Система электроснабжения

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ(11) 817968 Союз Советски кСоциалистическихРеспублик Дополнительно Заявлено 06,06 вт. свид-ву(2 1.) 2030724/О аявки Н 02 Р 9/30 с присоединени (23) Приоритет аударстаеннын камите СССР о делам изобретений53) УДК 621.313. .12.024.07 (088.8) 30.03,81, Бюллетень12вания описания 05.04.81 публикован ата опубли и аткрыти Авторзобретения(71) Заявитель елябинский политехнический им. Ленинского комсомолаости, расключениях,аксималья, что, есегулятора,ей потерь ю мощ ри пер имеет пиран ность авляю Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения электромашинных генераторов постоянного тока в установившихся и переходных режимах работы, вызванных возмущениями скорости вращения якоря и различной по величине и характеру нагрузки в пределах соответствующих диапазонов регулирования током возбуждения.Известно устройство для регулирования напряжения генераторов постоянного тока (ГПТ), работающее в импульсном режиме и содержащее регулирующий орган в виде силового транзистора, измерительный орган в виде усилителя постоянного тока на стабилитроне, сопротивлениях и транзисторе, обратный диод, шунтирующий обмотку возбуждения и дополнительные элементы, обеспечивающие повышение качества работы устройства 1,Однако такой регулятор напряжения практически не оказывает влияния на процессы возбуждения и развозбуждения системы ГПТ - нагрузка, так как, являясь по сути управляемым ключом, регулятор производит только периодические размыкания и замыкания цепи обмотки возбуждения. Наиболее близким техническим решениемк предлагаемому является система электроснабжения, содержащая электромашинный генератор постоянного тока, в цепь обмотки возбуждения которого включен импульсный регулятор напряжения, обратный диод, шун тирующий обмотку возбуждения и добавочный резистор, включенный последовательно с обратным диодом 2К недостаткам известного устройства относится то, что напряжение 1.) на запертом регулирующем транзисторе этого регулятора в момент размыкания цепи обмотка возбуждения - якорь ГПТ больше номинального напряжения генератора 1.1 на величины падения напряжения на добавочном резисторе 1.)9 Ы. от коммутируемого тока возбужде ния и ЭДС самоиндукции е якоря ГПТ что приводит к увеличени сеиваемой в транзисторе п так как величина 1.)ерш, ное значение во время з тественно, снижает надеж так как наибольшей сос55 в силовых переключающих устройствах являются потери переключения. Кроме того,под действием высокого напряжения 11возможно необратимое разрушение (пробой) коллекторного перехода транзисторов,которые, как известно, не допускают дажекратковременного превышения предельнодопустимого значения напряжения на коллекторе. Указанное обстоятельство определяет необходимость учитывать величинуе и на основании этого, а также с учетомдопустимого значения 1 к ограничивать величину добавочного резистора, что снижаетего эффективность.Цель изобретения - повышение надежности системы электроснабжения.Указанная цель достигается тем, что всистеме электроснабжения добавочный резистор, включенный последовательно с обратным диодом, зашунтирован конденсатором.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемой сис темы электроснабжения.Система содержит импульсный регулятор 1 напряжения, представленный в видеключа, имеющего два устойчивых состояния - , замкнутое или разомкнутое, обмотку 2 возбуждения, шунтированную обратным диодом 3, добавочный конденсатор 4,шунтирующий добавочный резистор 5,включенный последовательно с диодом 3,ГПТ 6, напряжение которого стабилизируется с помощью регулятора 1. 30Система работает следующим образом.В замкнутом положении ключа 1 обеспечивается надежное самовозбуждениеГПТ 6, так как обмотка 2 возбуждения полностью подключена к шинам генератора.