SU983968A1 - Полупроводниковый регул тор напр жени дл электрического генератора - Google Patents

Description

(S) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  стабилизации и регулировани  на р жени  электрических генераторов, преимущественно дл  генераторных установок автономных систем энергоснабжени . Известен контактно-транзисторный регул тор напр жени  дл  генерато|ров посто нного и переменного тока, содержащий силовой транзистор, нели нейное сопротивление, Управл ющее реле и релейный элемент защиты сило вого транзистора от коротких замыканий обмотки возбуждени  на массуD Однако в этом регул торе напр жени  частота переключени  транзист ного ключа в процессе регулировани  нестабильна, а малое быстродействие схемы защиты от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждени  не позвол ет надежно защищать сило вой транзистор. Известен также регул тор напр жени  дл  электрического генератора, содержащий измерительный блок, комиутирукшу й транзистор с сопротив- . лением в-коллекторной цепи, исполнительный блок на силовых транзисторах , блок защиты от короткого замыка ни  в цепи обмотки возбуждени , выполненный на транзисторе, резистоpax и конденсаторе Г2. Однако слаба  лемехазацищенность схемы защиты от короткого замыкани  в цепи обмотки возбуждени  такого ре гул тора нагф жени  приводит к ложным запирани м силового транзистора и псшному развозбуждению генератора, а это увеличивает количество срабаты-. ваний контактора, включающего в сеть электрообсч)уд.ованил электрический генератор , что уменьшает его срок службы и приводит к дополнительному резр ду аккумул торной батареи. Указант ный недостаток про вл етс  и при перемежающем коротком замыкании o6MoV и возбуждени  на массу.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  полупроводниковый регул тор напр жени  дл  электрического генератора, содержан й входной резистибный делитель напр жени , крайние выводы которого предназначены дл  подключени  к  корным цеп м генератора, а средн   точка соединена с инвертирующим входом компаратора, неинвертирующий вход которого подключен к выходу источника эталонного напр жени , промежуточный усилитель, выход которого св зан со входом силового транзисторного ключа, выход которого предназначен jcyia соединени  с одним из выводов обмбтки возбуждени  электрического генератора и ;катодом диода, шунтирующего обмотку возбуждени  генератора , анод которого соединен с об щей шиной питани  ГЗ 3. Недостатком известного регул тора  вл етс  низка  надежность, вызванна  отсутствием защиты выходного транзистора от кс зотких замыканий на массу, а также низкое качество электроэнергии из-за зависимости частоты реключений транзисторов от peжима работы, что вызывает низкочас тотнуо модул цию выходного напр жени   корных цепей электрического генератора . Цепью изобретени   вл етс  повышение надежности и улучшение качества энергии. Указанна  цель достигаетс  тем, что в регул тор-напр жени  дл  электрического генератора, содержащий вход ной резистивный делкртель напр жени , крайние выводы которого предназначёны дл  подключени  к  корным

цеп м генератора, а средн   тонка соеданена с инвертирующим входом компаратора, неинвертируюи й вход которого подключен к выходу источника эталонного напр жени , промежуточный усилитель, выход которого св зан со входом силового транзисторного клщча, выход которого предназначен дл  соединени  с одним из выводов обмотки возбуждени  генератора и катодом диода, шунтирующего с мотку возбуждени  генератора, анод которого соединен с общей шиной источника питани , в.ведены генератор тактовых импульсов, цепь положительной обратной св зи, элемент И и элемент ИЛИ,

Выход которого подключен ко эходу промежуточного усилител , крайние , выводы которого предназначены дл  подключени  к  корным цеп м электрического генератора, а средн   точка соединена с инвертирующим входом компаратора, неинвертирующий вход которого подключен к источник эталонного напр жени , промежуточный

усилитель, выход которого предназначен , дл  соединени  с одним из выводов обмотки возбуждени  генерагора и катодом диода, шунтирующего обмотку возбуждени  генератора, .

