивается надежное самовозбуждение

ГПТ 6, так как обмотка 2 возбуждения полностью подключена к шинам генератора.

При размыкании ключом 1 цепи обмотки 2 возбуждения в моменты достижения напряжением U величины напряжения размыкания U под действием возникающей ЭДС самоиндукции происходит переключение тока возбуждения 1в в цепь диода 3 и с 4О этого момента ток возбуждения начинает уменьшаться по величине.

При соблюдении условия

41вСК >(R CR — Lq) (1) процесс спадания тока возбуждения носит 4> колебательный характер и описывается уравнением

Iв (t) = (Ig1, cos eat-1 - — вв - 1- в:4 -х

4 хип tj.e., (z)

04t

50 где Л и вв — действительная и мнимая части корней характеристического уравнения для тока I

Напряжение U на конденсаторе 4 при этом возрастает согласно уравнению

„„„(,.. (в.-м Щ - " ч -М

1,MI, ) за в 11 е, о 44-<4 от исходного значения Uy до некоторого значения Ue.ф, к моменту окончания процесса юввозбуждения, когда спадающее напряжение U достигает величины напряжения замыкания Бв и ключ 1 замыкает цепь обмотки возбуждения. За отрезок времени, в течение которого ключ 1 замкнут, время возбуждения ty конденсатора 4 разряжается согласно уравнения с постоянной времени г = RC до величины Uy.

Соответствующим выбором величин R u

С легко добиться условия, чтобы величина остаточного напряжения Uo была мала, в этом случае напряжение на разомкнутом ключе 1 в момент размыкания цепи обмотки возбуждения равно

U„wU„+ е„, (6) так как U в — — Uy О согласно уравнению (4) для момента t = О, поэтому и мощность, рассеиваемая в ключе 1, сравнительно невелика. Дальнейшее увеличение напряжения Uw до (Uz + Ue.ç) происходит при разомкнутом ключе 1 (запертом регулирующем органе).

Для процесса развозбуждения системы справедливо уравнение

"вд. = (41 в+ 4 (7)

0(t 4Т из которого следует, что в данной системе обеспечивается и форсировка процесса развозбуждения, так как ЭДС Е генератора связана с током 1в известным соотноше,нием (8) 4 где 1в и R — суммарные параметры обмотки возбуждения;

С вЂ” емкость конденсатора 4;

R — сопротивление резистора 5; — остаточное значение напряжения на конденсаторе 4, если к моменту размыкания он заряжен;

1р — время спадания тока Iв до момента замыкания ключа !;

4 — значения тока 1в, соответствующее началу процесса спадания.

817968

Составитель С. Горбачева

Редактор М.Митровка Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга

Заказ 1023 77 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изложенное остается справедливым и для переходных режимов системы, обусловленных сбросом (набросом) нагрузки ГПТ или резким изменением скорости вращения якоря, так как и в этих случаях ключ 1 занимает одно из своих положений.

При использовании предлагаемой системы электроснабжения существенно уменьшается составляющая потерь мощности, рассеиваемой в регулирующем транзисторе за время его запирания в режиме непрерывных переключений, и обеспечивается защита от возможного пробоя (разрушения) переходов указанного транзистора, обусловленных влиянием резистора 5. В результате повышается надежность системы, что расширяет область ее использования. Предлагаемая система по сравнению с известной обеспечивает высокую надежность при высокой скорости переключения (до 3 мкс) регулирующего транзистора (ГТ 806Б) при тех же параметрах и элементах системы.

Формула изобретения

Система электроснабжения, содержащая

5 электр ома щи нный генератор постоянного тока, в цепь обмотки возбуждения которого включен импульсный регулятор напряжения, обратный диод, шунтирующий обмотку возбуждения, и добавочный резистор, включен10 ный последовательно с обратным диодом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности системы, упомянутый резистор зашунтирован конденсатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1s 1. Авторское свидетельство СССР № 237231, кл. Н 02 P 9/30, 1968.

2. Патент ФРГ № 1105966, кл. 21 с 64/50, 1961 (прототип) .