Регулятор напряжения для генератора переменного тока

союз СОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 011 8 ЭС 51) Н 0 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ Дтр(71) Научно-исследовательскийи экспериментальный институт автотракторного электрооборудованияи автоприборов(56) 1. Патент США У 3209235,кл. 322-28, 1976.2. Авторское свидетельство СССРУ 498705, кл. Н 02 Р 9/30, 1974.3, Патент Англии 9 1174169,кл. С 3 К, 1967.4. Заявка ФРГ У 2649306,кл. Н 02 Р 9/38, 1978ементье(54) (57) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий измерительный орган, выполненный в виде резистивного делителянапряжения, первый из выводов которого подключен к плюсовой шинепитания, между средней точкой делителя напряжения и вторым выводомделителя напряжения подключены юСмаей ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ последовательно соединенные стабилитрон и резистор, к общей точкесоединения которых подключена базатранзистора измерительного органа,эмиттер которого соединен с вторымвыводом делителя напряжения, выходтранзистора измерительного органасвязан с входом усилителя мощности,через эмиттерно-коллекторный переходтранзистора которого подключены между плюсовой и минусовой шинамипитания выводы для подключения обмотки возбуждения генератора, причемплюсовая и минусовая шины питаниярегулятора через выпрямитель связаныс выводами для подключения якорныхобмоток генератора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьппения надежности и упрощения регулятора, в него дополнительно введены дварезистора, одни из выводов которыхобъединены и соединены с вторым выводом делителя напряжения, свободныйвывод одного дополнительного резистора подключен к выходу усилителямощности, а свободный вывод другого:дополнительного резистора соединенс минусовой шиной питания.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов системах электроснабжения транспортных средств, в частности в регулято"рах напряжения генераторов автомобилей, автобусов, тракторов и пр.Известно, что важным параметромрегулятора напряжения является частота переключений выходного регулирующего элемента - транзистора,включенного в цепь обмотки возбуждения генератора. Эта частота должнабыть достаточно высокой во всем диапазоне регулирования с тем, чтобы небыло значительного размаха пульсацийвыходного напряжения, вызывающего нежелательные мерцания света ламп икачания стрелок измерительных приборов,Известен регулятор напряжениядля генераторов, содержащий выходнойтранзистор, последовательно включенный с обмоткой возбуждения гене"ратора, цепь управления транзистором, а также включенные параллельнообмотке возбужцения диод и последовательно с ним соединенный стабилитрон.При запирании выходного транзистора в процессе регулирования ускоряется спад тока самоиндукции обмотки возбуждения через контур гашениядиод - стабилитрон. Ускорение спадатока вызвано снижением постояннойвремени контура из-за наличия внем стабилитрона что приводит к оп 935ределенному повышению частоты переключений регулятора 1 1,Недостатком этого устройства является снижение эффективности гашения ЭДС самоиндукции обмотки возбуждения, так как напряжение на транзисторе в промежутке запертого его состояния увеличивается на величинунапряжения стабилизации стабилитрона.Известен также регулятор напряже 45ния, в котором с целью повышения точности за счет повышения частоты автоколебаний в цепь диода, шунтирующего обмотку возбуждения генератора,введен один из резисторов дополни 50тельного делителя напряжения, а входрегулятора напряжения соединен с выходом этого делителя 2 . Аналогичное техническое решение с некоторыми видоизменениями предложе но в еще одном регуляторе 3Недостатком таких регуляторов являются дополнительные потери в резис торе, так как по нему должен замыкаться ток, равный току возбуждения.1Наиболее близким техническим решением к изобретению является регулятор напряжения, содержащий измерительный орган, выполненный в виде резистивного делителя напряжения, первый из выводов которого подключен к плюсовой шине питания регулятора, между средней точкой делителя напряжения и вторым выводом другого плеча делителя напряжения подключены последовательно соединенные стабилитрон и резистор, к общей точке соединения которых подключена база транзистора измерительного органа, эмиттер которого соединен с выводом резистора второго плеча делителя напряжения, выход транзистора измерительного органа связан с входом усилителя мощности, к выходу которого между плюсовой и минусовой шинами питания через эмиттерно-коллекторный переход транзистора подключены выводы для подключения обмотки возбуждения генератора, причем плюсовая и минусовая шины питания регулятора через выпрямитель связаны с якорными обмотками генератора.Для повышения частоты переключений регулятор содержит дополнительный транзистор, коллекторно-эмиттерная цепь которого включена параллельно части входного делителя напряжения, к которой присоединена упомянутая цепь стабилитрона и входного транзистора, и резисторы.Базовая цепь дополнительного тран- зистора присоединена к коллектору выходного транзистора.Карый раз при запирании выходного транзистора потенциал его коллектора скачком повьппается, при этом открывается дополнительный транзистор, шунтируя входную цепь регулятора, Стабилитрон и входной транзистор запираются, а выходной снова открывается. Таким образом, происходит повышение частоты переключений схемы Г 43.