При размыкании ключом 1 цепи обмотки 2возбуждения в моменты достижения напряжением 1.1 величины напряжения размыкания1 р под действием возникающей ЭДСсамоиндукции происходит переключениетока возбуждения 1 в цепь диода 3 и с 40этого момента ток возбуждения начинаетуменьшаться по величине.При соблюдении условия41.СК(И СК - 1.в) (1)процесс спадания тока возбуждения носит 45колебательный характер и описываетсяуравнением1, (1): 1.со.са 1-=Ъ 41 - фЗ-х1,вхзпо 1 е ", (й)о 1,50где Л и сО - действительная и мнимаячасти корней характеристического уравнения для тока 14 4где 1.в и К 4 - суммарные параметры обмотки возбуждения;С - емкость конденсатора 4;К - сопротивление резистора 5;- остаточное значение напряжения на конденсаторе 4, если к моменту размыкания он заряжен;1 р - время спадания тока 1 в до момента замыкания ключа ;- значения тока 1 в, соответствующее началу процесса спадания,Напряжение 11 на конденсаторе 4 приэтом возрастает согласно уравнению, ,-:;,+-,+ 1.в 4 цД 393 ю 6, 1) о 41 р от исходного значения 1.10 до некоторого значения 1.1 е.ф, к моменту окончания процесса езвозбуждения, когда спадающее напряжение 11 достигает величины напряжения замыкания Б и ключ 1 замыкает цепь обмотки возбуждения, За отрезок времени, в течение которого ключ 1 замкнут, время возбуждения 1,у конденсатора 4 разряжается согласно уравнения1.1,(1) = 1.1,Е, О 1 10 (5)с постоянной времени г = КС до величины 1.1 р.Соответствующим выбором величин К и С легко добиться условия, чтобы величина остаточного напряжения 1.1 была мала, в этом случае напряжение на разомкнутом ключе 1 в момент размыкания цепи обмотки возбуждения равно1-кфир-)м + е,(6)так как Ц= 1 о а О согласно уравнению (4) для момента 1 = О, поэтому и мощность, рассеиваемая в ключе 1, сравнительно невелика. Дальнейшее увеличение напряжения 1.)к до (11 + 13 с.з) происходит при разомкнутом ключе 1 (запертом регулирующем органе).Для процесса развозбуждения системысправедливо уравнение"вК =-(1 вйа+ 14, (7)й 101 Тиз которого следует, что в данной системе обеспечивается и форсировка процесса развозбуждения, так как ЭДС Е генератора связана с током 1 в известным соотноше,ниемп к 1 е817968 Состав Техред Тираж Государстве елам изобре сква, Ж - 35Патент, г,итель С. Горбаче Корректор В. БутягаПодписноеСССРийд. 4/5роектная, 4 едактор М. Митровкааказ 1023/77ВНИИПпо113035, МФилиал ППП. Бойка30 нного комитета тений и открыт Раушская наб Ужгород, ул. ПИзложенное остается справедливым и для переходных режимов системы, обусловленных сбросом (набросом) нагрузки ГПТ или резким изменением скорости вращения якоря, так как и в этих случаях ключ 1 занимает одно из своих положений.При использовании предлагаемой системы электроснабжения существенно уменьшается составляющая потерь мощности, рассеиваемой в регулирующем транзисторе за время его запирания в режиме непрерывных переключений, и обеспечивается защита от возможного пробоя (разрушения) переходов указанного транзистора, обусловленных влиянием резистора 5. В результате повышается надежность системы, что расширяет область ее использования. Предлагаемая система по сравнению с известной обеспечивает высокую надежность при высокой скорости переключения (до 3 мкс) регулирующего транзистора (ГТ 806 Б) притех же параметрах и элементах системы. Формула изобретенияСистема электроснабжения, содержащая5 электр ома щи нный генератор постоянноготока, в цепь обмотки возбуждения котороговключен импульсный регулятор напряжения,обратный диод, шунтирующий обмотку возбуждения, и добавочный резистор, включен 10ный последовательно с обратным диодом,отличающаяся тем, что, с целью повышениянадежности системы, упомянутый резисторзашунтирован конденсатором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе15 1, Авторское свидетельство СССР237231, кл. Н 02 Р 9/30, 1968.2. Патент ФРГ1105966, кл. 21 с 64/50,1961 (прототип) .