Регулятор напряжения

 

Союз Советсннк

Соцмалистичеснмк

Реслублнн

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.08.79 (21) 2807047/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) „ л з

Н 02 Р9/30

Гее7дарстееллык кемитет

СССР (53) УДК 621.316..722 (088.8) Опубликовано 30.04.81. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 05.05.81 ло делам лэабретевлй и аткрытий

В. А. Боголюбов, Л. 3. Брейтер, Е. А. Вайн

Н. И. Леонов, В. И. Мешков и В. Г. (72) Авторы . изобретения (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах регулирования тока возбуждения электрических генераторов, преимущественно для генераторов, применяемых в автотракторной промышленности.

Известны регуляторы напряжения, работающие в комплекте с генератором с встроенным выпрямителем. Для защиты элементов регулятора от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения в схему регулятора введено реле с токовой обмоткой, подключенной в цепь обмотки возбуждения, и удерживающей, подключенной параллельно транзистору (1) .

Недостатком этого регулятора является выполнение устройства защиты на реле, что снижает надежность и не позволяет выполнять регулятор в интегральном исполнении.

Известны также регуляторы, в которых схема защиты выполнена на полупроводниковых элементах. Для определения величины тока в цепи обмотки возбуждения устанавливается резистор, сигнал с которого подается на вход полупроводникового реле.

Выход реле соединен с входом измерительного органа (2), Недостатком этих устройств является сложность схемы и вероятность ложных срабатываний схемы защиты.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является регулятор напряжения, содержащий последовательно включенные измерительный орган, промежуточный усилитель и усилитель мощности, выходной транзистор которого включен последовательно с зашунтированной диодом обмоткой возбуждения электрической машины, а также блок защиты от токов короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения, выполненный на двухвходовой схеме совпадения, выход которой соединен с выходом измерительного органа регулятора (3).

Недостатком этого устройства является наличие резистора, включенного последовательно с выходным транзистором, что снижает диапазон регулирования и ухудшает

КПД регулятора, а также необратимость срабатывания зашиты, что при случайных кратковременных замыканиях приводит к

826544

50

Формула изобретения необходимости повторного запуска двигателя.

Цель изобретения — повышение КПД и упрощение эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор введены дополнительно транзистор и резистор, при этом дополнительный транзистор выполнен с проводимостью, обратной по отношению к выходному транзистору усилитель мощности, базо-эмиттерный переход дополнительного транзистора подключен параллельно обмотке возбуждения, выход транзистора через резистор соединен с общей минусовой шиной питания,регулятора, при этом один из входов схемы совпадения подключен к общей точке соединения обмотки возбуждения с выходным транзистором усилителя мощности, а другой вход подключен к выходу дополнительного транзистора.

На чертеже приведена принципиальная схема регулятора.

Регулятор напряжения содержит измерительный орган 1, соединенный с управляющим транзистором 2 промежуточного усилителя, выходной транзистор 3 усилителя мощности, включенный последовательно с обмоткой 4 возбуждения генератора, схему защиты выходного транзистора регулятора напряжения от короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения.

Схема защиты выполнена из схемы совпадения и дополнительно транзистора 5, подключенного параллельно обмотке 4 возбуждения, при этом эмиттер транзистора 5 соединен с коллектором выходного транзистора 3 и обмоткой 4 возбуждения, другой конец которой соединен с базой транзистора 5. Коллектор транзистора 5 соединен с одним из входов схемы совпадения, содержащей транзистор 6. Другим входом схемы совпадения является эмиттер транзистора 6, который соединен с эмиттером транзистора 5 и с тем концом обмотки возбуждения, который соединен с коллектором выходного транзистора 3, параллельно обмотке воз. буждения включен гасящий диод 7. Коллектор транзистора 6 соединен через резистор 8 с базой транзистора 2. Резистор 9 соединяет коллектор транзистора 5 с минусовой шиной 10 питания.

Регулятор работает следующим образом.

При включении замка зажигания выходной транзистор 3 открывается, потенциал на его коллекторе, определяемый напряжением насыщения транзистора 3, недостаточен для включения управляющего транзистора 2 регулятора.

В процессе регулирования выходной транзистор 3 регулятора выключается, а напряжение на его коллекторе становится равным напряжению на генераторе плюс падение напряжения на параллельно включенных эмиттерном переходе транзистора 5 и дио15

45 де 7. Ток ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения регулятора замыкается через параллельно включенные диод 7 и эмиттерный переход транзистора 5. Транзистор 5 включается и шунтирует базовый переход транзистора 6, не давая ему включаться. Время переходного процесса спада до нуля тока

ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения примерно на порядок больше времени, в течение которого выходной транзистор 3 находится в выключенном состоянии. Поэтому при нормальном режиме регулирования, когда выходной транзистор выключен, транзистор 5 включен и надежно отключает схему защиты от регулятора. При коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения эмиттерный переход транзистора 5 закорочен, а транзистор 6 включен. Ток через резистор 8 поступает в базу транзистора 2.

Выходной транзистор 3 выключается. После устранения короткого замыкания достаточной длительности (> 100 мс) это состояние сохраняется сколько, угодно долго. Для восстановления режима регулирования требуется повторное включение замка зажигания. После устранения короткого замыкания малой длительности (4 100 мс) транзистор

5 снова включается, так как за это время еще не закончен переходный процесс спада тока ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения. Схема защиты вновь отключается и режим регулироцания автоматически восстанавливается.

При использовании транзистора 5 достаточной мощности и с малым базовым сопротивлением, диод 7 регулятора может быть исключен из схемы. Его функцию в этом случае выполняет эмиттерный переход транзистора 5.

Схема защиты применима для регулятора как с одним, так и с составным регулирующим транзистором независимо от типа их проводимости. При использовании схем защиты для регуляторов с р-и-р регулирующим транзистором меняются соответственно на обратные типы проводимости составляющих ее транзисторов и полярнссть подключения диода 7.

Использование изобретения значительно повышает надежность работу регулятора напряжения и упрощает эксплуатацию. Кроме того, уменьшается стоимость его изготовления по сравнению с регуляторами со схемами зашиты, где применяется геркон..

Предлагаемый регулятор напряжения может быть изготовлен в гибридном исполнении, что приведет к дальнейшему уменьшению его габаритов и стоимости изготовлеРегулятор напряжения, содержащий последовательно включенные измерительный

826544

Составитель Головченко

Редактор П.Макаревич . Техред А. Бойкас . Корректор В. Бутяга

Заказ 2533/78 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 орган, промежуточный усилитель и усилитель мощности, выходной транзистор которого включен последовательно с зашунтированной диодом обмоткой возбуждения электрической машины, и блок защиты от токов короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения, выполненный на двухвходовой схеме совпадения, выход которой соединен с выходом измерительного органа регулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и упрощения эксплуатации, в регулятор введены дополнительно транзистор и резистор, причем дополнительный транзистор выполнен с проводимостью, обратной по отношению к проводимости выходного транзистора усилителя мощности, база-эмиттерный переход дополнительного транзистора подключен параллельно обмотке возбуждения, выход транзистора через резистор соединен с общей минусовой шиной питания регулятора, один из входов схемы совпадения подключен к общей точке соединения обмотки возбуждения с выходным транзистором усилителя мощности, а другой вход подключен к выходу дополнительного транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2526394/07, кл. Н 02 P 9/30, 1977.

2. Патент США № 3538421, кл. 322 — 282, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2673594/07, кл. Н 02 P 9/30, 1978.