Регулятор напряжения для генераторов постоянного и переменного тока

Союз Саветскик Социалистическик РеспуОликПриоритетОпубликовано 05,т/111.1970. Бюллетень1(ата опубликования описания 12.Х 1.1970 омитет по аеламретеиий и открытий УЛЛх ори Сосете МикисСССР Автор изобретен Н. П, Богданец Алтайский завод тракторного электрооборудовани аявител РЕГУЛЯТОР НАП ПОСТОЯ Н НО ЕНИЯ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Известные регуляторы напряжения для генераторов постоянного и переменного тока, содержащие силовой транзистор в качестве регулирующего органа, измерительный элемент, выполненный в виде делителя напря жения, стабилитрона и транзистора, транзисторный усилитель, слокны и малонадежны в эксплуатации.С целью улучшения качества регулирования и повышения надежности в схему предложен ного генератора включен вспомогательный транзистор, эмиттер которого соединен непосредственно с эмиттером силового транзистора, коллектор через сопротивления и эмиттерный переход транзисторного усилителя - 15 с базой силового транзистора, а база вспомогательного транзистора подключена через соединенные последовательно емкость, зашунтированную сопротивлением, и диод к коллектору силового транзистора. 20На чертеже представлена принципиальная электрическая схема регулятора.Между клеммами плюс и минус подается выходное напряжение генератора. Обмотка возбуждения генератора подключается к 25 клеммам Ш и минус. Регулирующим элементом является мощный триод Т,. Цепь обмотки возбуждения замыкается через диод Д зашунтированный для улучшения самовозбуждения генератора сопротивлением Й и эмит терно-коллектор ным переходом триода Т Триод Тз работает в импульсном (ключевом) режиме. Активное запирание триода Т, ооеспечивается смещением потенциалов эмиттеря и оазы на диоде Д,. Напряжение смец 1 ения подается на базу через цепочку %, Д Цепь базы триода Тт замыкается через эмиттерноколлекторный переход триода Т. и сопротивление Рз. Соотношение величин сопротивлений обмотки возоуждения и базового сопротивления Рз обеспечивает насьпцение триода Т, по коллекторному току. Триоды Т, и Тз работают в режиме переключений в противофазе. Ток эмиттера триода Тооеспечивает напряжение смешения на диоде Д, при запертом триоде Т. Триод Т служит для усиления сигнала управления триодом Ть Цепь базы триода Т, замыкается через сопротивление Л, Соотношение сопротивлений Рз, Рл ооеспечивяет насыщение триода Т, по коллекторному току. В исходном состоянии (при отсутствцц коллекторного тока триода Т) триоды То и Т, открыты и в них имеет место насыщение по коллекторному току. На обмотку возоуждепия подается ток, Триод Тз закрыт, так как падение напряжения на диоде Д от тока эмиттера триода Т, будучи прилояено через цепочку Р; С к переходу эмиттер - база, создает запирающий ток базы. В реяиме насыщения цадение напряжения на эмиттерна 27791340 45 50 55 коллекторном переходе триода Т меньше потенциального барьера диода Дв связи с чем открывающий ток базы триода Тв не может иметь места,Измерительное устройство состоит из делителя напряжения на активных сопротивлениях Ъ Ь, Рв и стабилитрона Ст,.Когда постоянная составляющая выпрямленного напряжения возрастает выше номинального напряжения, происходит пробой стабилитрона Ст,. Во избежание влияния переменной составляющей выпрямленного напряжения и случайных пиков напряжения на срабатывание стабилитрона делитель напряжения совмещен с фильтрующим устройством на емкостях С 2 и Сз.При срабатывании стабилитрона Ст 1 открывается триод Твозрастает падение напряжения на сопротивлении Р 4 и уменьшаются токи базы триодов Т 2 и Т 1. Возрастает падение напряжения на эмиттерно-коллекторном переходе триода Т,. В момент, когда падение напряжения на триоде Т, превзойдет по величине противо-э.д,с. диода Д начинает заряжаться конденсатор С 1 и появляется отпирающий ток базы триода Тв. Появляется коллекторный ток триода Т возрастает падение напряжения на сопротивлении Рв, и триоды Т 1 и Т, переходят в состояние Закрыт. Описанный процесс происходит практически мгновенно за время, сравнимое с постоянной времени триодов,Таким образом обеспечивается практически прямой обратный фронт импульса коллектор- ного тока через триоды Т 1 и Т 2, Диод Д 4 служит для гашения энергии поля обмотки возбуждения и предохраняет триод Т 1 от перенапряжения в момент разрыва коллекторного тока. Такой процесс происходит не только в случае пробоя стабилитрона, но и при повышении падения напряжения на эмиттерноколлекторном переходе триода Т, вследствие перегрузки, в частности при коротком замыкания в цепи обмотки возбуждения, т. е. триод Т, выполняет две функции: обеспечивает работу триодов Ти Т 2 в режиме переключений и одновременно является бесконтактным реле защиты регулирующего триода Т, от перегрузки.После запирания эмиттерно-коллекторного перехода триода Т, на емкости С 1 устанавливается напряжение немного меньше номинального. В промежуток времени, пока ток заряда емкости С 1, проходящий через переход эмиттер - база триода Тв, обеспечивает насыщение триода Т, по коллекторному току, триоды Т 1 и Т 2 закрыты, и ток на обмотку возбуждения не поступает, Этот интервал времени определяется величиной емкости, которая под 5 10 15 20 25 30 35 бирается таким образом, чтобы пауза между импульсами тока возбуждения была оптимальной с точки зрения теплового режима триода и регулировочной характеристики системы, Пауза должна быть не меньше, чем продолжительность импульса стабилитрона, которая определяется постоянной времени обмотки возбуждения,Как только ток заряда емкости С становится меньше тока, обеспечивающего насыщение триода Т, по коллекторному току, возрастает падение напряжения на эмиттерно-коллекторном переходе триода Т, и уменьшается падение напряжения на сопротивлении Йз, открываются триоды Т, и Ть а триод Тв переходит в состояние Закрыт. Активное запирание триода Тпомимо смещения на диоде Д, форсируется в первый момент напряжением на емкости С,. Величина сопротивления Р; подбирается таким образом, чтобы постоянная времени разряда емкости С 1 на это сопротивление была не больше, чем минимальная по условиям регулирования ширина импульса тока коллектора триода Тчтобы перед очередным опрокидыванием схема пришла в исходное состояние. Применение триода Тв, работающего в противофазе с регулирующим триодом, обеспечивает ключевой режим работы силовых триодов и осуществляет автоматическую защиту регулирующего триода от перегрузки, Сигналом для срабатывания триода Т, и опрокидывания схемы является повышение падения напряжения на регулирующем триоде выше определенного, заданного выбором диода Лз с определенным потенциальным барьером. Время возврата схемы в исходное состояние определяется параметрами емкости С, и сопротивления Л;. Предмет изобретения Регулятор напряжения для генераторов постоянного и переменного тока, содержащий силовой транзистор в качестве регулирующего органа, измерительный элемент, выполненный в виде делителя напряжения, стабилитрона и транзистора, транзисторный усилитель, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования и повышения надежности, в схему регулятора включен вспомогательный транзистор, эмиттер которого соединен непосредственно с эмиттером силового транзистора, коллектор через сопротивления и эмиттерный переход транзисторного усилителя - с базой силового транзистора, а база вспомогательного транзистора подключена через соединенные последовательно емкость, зашунтированную сопротивлением, и диод к коллектору силового транзистора,