Регулятор напряжения

Регулятор напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ, родержаций выходной регулирующий транзистор , коллектор которого предиазначен для соединения с обмоткой возбуждения генератора и диодом, шунтирующим обмотку возбуждения .генератора, управля1аций транзистор, эмиттерно-коллекторный переход которого подключен параллельно эмиттерно-базовому пере ,ходу регулирующего транзистора, измерительный орган напряжения, вход которого предназначен для соединения с выходом выпрямителя генератора, а выход измерительного органа связан с базой управляющего транзистора, а также узел защиты регулирующего транзистора от короткого замыкания обмотки возбуждения, выполненный на транзисторе, эмиттерно-коллекторный переход которого через резистор включен между коллектором выходного транзистор и базой управляквдего транзисторна , отличающийся тем, что, с целью повышения надежности , в узел защиты дополнительно W введен второй транзистор, эмиттер которого соединен с базой регулируюi щего транзистора,коллектор - с базой, первого транзистора узла защиты, а база дополнительного транзистора 2 соединена с выходом управляющего транзистора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((! (",(; ((i" ; ",lv. ° ) (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3458859/24-07 (22) 29.06.82 (46) 07..03.84, Бюл. Р 9 (72) Р ° A.Áîò, О.М.Громова, С.А.Дементьев, В.Н.Кондратьев, Т.И.Кустова и Р.Ф.Савельева (71) Научно-исследовательский и экспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприборов (53) 629.113.064 ° :621.316.722(088.8) (56) 1. Василевский В.И. и др. Автомобильные генераторы, И., Транспорт 1978, с.88., 2. Авторское свидетельство СССР

9 826544 кл. Н 02 Р 9/30, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

9 762123, кл. Н 02 P 9/30, 1975. (54) (57) РеГУлЯтОР нАНРЯжениЯ, содержащий выходной регулирующий транзистор, коллектор которого предназначен для соединения с обмоткой возбуждения генератора и диодом, шунтирующим обмотку возбуждения, генератора, управлякщий транзистор, эмиттерно-колaa(SUa(А

3(50 Н 02 P 9/30; Q,-05 F 1/58 лекторный переход которого подключен параллельно эмиттерно-базовому пере,ходу регулирующего транзистора, измерительный орган напряжения, вход которого предназначен для соединения с выходом выпрямителя генератора, а выход измерительного органа связан с базой управляющего транзистора, а такие узел защиты регулирующего транзистора от короткого замыкания обмотки возбуждения, выполненный на транзисторе, эмиттерно-коллекторный переход которого через резистор включен между коллектором выходного транзистора и базой управлякщего транзистора, отличающийся l тем, что, с целью повышения надеж- у ности, в узел защиты дополнительно введен второй транзистор, эмиттер которого соединен с базой регулирую: :щего транзистора,коллектор — с базой. первого транзистора узла защйты, .а база дополнительного транзистора соединена с выходом управлякщего транзистора.

1078573

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регуляторам напряжения для автотракторных генераторов переменного тока.

Известны автотракторные регуляторы напряжения, содержащие контактнотранэисторный регулятор напряжения и контактное устройство защиты выходного транзистора от коротких замыканий в цепи обмотки возбуждения ,генератора P) . 10

Наличие контактных датчиков регулируемого напряжения и защиты от коротких замыканий является основным недостатком, что определяет значительные габариты регуляторов, повы- 15 шенный расход металла, а также недостаточную стабильность выходных характеристик регуляторов в эксплуатации, что снижает надежность регу лятора. го

Известен другой регулятор напряжения для автотракторных генераторов, содержащий бесконтатное полупроводни-, ковое реле для регулирования тока возбуждения злектрчческой машины и узел защиты выходного транзистора от

KopQTKoFo замыкания обмотки возбуждения (2J .

Недостатком данного регулятора янляется возможность ложного срабатывания узла защиты при внезапном сбрасывании полного тока нагрузки

<генератора, когда время запертого состояния выходного транзистора сравнительно велико. Кроме того, если время случайного короткого замыкания превышает 100 мс, то схема отключает регулятор без воэможности самостоятельного включения после устранения короткого замыкания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор напряжения,. содержащий выходной регулирующий транзистор, коллектор которого предназначен для 45 соединения с обмоткой возбуждения генератора и диодом, шунтирующим обмотку возбуждения, управляющий транзистор, эмиттерно-коллекторный переход которого подключен параллельно эмиттерно-базовому переходу регулирующеэ.о транзистора, измерительный оргай напряжения, вход которого предназначен для соединения с выходом выпрямителя генератора, а выход измерительного органа "связан с базой управляющего транзистора, а ,также узел защиты регулирующего транзистора, эмиттерно-коллекторный переход которого через резистор включен между коллектором выходного 60 транзистора и базой управляющего транзистора (31;.

