Регулятор напряжения для генераторов

О П И С А Н И Е 235835ИЗОБВЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик,072.2 (088.8) иоритет дела омитет забретении и открытии Опубликов.1.1969. Бюллетень х,"е ри Совете Мииистро СССРДата опубликования описания 4 Л 11,1969 АвторыизобретенияЗаявитель ов и Н, Я. Уткинэлектрооборудо. Н. Кондратьев, Т. Н. Тринитатова, А. МКалужский завод автотракторного и мотвания естоп летно ИЯ ДЛЯ ГЕНЕРАТОРОВ РЕГУЛЯТОР НАПР Известные регуляторы напряжения для генераторов постоянного и переменного тока, содержащие регулирующий элемент, например, в виде транзистора, измерительный элемент на транзисторах и устройство защиты регулирующего элемента от коротких замыканий на массу в цепи Обмотки возбуждения, при выполцснии последнсго на базе контактных элементов мало надежны, обладают значительной инсрциоцностью при срабатывании, 10 что может привести к электрическому пробою регулирующего трацзистора раньше, чем успевает сработать реле.Предлагаемый регулятор отличается от известных тем, что в нем в качестве указанного устройства защиты применен тиристор, цепь анод - катод которого связана с базовой цепью управляющего транзистора измерительного элемента, а управляющая цепь через промежуточный транзисторный усилитель и сопро тивлеция - с цспью обмотки возбуждения генератора.Это повышает надежность регулятора в работе.На фиг, 1 представлена принципиальная 25 электрическая схема регулятора на одном регулирующем транзисторе; на фиг. 2 - схема регулятора с составным транзистором в качестве регулирующего элемента; на фиг. 3 - принципиальная схема контактно-транзистор ного регулятора цапряи ения с защитой, регулирующего транзистора аналогичной регуляторам по фиг. 1 и 2.На фиг. 1 представлена типичная схема транзисторного регулятора напряжения с предлагаемой бесконтактной зашитой регулирующего транзистора от коротких замыканий в цепи ша нтПодобные регуляторы обычцо построены по принципу бесконтактного реле на двух,или трех транзисторах, однц из которых, управляющий, входит в измерительный орган рсгулятора, а другой, рсгулирующий, нспосредствец но воздействует ца ТОк возб 1 ждеция.До момента достижения генератором уров ця напряжения, соответств ющего регулируемому, управляющий транзистор Тр закрыт, так как закрыт стабилитрон Ст г, цепи его базы. В это время регулирующий транзистор Троткрыт и насыщен за счет сопротивления У(1 базы, подобранного соответствующим образом. При достижении генератором,напряжения, соответствующего регулируемому, происходит пробой стабилитрона, а управляощий транзистор открывается, Регулирующий транзистор закрывается в результате подачи положительного потенциала на его базу через переход эмиттер - коллектор управляющего