CN2144369Y

CN2144369Y - 永磁发电机电压调节器

Info

Publication number: CN2144369Y
Application number: CN 92243116
Authority: CN
Inventors: 周宏明; 郑缤遂; 吴健
Original assignee: YUEJIN MACHINERY PLANT TAIZHOU CITY JIANGSU
Current assignee: YUEJIN MACHINERY PLANT TAIZHOU CITY JIANGSU
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1992-11-27
Publication date: 1993-10-20
Anticipated expiration: 2002-11-27

Abstract

一种永磁发电机电压调节器，涉及拖拉机的照明供电调节装置，它以光电耦合器件为取样元件经过整形变换，采用脉冲移相技术，控制双向可控硅的导通角0°～150°连续变化，以稳定负载上有效值电压，其稳压性能好，稳压范围宽，工作可靠，根据国家拖拉机质量监测中心检测，在工作状态时，负载上有效值电压稳定在13～14V间；且该调节器使用负载感应开关，保证了不接通负载时调节器不工作，从而有效地延长了它的工作寿命。

Description

一种永磁发电机电压调节器，涉及拖拉机的照明供电调节装置。

有关此类装置的现有技术有：斩波式磁电机电子稳压器（申请号：90219024.5）、稳压式永磁交流发电机（申请号：91203052.6）、永磁发电机内阻抗式调节器（申请号：90205311.6），以上各者都是通过控制双向（单向）可控硅的导通角来实现稳压功能，但其电路中对发电机输出电压的取样方法都不太合理，对双向（单向）可控硅的控制方法都较为简单，没有经过整形等变换，故可控硅的导通角不是连续变化的，而是从0°跳变到90°，再从90°开始才连续变化，因此输出到负载上的电压性能不佳，其表现为：1、电压的稳定只是对固定负载而言，负载变化时，电压波动较大。2、电压的品质较差，当接上负载灯泡时，灯光闪烁严重；再者，它们都缺少一个控制开关，即不论负载是否接通，其装置都在工作，从而影响了装置的工作寿命。

本发明旨在提供一种稳压性能好的永磁发电机电压调节器，该调节器通过一个控制回路控制双向可控硅的导通角连续变化，从而稳定了负载上的电压。

为了达到上述目的，本发明除具有外壳，用于连接发电机定子的两输入接线柱，用于连接负载的两输出接线柱和一个采用双向或单向可控硅来控制负载电压的控制回路，通过以上接线柱，发电机定子和控制回路构成第一个回路，控制回路和负载构成第二个回路，该控制回路包括：一个发电机输出电压取样电路，通过该电路获得一个取样电压输出；一个同步信号形成电路，该电路从发电机输出电压中取出一个同步信号输出；一个锯齿波发生电路，该电路将接入的同步信号转换成锯齿波信号输出；一个比较形成触发信号电路，该电路将取样电压和锯齿波脉冲信号比较后形成触发信号用于控制可控硅的导通角；一个控制部分电源，给上述各电路组成的控制部分提供一个稳定的工作电压。

对本发明的进一步改进之处在于：上述的取样电路中以光耦合器作为取样元件；调节器电路中还有一个负载感应开关，它与负载串联，同时，它又与控制部分电源串联，调节器电路中还有一个取样电压误差放大电路，接在取样电路和比较形成触发电路间。

由于本发明采用了上述电路使得本发明稳压性能好，负载上获得的电压是真有效值电压，稳压范围宽，双向可控硅的导通角从0°～150°连续变化，即使对较大功率的永磁发电机在小负载的情况下，稳压性能也很好；负载感应开关的接入保证了无负载时调节器不工作，从而延长了调节器的工作寿命，同时使得在接上负载的瞬间，负载上的电压是从0开始上升到稳定值，对负载无危害。取样电压误差放大电路的接入，使得本发明的控制精度更高。

