SU439054A1

SU439054A1 - Voltage Regulator for Alternators

Info

Publication number: SU439054A1
Application number: SU1631572A
Authority: SU
Inventors: Валерий Николаевич Мелешкин
Original assignee: Московский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта
Filing date: 1971-03-09
Publication date: 1974-08-05

Description

1one

По основному авт. св. № 276219 известен регул тор напр жени дл генераторов переменного тока, снабженных выпр мителем, содержащий основной тиристор, включенный последовательно с обмоткой возбуждени генератора на стороне выпр мленного тока, вспомогательный тиристор и измерительный элемент, причем точка соединени основного тиристора с обмоткой возбуждени через вспомогательный тиристор подключена к одной из фаз статорной обмотки генератора.According to the main author. St. No. 276219 is a known voltage regulator for alternators equipped with a rectifier, containing a main thyristor connected in series with the excitation winding of the generator on the rectified current side, an auxiliary thyristor and a measuring element, and the connection point of the main thyristor with the excitation winding is connected through the auxiliary thyristor to one of the phases of the stator winding of the generator.

Дл обеспечени надежной работы устройства схема управлени вспомогательным тиристором должна удовлетвор ть следующим двум требовани м. Во-лервых, необходимо исключить подачу управл ющих сигналов на вспомогательный тиристор и те интервалы времени, когда он находитс под обратным напр жением. Во-вторых, следует предотвратить возможность включени вспомогательного тиристора, если основной выключен. Первое требование вытекает из зсловий применени тиристоров, а второе позвол ет реализовать неограниченную кратность регулировани тока возбуждени .To ensure reliable operation of the device, the auxiliary thyristor control circuit must satisfy the following two requirements. First, it is necessary to exclude the supply of control signals to the auxiliary thyristor and those times when it is under reverse voltage. Second, the possibility of switching on the auxiliary thyristor should be prevented if the main one is turned off. The first requirement arises from the conditions of application of the thyristors, and the second allows unlimited frequency control of the excitation current to be realized.

Целью изобретени вл етс разработка устройства дл регулировани напр жени генератора переменного тока с выпр мителем содержащего основной и вспомогательный тиристоры и схему управлени , последним удовлетвор ющую сформулированным выше тре бовани м.The aim of the invention is to develop a device for regulating the voltage of an alternator with a rectifier containing a main and auxiliary thyristors and a control circuit, the latter satisfying the requirements formulated above.

Это достигаетс тем, что управл ющий электрод вспомогательного тиристора через диод и резистор подсоединен к положительному зажиму выпр мител , к общей точке диода и резистора подключен коллектор транзистора , эмиттер которого соединен с отрицательным зажимом выпр мител , а база через две параллельные ветви, содержащие по последовательно соединенным диоду и резистору, Подключена к положительному зажиму выпр мител , причем средние точки указанных ветвей через диоды соединены соответственно с анодом и катодом вспомогательного тиристора .This is achieved by connecting the auxiliary thyristor control electrode through a diode and a resistor to the rectifier positive terminal, to the common point of the diode and resistor the collector of the transistor, the emitter of which is connected to the rectifier negative terminal, is connected through two parallel branches containing in series connected to the diode and the resistor, connected to the positive terminal of the rectifier, and the middle points of these branches through the diodes are connected respectively to the anode and cathode of the auxiliary type Torah.

На чертеже представлена принципиальна электрическа схема регул тора напр жени .The drawing shows a circuit diagram of a voltage regulator.

Фазные обмотки 1, 2 и 3 статора генератора через диоды 4-9, выпр мител и замок зажигани 10 подключены к аккумул торной батарее И. Обмотка возбуждени 12 генератора, зашунтированна диодом 13 через основной тиристор 14, подсоединена к выходу выпр мител . Точка соединени обмотки возбуждени 12 и тиристора 14 через вспомогательный тиристор 15 подключена к одной из фаз статора (на чертеже - к фазе 3).Phase windings 1, 2 and 3 of the stator of the generator through diodes 4-9, rectifier and ignition lock 10 are connected to a battery I. The excitation winding 12 of the generator, bounded by a diode 13 through the main thyristor 14, is connected to the output of the rectifier. The connection point of the excitation winding 12 and the thyristor 14 through the auxiliary thyristor 15 is connected to one of the stator phases (in the drawing, to phase 3).

