Автономная система энергоснабжения

,02 Р 9 И 306 РЕТЕНИЯ ОПИСАН Н АВТОРСКОМ ТЕЛЬСТВУ о нд" ас,ааа ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский.иэкспериментальный институт автомобильного электрооборудования и автоприбороаи Калужский завод автомотоэлектрооборудования им. 60-летия Октября(54)(57) АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ, содержащая генератор переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с выведенным нулем, а Фазные выводы якорныхобмоток через выпрямитель подключены к аккумуляторной батарее, выводыкоторой образуют плюсовую и минусовую шины питания энергосистемы, регулятор напряжения, через выходнойтранзистор которого один нз выводов обмотки возбуждения.генератора соединен с минусовой шиной питания, а . входной резистивныйделитель напряжения регулятора крайними,"выводами соединен с плюсовой и минусовой шинами питания, причем между средней точкой резистивного делителя напря" жения и минусовой шиной питания вклю. чен конденсатор фильтра и узел защиты от перенапряжений, выполненный . в виде тиристора, анод которого соединен с выводом нуля якорных обмоток генератора, а катод тиристора связан с минусовой шиной питаяия, причеманод тиристора через, последовательно включенные стабилитрон и резистор соединен с управляющим электродом Е тиристора, а к общей точке соедине" ния анода стабилитрона и .резистора подключен анод диода, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, катод диода подключен к точке соединения конденсатора фильтра и средней точки реэистивного делителя напряжения, а второй вывод обмотки возбуждения генератора подключен к аноду тиристора узла защиты от перенапряжений.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованав автономных системах энергоснабжения, преимущественно для энергосистем, применяемых на автомобилях.Известны автономные системы энергоснабжения, .содержащие генератор,выпрямитель, аккумуляторную батарею,регулятор напряжения и узел защитыот перенапряжений 1),Недостатком этой энергосистемыявляется то, что узел защиты функци"нально срабатывает через регуляторапряжения, поэтому не может защицать энергосистему при выходе изстроя самого регулятора.15Известна другая автономная энергосистема, которая содержит те жефункциональные узлы, но узел защитывыполнен отдельно и воздействует непосредственно на обмотку возбуждения 23.Недостатком этой энергосистемыявляется то, что защита не воздействубт на выходную обмотку генератора,являющуюся также источником перенапряжений, поэтому она недостаточно,эффективнаНайболее близким техни.веским решением к изобретению является автономная система энергоснабжения, содержащая генератор переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с выведеным нулем, афазные выводы якорных обмоток черезвыпрямитель подключенык аккумуляторной батарее, выводы которой образуютплюсовую и " минусовую шиныпитания, системы энергоснабжения, регулятор напряжения, через выходнойтранзистор которого один из выводовобмотки возбуждения генератора сое Одинен с минусом, а входной резистивный делитель напряжения регуляторакрайними выводами соединен с плюсовой и минусовой шинами питания,причем между средней точкой резистив-Д 5ного делителя напряжения и минусомвключен конденсатор фильтра, а также узел защиты от перенапряжений,выполненный в виде тиристора, анодкоторого соединен с выводом нуляякорных обмоток генератора,а катодтиристора связан с минусом э.ергосис -темы, причем анод тиристора через последовательно включенные стабилитрони Резистор соединен с управляющимэлектродом тиристора, а. к общей точке соединения анода стабилитрона ирезистора подключен анод диода Э,Недостатком известной энергосистемы является то, что при отказе ре гулятора, например, при пробое выходного транзистора, т.е. при замыкании его коллекторно-эмиттерной цепи, тиристор включается, однако цепь обмотки возбуждения не отключается 65 и не шунтируется, т.е. генератор не развозбуждается сразу при включении тиристора, при .этом тиристор пере гружается, возможно превышение регулируемого напряжения сверх ббычного регулируемого уровня, что опасно для потребителей и аккумуляторной батареи, кроме того, при кратковременных импульсных перенапряжениях стабилитрон пробивается и тиристор включается, для возврата схемы в исходное состояние необходимо остановить двигатель и генератор, после чего запустить установку снова.Включение тиристора при случайных кратковременных импульсах перенапряжений усложняет эксплуатацию, 1 а возможность его перегрузки уменьшает надежность системы.Целью изобретения является повышение надежности.