下面将结合附图对本发明做进一步说明：

附图1为本发明的电气原理方框图

附图2为本发明最佳实施例的电路图

附图3是图2中发电机输出电压及D、J、I各点的对应时序波形图

附图4是取样电路的另一种形式电路图

附图5、6是锯齿波发生器的其它形式的电路图

附图中TRIAC为双向可控硅，R_L为永磁发电机负载，Vi为同步信号，V_REF为参考电压。

由附图1可知，本发明以光电耦合器件作为有效值取样元件，经过整形变换，采用脉冲移相技术，控制双向可控硅的导通角连续变化，从而稳定负载上的电压，并且本发明使用了负载感应开关，从而保证了无负载时，调节器不工作。

在附图2所给出的实施例中：

负载感应开关由电流互感器T、电阻R₁、R₂，电容C₁、单向可控硅CR构成，控制部分电源由电容C₂、电阻R₃、二极管D₅、稳压二极管D₆、三极管BG₁构成。当发电机输出的交流电压是正半周（即A点电压为正、B点为负）时，电流流过T的初级线圈和负载R_L，在T的次级就感应出C点为正，B点为负的感应电压，该电压经R₁触发单向可控硅CR导通，C₁为抗干扰电容，R₂为单向可控硅限流电阻，于是在R₂上就获得了此半周交流电压，该电压经C₂滤波、D₅整流，就在C₂上建立起直流电压，而该电压又经R₃、D₆、BG₁构成的串联稳压电路，就在BG₁的发射极输出一个稳定的直流电压Vcc，此电压就作为控制部分的电源。在交流电压的负半周（即A点为负，B点为正）时，单向可控硅截止，但C₂上的电压足够维持Vcc的稳定，所以此半周CR的截止并不影响Vcc的稳压。当不接负载R_L时，T中无电流流过，单向可控硅CR在交流电压的正负半周都截止，于是Vcc＝0，控制部分失去控制作用。

取样及同步信号形成电路由二极管D₁、D₂、D₃、D₄、D₇，光耦合器件BG₂，温度补偿电阻R₆，电阻R₅、R₇、R₈、R₉，电容C₃构成。发电机输出的交流电压经D₁～D₄全波整流后，得到脉动直流电压，该电压经R₅、光耦合器件BG₂输入端及温度补偿电阻R₆构成回路，光耦合器件BG的输出端接成射极跟随器电路，在电阻R₇的D点获得脉动直流电压即同步信号电压V₁，该电压经D₇隔离，C₃滤波，在R₈及R₉的E点和F点就获得了稳定的直流电压，E点电压为对应于输入交流电压有效值的直流电压，F点电压为E点电压经R₈、R₉分压后的电压。

锯齿波发生器由电阻R₁₀、R₁₁、R₁₂，比较器1，电容C₄，二极管D₈构成。D点的同步电压接到比较器1的负相1端，F点电压接到比较器1的正相端作为参考电压，两电压经比较器1比较后，在其输出端经上拉电阻R₁₀在J点形成尖脉冲，接入R₁₁是为了限制脉冲的峰值，当脉冲为高电平时，经二极管D₈对电容C₄充电，当脉冲为低电平时，C₄经电阻R₁₂放电，这样在I点就形成了锯齿波。

取样电压误差放大电路由电阻R₁₄、R₁₅、R₁₆，电位器W，电容C₅，放大器3构成。E点电压经电阻R₁₄接到放大器3的正相端，可变电阻W接在Vcc和地之间，W的调节点电压经R₁₅接到放大器3的负相端（调节W可获得不同的稳压值），R₁₆为反馈电阻，C₅为反馈电容。放大器3的输出端H点获得一个放大后的误差电压。

比较形成触发信号电路由比较器2，电阻R₁₃，三极管BG₃构成。I点的锯齿波接到比较器2的负相端，H点的误差电压接到比较器2的正相端，当误差电压大于锯齿波的某一瞬时值时，比较器2输出端经上拉电阻R₁₃输出高电平，驱动三极管BG₃导通，于是电流从A→TRIAC的T₁极→控制极G→电阻R₄→BG₃的集电极→BG₃的发射极→电源负级，形成回路，从而TRIAC导通，保证了负载R上的电压的稳定。