Наличие короткого замыкания на обмотке возбуждения в этом устройстве определяется связью базы тран- 65 эистора защиты через диод и резистор с эмиттером регулирующего транзистора.

Основным недостатком известного регулятора напряжения является зависимость работы устройства защиты от параметров соединительных проводов между обмоткой возбуждения и регулятором напряжения и низкая надежность. Действительно, при коротком замыкании обмотки возбуждения транзистор защиты открывается, подавая сигнал на отключение выходного транзистора, только на время заряда конденсатора, включенного между коллектором выходного транзистора и базовой цепью транзистора защиты; после окончания процесса заряда защита отключается и выходной транзистор снова открывается на короткое замыкание, конденсатор разряжается, но повторный заряд его (а значит и повторное включение защиты) может произойти только при наличии значительной индуктинности проводов до места короткого замыкания и, если зто условие не выполняется, то защита не сработает повторно, и выходной транзистор выйдет из строя.

Однако величина индуктивности соединительных проводов между обмоткой возбуждения генератора и регулятором часто совершенно незначительна, а генераторные установки с встроенными регулятором напряжения вообще не имеют таких проводов. Кроме того, и при наличии проводов к обмотке возбуждения, обладающих значительной индуктивностью, защита по указанной схеме срабатывает только при коротком замыкании непосредственно на обмотке возбуждения генератора и не защищает от коротких замыканий на выводах регулятора или на участке бортсети.

Цель изоберения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в регулятор напряжения, -содержащий выходной регулирукщий транзистор, коллектор которого предназначен для соединения с обмоткой возбуждения генератора и диодом, шунтирующим обмотку возбуждения генератора, управляющий транзистор, эмиттерно-коллекторный переход которого подключен параллельно эмиттерно-базовому переходу регулирующего транзистора, измерительный орган напряжения, вход которого предназначен для соединения с выходом выпрямителя генератора, а выход измерительного органа связан с базой управляющего транзистора, а также узел защиты регулирующего транзистора от короткого замыкания обмотки возбуждения, выполненный на транзисторе, эмиттер1078573 но-коллекторный переход которого через резистор включен между коллектором выходного транзистора и базой управляющего транзистора, дополнительно введен второй транзистор в узел защиты, эмиттер которого соединен с базой регулирующего транзистора, коллектор — с базой первого транзистора узла защиты, а база дополнительного транзистора соединена с выходом управляющего транзистора.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена принципиальная схема системы энергоснабжения с регулятором напряжения. 15

Система энергоснабженная состоит иэ статорной обмотки генератора 1, силового выпрямителя 2, обмотки 3 возбуждения генератора, включенной последовательно с выходным регулирующим транзистором 4 регулятора напряжения, диода 5, шунтирующего обмотку возбуждения, управляющего транзистора б, резистора 7, шунтирующего цепь база-эмиттер управляю- 25 щего транзистора б, резистора 8 в ,цепи коллектора согласующего транзистора 9, стабилитрона 10 и резистора 11, делителя напряжения, состощего нз резисторов 12 и 13 кото- 30 рые своими выводами соединены с вы прямителем 2, первого транзистора

14 узла защиты, коллектор которого через резистор 15 соединен с базой управлякщего транзистора б, а эмиттер соединен с коллектором выходного регулирующего транзистора 4, второго транзистора 16 узла защиты, эмиттер-база которого включены последовательно через резистор 17 с переходом эмиттер-база выходного 40 транзистора 4, а коллектор через резистор 18 соединен с базой первого транзистора защиты .14. Переход эмиттер-база второго транзистора 16 узла защиты может быть зашунтирован 45 линейным или нелинейным сопротивлением 19. Переходы коллектор-база транзисторов 14 и 16 узла защиты в зависимости от параметров системы могут быть зашунтированы конденсато- 50 рами 20 и 21 соответственно.

