SU1008877A1 - Регул тор напр жени дл синхронного генератора - Google Patents

Abstract

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащий выходной усилитель, выполненный на двух транзисторах разного типа проводимости , коллекторы которых предназначены дл  подсоединени  к обмотке возбуждени  генератора, эмиттер первого транзистора соединен с плюсовой шиной питани ,.эмиттер второго транзистора подключен к минусовой шине питани , а базы указанных транзисторов через последовательно включенные токоограничивающий резистор и эмиттерно-коллекторный переход управл ющего транзистора соединены между собой, база управл ющего транзистора подключена к выходу широтноимпульсного модул тора, вход которого предназначен дл  подключени  к  корным обмЬткам генератора, при этом между коллектором-второго транзистора усилител  и плюсовой шиной включен шунтирующий диод, о т л ичающийс  тем, что, с целью повышени  качества электроэнергии и надежности, дополнительно введены транзистор, два конденсатора и резистор , при этом один из конденсаторов подключен между плюсовой и минусовойшинами питани , один из выводов втоi рого конденсатора {юединен с коллекторами дополнительного и управл ющэ (Л го транзисторовf база дополнительного транзистора через резистор соединена с минусовой шиной питани  и свободным выводом второго конденсатора , а эмиттер дополнительного транЗистора подключен к коллектору первого транзистора выходного усилител .

Description

00 00

-ч Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при комплексной автоматизации авто .номных систем электроснабжени , например систем электроснабжени  транс портных средств. Известны регул торы- напр жени  дл  синхронных генераторов, содержащие измерительный орган, а также промежуточный и выходной усилители, соединенные с обмоткой возбуждени  генератора. Дл  повышени  динамической точности регулировани  путем форсировки спада тока в обмотке возбуждени  в цепь диода, шунтирующего обмотку возбуждени , введен дополнительный резистор i . Введение такого резистора ускор ет скорость спадани  тока в обмотк возбуждени  при отключении выходного усилител , однако при их использовании возникает необходимость в применении высоковольтных ключей в регул  торе, рассчитанных на тем болыйее напр жение, чем быстрее происходит спад тока в обмотке возбуждени  (т.е чем большее сопротивление вводитс  в цепь возбуждени ), что вызывает большие потери мощности в добавочном резисторе, увеличивает потери в генераторе за счет переменной составл ющей в токе возбуждени , обуслов-. ленной быстрым спадом тока, в статических режимах и приводит к перенапр жени м на генераторе при пробое силового ключа. Известен также регул тор напр жени , в котором обмотка возбуждени  генератора включена последовательно с двум  ключами, установленными по обе стороны обмотки возбуждени , которые синхронно управл ютс  от одного общего тра нзистора, а дл  обеспечени  возможности замыкани  тока воз буждени  введены два диода, каждый из которых шунтирует один из ключей так, что при закрывании обоих транзисторов в цеп .обмотки возбуждени  вводитс  противоЭДС аккумул торной батареи, что позвол ет ускорить динамические процессы регулировани  zj Недостатки данного устройства неработоспособность при отключении аккумул торной батареи, а также пуль сации тока в цепи аккумул торной батареи . Возможность возникновени  перенапр жений приводит к необходимости установки дополнительных элементов защиты и применени  высоковольтных транзисторов. Наиболее близок к предлагаемому регул тор напр жени  дл  синхронного генератора, содержащий выходной усилитель , выполненный на транзисторах разного типа проводимости, коллекторы которых предназначены .дл  Подсоед нени  к обмотке возбуждени  генератора , эмиттер первого транзистора соединен с плюсовой шиной питани  эмиттер второго транзистора подключен к минусовой шине питани , а базы указанных транзисторов через последовательно включенные токоограничивающий резистор и эмиттерно-коллекторный переход управл ющего транзистора соединены между собой, база управл ющего транзистора через широтно-импульсный модул тор св зана с выходом  корных цепей генератора, при этом между коллектором второго транзистора и плюсовой шиной питани  включен шунтирующий диод зЗ. Недостатком известного регул тора  вл етс  необходимость его питани  от источника, допускающего рекуперацию энергии, в то же врем  в большинстве транспортных средств питание регул тора осуществл етс  через выпр митель от независимого вспомогательного источника (подвозбудител ). В этом.случае источник питани  не допускает рекуперацию энергии, поэтому при запирании силовых ключей они оказываютс  под высоким напр жением, вызванным ЭДС - самоиндукции обмотки возбуждени . Кроме того,в генераторе возникают дополнительные потери,обусловленные пульсацией.тока возбуждени  в статических режимах. Все это приводит к низкому качеству энергии основного источника и снижению надежности регул тора напр жени . Цель изобретени  - повышение качества электроэнергии и надежности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в регул тор напр жени  дл  синхронного генератора, содержащий выходной усилитель, выполненный на транзисторах разного типа проводимости , коллекторы которых предназначены дл  подсоединени  к обмотке возбуждени  генератора, эмиттер первого транзистора соединен с плюсовой шиной питани , эмиттер второго транзистора подключен к.минусовой шине питани , а базы указанных транзисторов через последовательно включенные токоограничивающий резистор и эмиттерно-коллекторный переход управл ющего транзистора соединены между собой, база управл ющего транзистора подключена к выходу шйротноимпульсного модул тора, вход которого предназначен дл  подключени  к  к орным обмоткам генератора, при этом между коллектором второго транзистора усилител  и плюсовой шиной включен шунтирующий диод, дополнительно введены транзистор, два конденсатора и резистор, при этом один из конденсаторов включен между плюсовой и минусовой шинами питани , ДИН из выводов второго конденсатора соединен с коллекторами дополнительного и управл ющего транзисторов,, база дополнительного транзистора через резистор соединена с минусовой шиной питани  и свободным выводом второго конденсатора, а эмиттер дополнительного транзистора подключен к коллектору первого транзистора выходного усилител .

