SU813660A1

SU813660A1 - Voltage regulator for dc generator

Info

Publication number: SU813660A1
Application number: SU782715744A
Authority: SU
Inventors: Николай Иванович Григоров; Борис Тимофеевич Кононов; Анатолий Евгеньевич Церковный
Original assignee: Харьковское Высшее Военное Команд-Hoe Училище Им. Маршала Советскогосоюза Крылова H.И.
Priority date: 1978-12-07
Filing date: 1978-12-07
Publication date: 1981-03-15

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования тока возбуждения электрических генераторов постоянного тока, преимущественно для генераторов автономных систем энергоснабжения подвижных объектов. 5The invention relates to electrical engineering and can be used to control the excitation current of electric DC generators, mainly for generators of autonomous power supply systems of moving objects. 5

Известны регуляторы напряжения для генераторов постоянного тока, содержащие последовательно соединенные между собой измерительный орган, усилитель мощности и силовой ключ, включенный последовательно с обмоткой возбуждения генератора [1]. ¹⁰Недостатком этих регуляторов является низкая точность, вызванная статической ошибкой измерительного органа и низкой частотой коммутации силового ключа.Known voltage regulators for direct current generators, containing in series interconnected measuring body, power amplifier and power switch, connected in series with the excitation winding of the generator [1]. ¹⁰ The disadvantage of these regulators is the low accuracy caused by the static error of the measuring body and the low switching frequency of the power switch.

Известны также регуляторы напряжения, ₁₅в которых силовой ключ, выполненный на тиристоре, питается от источника переменного тока, а регулирование осуществляется изменением угла коммутации тиристора [2].Voltage regulators are also known, ₁₅ in which the power switch, made on the thyristor, is powered by an alternating current source, and the regulation is carried out by changing the switching angle of the thyristor [2].

Недостатком этих регуляторов является большая сложность схемы управления, что ²⁰приводит к снижению надежности и увеличению габаритов устройства.The disadvantage of these regulators is the great complexity of the control circuit, which ²⁰ leads to a decrease in reliability and an increase in the dimensions of the device.

Наиболее близким к изобретению является регулятор напряжения для генераторов постоянного тока, содержащий пороговый измерительный орган, схему управления и тиристорный ключ с отпирающим и запирающим входами, включенный последовательно с обмоткой возбуждения генератора [3].Closest to the invention is a voltage regulator for direct current generators containing a threshold measuring element, a control circuit and a thyristor switch with unlocking and locking inputs, connected in series with the excitation winding of the generator [3].

Недостатком данного регулятора является низкая точность поддержания регулируемого напряжения, вызванная наличием в характеристике измерительного органа петли гистерезиса, что приводит к снижению коэффициента возврата системы управления ключом.The disadvantage of this regulator is the low accuracy of maintaining the regulated voltage caused by the presence of a hysteresis loop in the characteristic of the measuring element, which leads to a decrease in the return coefficient of the key management system.

Цель изобретения — повышение точности регулирования.The purpose of the invention is improving the accuracy of regulation.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор напряжения дополнительно введены коммутатор и два генератора импульсов низкой частоты, при этом вход коммутатора подключен к шинам постоянного тока, выход подсоединен к входу порогового измерительного органа, а управляющий вход коммутатора связан с выходом одного из генераторов импульсов низкой частоты, выход измерительного органа подсоединен к запирающему входу тиристорного ключа и входу другого генератора импульсов низ кой частоты, выход которого связан с отпирающим входом тиристорного ключа.This goal is achieved by the fact that the switch and two low-frequency pulse generators are additionally introduced into the voltage regulator, while the input of the switch is connected to DC buses, the output is connected to the input of the threshold measuring organ, and the control input of the switch is connected to the output of one of the low-frequency pulse generators , the output of the measuring body is connected to the locking input of the thyristor switch and the input of another low-frequency pulse generator, the output of which is connected to the unlocking input of the thyristor molecular key.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого регулятора напряжения.The drawing shows a block diagram of the proposed voltage regulator.

Генератор 1 постоянного тока имеет обмотку 2 возбуждения, зашунтированную диодом 3. Между шинами постоянного тока генератора и обмоткой возбуждения включен тиристорный ключ 4. К тем же шинам генератора подключен вход коммутатора 5, выход которого соединен с пороговым измерительным органом 6. Генератор 7 импульсов низкой частоты подключен к управляющему входу 8 коммутатора 5, а вход генератора 9 импульсов низкой частоты подключен к выходу порогового измерительного органа 6, который одновременно подсоединен к запирающему входу 10 тиристорного ключа 4. Отпирающий вход 1 1 тиристорного ключа 4 связан с выходо'м генератора 9 им пульсов.The DC generator 1 has an excitation winding 2 shunted by a diode 3. A thyristor switch 4 is connected between the DC buses of the generator and the excitation winding. The input of the switch 5 is connected to the same buses of the generator, the output of which is connected to a threshold measuring element 6. The low-frequency pulse generator 7 connected to the control input 8 of the switch 5, and the input of the generator 9 pulses of low frequency connected to the output of the threshold measuring body 6, which is simultaneously connected to the locking input 10 of the thyristor key 4. The unlocking input 1 1 of the thyristor key 4 is connected to the output of the generator 9 of the pulses.

