SU1157639A1 - Регул тор напр жени дл синхронных генераторов - Google Patents

Abstract

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ, содержащий измерительный орган, входные выводы которого св заны с выводами  корHbfx цепей синхронного генератора, цепь, состо щую из последовательно соединенных диода, шунтирующего л, обмотку возбуждени  синхронного генератора и перехода коллекторгэмнттер силового транзистора, включенную мвзкду входными выводами, измерительного органа, управл ющий транзистор , база которого подключена к выходу измерительного органа, а переход коллектор-зм ттер включен параллельно цепи базы силового транзистора , причем коллектор управл ющего транзистора через токоограничительную цепь соединен с одним из входных выводов измери;тельного органа , транзистор защиты, эмиттер которого подключен к базе управл ющего транзистора, а базе через резистор подключена к общей точке последовательно соединенных второго диода и конденсатора, другой вывод которого подсоединен к электроду силового транзистора, соединенному с шунтирующим диодом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежностиj коллектор транзистора защиты через введенный токоограничивающий элемент св зан с коллектором управлшощего транзистора , причем свободный вывод второго диода подключен к средней точке- дополнительного резистивного делитеСП л  напр жени , включенного между базой и эмиттеромУправл ющего транзистора. О) со со

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано и регул торах напр жени , работающих в комплекте с синхронными генераторами , и предназначено дл  поддержаНИН посто нства уровн  напр жени  в системах электрооборудовани  автомобилей , тракторов или других автономных энергосистемах.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности.

На фиг. 1 представлена система электроснабжени , в состав которой входит регул тор напр жени  дл  синхронного генератора, выполненный на транзисторах р-п-р типа; на фиг.2 схема варианта выполнени  регул тора напр жени  с тpaнзиcтopa да п-р-п типа.

Схема (фиг. 1 ) содержит измерительный орган i, входные выводы которого соединены с шинами питани  регул тора напр жени , управл ющий транзистор 2, коллектор которого подключей к минусовой шине питани  через

токоограничительнутоцепь - резистив ный делитель напр жени  3 и 4, а база подключена к выходу измерительного органа 1. СиЛовой транзистор 5, коллектор которого соединен с обмоткой 6 возбуждени  синхронного генератора 7, зашунтированной диодом 8, а эмиттер подключен к плюсовой шине питани , к которой подключен эмиттер управл ющего транзистора 2, коллекто которого через резистор 9 соединен с базой силового транзистора 5, транзистор 10 защиты, эмиттер которого подключен .к базе управл ющего транзистора 2, коллектор - к средней точке резистивного делител  3 и 4, а база - к коллектору силового транзистора 5 через последовательно соединенные резистор 11 и конденсатор 12, к общей точке которых подключен анод диода 13, катод которого подключен к средней точке резистивного делител  К и 15 напр жени , включенного между базой и эмиттером управл ющего транзистора 2. Шины питани  регул тора соединены с  корными цеп ми синронного генератора 7 через выпр митель 16, параллельно которому включе .ны аккумул торна  батаре  17, нагрузка 18 и диод 19, предназначенный дл  защиты ползтроводниковых элементов схемы от импульсов напр жени  обратной пол рности.

Регул тор напр жени  работает следующим образом.

При подключении аккумул торной батареи 17 к шинам питани  регул тора напр жение на выходе измерительного .органа 1 мало и недостаточно дл  отпирани  управл ющего транзистора 2. В св зи с этим силовой транзистор 5 открываетс , а транзистор 10 защиты из-за отсутстви  тока в цепи конденсатора 12 находитс  в закрытом состо нии . При увеличении частоты вращени  ротора генератора 7 напр жение на шинах питани  начинает расти и, наконец, достигает значени , при котором измерительный орган вырабатывает напр жение, отпирающее управл ющий транзистор 2. Силовой, транзисто 5 из-за шунтирующего действи  управл ющего транзистора 2 закрьшаетс . В результате этого в цепи: конденсатор 12 резистор 11 - переход базаэмиттер транзистора 10 защиты протекает ток, который открывает транзистор защиты, что обеспечивает форсированное переключение управл ющего и силового транзисторов. По мере уменьшени  тока в цепи обмотки 6 возбуждени  выходное напр жение генератора 7 понижаетс  и соответственно понижаетс  напг  жение на шинах питани  регул тора. При достижении регулируемьм напр жением уровн , несколько , меньшего номинального значени , напр жение на выходе измерительного органа реле понижаетс , что вызывает запирание управл ющего транзистора 2 и отпирание силового транзистора 5. Транзистор Ю запираетс , а конденсатор 12 разр жаетс  по цепи: . диод I3 - ограничительный резистор 15 - переходы коллектор-эмиттер силового транзистора 5. В этом случае к базе управл ющего транзистора 2 через ограничительный резистор 4 прикладываетс  положительный потенциал , форсирующий процесс переключени  схемы. Поскольку величину резистора 15 выбирают малой, процесс разр да конденсатора 12 протекает очень быстро. Далее процесс регулировани  протекает аналогично выщеопйсанно:му , в результате чего напр жение в системе электропитани  автоматически поддерживаетс  на номинальном уровне.