транзистора, и напряжение генератора,начинает падать до момента закрытия стабилитро 235835На, ДЯЛСС ВССЬ ЦИКЛ ПОВТДРЯСТС 51, ТЯК) ООРс 1- 3011, УпРЯвл 51 ОЩНЙ и РсГУли;)УЮЩЙ тРЯПЗН- сторы работают и ключгвом режиме. Пр Пэ)- мальпдй РЯООг ГснсРс 1 ОР 31;)Й Уст 231013 к 1 СИГН с Л Н Я П Р 51 Ж Е Н И 51, С Н И М 2 С )Ы 11 С С 0 П Р Д 3 И 13.1 Е Н И 51 7(, ВК)110 сС 3 НОГО В ЦСПЬ Вдзб 1 ЖДенн 51 ГСнсратора, недостаточен для срабатывания уси)ительндго транзистдра Т поэтому на упразляющем электрое тиристора Т нет сигнала управления, и тиристор закрыт. Прн коротком зямыкяии клеВ;(нуРт Ш Гснерятора или регулятора на массу,или в случа" .;СжвРтко- ВОГО Зямыкяни 51 Об)Откц Возб 1 жден,15енс ратора тэк, проюдящРй через регулирующий транзистор и, следдватсльно, через сэпротнилени. 7( резко возрастает, гд привэдит к мгновенному открыт)но трапзистора 7 Тдк КОЛЛСКТОря Тря 331 СТОра Т ) р СЭЗ яг Г Нс 1 С ) протР 3.1 снп 51. Аз и 7(4 делитгл 5 32.гнре с япряжения, в рсзультате чего в цепи управлгни 51 п 1 ристоря прстскяеГ тйк, пгрсорясыВяО- щий тиристор из закрытого состояния в открытое. В этом случае, несмотря на то, чтд сгабилнтрон закрыт, управл 5 нощчй транзистор 1 з 31 С РЛ 1 Т С;1 Ы:) Г Э 0 Р Г Я Н Я Р С ГУЛ Я Т Р с О Т К Р Ы и с г Т Ся через яно.юуо цепь ГРр 3 стдра, а этэ прш)дгит к мгновенному закрытию рсгулируощего тра:1- знстора, При закрытии регулирующегд тра 13- СТОРЯ ТОК КОРОТКОГО ЗсМЫКЯ 1 И 51 ИСЧСЗЯСТ, ТРЯНЗИСТдр Т)тр ЗякрыисСТС 51, СПНЯЛ уПрявЛЕНИ 5 132 тирстор нг подастся, но в соответствии с волы-амперной (арактсрист;Кэй тирегора Т ОН ОС ГсЕТС 5 130 ВКГПОЧСН 10.1 СДСТЭ 5 НН;Д Тгк ПОР, ПДКЯ НС 0 ДСТ;ИК 3 ПДИРОс 3210 КОРДТКОС замыкание н нс будет отк;ючсно пнтанн сети.Защиту на опрслслгнный ток срабатывания регулируют с гэмдщью псргмснндгд сдпрэ:.3 л г н и 51 7(,5.Возможс 1 несколько нзмсншный варнап скемы защиты см, фиг. 1 -- пункгир), рсл анодную цгпь тнристора включить в точку а сксмы регулятора, в этом случае при огкрьпни тиристдра уме:Ыпастся экв)иалснпОс сопротивление нижнсгд плеча делителя, стабилнтрон прдбРвас гс 5 От няпр 5 жгни 5 Оа Гярс 1, н защита срабатывает, как описан: ) вынг. На фнг. 2 предстаилен,варнянг защиты рг- Г) ЛИР) 10 ЩЕГО ТРЯ 13 СТОРЯ ДТ Гокс 1,ЭРОКОГО замыкания клеммы Ш на массу для транзисторного регулятора няпр 5 жения, в 1(дтордм в качестве регулирующего транзистора п рнменсн составнои транзистор, состоящий:зв)к кдмпоРентов 7и 7,рПринцип расо яки; регулдров заклО- чается в следующем. При иключгннн замка зяжиГяния с:;емя пдлучяст питяниг От якку - муляторной батареи. При этом управ:яюшнй транзистор измерительного органа 7, закрыт, так как закрыт стабилитрон Ст в цепи базы этого транзистора, а компднснты регулирующего транзи тора открыты и пэл:Остью насыщены благодаря содтветствующему пдд- боРУ величин сопРотивлсний 7(р и Лт. Это обсснс 1 ИВяст )12 ксимяльный тОк,воз оуж; н и 51 В )б) дтке иозбуждг:ия.