Регулятор напряжения генератора постоянного тока

Регулятор напряжения генератора постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

№ 119577

Класс 21с, 64в, 21d 27

21d, 71

ВСКОВЗВ11 пдпитюд. 11Ь- 1ИОТЕК,4

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф. С. Семин, В. Г. Константинов и H. Н. Шереметьевский

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА ПОСТОЯННОГО ТОКА

Заявлено 23 августа 1958 r. за № 606492/24 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 9 за 1959 г.

В известных регуляторах напряжения генераторов постоянного тока, содержащих усилители на полупроводниковых триодах, работающих в режиме ключа, опорное напряжение, создаваемое с помощью полупроводникового двухтактного преобразователя на полупроводниках, сравнивается с напряжением, пропорциональным регулируемому напряженик. генератора; разность указанных напряжений подается на вход усилителя. Преобразователь одновременно используется для электрического разделения входа измерительного органа и цепей усилителя.

Недостатком таких регуляторов является сравнительно низкая чувствительность, а также значительные габаритные размеры устройства для получения опорного напряжения и измерительного органа регулятора, вследствие низкого к. п. д. и необходимости применения сильного сглаживающего фильтра для уменьшения пульсаций опорного напряжения, которое без фильтра имеет треугольную форму.

С целью повышения чувствительности подобного регулятора напряжения генератора постоянного тока, предлагается применить измерительный орган частоты, питаемый от преобразователя постоянного тока в переменный ток прямоугольной формы с частотой, пропорциональной напряжению генератора. Этот измерительный орган отличается высокой чувствительностью и стабильностью установки частоты в широком диапазоне изменения окружающей температуры. Напряжение на его выходе имеет очень малую переменную составляющую, в связи с чем между ним и усилителем достаточно иметь один конденсатор небольшой емкости.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого регулятора напряжения; на фиг. 2 — схема регулятора, предусматривающая ограничение тока; на фиг. 3 — схема регулятора, обеспечивающая рав№ 119577 номерную нагрузку параллельно работающих генераторов; на фиг. 4— схема регулятора, обеспечивающая создание статизма по току нагрузки генератора.

Основными узлами регулятора напряжения генератора Г постоянного тока (фиг. 1) являются усилитель на полупроводниковых триодах

ПТ и ПТ, преобразователь постоянного тока в переменный и измерительный орган частоты.

Усилитель, как указывалось выше, работает в пульсирующем режиме с регулируемой посредством измерительного органа скважностью.

В зависимости от величины выходной мощности и необходимого коэффициента усиления усилитель может иметь различное число каскадов, однако каскады эти для облегчения самовозбуждения генератора соединяются так, чтобы выходной каскад был открыт, когда входной закрыт.

В этом случае сначала легко возбуждается генератор, поскольку выходной каскад открыт, а затем, когда напряжение генератора превысит определенную величину, возбуждается преобразователь, и напряжение на генераторе в конце переходного режима принимает заданное значение, соответствующее резонансной частоте резонансного контура измерительного органа частоты.

Преобразователь постоянного тока в переменный состоит из двух триодов ПТз и ПТ, и трансформатора Тр и представляет собой генератор прямоугольных импульсов, частота которых пропорциональна входному напряжению, т. е. напряжению на якоре генератора Г.

Измерительный орган частоты состоит из резонансного контура (конденсатор С и дроссели Др и Др ), фазосмещающих сопротивлений

Rg, Р3 и R, выпрямителей Вь В, В, и В4 и сопротивлении Rg и Rg, с которых снимается сигнал измерительного органа. Измерительный орган выполнен так, что напряжения на выходных сопротивлениях R; и Rg совпадают по фазе как при резонансной частоте, так и при отклонении частоты от резонансной, вследствие чего амплитуда переменной составляющей выходного сигнала весьма мала. Сигнал измерительного органа подается через фильтр на первый каскад усилителя.

Предлагаемая схема регулятора напряжения с частотным измерительным органом напряжения, состоящим из полупроводникового преобразователя и измерительного органа частоты, позволяет решить ряд дополнительных задач.

В некоторых случаях к системе регулирования генератора постоянного тока предъявляется требование поддержания постоянства напряжения генератора при уменьшении сопротивления нагрузки от — .до величины в 1,5 —;2 раза меньше номинального значения и поддержания постоянства тока нагрузки при дальнейшем уменьшении сопротивления нагрузки. Обычно такая задача решается с помощью двух регуляторов: регулятора напряжения и регулятора тока.

