CN2248953Y - 永磁交流发电机稳压调节器 - Google Patents

Abstract

本实用新型永磁交流发电机稳压调节器涉及一种发电机的调节装置。特别是一种在速度变化的情况下，取得恒定输出值的稳压调节装置。它由电容C、电阻R、电子开关及保护电路构成。它填补了永磁交流发电机稳压调节装置的空白；它构思新颖，线路简单，性能稳定，工作可靠；这种稳压调节器投资少，成本低，易于生产，便于推广，广泛应用于农用车等系列车辆。

Description

永磁交流发电机稳压调节器

本实用新型涉及一种发电机的调节装置。特别是一种永磁交流发电机在速度变化的情况下，取得恒定输出值的稳压调节装置。

农用三轮车、小型拖拉机和其他农用车辆，目前均使用永磁交流发电机作为照明和信号电源。这种发电机在车辆低速行驶时，电压低，供电不足；车辆高速行驶时又常因电压过高而烧毁灯泡和喇叭等用电设备；白天行驶时，发电机空载运转，电磁能量无泄放通路，因而产生很高的空载电压，常把发电机绕组击穿损坏；在电路快速切换(如使用信号系统)或转速突变(如制车、换档)时，发电机绕组因自感作用，也会产生高压将发电机和用电设备损坏。因此，这种车辆往往使用不久，电气系统的运行状况就会恶化，以至于形同虚设。目前，市场上还没有一种供这种发电机使用的稳压调节装置来克服上述缺点。

本实用新型的目的在于提供一种适宜于永磁交流发电机的稳压调节器。

本实用新型是通过下述方案实现的：一种永磁交流发电机的稳压调节器，并联在发电机JF的输出端和负载R_L上，它由外壳、机芯组成；机芯由电容C、电阻R、控制电阻R接入或断开的电子开关和电子开关的保护电路构成；机芯灌封于外壳内；电容C的一端与电阻R的一端相接，电阻R的另一端与电子开关的一端和保护电路的一端相接，电子开关的另一端和保护电路的另一端与电容C的另一端相接，电容C的两端还分别与外壳的两个接线螺栓5相接，两个接线螺栓5均伸出壳外，电容C通过两个接线螺栓5并联于永磁交流发电机的输出端和负载R_L上。所述电子开关的保护电路由电阻R_o和电容C_o串联而成。所述电子开关是由可控硅电路构成的，该可控硅电路是单向可控硅电路或双向可控硅电路；对于单向可控硅电路，它由单向可控硅SCR1、SCR2和稳压管DW1、DW2组成，SCR1的控制极G与DW1的负极连接，DW1的正极与DW2的正极连接，DW2的负极与SCR2的控制极G连接，SCR1的阴极K与SCR2的阳极A连接后再接电阻R的一端和保护电路的一端，8CR1的阳极A与SCR2的阴极K连接后再与电容C的一端和保护电路的另一端相接；对于双向可控硅电路，它由双向可控硅BCR和稳压管DW3、DW4组成，BCR的第一阳极T1与电阻R的一端和保护电路的一端连接，BCR的控制极G与DW3的负极连接，DW3的正极与DW4的正极连接，DW4的负极与BCR的第二阳极T2连后再与电容C的一端和保护电路的另一端连接。所述电子开关是由开关三极管电路构成的，该电路由整流二极管D1、稳压管DW5、电解电容C1、电阻R1、开关三极管BG组成，D1的正极与电阻R的一端连接，D1的负极与DW5的负极、BG的集电极c和保护电路的一端连接，DW5的正极与C1的正极、R1的一端、BG的基极b连接，C1的负极与R1的另一端、BG的发射极e和保护电路的另一端连接后再与电容C的一端相接。所述电子开关是由固态继电器电路构成的，该电路由整流二极管D2、稳压管DW6、电解电容C2、电阻R2、固态继电器SSR组成，D2的正极与电阻R的一端、SSR的开关端的一个触点和保护电路的一端连接，D2的负极与DW6的负极连接，DW6的正极与C2的正极、R2的一端、SSR的控制端的高电位接点连接，C2的负极与R2的另一端、SSR的控制端的低电位接点、SSR的开关端的另一个触点和保护电路的另一端连接后再与电容C的一端相接。所述电子开关是由开关集成电路构成的，它省去了电子开关的保护电路，开关集成电路由电阻R3、整流二极管D3、稳压管DW7和DW8、电解电容C3、开关集成ICTWH8751和整流桥堆D4组成，R3的一端与电阻R的一端和D4的一个输入端连接，R3的另一端与D3的正极连接，D3的负极与DW7的负极和TWH8751的电源端1、5连接，DW7的正极与C3的正极、DW8的负极和TWH8751的控制端2连接，C3的负极与DW8的正极和D4的另一个输入端连接后再与电容C的一端连接，TWH8751的输出端4与D4的正电位端连接，TWH8751的接地端3与D4的负电位端连接。所述电阻R的取值范围为1Ω～5Ω。所述电容C的取值范围为50μF～500μF。