После пуска двигателя начинает )ращатьс 51ротор ГспераОря, и напряжс:Не на сг) к:с)1 мак начсинаст повышаться по мгрг уьсличгнияобдротои Двигателя. Зто напр 5 РксНс подастсяна стабилитрон Ст через делитель сопротивлений Я 3 н 7. При определенны.; ооордтак р:)- Ора гснератора этд напряжение достигает такдго ровня, при котором проис.(эгРт пробойСссОИЛИТрдпа, Тр 2 НЗРСТдр Т) рр ЭТКрЫВЯСТСя,,и чгрез его прдмгжутдк эмиттер - коллекторна Оаз 5 Трррр пэДЯет Я пдтенЦнал, гэзД 210 ш Йполон(нтсльное смгщение и закрываОШ 33 й состяВПОЙ трянзистдр, Ток Вэзбуж.ени 51 ГЯдяет,СОДТВЕТСТВСН 30 1 ЯЧИНЯЕТ ПЯДЯТЬ НЯПР 51 ЖШ 1 ИСгснсратора до Величины, при котдрой стабилр- трон,снова закрывагтся, в рез;лыатг чсГО 32 кРывается УПРавлЯюшчй тРа:зчстдР Ттр, иОткрыВястс 53 сдстяВнОЙ транзигОр, ТОк ВОЗ.Оу)кдени 51 Возрастает, уислнчиВЯстг 5 япр 5 н(с.нне генсратора, и весь цикл по 3 эрястс 51, ТЯким образом, все три траЗистора рггулятдряработают В ключгвом режиме.О:эбснндсгыо пддобнык рсгулятдрсв напряЖС 11 П 51 51 13 Л 51 С Тг 5 ТО,Э П Р 3 10 Р )1 Я:1 Ь Н Э Й Р Я 0 Оте гснсрагдрной устандвки коллсктдры тран 3 сОров, вко;яш 3.( и составной тразист;),имгст практически одинаковый потенциал.О;пако и аварийном режиме кдрэткдго за) ЫКЯНИ 51 КЛг) МЫ (ШУНТ ГЕ 1 СРЯТЭРЯ На )сСС 3,КОГ.с СО ТЯ ЗНОЙ ТРЯНЗИСТОР ОТКРЫ Г, ПТЕНЦИЯЛкдллс(гдра согласующего транзист:)ра Тгораздо ьыпс потенциала кдллгктэра силэ 3036 гд транзнгтора Т ануо разность пдтснЦЯЛОВ )ОЖНО ИСПОЛ ЬЗОВЯТЬ ДЛ 51 ЗЯПУСКЯ ИСГ 10 лни Гсгыс 0 эгс)1 гптя Ос" кднЯктнэГэ гтрс) Ва зашиты т:регора Т, иэздгй, ГиуОпг -О 13 с 32 РНННОМ РСЖН)1 С НСНОРСДСТ)ЕН 1 ДЯу 1 ра 3.)я 01 ци трязиг гдр Ту, ИЗ)еритг,.1 ь 1 дГд ОрГяня рггул 5 торя няпр 51 жгния таким 00 р 23;1,ТО это Вызы зяст 32 пи р 21 иг сэстявно 0тразигтдра. Тирпстэр упраилягт:я сип;алом,гни)ягмым с кдллекдрди кО)Яэнс тэв ссгтя 336 нэгд транзисторсЬэтиристора чгргз сдпрдтнилгниг 7(О нагрузк сдсдннгн с базэйуправляющего транзистора регулятора в Гсчкг б, я катод тиристдра сэедннг: " коллектором снгд 3 эгд тра:зи тора 7,Г., Управляющий60 элскгрэд тнристора через сопротРВлснис Р)СОСД 1 НСН С КЭЛЛСКТОРО) С 01 ЛЯСУЮЩЕГО ТРЯНЗНстора Т.,При Порталыой работе генгратэрной устанс 1)ки лджн)ГО сряоятьВяния защиты прсизОР- ти нс может, тяк (Як при Открытом составнэзРсНЗСТОРС ПОТЕНЦИЯЛ ЯНО;2 ТИРИС ГОРЯ НЕС К О Л Ь К 0 В Ы Н 1 С П;)Е Н Ц И Я;1 Я К Я ТО, 2, 2 П 0 Т 21 Ц И с.1упря В)151 ющс Гэ элсктр;)дя н:же потенциалакятд;1 я тирксГдря, пОэтд)15 пристдр Т закрыт.60 При закрытдм гостаином транзисторг потгнП Я Л Я Н 0: Я Т И Р 1 С Т Р Я 3а с Рг Л Ь 10 В Ы Ш г П 0 с.