Недостатком данного регулятора является сложность схемного решения, что снижает надежность работы. Цель изобретения - повьппение надежности и упрощение регулятора.Поставленная цель достигается тем, что в регулятор напряжения для генератора переменного тока,9850 4 На чертеже приведена принципиальная схема генераторной установки 1 З 5 вместе с регуляторомнапряжения.Генератор имеет статорные обмотки 1, выпрямитель 2, обмотку 3 возбуждения и подключен параллельно аккумуляторной батарее 4, Регулятор напряже О ния содержит выходной транзистор 5 ,усилителя мощности, выводы коллектор-эмнттер которого соединены последовательно с обмоткой 3 возбуждения генератора между плюсовой и минусо вой шинами питания, и транзистор 6 промежуточного усилителя, образующий с транзистором 5 выходной составной транзистор, измерительный орган, включающий в себя измерительный транзистор 7 и стабилитрон 8, включенный в базовую цепь транзистора 7, входной резистивный делитель напряжения на резисторах 9 и 10, причем цепь стабилитрон 8 - база-эмиттер 55 транзистора 7 включена параллельно второму плечу 10 входного резистивного делителя напряжения, а также 3 110 содержащий измерительный орган, выполненный в виде резистивного делителя напряжения, первый из выводов которого подключен к плюсовой шине питания, между средней точкой делителя напряжения и вторым выводом делителя напряжения подключены последовательно соединенные стабилитрон и резистор, к общей точке соединения которых подключена база транзистора измерительного органа, эмиттер которого соединен с вторым выводом делителя напряжения, выход транзистора измерительного органа связан с входом усилителя мощности питания, 15 через эмиттерно-коллекторный переход транзистора которого подключены между плюсовой и минусовой шинами питания выводы для подключения обмотки возбуждения генератора, причем плю 20 совая и минусовая шины питания регулятора через выпрямитель связаны с выводами для подключения якорных обмоток генератора, дополнительно введены два резистора, одни из выводов которых объединены и соединены с вторым выводом делителя напряжения, свободный вывод одного дополнительного резистора подключен к выходу усилителя мощности, а сво"ЗО бодный вывод другого дополнительного резистора соединен с минусовой .шиной питания. дополнительные резисторы 11 и 12,при этом резистор 12 соединен одним выводом с точкой 13 соединенияэмнттера транзистора 7 и второгоплеча 10 входного делитечя, а вторымвыводом присоединен к эмиттеру выходного транзистора 5, являющегосявыходом усилителя мощности, к тойже точке 13 присоединен вывод второго дополнительного резистора 11чдругои вывод которого соединен с минусовой шиной энергосистемы. Регулятор содержит также резистор 14,определяющий, базовый ток выходноготранзистора, и резисторы 15 и 16 вбазовых цепях транзисторов 5 и 7.Диод 1 служит для улучшения запирания выходного составного транзистора5-6: падение напряжения на резисторе12 (не более 0,2 В) компенсируется падением напряжения на диоде 17. Параллельно обмотке возбуждения включенгасящий диод 18,Регулятор работает следующим образом.До достижения генератором заданного регулируемого уровня напряжения падение напряжения на резисторе 10 второго плеча резистивного входного делителя еще не достигнет уровня, при котором стабилитрон 8 начинает пробиваться. При этом транзистор 7 заперт, а выходной транзистор 5 усилителя мощности открыт, и по обмотке 3 возбуждения протека" ет ток. При повыш .нии частоты вращения генератора, когда напряжение генератора достигнет заданного уровня, падение напряжения на резисторе 10 резистивного делителя повышаетсядо уровня, при котором стабилитрон 8 пробивается, и через переход база-эмиттер транзистора 7 пРотекает ток. Транзистор 7 открываетсяЭ шунтируя вход усилителя м 8 щности, Транзистор 5 запирается, ток воз-, буждения прерывается, напряжение генератора начинает спадать, при этом падение напряжения на резисторе 10 снизится до величины, меньшей напряжения стабилизации стабилитрона 8, он переходит в непроводящее состояние, транзистор 7 запираетсяЭ а транзистор 5 открывается, затем процесс повторяется и т .д .Регулирование необходимого среднего тока возбуждения при работе регулятора происходит за счет авто1109850 10 Заказ 6097/39 Тираж 667ППП тввт г. УюоРод, ул.н матического изменения соотношений времени "Закрыт" и Открыт" транзистора 5 при его переключениях.Повышение частоты переключений достиГается следующим образом,В состоянии "Открыт" выходного транзистора 5 падение напряжения на резисторе 12 незначительно и потенциал точки 13 соединения эмиттера транзистора 7 с резистором 10 практически равен потенциалу минусовой шины. При переключении транзистора 5 в закрытое состояние напряжение на резисторе 12 скачком повышается и, следовательно, понижается напряжение на резисторе 10, что приводит к переходу стабилитрона 8 в непроводящее состояние, а значит, к переключению транзистора 7 в закрытое состояние, а транзистора 5 снова в открытое состояние.Таким образом, обеспечивается ускоренный переход регулятора в рабочем режиме от закрытого состояния в открытое, что способствует повышению надежности и упрощению регулятора за счет использования для этого только двух резисторов.