Регулятор работает следующим образом.The regulator operates as follows.

Напряжение V, генератора 1 постоянного тока поступает на вход тиристорного ключа 4 и вход коммутатора 5. Состояние тиристорного ключа 4 (открыт или закрыт) зависит от того, на какой из его управляющих входов — отпирающий 11 или запирающий 10-иодаются управляющие импульсы. Состояние коммутатора 5 (пропускает или не пропускает на свой выход напряжение генератора 1) определяется тем, есть или нет на его управляющем выходе 8 импульс 1Л е выхода первого генератора 7 импульсов низкой частоты.The voltage V, of the direct current generator 1 is supplied to the input of the thyristor switch 4 and the input of the switch 5. The state of the thyristor switch 4 (open or closed) depends on which of its control inputs is unlocking 11 or locking 10-pulse control pulses. The state of the switch 5 (passes or does not pass the voltage of the generator 1 to its output) is determined by whether or not there is a pulse 1Le on the output of the control output 8 of the output of the first generator 7 low-frequency pulses.

Примем, что напряжение генератора 1 выше заданного Цад> определяемого порогом срабатывания порогового измерительного органа 6. В этом случае перевод коммутатора 5 в проводящее состояние приведет к подаче на вход измерительного порогового органа 6 напряжения U-t >Vjag, что вызовет срабатывание порогового измерительного органа 6 и появление на его выходе импульса. Данный импульс, поступая на запирающий вход 10 тиристбрного ключа 4, вызывает его запирание, что приведет к уменьшению тока в обмотке 2 возбуждения. Поступая, кроме того, на вход второго генератора 9 импульсов низкой частоты, импульс с выхода порогового измерительного органа 6 заблокирует этот генератор. В результате импульсы от генератора 9 на отпирающем входе 11 тиристорного ключа 4 будут отсутствовать, подтверждая тем самым закрытое состояние ключа.Let us assume that the voltage of the generator 1 is higher than the specified Tsad> determined by the threshold of the threshold measuring organ 6. In this case, switching the switch 5 to the conducting state will cause the voltage Ut> Vjag to be applied to the input of the measuring threshold organ 6, which will trigger the threshold measuring organ 6 and the appearance at its pulse output. This pulse, arriving at the locking input 10 of the thyristor key 4, causes it to be locked, which will lead to a decrease in the current in the excitation winding 2. Acting, in addition, at the input of the second low-frequency pulse generator 9, the pulse from the output of the threshold measuring organ 6 will block this generator. As a result, pulses from the generator 9 at the unlocking input 11 of the thyristor key 4 will be absent, thereby confirming the closed state of the key.

Уменьшение тока в обмотке 2 возбуждения приведет к снижению напряжения на шинах генератора 1 до величиныThe decrease in current in the field winding 2 will lead to a decrease in the voltage on the buses of the generator 1 to a value

В результате, при очередном отпирании коммутатора 5 он пропустит на вход порогового органа напряжение ΙΛ <17^, недостаточное для его срабатывания. Это приведет к исчезновению импульсов на выходе порогового органа 6, а значит и на запирающем входе тиристорного ключа 4 и на входе генератора 9 импульсов низкой частоты. Тиристорный ключ 4 подготовится к открыванию, которое произойдет вследствие подачи на отпирающий вход 11 ключа 4 импульса с выхода разблокированного второго генератора 9 импульсов низкой частоты. Открывание ключа 4 приведет к возрастанию тока возбуждения и напряжения U₁ генератора, после чего цикл работы регулятора повторяется.As a result, the next time the switch 5 is unlocked, it will pass the voltage ΙΛ <17 ^, insufficient for its operation, to the input of the threshold organ. This will lead to the disappearance of the pulses at the output of the threshold organ 6, and hence at the locking input of the thyristor switch 4 and at the input of the generator 9 low-frequency pulses. The thyristor key 4 will prepare for opening, which will occur due to the supply to the unlocking input 11 of the key 4 pulses from the output of the unlocked second generator 9 pulses of low frequency. Opening the key 4 will increase the excitation current and the voltage U _{1 of the} generator, after which the controller cycle is repeated.

Для увеличения точности регулирования частота f₁ следования импульсов генератора 7 должна быть равной максимальной частоте переключений тиристорного ключа 4. Частота f₉ следования импульсов генератора .9 должна быть меньше частоты ί₇.To increase the accuracy of regulation, the pulse repetition frequency f ₁ of the generator 7 should be equal to the maximum switching frequency of the thyristor switch 4. The pulse repetition frequency f ₉ of the generator .9 should be less than the frequency ί ₇ .