本实用新型具有如下优点：1.它填补了永磁交流发电机稳压调节器的空白；2.它构思新颖，线路简单，性能稳定，工作可靠；3.投资少，成本低，易于制造，便于推广，广泛应用于农用车等系列车辆。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型的电原理图。

图2为本实用新型电子开关为单向可控硅电路的原理图。

图3为本实用新型电子开关为双向可控硅电路的原理图。

图4为本实用新型电子开关为开关三极管电路的原理图。

图5为本实用新型电子开关为固态继电器电路的原理图。

图6为本实用新型电子开关为开关集成电路的原理图。

图7为本实用新型的外壳主视图。

图8为本实用新型的外壳左向剖视图。

实施例1

在图1中，虚线框内的部分即为本实用新型的电路图，其中电容C取50μF～500μF，视发电机的功率而定。功率大，其容量也大，功率小，其容量也相应减小。电容C的耐压亦视发电机的峰值电压而定，适当留有余量。电阻R取1Ω～5Ω，视发电机的功率决定。功率大阻值小，功率小阻值大。电阻R的功率应与发电机的功率相匹配。电子开关可按图2至图6所示电路任选一种。其中以可控硅电路较为简单。电子开关的保护电路由电阻R_o与电容C_o串联后再并联到电子开关的两端。本实施例中R_o取200Ω，C_o取0.1μF。由于电容两端的电压不能突变，当电子开关两端的电压发生突变时，电容C_o起了缓冲作用，串联的电阻R_o起着吸收过电压功率和防止电路振荡的作用。电子开关起控制电阻R的接入或断开的作用。当发电机发出的功率和电压超过额定值时，电子开关快速接通，将电阻R并入发电机两端，泄放多余的能量，发电机负载加重，电压迅速下降，至额定值时，电子开关快速断开，电阻R亦断开，发电机因负载减轻，电压上升。这种过程，循环往复，结果使发电机的电压稳定在额定值附近，用电设备始终处在额定电压下工作，不易损坏，从而达到了预期的目的。电容C并联于发电机两端，作为无功负载，不消耗发电机的输出功率。由于电容器两端的电压具有不能突变的特点，因而电容C的接入能克服电路快速切换或转速突然变化时使发电机绕组所产生的自感高压。同时，它又提供了一个电磁转换通路，克服了空载时所产生的高压。电容C的接入，还提高了发电机的功率因素，改善了它的负载特性。特别是对于感性负载(如喇叭、继电器等)，能使其动态性能平稳。电容器的阻抗Zc等于角速度ω与电容C的乘积的倒数，即与转速ω呈反比。可见，转速越高，阻抗越小，端电压呈下降趋势，反之，呈上升趋势。因此，电容C的接入，还具有自动调节由于转速变化而引起的电压变化的功能，使之趋向平稳。同时，本实施例电容C的容量取得足够大，具有分流和储能的作用，能缓冲负载两端的电压变化，使负载获得平稳的输出电压。由图7、图8可见，它的外壳由底板1、罩壳3通过铆钉4铆接而成，二个接线螺栓5通过接线板2接出壳外。机芯灌封于外壳内，其灌封材料可以是环氧树脂，也可以是其他填料。使用时，将二个接线螺栓5与发电机JF的输出端和负载R_L并联即可。