На фиг. 2 показано решение этой задачи, позволяющее упростить схему и снизить вес регулятора. В эту схему входят один усилитель У и измерительные органы напряжения и тока, соединенные последовательно, выходы которых шунтированы диодами В и 86. Измерительный орган тока состоит из источника опорного напряжения ИОП и шунта Rq, включенного в цепь нагрузки генератора. При токе нагрузки генератора, меньшем тока уставки, ограничивается величина запирающего сигнала на выходе измерительного органа тока и усилитель У управляется частотным измерительным органом напряжения ИОН. При токе нагрузки генератора, большем тока уставки, ограничивается запирающий сигнал измерительного органа напряжения и усилитель управляется измерительным органом тока. Сигнал последнего равен разности постоянного (опорного) напряжения и напряжения на шунте Rq, пропорционального току нагрузки генератора. В качестве источника опорного напряжения

¹ 119577 может использоваться л1обая известная cxesla c питанием or имеющегося преобразователя постоянного тока в г:еременный.

На фиг. 3 показана схема napaллельнон работы трех генераторов, обеспечивающая жесткую внешнюю характеристику при равенстве тоКоВ генераторов. Сопротивления RI; представляют собой шунты, вкл:оченные в цени нагрузки генераторов. Сопротивления Л образуют звезду, по которой могут протекать уравнительь!ые токи, обусловленные пеодипсзковым;1 и Я,!с!.:!Нх!н I;anl)51жения НЯ Шу1, Т;-lх l„, Нз-зЯ 11еравнОЛ!Срн01! Нагрузки генераторов. На вход усилителей У подается сумма сигнала частотного измерительного органа íaïðÿæånnÿ ИОИ и падения напряжеri1151 На Со!1РО! )1ВЛ OI!Hll lgn. ОЧЕВИД1.0, Что С ;ЕМ а, Г1ЧЕЛСТЯВ, 1ЕН!! ЯЯ На .) фиг. 3, обеспеч II:aет равенство токов нагрузки, если напряжения генераторов при холостом ходе равны.

При параллельной работе генератора с аккумуляторной батареей статическая внешняя характеристика при астатпческой настройке регулятора обеспечивается путем включения шунта между генератором и акк х!! 1RToploii 6aLapeeLi. Однако Ta! o l cnocoG;IOLLeлесооб азес! вследствие больших потерь мощности в сопротивлении этого шунта. т ëa уменьшения потерь в схеме, показанной на фиг. 4, измерительisbn орган ИОНЫЧ рсгу.!IITopa azaio!IeII i!e ila no,ll!oe напряжение 1 еператоря Г, а ня напряжение, равное сумме падения напряжения в шунте

RIII, обтекае:ном током нагрузки ге!!ератор", Г, и напряжения на выходе делителя Р1, — Rlp, включенного на шины аккумуляторной батареи.

В этом случае требуемая величина статизма Х (в процентах) поЛУЧс!Е1 C!l 1| РИ ЗН Я lнтс. . Ы!О МЕНЬШЕМ 3!! Я Iel! l! n COITP01!1!nËe!!НЯ ILIA Нтсl, ЧТО видно из следу!ощей формулы: 1! -:- Й,. 10О ° I где: У, — напряжение на шинах батареи, 1,. — то1; наг;лзк1!.

Очевидно, что при отсутствии делителя (Rlq = — — 0) сопротивление шунтя R,, при той же величине статизма будет в - — - — - — ряз больше.

R, 11редмет изооретения

1. Регулятор няпрякения генератора постоянного тока, содержащий усилитель ня полупроводниковых триодах, работа!ощ1ш в режиме ключа с регулируемой скважностью, и измерительный орган, о т л и ч а ющи Й с я тем, что, с цслью повышения чувствительности регулятора, применен измерительный орган частоты, питаемый от преобразователя постоянного тока в переменный прямоугольной формы с частотой, пропорциональной напряжению на якоре генератора.

2. Р . 1 сгулятор по п. 1, отл и ч а ю шийся тем, что для обеспечения токовой отсе !ки, с целью использования одного и того же усилителя как для регулятора напряжения, так и для регулятора тока, к входу усилителя послсдо".àòåëüíî включены выходы измерительного органа напряжения и измерительного органа тока, шунтированные диодами так, что при токе нагрузки генератора, меньшем тока уставки, ограничивается сигнал измерительного органа тока и усилитель управляется измерительным органом напряжения, а при токе, большем тока уставки, ог аничивается сигнал измерительного органа напряжения и усилитель управляется измерительным органом тока.

3. Регулятор Ilo п. 1, о тли ч а ю шийся тем, что, с цель;о осуществления равномерной нагрузки генераторов при параллельной работе, на вход усилителя, включенного на напря кенс!е каждого генератора, подается выходное напряжение измерительного органа и напряжение, обусловленное неравномерностью нагрузки генераторов. № 119577

4. Регулятор по п, 1, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью создания статизма по току нагрузки генератора при астатической настройке регулятора для работы с буферной аккумуляторной батареей при малых потерях мощности в шунте, включенном между генератором и батареей, измерительный орган регулятора включен на напряжение, равное сумме падений напряжения в шунте и напряжения на выходе делителя, включенного на шины аккумуляторной батареи.

Фиг. 1