В режиме короткого замыкани  обмотки возбуждени  транзисторы 2,5 и 10 образуют схему релаксационно3 го генератора, работающего в автоко лебательном режиме. Процесс возникновени  автоколебаний состоит в том что при открытом силовом транзисторе 5 и замкнутой обмотке возбуждени  в первоначальньй момент времени ток в коллекторной цепи транзистора 5 ограничиваетс  индуктивной сос тавл ющей сопротивлени  цепи питани  регул тора (например, индуктивностью аккумул торной батареи и при соединительньЬ: проводов}. В дальней шем транзистор 5 переходит в линейньй )режим работы, вследствие чего напр жение на его переходах коллектор-эмиттер начинает возрастать, а в цепи: конденсатор 12 - резистор 11 - переход база-эмиттер транзистора 10 возникает ток, открывающий транзисторы 10 и 2. Силовой транзис тор 5 при этом закрываетс . В таком состо нии схема находитс  в течение времени, обусловленного в основном посто нной времени цепи, состо щей из конденсатора 12 и резистора II. При заверщёнии процесса зар да конденсатора 12 транзисторы 10 и 2 закрываютс , а силовой транзистор 5 открываетс . Конденсатор 12 быстро разр жаетс  через диод 1.3, резистор 15 и открь1тый транзистор 5. Импульс ный ток, протекающий через диод 13, ограничиваетс  резистором 15, что существенно повстает надёжность диода . Далее процесс протекает аналогично вышеописанному, в результате чего в схеме возникают устойчивые автоколебани . 6 рассмотр енном режиме Через силовой транзистор 5 про текает импульсный ток, среднее значение которого при выборе величины резистора II значительно большей ве личины резистора 15. довольно мало. После устранени  Короткого замыкани  обмотки возбуждени  регул тор включаетс  в работу автоматически . При работе регул торов в аномальном режиме,например, с отключенной аккумул торной батареей, возникающие при сбросах тока нагрузки генератора импульсы перенапр жени  удерживают управл ющий транзистор 2 в открытом состо нии в течение времевд действи  как переднего, так и заднего фронтов. В результате этого к коллектору транзистора защиты прикладываетс  напр жение, равное сумме напр жений на переходах кол94 лектор-змиттер открытого транзистора 2 и резистора 4. Учитыва , что падение напр жени  на переходах коллектор-эмиттер открытого транзистора 2 мало (например, не более 0,5 В I, а падение напр жени  на резисторе 4 зависит от соотношени  величины с величиной резистора 3, при выборе величины резистора 4 значительио меньше величины резистора 3 напр жение на коллекторе транзистора защиты можно ограничить до 3-5 В. Это позвол ет значительно снизить требовани  к величине предельно допустимого коллекторного напр жени  транзистора 10 заш;иты. В состав схемы (фиг. 2)вход т следующие элементы: измерительный орган 1, выход которого подключен к базе управл кицего транзистора 2, силовой транзистор 5, база которого подключена к коллектору управл ющего транзистора 2, блок защиты от короткого замыкани  обмотки возбуждени , состо вший из транзистора 10. резистора 1, конденсатора 12 и диода 13. Принцип действи  этого регул то ра напр жени  аналогичен схеме, изображенной на фиг. 1. Особенностью схемы  вл етс  то, что в ней силовой транзистор выполнен по схеме эьдаттерного повторител , а токоограничивающий элемент (резистор) 4, включенный между коллектором транзистора защиты и коллектором управл ющего транзистора, вьшолнен в виде диода и также предназначен дл  ограничени  базового и соответственно коллекторного токов силового транзистора при случайном отсоединении вывода плюс регул тора от системы электропитани . Предлагаемый регул тор напр жени  обладает повышенной надежностью . и при замыкании рбмоткИ возбуждени , так как благодар  подключению диода 13 к базе управл ющего транзистора 2 возникающий в цепи Конденсатора 12 схемы защиты даже небольшой импульс разр дного тока сказывает дополнительное запирающее воздействие а управл ющий транзистор 2. В езультате этого процесс отпираи  силового транзистора 5 сущестенно ускор етс , и в св зи с увеичением ЭДС с амоиндукции цепи пита- . и  регул тора осуществл етс  более олный разр д конденсаторй схемы затиты через силовой транзистор 5. Это повьшает зар дный ток указанного конденсатора на этапе перехода силового транзистора в линейный режим работы , в св эи с чем управл ющий трайзистор открьгааетс  при более низких значени х напр жени  и коллекторе силового транзистора, что существенно снижает рассеиваему иа нем мгновенную мощность, а следова тельно , повышает надежность регул тора .

0ut2

Claims (1)

1. РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ, содержащий измерительный орган, входные выводы которого связаны с выводами якорных цепей синхронного генератора, цепь, состоящую из последовательно соединенных диода, шунтирующего л_ч обмотку возбуждения синхронного генератора и перехода коллектор-эмиттер силового транзистора, включенную между входными выводами, измерительного органа, управляющий транзистор, база которого подключена к выходу измерительного органа, а переход коллектор-эмиттер включен параллельно целя базы силового транзистора, причем коллектор управляющего транзистора через токоограничительную цепь соединен с одним из входных выводов измерительного органа, транзистор защиты, эмиттер которого подключен к базе управляющего транзистора, а базе через резистор подключена к общей точке последовательно соединенных второго диода и конденсатора, другой вывод которого подсоединен к электроду силового транзистора, соединенному с шунтирующим диодом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, коллектор транзистора защиты через введенный токоограничивающий элемент связан с коллектором управлявощего транзистора, причем свободный вывод второго диода подключен к средней точке^- дополнительного резистивного делителя напряжения, включенного между базой и эмиттером управляющего транзистора.

   SU <> 1 157639 >