实施例2

其他与实施例1相同，仅电子开关由单向可控硅电路构成。见图2，该电路由单向可控硅SCR1与SCR2、稳压管DW1和DW2组成，SCR1的阴极K与电阻R的一端、保护电路的R_o端和SCR2的阳极A连接，SCR1的控制极G与DW1的负极连接，DW1的正极和DW2的正极连接，DW2的负极与SCR2的控制极G连接，SCR1的阳极A与SCR2的阴极K、保护电路的C_o端和电容C的一端连接。当发电机的输出电压超过额定值时，稳压管DW1与DW2导通，导至SCR1与SCR2导通，电阻R并入负载，发电机负荷加重，输出电压降低，低于额定值时，SCR1、SCR2关断，R断开。

实施例3

其他与实施例1相同，仅电子开关由双向可控硅电路构成。见图3，该电路由双向可控硅BCR和稳压管DW3、DW4组成，BCR的第一阳极T1与电阻R的一端和保护电路的R_o端相接，BCR的控制极G与DW3的负极连接，DW3的正极和DW4的正极连接，DW4的负极与BCR的第二阳极T2、保护电路的C_o端和电容C的一端相接。当发电机的输出电压超过额定值时，稳压管DW3、DW4导通，双向可控硅BCR获得触发电压而导通，电阻R因而并入负载，发电机负荷加重，输出电压降低，至额定值时，BCR关断，电阻R断开。

实施例4

其他与实施例1相同，仅电子开关由开关三极管电路构成。见图4，该电路由整流二极管D1、稳压管DW5、电解电容C1、电阻R1、三极管BG组成，D1的正极与电阻R的一端连接，D1的负极与DW5的负极、BG的集电极C、保护电路的R_o端连接，DW5的正极与C1的正极、R1的一端、BG的基极b连接，C1的负极与R1的另一端、BG的发射极e、保护电路的C_o端和电容C的一端连接。当发电机的输出电压超过额定值时，DW5导通，开关三极管BG的基极b获得触发电压而导通，电阻R并入电机负载，泄放多余能量，发电机负荷加重，输出电压下降至额定值时，DW5截止，开关三极管BG因基极b失去触发电压而截止，R从回路断开。

实施例5

其他与实施例1相同，仅电子开关由固态继电器电路构成。见图5，该电路由整流二极管D2、稳压管DW6、电解电容C2、电阻R2、固态继电器SSR组成，D2的正极与SSR的开关端的一个触点、保护电路的R_o端和电阻R的一端连接，D2的负极与DW6的负极连接，DW6的正极与C2正极、R2的一端和SSR的控制端的高电位接点连接，C2的负极与R2的另一端、SSR的控制端的低电位接点、SSR的开关端的另一触点、保护电路的C_o端和电容C的一端相接。当发电机的输出电压超过额定值时，DW6导通，SSR的控制端的高电位接点获得开关电压，SSR的开关端的两触点接通，电阻R并入负载，多余的能量通过R泄放，发电机负荷加重，输出电压降低，至额定值时，DW6截止，SSR的控制端的高电位接点失去开关电压，SSR的开关端的两触点断开，R从回路断开。

实施例6

省去实施例1中的保护电路，其他与实施例1相同，电子开关由开关集成电路构成。见图6，该电路由电阻R3、整流二极管D3、稳压管DW7和DW8、电解电容C3、开关集成IC TWH8751和整流桥堆D4组成，R3的一端与整流桥堆D4的一个输入端和电阻R的一端连接，R3的另一端与D3的正极连接，D3的负极与DW7的负极、TWH8751的电源端的1和5连接，DW7的正极与C3正极、DW8的负极和TWH8751的控制端2连接，C3的负极与DW8的正极、整流桥堆D4的另一个输入端和电容C的一端连接，TWH8751的接地端3和整流桥堆D4的负电位端连接，TWH8751的输出端4与整流桥堆D4的正电位端连接。当发电机的输出电压超过额定值时，DW7、DW8导通，TWH8751获得直流工作电压和控制电压，TWH8751的输出端4和接地端3接通，R通过整流桥堆D4并入负载，多余的能量通过R泄放，发电机负荷因而加重，导至输出电压降低，至额定值时，TWH8751的1、2、5脚失去电压，输出端4和接地端3断开，R从回路断开。

Claims (8)