Управл ющий электрод тиристора 15 через диод 16 и резистор 17 соедин етс с положительным выходным зажимом выпр мител , а точка соединени диода 16 и резистора 17 через транзистор 18 подключена к отрицательному зажиму выпр мител . База транзистора 18 через две параллельные ветви, кажда из которых содержит последовательно включенные диод 19, 20 и резистор 21, 22, соедин етс с положительным зажимом выпр мител . Средн точка одной из указанных ветвей 19, 21 через диод 23 подключена к катоду тиристора 15 или, что одно и то же, к фазной обмотке 3 статора. Диод 24 подключает среднюю точку другой ветви 20, 32 к соединенным вместе анодам диода 13 и тиристоров 14 и 15.The control electrode of the thyristor 15 through the diode 16 and the resistor 17 is connected to the positive output terminal of the rectifier, and the connection point of the diode 16 and the resistor 17 through the transistor 18 is connected to the negative terminal of the rectifier. The base of the transistor 18 through two parallel branches, each of which contains a series-connected diode 19, 20 and a resistor 21, 22, is connected to the positive terminal of the rectifier. The middle point of one of the above branches 19, 21 is connected via diode 23 to the cathode of the thyristor 15 or, which is the same, to the phase winding 3 of the stator. A diode 24 connects the midpoint of the other branch 20, 32 to the anodes of diode 13 and thyristors 14 and 15 connected together.

Управл ющий электрод тиристора 14 через диод 25 и резистор 26 соедин етс с положительным выходным зажимом выпр мител , а точка соединени диода 26 и резистора 26 через транзистор 27 подключена к отрицательному выходному зажиму выпр мител . База транзистора 27 через резистор 28 также соедин етс с отрицательным выходным зажимом выпр мител . Кремниевый стабилитрон 29 подключает базу транзистора 27 к выходу измерительного делител , составленного из резисторов 30, 3il и подключенного к выходным зажимам выпр мител .The control electrode of the thyristor 14 through the diode 25 and the resistor 26 is connected to the positive output terminal of the rectifier, and the connection point of the diode 26 and the resistor 26 through the transistor 27 is connected to the negative output terminal of the rectifier. The base of the transistor 27 through the resistor 28 is also connected to the negative output terminal of the rectifier. Silicon Zener diode 29 connects the base of the transistor 27 to the output of the measuring divider, made up of resistors 30, 3il and connected to the output terminals of the rectifier.

Предлагаемое устройство в системе электроснабжени работает следующим образом. В исходном положении замок зажигани 10 размыкает цепь аккумул торной батареи 11 и обмотка возбуждени обесточена. При запуске двигател замок зажигани 10 подключает батарею И к выходу выпр мител .The proposed device in the power supply system operates as follows. In the initial position, the ignition lock 10 opens the circuit of the battery 11 and the field winding is de-energized. When starting the engine, the ignition lock 10 connects the battery AND to the rectifier output.

В св зи с тем, что напр жение батареи меньше номинального уровн регулируемого напр жени , стабилитрон 29 и, следовательно, транзистор 27 оказываетс в непровод щем состо нии. В результате по депи резистор 26- диод 25 - управл ющий электрод и катод тиристора 14 потечет ток, достаточный дл включени последнего. После включени тиристора 14 обмотка возбуждени 12 оказываетс под напр жением аккумул торной батареи . Ток возбуждени , нараста , достигает максимального значени , определ емого сопротивлением обмотки 12.Due to the fact that the battery voltage is less than the rated voltage level, the Zener diode 29 and, therefore, the transistor 27 is in a non-conducting state. As a result, the resistor 26 - diode 25 - the control electrode and the cathode of the thyristor 14 will flow enough current to turn on the latter. After the thyristor 14 is turned on, the field winding 12 is under the voltage of the battery. The excitation current, the gain, reaches a maximum value determined by the resistance of the winding 12.

В процессе разгона генератора напр жение па фазах статора увеличиваетс , достига уровн регулируемого напр жени . При этом кремниевый стабилитрон 29 и транзистор 27 переход т в провод щее состо ние, исключа протекание тока в цепи управл ющего электрода тиристора 14. Выключение тиристора 14 осуществл етс в ближайший следующий момент времени, когда потенциал фазной обмотки 3 статора оказываетс отрицательным по отношению к потенциалу двух других фаз. При этом транзистор 18 оказываетс в непровод щем состо нии, ибо токи резисторов 21 и 22 ответвл ютс через диоды 23 и 24, мину диоды 19 и 20 и переход база-эмиттер транзистора 18. В результате ток протекает в цепи резистор 17 - диод 16 - управл ющий электрод и катод тиристора 15. Благодар этому последний переходит в провод щее состо ние . При этом ток возбуждени ответвл етс в фазной обмотке 3 непосредственно через тиристор 15, мину тиристор 14 и диод 7. Тиристор 14 оказываетс обесточен и выключаетс . Тиристор 15 выключаетс автоматически на стороне переменного тока, когдаDuring generator acceleration, the voltage on the stator phase phases increases, reaching the level of the regulated voltage. At the same time, the silicon Zener diode 29 and the transistor 27 are transferred to the conductive state, excluding the flow of current in the control electrode circuit of the thyristor 14. The thyristor 14 is turned off at the next next point in time when the potential of the stator phase winding 3 is negative with respect to the potential two other phases. In this case, the transistor 18 is in the non-conducting state, for the currents of the resistors 21 and 22 branch off through diodes 23 and 24, the mine diodes 19 and 20, and the base-emitter junction of the transistor 18. As a result, the current flows in the circuit of the resistor 17 - diode 16 - the control electrode and the cathode of the thyristor 15. Due to this, the latter goes into the conducting state. In this case, the excitation current branches off in the phase winding 3 directly through the thyristor 15, mine thyristor 14 and diode 7. The thyristor 14 is de-energized and turned off. The thyristor 15 is turned off automatically on the AC side when