在该实施例中，R₅与R₆的阻值之和及R₈、R₉的阻值之和均在10～30KΩ，R₇的阻值与R₈、R₉阻值之和的比为2：1，C₄为0.01μF，工作状态下负载电压稳定在13～14V之间。接入负载后10～30ms内，负载上的电压从0开始上升到稳定值。

当然，本发明的各构成电路并不限于上例所述，如取样电路可以为图4所示，该电路在输出端比实施例中省去了隔离二极管D₇和电阻R₈、R₉。锯齿波发生器中R₁₂可用一由R₁₇、D₉、BG₄构成的恒流源代替以获得线性度更好的锯齿波，其接法如附图5所示，另外还可以是附图6所示的电路。该电路中比较器使用分立元件R₁₈、R₁₉、BG₅构成，其晶体管也可用场效应管代替。以上电路都是共知的，在此不再赘述。

Claims

1、一种永磁发电机电压调节器，具有外壳、用于连接发电机定子的两输入接线柱、用于连接负载的两输出接线柱、一个通过双向或单向可控硅来控制负载电压的控制回路，通过以上接线柱，该控制回路和发电机定子构成第一个回路，该控制回路和负载构成第二个回路，其特征在于：该控制回路中包括：

一个发电机输出电压取样电路，通过该电路获得一个取样电压输出；

一个同步信号形成电路，该电路从发电机输出电压中取出一个同步信号输出；

一个锯齿波发生电路，该电路将接入的同步信号转换成锯齿波信号输出；

一个比较形成触发信号电路，该电路将取样电压和锯齿波脉冲信号比较后形成触发信号用于控制可控硅的导通角；

一个控制部分电源，给上述各电路组成的控制部分提供一个稳定的工作电压。

2、根据权利要求1所述的调节器，其特征在于：所述的取样电路中以光耦合器作为取样元件。

3、根据权利要求2所述的调节器，其特征在于：所述的取样电路由电阻R₅、R₇、R₈、R₉，温度补偿电阻R₆，光电耦合器BG₂，电容器C₃，二极管D₁、D₂、D₃、D₄、D₇构成，发电机的输入电压经D₁～D₄全波整流再经过温度补偿电阻R₆、电阻R₅接入光耦合器BG₂的输入端，光耦合器输出端三极管的集电极接控制部分电源Vcc，发射极接电阻R₇接地，该发射极还接隔离二极管D₇，在D₇的阴极和地之间还并联电容器C₃及串联的R₈、R₉，以获得稳定的取样电压，R₅与R₆的阻值之和及R₈、R₉的阻值之和均在10～30KΩ，R₇的阻值与R₈、R₉阻值之和的比为2：1。

4、根据权利要求1～3任一所述的调节器，其特征在于：其电路中还有一个负载感应开关，它与负载串联，同时它又与控制部分电源串联，即负载的接通与否通过负载感应开关控制了控制部分电源的工作与否，从而控制了整个调节器的工作与否，它由电流互感器T、电阻R₁、R₂、电容C₁，单向可控硅CR组成，互感器的原绕组与负载串联后接在两输入接线柱上，副绕组的一端与一个输入接线柱相连接，另一端串联R₁、C₁后与该输入接线柱相连接，R₂、CR连接在两输入接线柱间形成一个回路，其中CR的控制极与R₁与C₁的接点相连接。

5、根据权利要求1～3任一所述的调节器，其特征在于：在取样电路和比较形成触发信号电路间还有一个取样电压误差放大电路。

6、根据权利要求1～3任一所述的调节器，其特征在于：其电路中还有一个负载感应开关和一个取样电压误差放大电路，负载感应开关与负载串联，同时它又与控制部分串联，取样电压误差放大电路接在取样电路和比较形成触发电路间。