На чертеже, приведена принципиальна  схема регул тора напр жени , включенного в систему регулировани  тока возбуждени  бесконтактного синхронного генератора.

Выходной усилитель регул тора напр жени  выполненна транзисторах 1 и 2 разного типа проводимости, к коллекторам которых подключаетс  обмотка 3 возбуждени  генератора (например, возбудитель основного генератора). Эмиттер транзистора 2 подключен к минусовой шине, а базы транзисторов 1 и 2 через токоо граничивающий резистор 4 и эмиттерно-коллекторный иереход управл ющего транзистора 5 соединены между собой. База управл ющего транзистора 5 подключена к выходу широтно-импульсного модул тора (ШИМ) 6, вход которого предназначен дл  подключени  к  корным обмоткам 7 основного генератора. Между коллектором транзистора 1 усилител  и выводом обмотки возбуждени  включен шунтирующий диод 8. Дополнительно введенный транзистор 9 эмиттером подключен к коллектору транзистора 2, а кол.лектором - к Коллектору управл ющего транзистора 5. База транзистора 9 через резистор 10 подключена к минусовой шине питани . Конденсатор подключен одним выводом к коллектору управл ющего транзистора 5, а другим выводом - к NMнусовой шине.- Конденсатор 12 подключен между плюсовой и минусовой шинами питани . В этом варианте реализации шины питани  образованы выпр мителем 13, к которому, подсоединены  корные выводы обмотки 14 подвозбудител , индуктором которого  вл етс  ротор 15. Обмотка 3 возбуждени   вл етс  индуктором дл  генератора возбудител ,  корные обмотки 16 которого через выпр митель 17 соедин ютс  с основной обмоткой 18 возбуждени . Резисторы 19 и 20 в регул торе напр жени  служат дл  исключени  режима оборванной базы при запирании транзисторов 1 и 2.

Устройство работает следующим образом.