Поставленная цель достигается тем что в автономной системе энергоснабжения, содержащей генератор переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с выведенным нулем,а фазные выводы якорных обмоток через выпрямитель подключены к аккумуляторной батарее, выводы которой образуют плюсовую и минусовую шины питания энергосистемы, регулятор напряжения, через выходной транзистор которого один из выводов обмотки возбуждения генератора соединен с минусовой шиной питания энергосистемы, а входной резистивный делитель напряжения крайними выводами соединен с плюсовой и минусовой шинами питания, причем между средней точкой резистивного делителя напряжения и минусовой шиной питания включен конденсатор фильтра и узел защиты от перенапряжений, выполненный в виде тиристора, анод которого соединен с выводом нуля якорных обмоток генератора, а катод тиристора связан с минусовой шиной питания энергосистемы, причем анод тиристора через последовательно включенные стабилитрон и резистор соединен с управляющим электродом тиристора, а к общей точке соединения анода стабилитрона и резистора подключен анод диода, катод диода подключен к точке соединения конденсатора фильтра и средней точки резистивного делителя напряжения, а второй вывод обмотки возбуждения генератора подключен к аноду тиристора узла защиты от переф напряжений. На чертеже приведена принципиальная схема автономной системы энергоснабжения.Автономная система энергоснабжения содержит генератор 1 переменного тока, якорные обмотки которого соединены в звезду с выведенным нулем, афазные выводы якорных обмоток через выпрямитель 2 подключены к аккумуляторной батарее 3, выводы которой б образуют плюсовую и минусовую шины питания энергосистемй, один из выводов обмотки 4 возбуждения через выходной транзистор 5 регулятора напряжения соединен с минусовой шиной питания энергосистемы. Регулятор напряжения состоит иэ вспомогательного транзистора б, управляющего транэис тора 7, база которого через стабилитрон 8 соединена с регулировочным выводом входного реэистивного делителя напряжения, состоящего иэ резисторов 9, 10 и 11. Резистивный де литель напряжения крайними выводами соединен с. плюсовой и минусовой шинами питания энергосистемы. Между средней точкой резистивного делителя напряжения и минусом включен кон. денсатор 12 фильтра. Кроме того в состав ругулятора напряжения входят резисторы 13 и 14, образующие положительную обратную связь, согласующий диод 15, токоограничивающий 25резистор 16 и диод 17 гашения ЭДС самоиндукцииузел защиты от пере.напряжений выполнен в виде тиристора 18, анод которого соединен с выводом нуля якорных обмоток, а катод связан с минусовой шиной питания энергосистемы. Анод тиристора 18 подключен ко второму выводу обмотки возбуждения генератора и через последовательно включенные стабилитрон 19 и резистор 20 соединен с управляющим элект- З 5 родом тиристора, Между точкой соединения анода стабилитрона 19 и резистора 20 включен анод диода 21, катод которого подключен к точке соединения конденсатора 12 фильтра и средней 40 точке резистивного делителя напряжения. Управляющий переход тиристора 18 эашунтирован резистором.Устройство работает следующимобразом. 45Когда напряжение генератора ниже определенного заданйого уровня, транзисторы 5 и б находятся в проводящем состоянии, а по обмотке 4 возбуждения протекает ток (базовый ток транзистора б протекает через резистор 16 и диод 15).Стабилитрон 8 и управляющий транзистор 7 в это время находится; в выключенном состоянии. Напряжение генератора повышается до уровня, при ко тором стабилитрон 8 и транзистор 7 переходит в проводящее состояние, а транзисторы 5 .и 6 включаются.Поддержание регулируемого напряжения на заданном уровне произво дится путем периодического переключения схемы из одного вышеописанного состояния в другое с определенной частотой. Четкость переключения увеличивается благодаря цепочки обратной связи.При повышении напряжения генератора до опасного значения стабилитрон 19 пробивается на массу через резисторы 20 и 22, тиристор 18 включается, шунтируя якорные обмотки генератора и цепь обмотки возбужденияПри кратковременных перенапряжениях, например, в стационарном режиме работы генераторной установки, стабилитрон 19 пробивается на массу через резисторы 20 и 22, однако тиристор 18 при этом не включается, так как гашение высокочастотных пульсаций осуществляется конденсатором 12 входного фильтра, шунтирующим вход тиристора.Напряжение в цепи обмотки возбуждения ограничивается с помощью цепочки: стабилитрон 19, диод 21 и конденсатор 12.При перенапряжениях, имеющих большую длительность, возникающих, например, при сбросе тока нагрузки генератора, стабилитрон 19 переводится в открытое состояние в течение более длительного времени, тиристор 18 включается, шунтируя статор генератора и цепь обмотки возбуждения.При обрыве плюсового провода 23 от генератора на входной делитель 9, 10 и 11 напряжения поступает только напряжение батареи, при котором стабилитрон 8 регулятора не включается, что приводит к опасному повышению напряжения в системе. Но при превышения напряжения генератора выше опасного значения, стабилитрон 19 пробивается и напряжение генератора снижается как благодаря включению тиристора, который шунтирует цепь обмотки возбуждения, так и благодаря подаче на вход регулятора через диод 21 сигнала на запирание выходного транзистора ре" гулятора напряжения.Изобретение позволяет повысить надежность системы при коротких замыканиях коллекторно-эмиттерной цепи выходного транзистора, так как генератор развозбуждается одновременно с включением тиристора, чем исключается как токовая перегрузка тиристора, так и возможное повышение напряжения до опасного для потребителей значения.Кроме того, укаэанное соединение элементов позволяет исключить включение тиристора при кратковременных импульсах.