СистЕма энергоснабжения содержит аккумуляторную батарею 22, включенную параллельно выпрямителю 2 °

При отсутствии короткого эамыканий55 в цепи обмотки возбуждения система работает следующим образом.

До достижении генератором 1 уровня напряжения, соответствующего регулируемому значению, стабилитрон 10 . 60 заперт, значит заперты транзисторы . б и 9, Выходной регулирукиций транзистор 4 при этом открыт базовым током, протекающим через переход эмиттербаэа транзистора 4, переход эмиттербаза транзистора 16 и резистор 17.

Через обмотку возбуждения протекает ток. Падение напряжения на эмиттерколлекторе открытого транзистора 4 мало и соответствует напряжению в состоянии насьицения, поэтому узел защиты отключен и he оказывает влияния на работу регулятора вследствие того, что базовый ток транзистора

14 недостаточен для перевода транзистора 14 в открытое состояние при открытом транзисторе 16, так как напряжение питания базовой цепи транзистора 14, т.е. напряжение базаколлектор транзистора 4, мало.

Когда напряжение генератора достигает ругулируемого уровня, стабилитрон 1 О переходит в проводящее состояние, транзистор 9 открывается, открывается также управляющий транзистор 6, запирая выходной регулирующий транзистор 4; ток возбуждения прерывается, напряжение генератора падает. Стабилитрон 10 снова п"реходит в непроводящее состояние и процесс повторяется с большей частотой. При переключающемся режиме работы регулятора напряжение генератора поддерживается неизменным на заданном уровне.

В интервалы Закрыт выходного транзистора 4 при переключающемся режиме защита также отключена, так как при этом отсутствует базовый ток транзистора 16: управляющий транзистор 6 в интервалы Закрыт запирает не только выходной транзистор

4, но и второй транзистор устройства защиты 16.

Таким образом, при нормальном переключающемся режиме работы регулятора при обоих состояниях выходного транзистора открыт и Закрыт, схема защиты отключена и не влияет на работу регулятора. На 4ронтах переключений цепь: резистор 15, конденсатор 20, переход база-эмиттер транзистора 14, работает как гибкая йоложительная обратная связь, что позволяет либо вообще не вводить специальную цепочку положительной обратной связи, либо вводить ее с ослабленными параметрами.

При коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения, система работает следующим образом.

При коротком замыкании все напряжение питания (напряжение генератора или аккумуляторной батареи) выделяется на открытом выходном транзисторе 4. Открытое состояние транзистора

4 определяется наличием базового тока, протекающего через резисторы

19 и 17, т.е. запертым состоянием управлякицего транзистора 6. При этом второй транзистор защиты 16 открыт, на базе-коллекторе выходного тран1078573, ВНИИПИ Заказ 981/50 . Тираж 667 Подписное

Й филиал GGG "Патент", г. Ужгород, ул.Проеткная, 4 т зистора 4 имеется напряженке, практически равное напряжению питания, поэтому через транзистор 16 и резистор 18 потечет базовый ток транзистора 14, достаточный для перевода транзистора 14 в открытое состояние.

Включение транзистора 14 вызовет отпирание транзистора 6 базовым током, протекающим через резистор 15 и эмиттер-коллектор, транзистора 14.

При переходе транзистора 6 в откры" ток состояние, выходной транзистор запирается, отключаясь от короткого замыкания.,Но при этом переходит в закрытое состояние и транзистор защиты 16. Защита отключается, транзистор 6 сноЬа закрывается, и выходной транзистор 4 снова включается в цепь короткого замыкания. Однако., как только выходной транзистор начинает открываться, защита вновь включается, и процесс включения . отключения трайэистора 6 продолжаетс:.;: все время действия короткого замыкания. Благодаря наличию элементов задержки, конденсаторов 20 и 21 время включенного состояния транзистора 4 при коротком замыкании составляет

0,3-0,5 мкс при частоте переключений схемы защиты 3 СО-600 Гц. Такой режим практически аналогичен полному отключению выходного транзистора при корот10 ком замыкании.

При снятии короткого замыкания схема автоматически переходит в исходное состояние, так как при очередном опросе, т.е. при кратковремен)5 ном отпирации выходного транзистора

4, напряжение на erd эмиттере-коллекторе устанавливается соответствующим напряжению насыщения, и защита отключается. Следовательно, схема регу О лятора, содержит узел эащиты, рых обладает самовоэвратом.