Przedmiotem wynalazku jest pólprzewodnikowy regulator napiecia elektrycznych ukladów zasila¬ nia w szczególnosci do pojazdów szynowych.Elektryczne uklady zasilania stosowane w po¬ jazdach 'mechanicznych sa wyposazone w ulklady pradotwórcze zlozone z pradnicy pradu stalego lub przemiennego, . baterii akumulatorów i regulato¬ rów napiecia.Znane, elektromechaniczne i elektroniczne re¬ gulatory napiecia stosowane w elektrycznych uk¬ ladach zasilania pojazdów reguluja napiecie prad¬ nicy i steruja- wspólpraca zespolu pradnicy i ba¬ terii akumulatorów, ponadto moga zawierac do¬ datkowo podzespoly regulujace napiecie instalacji oswietleniowej lub ograniczajace prad pradnicy.W znanych, elektronicznych regulatorach na¬ piecia pradnicy do oswietlenia wagonów kolejo¬ wych, regulator dziala na zasadzie utrzymywania stalego napiecia oswietlenia. Celem zagwaranto¬ wania ladowania baterii akumulatorów, napiecie baterii jest wyzsze od napiecia oswietlenia o spadek napiecia na rezystorze wlaczonymi sze¬ regowo w obwód oswietlenia, który to spa¬ dek napiecia jest proporcjonalny do pradu obciazenia i powoduje w ukladzie zasilania o napieciu znamionowym 24 V zmiany na¬ piecia ladowania baterii akumulatorów od 26 V do 31 V. Powyzszy uklad ma niekorzystny, wplyw na ladowanie baterii akumulatorów jak równiez 10 15 25 30 na odbiorniki o napieciu znamionowym 24V sto¬ sowane w ukladzie wagonowym. Powyzszy uklad elektronicznego regulatora napiecia pradnicy do o- swietlenia wagonów kolejowych jak i znane re¬ gulatory napiecia tylko samych pradnic sa nie¬ odporne na zaklócenia wystepujace w normalnej eksploatacji, a w szczególnosci na odlaczenie sie lub poluzowanie polaczen miedzy regulatorem a pradnica jak równiez na przeciazenia powodujace w przypadku ' regulatora z ogranicznikiem pradu, spadek napiecia pradnicy do wartosci porówny¬ walnej z napieciem odniesienia ukladu pomiaro¬ wego.Celem ¦wynalazku jest zapewnienie wymaga¬ nej dokladnosci regulacji napiecia zarówno prad¬ nicy jak i ukladu oswietlenia wagonów oraz nie¬ zawodnosci pracy regulatora napiecia pradnicy w stanach zaklócen, spowodowanych przeciazeniami i/lub przerwami polaczen pomiedzy regulatorem i pradnica. Cel ten zostal w znacznej mierze osiag¬ niety w konstrukcji pólprzewodnikowego regula¬ tora napiecia elektrycznych ukladów zasilania we¬ dlug wynalazku, którego istota polega na tym, ze w ukladzie regulatora napiecia zastosowane jest dodatkowe sprzezenie izwrotne [zrealizowane za po¬ srednictwem diody ograniczajacej, .której katoda jest polaczona z kolektorem tranzystora koncowe¬ go i z katoda diody tlumiacej oraz przez rezystor kolektorowy z przewodem plusowym regulatora, 112 369112 369 3 a anoda diody ograniczajacej jesjt ipolaczona z wej¬ sciem czlonu wzmacniajacego, przy czym czlon pomiarowo-^porównawczy iposiada. dodatkowa dio¬ de, której katoda "jest polaczona ze wspólnym wyprowadzeniem dwóch rezystorów dzielnika na¬ piecia, a anoda diody dodatkowej jest -polaczona z katoda diody Zenera i emitera tranzystora porów¬ nujacego.Dzieki zastosowaniu czlonu sprzezenia zwrot¬ nego, prad w uzwojeniu wzbudzenia pradnicy zo¬ staje ograniczony do odpowiedniej wartosci, tak dobranej, aby wartosc napiecia pradnicy w sta¬ nach awaryjnych na przyklad, przy przerwie w przewodzie minusowym pradnicy nie przekroczyla wielkosci dopuszczalnej,N^eizipiecznej dla instalacji elektrycznej pojazdu. Zaistnienie stanu awaryjne¬ go moze jDyc .zasygnalizowane obsludze przepale¬ niem bezpiecznika topikowego w obwodzie wzbu¬ dzenia pradnicy lub w inny sposób.Dioda tlumiaca zabezpiecza elementy pólprze- wodnikiwe^ regulatora przed krótkimi impulsami napieciowymi spowodowanymi gwaltownymi prze¬ ciazeniami. Zastosowanie dodatkowej diody bocz- ¦ nikujacej diode Zenera w czlonie pomiarowo- po¬ równawczym pozwala na prawidlowa prace ogra¬ nicznika pradu i utrzymanie regulowanej wartosci pradu ograniczanego przy awaryjnych przeciaze¬ niach pradnicy, "powodujacych obnizenie napiecia pradnicy iponizej napiecia odniesienia okreslonego dioda Zenera. Zastosowanie pólprzewodnikowego czlonu regulacji napiecia oswietlenia, wykonanego w ukladzie szeregowego stabilizatora mocy z szere¬ gowo wlaczonymi tranzystorami mocy i specjal¬ nymi opornikami, zmniejszylo moc wydzielana w tranzystorach mocy czlonu wykonawczego regula¬ tora" napiecia oswietlenia i pozwolilo uzyskac wy¬ sokie parametry ' regulacyjne przy znacznym ob¬ nizeniu masy i wymiarów gabarytowych regula¬ tora. _ 'Przyklad rozwiazania ukladu pólprzewodniko¬ wego regulatora napiecia wedlug wynalazku po¬ kazano na rysunku przedstawiajacym schemat ideowy elektrycznego zasilania pojazdu mecha¬ nicznego.Do zacisków wejsciowych pólprzewodnikowego regulatora napiecia 1 jest przylaczona boczniko¬ wa pradnica 2, bateria akumulatorów 3 i odbiory instalacji "oswietleniowej 4. Pólprzewodnikowy re¬ gulator napiecia 1 sklada sie z regulatora napie¬ cia pradnicy, zlozonego co najmniej z czlonu ogra¬ nicznika pradu 5 wraz z elementem pomiarowym 6 wlaczonym szeregowo w obwód pradnicy 2.Wyjscie z czlonu ogranicznika 5 polaczone jest przez diode seperujaca 13 z baza tranzystora po¬ równujacego 11 'czlonu pomiarowo^porównawcze- go. W sklad czlonu .pomiarowonporównawczego wchodza: dwa rezystory 7 i 8 tworzace dzielnik napiecia pradnicy 2, dioda Zenera 9 wlaczona na pelne napiecie pradnicy poiprzez rezystor 10 i tranzystor porównujacy 11, którego emiter jest polaczony'z katoda diody Zenera 9 i z anoda do¬ datkowej diody 12, której katoda z kolei jest wla¬ czona na srodkowe wyprowadzenie rezystorów 7 * i 8 dzielnika napiecia i na anode drugiej diody seperujacej 14, laczacej wspomniane wyprowad ze¬ pnie srodkowe z baza tranzystora porównujacego 11. Kolektor tranzystora 11 polaczony jest z wejs- 5 ciem czlonu^wzmacniajacego 15, którego wyjscie polaczone jest z baza 'tranzystora koncowego 16.Emiter tranzystora koncowego 16 polaczony jest z katoda diody usprawniajacej it i poprzez bez¬ piecznik topikcwy 18 z zacisfkiem uzwojenia wzbu- 10 dzenia 19 pradnicy 2.Kolektor tranzystora koncowego 16 polaczony jest po/przez* rezystor 20 z. zaciskiem ^plusowym regulatora napiecia. Do kolektora tranzystora 16 dolaczone sa ponadto katody diody ograniczajacej ig 21 i diody tlumiacej 22.Anoda diody ograniczajacej 21 wlaczona jest na wejscie czlonu wzmacniajacego 15. a anoda dio¬ dy tlumiacej 22 na emiter .tranzystora koncowego 16. Pomiedzy dodatnie .zaciski pradnicy 2 i ba- ^ terii akumulatorów 3 wlaczona jest dioda mocy 23 w ten ^sposób, ze jej katoda przylaczona jest do zacisku baterii akumulatorów 3. Miedzy katoda diody mocy 23 a odbiory instalacji oswietleniowej 4 wlaczony jest regulator napiecia oswietlenia 24 25 i JeS° elektroniczny zwiernik 25.Podczas rozruchu pradnicy 2 w miare wzrostu jej predkoscr obrotowej, napiecie szczatkowe po¬ woduje za posrednictwem czlonu wzmacniajacego 15 wprowadzenie w stan nasycenia tranzystor 30 koncowy 16 i tym samym umozliwia