потенциал фазной обмотки 3 оказываетс положительнее потенциалов двух других фаз, повторное включение тиристора 15 происходит в тот момент времени, когда потенциал фазной обмотки 3 вновь окажетс самым отрицательным , предотвращаетс цепочной резистор 22 - диод 20. Обмотка обеспечивает протекание тока базы транзистора 18, удержива его в провод щем состо нии, ибо диод 24, наход сь под обратным напр жением, неthe potential of the phase winding 3 is more positive than the potentials of the other two phases, the thyristor 15 is switched on again at a time when the potential of the phase winding 3 is again the most negative, the chain resistor 22 — the diode 20 is prevented. The winding ensures that the base current of the transistor 18 keeps current conductive condition, for diode 24, being under reverse voltage, is not

проводит.conducts.

Таким образом, обмотка возбуждени оказываетс отключенной и от выпр мител и от фазы статора. Ток возбуждени , замыка сь через шунтирующий диод 13, начинает уменьшатьс , что приводит к соответствующему снижению регулируемого напр жени . Следствием этого вл етс переход транзистора 27 в непровод щее состо ние и включение основного тиристора 14. В результате обмоткаThus, the field winding is disconnected from both the rectifier and the stator phase. The excitation current, shorted through the shunt diode 13, begins to decrease, resulting in a corresponding reduction in the regulated voltage. The consequence of this is the transition of the transistor 27 to the non-conducting state and the switching on of the main thyristor 14. As a result, the winding

возбуждени подключаетс к выпр мителю и ток в ней начинает возрастать.the excitation is connected to the rectifier and the current in it begins to increase.

При наличии тока в управл ющем электроде тиристора 14 периодически в моменты времени , когда потенциал фазной обмотки 3 статора уменьшаетс до минимального значени , происходит включение вспомогательного тиристора 15, и соответственно, выключение основного тиристора. Однако примерно через однуIn the presence of current in the control electrode of the thyristor 14, periodically at times when the potential of the stator phase winding 3 decreases to the minimum value, the auxiliary thyristor 15 is turned on, and the main thyristor is turned off accordingly. However, after about one

треть периода потенциал фазной обмотки 3 начинает увеличиватьс и тиристор 14, переход в провод щее состо ние, выключает вспомогательный тиристор. По мере увеличени тока в обмотке возбуждени 12 напр жение на выходе выпр мител возрастает, достига в некоторый момент значени , при котором стабилитрон 29 и тиристор 27 переход т в провод щее состо ние. Далее описанный выше процесс повтор етс .the third period of the potential of the phase winding 3 begins to increase and the thyristor 14, the transition to the conducting state, turns off the auxiliary thyristor. As the current in the excitation winding 12 increases, the voltage at the output of the rectifier increases, reaching at some point the value at which the zener diode 29 and the thyristor 27 become conductive. The process described above is then repeated.

Предмет изобретени Subject invention

Регул тор напр жени дл генераторов переменного тока по авт. св. № 276219, отличающийс тем, что, с целью повышени надежности и улучшени качества регулировани , управл ющий электрод вспомогательного тиристора через диод и резистор подсоединен к положительному зажиму выпр мител , к общей точке упом нутых диода и резистора подключен коллектор транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным зажимом выпр мител , а база через две параллельные ветви, кажда из которых содержит- последовательно соединенные диод и резистор , подключена к положительному зажиму выпр мител , причем средние точки указанных ветвей через диоды соединены соответственно с анодом и катодом вспомогательного тиристора.Voltage Regulator for Alternators on Aut. St. No. 276219, characterized in that, in order to increase reliability and improve control quality, the control electrode of the auxiliary thyristor through a diode and a resistor is connected to the positive terminal of the rectifier, to the common point of said diode and resistor is connected to the collector of the transistor, the emitter of which is connected to the negative a clamp of the rectifier, and the base through two parallel branches, each of which contains a series-connected diode and a resistor, is connected to the positive clamp of the rectifier, with the middle points of the rectifier These branches are connected via diodes to the anode and cathode of auxiliary thyristor, respectively.