В статических режимах ШИМ 6 посто нно открывает и закрывает управл ющий транзистор 5 с определенной скважностью, определ емой напр жением генератора 7 и периодичностью f определ емой характеристиками ШИМ 6. При отпирании транзистора 5 конденсатор 11 разр жаетс  на базо-вый переход транзистора 2 через транзистор 5, отпира  транзистор 2. Одновременно с этим ток, протекающий через резистор 4, вызывает отпирание транзистора 1 и через обмотку3 воз-. буждени  протекает ток.

Так как современные „транзисторы допускают режим оборванной базы, то резисторы 19 и 20 не  вл ютс  об зательными .

При запирании транзистора 5 транзистор 2 также запираетс , а транзистор 1 остаетс  в насыщенном состо нии за счет тока, протекающего через резистор.4 и- зар жающего конденсатор 11« Посто нна  времени зар да конденсатора 11 выбираетс  таким образом , чтобы к моменту следую1цего отпирани  транзистора 5 конденсатор II не успел зар дитьс , т.е. чтобы транзистор 1 не успел заперетьс . В результате запирани  транзистора 2 ЭДС с амоиндукции обмотки 3 возбуждени  создает ток через шунтирующий диод В и насыщенный транзистор 1. Такой режим имеет место при отсутствии переходных процессов в .системе регулировани , т.е. в статических режимах . Пульсации тока возбуждени  в этом режиме определ ютс  только частотой работы широтно-импульсного модул тора и параметрами обмотки возбуждени .

При переходном режиме, вызванном сбросом нагрузки, транзистор 5 запираетс , вызыва  запирание транзистора 2. Спуст  некоторое врЬм , определ емое ПОСТОЯНН9Й времени зар да конденсатора 11, конденсатор 11 зар жаетс  и транзистор 1 выходит из насыщени , тем самым прерыва  ток от ЭДС самоиндукции обмотки 3 возбужде ни . Вследствие этого происходит увеличение напр жени  на обмотке 3 возбуждени . Так как потенциал коллектора 2 не может увеличитьс  больше , чем напр жение на выходе выпр мител  13, то происходит снижение . потенциала на коллекторе транзистора 1. Как только этот потенциал станет ниже потенциала минусовой шины питани , произойдет отпирание, транзистора 9, он выйдет из запирани  и будет поддерживать транзистор 1 в активном режиме таким образом, чтобы потенцисШ на его коллекторе приблизительно равн лс  потенциалу . минусовой шины питани . Такое состо ние будет иметь место до тех пор-, пока энерги , накопленна  в обмотке 3 возбуждени , не израсходуетс  в тепловую в активном сопротивлении обмотки 3 возбуждени  и в цепи коллектора транзистора 1. После этого транзистор 9, а следовательно, и транзистор 1 закроютс .

МаКсимальное . напр жение на коллекторах транзисторор Л и 2 не превы-

Claims (1)

1. РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА, содержащий выходной усилитель, выполненный на двух транзисторах разного типа проводимости, коллекторы которых предназначены для подсоединения к обмотке возбуждения генератора, эмиттер первого транзистора соединен с плюсовой шиной питания, эмиттер второго транзистора подключен к минусовой шине питания, а базы указанных транзисторов через последовательно включенные токоограничивающий резистор и эмиттерно-коллекторный переход управляющего транзистора соединены между собой, база управляющего транзистора подключена к выходу широтноимпульсного модулятора, вход которого предназначен для подключения к якорным обмРткам генератора, при этом между коллектором второго транзистора усилителя и плюсовой шиной включен шунтирующий диод, отличающийся тем, что, с целью повышения качества электроэнергии и надежности, дополнительно введены транзистор, два конденсатора и резистор, при этом один из конденсаторов подключен между плюсовой и минусовойшинами питания, один из выводов второго конденсатора роединен с коллек- § торами дополнительного и управляющего транзисторов, база дополнительного транзистора через резистор соединена с минусовой шиной питания и * свободным выводом второго конденсатора, а эмиттер дополнительного тран•зистора подключен к коллектору пер- . вого транзистора выходного усилителя.

   SU п.. 1008877