1.一种永磁交流发电机的稳压调节器，并联在发电机[JF]的输出端和负载[R_L]上，其特征在于：它由外壳、机芯组成；机芯由电容[C]、电阻[R]、控制电阻[R]接入或断开的电子开关和电子开关的保护电路构成；机芯灌封于外壳内；电容[C]的一端与电阻[R]的一端相接，电阻[R]的另一端与电子开关的一端和保护电路的一端相接，电子开关的另一端和保护电路的另一端与电容[C]的另一端相接，电容[C]的两端还分别与外壳的两个接线螺栓[5]相接，两个接线螺栓[5]均伸出壳外，电容[C]通过两个接线螺栓[5]并联于永磁交流发电机的输出端和负载[R_L]上。

2.根据权利要求1所述的稳压调节器，其特征在于：所述电子开关的保护电路由电阻[R_o]和电容[C_o]串联而成。

3.根据权利要求1所述的稳压调节器，其特征在于：所述电子开关是由可控硅电路构成的，该可控硅电路是单向可控硅电路或双向可控硅电路；对于单向可控硅电路，它由单向可控硅[SCR1]、[SCR2]和稳压管[DW1]、[DW2]组成，[SCR1]的控制极[G]与[DW1]的负极连接，[DW1]的正极与[DW2]的正极连接，[DW2]的负极与[8CR2]的控制极[G]连接，[SCR1]的阴极[K]与[SCR2]的阳极[A]连接后再接电阻[R]的一端和保护电路的一端，[SCR1]的阳极[A]与[8CR2]的阴极[K]连接后再与电容[C]的一端和保护电路的另一端相接；对于双向可控硅电路，它由双向可控硅[BCR]和稳压管[DW3]、[DW4]组成，[BCR]的第一阳极[T1]与电阻[R]的一端和保护电路的一端连接，[BCR]的控制极[G]与[DW3]的负极连接，[DW3]的正极与[DW4]的正极连接，[DW4]的负极与[BCR]的第二阳极[T2]连接后再与电容[C]的一端和保护电路的另一端连接。

4.根据权利要求1所述的稳压调节器，其特征在于：所述电子开关是由开关三极管电路构成的，该电路由整流二极管[D1]、稳压管[DW5]、电解电容[C1]、电阻[R1]、开关三极管[BG]组成，[D1]的正极与电阻[R]的一端连接，[D1]的负极与[DW5]的负极、[BG]的集电极[c]和保护电路的一端连接，[DW5]的正极与[C1]的正极、[R1]的一端、[BG]的基极[b]连接，[C1]的负极与[R1]的另一端、[BG]的发射极[e]和保护电路的另一端连接后再与电容[C]的一端相接。

5.根据权利要求1所述的稳压调节器，其特征在于：所述电子开关是由固态继电器电路构成的，该电路由整流二极管[D2]、稳压管[DW6]、电解电容[C2]、电阻[R2]、固态继电器[SSR]组成，[D2]的正极与电阻[R]的一端、[SSR]的开关端的一个触点和保护电路的一端连接，[D2]的负极与[DW6]的负极连接，[DW6]的正极与[C2]的正极、[R2]的一端、[SSR]的控制端的高电位接点连接，[C2]的负极与[R2]的另一端、[SSR]的控制端的低电位接点、[SSR]的开关端的另一个触点和保护电路的另一端连接后再与电容[C]的一端相接。

6.根据权利要求1所述的稳压调节器，其特征在于：所述电子开关是由开关集成电路构成的，它省去了电子开关的保护电路，开关集成电路由电阻[R3]、整流二极管[D6]、稳压管[DW7]和[DW8]、电解电容[C3]、开关集成IC[TWH8751]和整流桥堆[D4]组成，[R3]的一端与电阻[R]的一端和[D4]的一个输入端连接，[R3]的另一端与[D3]的正极连接，[D3]的负极与[DW7]的负极和[TWH875]的电源端[1]、[5]连接，[DW7]的正极与[C3]的正极、[DW8]的负极和[TWH875]的控制端[2]连接，[C3]的负极与[DW8]的正极和[D4]的另一个输入端连接后再与电容[C]的一端连接，[TWH8751]的输出端[4]与[D4]的正电位端连接，[TWH8751]的接地端[3]与[D4]的负电位端连接。

7.根据权利要求1所述的稳压调节器，其特征在于：所述电阻[R]的取值范围为1Ω～5Ω。

8.根据权利要求1所述的稳压调节器，其特征在于：所述电容[C]的取值范围为50μF～500μF。

Images