Использование в предлагаемом регуляторе напряжения первого генератора импульсов и коммутатора позволяет обеспечить периодическое измерение измерительным органом величины напряжения генератора постоянного тока, а тем сам'ым получить измерительное устройство с релейной характеристикой, близкой к идеальной, когда коэффициент возврата практически равен единице. Такое выполнение регулятора позволяет повысить точность процесса регулирования напряжения.The use of the first pulse generator and switch in the proposed voltage regulator makes it possible to periodically measure the voltage of the DC generator by the measuring body, and thereby obtain a measuring device with a relay characteristic close to ideal when the return coefficient is practically equal to unity. This embodiment of the regulator improves the accuracy of the voltage regulation process.

Claims

(54) A VOLTAGE REGULATOR FOR THE DC GENERATOR OF THE CURRENT FREQUENCY, the output of which is connected to the unlocking input of a thyristor key. The drawing shows a block diagram of the proposed voltage regulator. The direct current generator 1 has a winding 2 of the excitation that is shunted by the bottom 3. A direct switch 4 is turned on between the buses of the direct current of the generator and the excitation winding. The input of the switch 5 is connected to the same generator spikes. The generator 7 is impulse the low frequency is connected to the control input 8 of the switch 5, and the generator input 9 of the low frequency pulses is connected to the output of the threshold measuring element 6, which is simultaneously connected to the gate input 10 of the thyristor th key input 1 4. Unlocking Key thyristor 4 is connected to the output of the generator 9 pulses. The controller works in the best way. The voltage V, the generator 1 DC is fed to the input of the thyristor switch 4 and the input of the switch 5. The state of the thyristor switch 4 (open or closed) depends on which of its control inputs - unlocking II or blinking 10-control pulses. The condition of the commutator 5 (it misses the voltage does not let the generator 1 voltage through to its output) be determined by the following meters, there is or a loop on its control output 8 i.p.ms (L from the output of the first generator 7 pulses n-izkoy It is assumed that the voltage / 1 of the generator 1 is higher than the specified UKLQ determined by the threshold threshold of the measuring element 6. In this case, switching switch 5 to the conducting state will lead to input to the measuring threshold 6 of the U-band IW that will trigger the threshold measuring body 6 and the appearance at its output of a m.nul-sa. This pulse, which enters the locking input 10 of the thyristor key 4, causes it to be locked, which will lead to a decrease in the current in the excitation winding 2. The input, in addition, to the input of the second generator 9 of low impulses frequency, i.nulse from the output of the threshold measuring unit 6 will block this generator.As a result, the pulses from the generator 9 at the unlocking input 11 of the thyristor key 4 will be absent, thus confirming the closed state of the key. Reducing the current in the excitation winding 2 will reduce the voltage on the buses of generator 1 to U a. As a result, at the next unlocking of switch 5, it will pass a 1/1 Q input to the input of the threshold organ, which is insufficient to trigger it. This will lead to the disappearance of the pulses at the output of the threshold organ 6, and therefore at the locking input 10 of the thyristor switch 4 and at the input of the generator 9 of low-frequency pulses. The thyristor key 4 will be prepared for opening, which will occur as a result of supplying the key 4 to the tapping input 11 of the pulse 4 from the output of the unlocked second generator 9 of the low frequency pulses. Opening the key 4 will lead to an increase in the excitation current and voltage Ui of the generator, after which the cycle of operation of the regulator is repeated. In order to increase the control accuracy, the frequency f, the pulse frequency of the generator 7 must be equal to the maximum switching frequency of the thyristor switch 4. The frequency fq of the pulse pulse of the generator. 9 must be less than frequency. The use in the proposed voltage regulator of the first pulse generator and the commutator allows for periodic measurement by the measuring authority of the magnitude of the generator voltage with a constant current, and then to get a measuring device with a relay characteristic close to ideal when the return coefficient is almost equal to one. Such an adjustment of the regulator improves the accuracy of the voltage regulation process. Invention A voltage regulator for a dc generator connected to the buses, containing a threshold measuring organ, and a thyristor switch with an unlocking and lowering m input control connected in series with the generator excitation winding, characterized in that In order to improve the accuracy of regulating the voltage 11, a commutator and two low-frequency pulse generators are added to it, the input of the switch is connected to the DC buses, the output is connected to the input of the norm gauge The control unit input is connected to the output of one of the low-frequency pulse generators, the output of the measuring unit is connected to the lock of the input of the thyristor key and the input of the other low-frequency pulse generator, the output of which is connected to the unlocking input of the thyristor key. Sources informatsin, taken into consideration in the examination of G Patent of England No. 1330001, cl. G 3 R, 1971.

2. Bunakov V. L. and others. Semiconductor voltage regulators and frequencies of electric machines. M., “Energie, 1966, p. 109.

3. Kelin I. I. Automatic excitation regulator on thyristors of direct current generators. “Electrical Engineering, 1967, .V 6.