samowzbu-- dzenie sie pradnicy 2. Tranzystor koncowy 16 pra¬ cuje w systemie kluczowania. Zmieniajac stosunek czasu pracy w stanie nasycenia do czasu pracy w stanie odciecia powoduje powstanie na bocz- 35 nikowym uzwojeniu wzbudzenia 19 niesymetrycz¬ nej, prostokatnej fali napiecia.Prad w uzwojeniu wzbudzenia 19 jest propor¬ cjonalny do sredniej wartosci niesymetrycznej fali naipiecia. W tranzystorze porównujacym 11 porów- 40 nywane sa napiecia z rezystorowego dzielnika na- niecia pradnicy z napieciem odniesienia diody Ze¬ nera 9, a uzyskany sygnal bledu steruje czlo¬ nem wzmacniajacym 15. Przy przeciazeniu prad¬ nicy 2 zostaje podany sygnal z czlonu ograniczaja- 45 cego 5, powodujac wzrost potencjalu na bazie, tranzystora porównawczego 11 i odciecie poprzez diode, seperujaca 14 sygnalu z dzielnika napiecia.Tranzystor koncowy 16 zostaje tak wysterowa¬ ny przez czlon wzmacniajacy 15, ze osiagniete na- 50 piecie na zaciskach pradnicy' bedzie obnizone do wartosci takiej, przy której ograniczony prad nie przekroczy wartosci zadanej. Przy przeciazeniach, powodujacych spadek napiecia pradnicy 2 do war¬ tosci nizszej od napiecia diody Zenera 9, naste- 55 puje zbocznikowanie diody Zenera 9 przez diode dodatkowa 12 i rezystor 8 dzielnika napiecia dzie¬ ki czemu tranzystor porównujacy 11 wysterowuje odpowiednio czlon wzmacniajacy 15, a co za tym idzie — wartosc" pradu ograniczanego pradnicy 60 jest utrzymana w wartosci zadanej.Przy zaklóceniach, w pracy elektrycznego ukladu zasilania, spowodowanych poluzowaniem 'sie lub zerwaniem przewodu minusowego pradnicy 2, na- 7 stepuje wzrofet pradu w uzwojeniu wzbudzenia 19, 65 wzrasta spadek napiecia na rezystorze kolektoro-112 369 wyim 20 i poprzez diode ograniczajaca 21 zostaje podany zwiekszony potencjal na wejscie czlonu wzmacniajacego 15, co spowoduje wprowadzenie tranzystora koncowego 16 w stan odciecia. Przy utrzymaniu stanu przerwy w obwodzie minuso¬ wym, prad w obwodzie uzwojenia wzbudzenia 19 bedzie utrzymywal sie w wartosci zadnej, tak dobranej, ze w przypadku braku interwencji ze strony obslugi zostanie przepalony bezpiecznik to¬ pikowy (18) i nastapi odwzbudzenie pradnicy 2.Zastrzezenie patentowe Pólprzewodnikowy regulator napiecia elektrycz¬ nych ukladów zasilania w szczególnosci do pojaz¬ dów szynowych, skladajacy sie co najmniej z re¬ gulatora napiecia pradnicy, który zawiera czlon ogranicznika pradu pradnicy, którego wyjscie' po¬ laczone jest przez diode seperujaca z baza tran¬ zystora porównujacego w czlonie pomiarowo-po¬ lo 15 20 równawczym, a kolektor tranzystora porównuja¬ cego polaczony jest z wejsciem czlonu wzmac¬ niajacego, zas"jego wyjscie polaczone jeist z baza ¦tranzystora koncowego w czlonie wykonawczymi re¬ gulatora napiecia pradnicy, znamienny tym, ze w ukladzie regulatora napiecia (1) zastosowane jest dodatkowe sprzezenie zwrotne, zrealizowane za posrednictwem diody ograniczajacej (21), której katoda jest polaczona z kolektorem tranzystora koncowego (16) i z katoda diody, tlumiacej (22) oraz przez rezystor kolektorowy (20) z przewodem plu¬ sowym regulatora (1), a anoda diody ograniczajacej (21) jest polaczona z wejsciem czlonu wzmacnia¬ jacego (15), przy czym czlon pomiarowo-porów¬ nawczy posiada dodatkowa diode (12), której ka¬ toda jest polaczona ze wspólnymi wyprowadzeniem dwóch rezystorów (7 i 8) dzielnika napiecia, a anoda diody dodatkowej (12) jest polaczona z ka¬ toda diody Zenesra (9) i emitera tranzystora po¬ równujacego (11). PL