анод которого соединен с общей шиной источникапитани , а первый и второй входы соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и выходу элемента И, первый вход коемкостный .делитель 5, выполненный на емкост х 6 и 7 и включенный между общей шиной электрического генератора и. выходом генератора А пилообразного напр жени , источник 8 эталонного напр жени , генератор 9 тактовых импульсов, компаратор Ю. инвертирующий вход которого соединен со средней точкой резистивного делител . 1 и выходом емкостного делител  5, а неинвертирующий вход соединен с выходом источника 9 эталонного напр жени . Элемент ИЛИ 11, первый вход которого подключен к выходу генератора 9 тактовых импульсов, подключенному такторого сЪединен с выходом компаратора , а второй - через цепь положительной обратной св зи с выходом силового транзисторного клюма. Кроме того, в устройство дополнительно введены генератор пилообразного напр жени  и емкостный делитель ,. включенный между общей шиной электрического генератора или выходом генератора пилос5бразного напр жени , синхронизирующий вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход емкостного делител  подключен к инвертирующему входу компаратора. На чертеже представлена блок-схема регул тора напр жени . Регул тор напр жени  содержит резистивный делитель 1 напр жени , выполненный на резисторах 2 и 3, крайние выводы которого предназначены дл  подключени  к  корным це п м электрического генератора, генератор k пилообразного напр жени , же К синхронизирующему входу генератора 4 пилообразного напр жени , элемент И 12, у которого первый вход соедин етс  с выходом компаратора . 10,. а выход - со вторым «ходом элемента ИЛИ 11, промежуточный усилитель 13, цепь 1 положительной обратной св зи, силовой транзисторный ключ 15, обмотку возбуждени  1б, зашунтированную диодом 17. Выход транзистор ного ключа 15 соединен с одним из выводов обмотки 16 возбуждени  и через цепь 1- положительной офатной св зи подсоеди нен ко второму входу элемента И 12. Выход элемента ИЛИ 11 подключен ко входу пром ежуточного усилител  13, сбединенному со входом транзисторного ключа 15. Регул тор напр жени  работает следуюи м образом. Генератор 9 тактовых импульсов формирует тактовые импульсы , скважность которых,составл ет , а частота выбираетс  из условий мак сима.пьной частоты переключени  тоан зисторного ключа 15. Тактовые импул проход т через элемент ИЛИ 11, и уси ленные промежуточные усилители 13 к повременно открывают транзисторный ключ 15. Такое кратковременное открызание транзисторного ключа 15 не :оказывает вли ни  на величину тока возбуждени  в процессе регулировани . При напр жении электрического нератора ниже заданного на выходе компаратора 10 по вл етс  сигнал, разрешающий прохождение сигнала положительной обратной св зи через цепь И положительной обратной се зи с выхода транзисторного ключа 15 После прихода очередного тактового импульса транзисторный клк)ч 15 отф ваетс , и Сигнал положительной обра ной св зи элемент И 12, эле--, мент ИЛИ 11, усиленный промежуТоч-г ным усилителем 13, поступает на вхо транзисторного ключа 15 и удерживает его в открытом состо нии. Ток ч рез обмотку 16 возбуждени  увеличива етс , а следовательно, увеличивает с  и напр жение на электрическом генераторе, и когда оно превысит заданное , на выходе компаратора 10 по  витс  сигнал, заключаЮ11 1й прохождение сигнала положительной обратной св зи с выхода транзисторного к юча 15. Транзисторный ключ 15 закрываетс . Ток через обмотку возбужде86 ни  уменьшаетс , а следовательно, уменьшаетс  и напр жение на электрическом генераторе. Далее orwcaHHirfe процессы повтор ютс . При коротком ззмыкан и на массу в цепи обмотки 16 возбуждени  тактовые импульсы открывают транзисторный ключ 16. Однако отсутствие сигнала положительной обратной св зи не позвол ет удерживать его в открытом состо нии на врем  действи  разрешающего импульса с выхода компаратора 10. длительном коротком замыкании электрический генератор развозбуждаетс . Открывание транзисторного ключа 15 на врем  действи  тактовых импульсов при коротком замьГкании не приводит его к выходу из стро , так как средн   мощность, выдел ема  на нем, мала вследствие большой скважности тактовых импульсов. После устранени  короткого замыкани  в цепи обмбтки 16 возбуждени  по вл етс  сигнал положительной обраТной св зи с выхода транзисторного ключа 15 и нормальна  работа регул тора напр жени  восстанавливаетс . Введением в регул тор напр жени  генератора k гмлообразного напр жени  и емкостного делител  5 осуществц етс  стабилизаци  частоты переключени  транзисторного ключа 15. Напр жение пилообразной формы с выхода генератора k пилообразного напр жени , засинхронизированно о тактовыми импульсами от генератора 9 тактовых импульсов, поступает на вход емкостного делител  5. На инвертирующем входе компаратора 10 по витс  напр жение с выхода резистивного делител  1, пропорциональное напр жению генератора посто нного или переменного тока и промодулированное пилообразным напр жением, которое пропорционально пилоофазному напр жению с выхода генератора А пилообразного напр )«енил. toдyлирование напр жени  с выхода рёзистивного делител  1 обеспечивает изменение напр жени  на инвертирующем вхот де 10 относительно его неиивертирующего входа с посто нной час.тотой, определ емой генератором 9 тактовых импульсов. Следовательно, и разрешающий сигнал на выходе компаратора 10 будет иметь посто нную частоту а его скважность будет опреде

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1. Полупроводниковый регулятор напряжения для электрического генератора, содержащий входной резистивный делитель напряжения, крайние выводы которого предназначены для подключения к якорным цепям генератора, а средняя точка соединена с инвертирующий входом компаратора, неинвертирующий вход которого подключен к выходу источника эталонного напряжения, промежуточный усили-® I тель, выход которого связан с входом силового транзисторного ключа, выход которого предназначен для соединения с одним из выводов обмотки возбуждения электрического генератора и катодом диода, шунтирующего обмотку возбуждения генератора, анод которого соединен с общей шиной пи-

   Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

   983968 8 в него дополнительно введены генератор тактовых импульсов, цепь положительной обратной связи, элемент И и элемент ИЛИ, выход которого .подключен к входу промежуточного усилите ля, а первый и второй входы соответственно к выходу генератора тактовых импульсов и выходу элемента И, первый вход которого соединен с выходом компаратора, а второй - через цепь положительной обратной связи - с выходом силового транзисторного ключа.
2. 2. Полупроводниковый регулятор поп. 1,отличающийся тем, что, с целью повышения качества электроэнергии, дополнительно введены генератор пилообразного напряжения и*емкостный делитель, включенный между общей шиной питания и выходом -генератора пилообразного ..напряжения, синхронизирующий вход которого подключен -к выходу генератора тактовых импульсов, а выход емкостного делителя подключен к инвертирующему входу компаратора.