ц;аля катода, нэ пдтснциал управлявшегоэлскп)дда Рпшг пэСнцияла кагода на всличРПу падения напряжения на гагящгм диддс65 ДЯ )ср) 151:с;)2, слс;сзатслыо, н;)и содтистс+ вующей величине сопротивления Р 1 в цепи управляющггд электрода тиристдр Т также будет за крыт.При коротком зазЫкании клеммы Ш на массу ца кэллгктор силовогэ транзистора Т р, подается мицуо источника питания, в данном случае батарги. На коллекторе согласующего транзистора Т потенциал равен плюсу источника питания за вычетом падения напряжения на лиоде Д обратной связи, эмиттгрном пергхолг силового транзистдра Т,.и промежутке эмиттер - коллгктор согласуОщегэ транзистора Т,. Тирцстдр из закрьгтогд состояния переходит,в открытое благддаря сигналу в цгпи управления управляОщий элгктрод - катод. Тиристор, открываясь, переводит в открыто: сдстдяние управляющий транзистор Тр и, следоватгльцо, закрывает составной транзистор, защищая тем самым силовой транзистор от перегрузок.Данную схему можно модифицировать, если переключить анодную цепь тиристдра цз тдчкц б схемы регулятора в точку в параллгльцэ нижнему плечу делителя, Б этом случае при открытии тиристора уменьшается эквивалентное сопротивлгние нижнего плсча делителя, стабилитрон прэбивается от напряжения батарси, и защита срабатывает, как описао ВЫШС.На фиг. 3 представлена схема кд;тактнэтранзисторного регулятора с описанным вариантом бесконтактной защиты. При отпирании тиристора Т в аварийном режиме шунтцрустся часть сопротивления измерительного элемента Й,., в результате чего увгличиваются я.1 и е р В и тки О б м О тки р с Гмл я т О )и 2 и 1) я ж с ц и 51, КОНТЯКТЪ РСГМЛ 51 ТОРЯ ЗЯ)Ы 1:.2 ОТС 51, ПЛ 1 ОС ИСТ,)Ч ника питания полаегся ця базу рсгулцрующгго транзистора, и последний цалсжнэ запирается, Б качгствс тра:зистора - услитгля Т., целссоэбразнд использовать маломощный крем)ПВВый т)Яцзпсчд) с мялымц Оорятцы.111 10 тэка)и, характгрцстикц кдтдрогэ мало зависят от температуры. Б сл) чаг прцмгнения гсрманцгвдгд тра:зцстора в схему защиты цсэбхэлцмэ ввссгц элементы тсрмдкдмпенсаццц, например включить В цгпь базы полупрдвол пиковый диод. Прел,мет изобретенця Регулятор напряжения лля ггцсратдров пд стдявцдго и персмснндгд тдка, содгржац 1 ийрегулирующий элемент, например, в вцлг транзистора, измерительный элгмгцт на транзисторах и мстрдй гвэ защцпгы рсгмлцрмОщггд элемента От ко)Отех зязыкяг 1 й па массу В 25 испи обОткц всзбу)кдсцц 51, Ог.йч 1 О(С 5 тем,1 то, с це.1 ыо повышсци 51 нялсжцдсти рсгугяторя, В качествеказа:П ОГО устрд 1 ствя 32 щпты применен тцристдр, цепь ацдд - катдд которого связана с баздвдй цепью управляощсгд 30 транзистора измерительного элгмснта, а управляющая цгпь через прэмежутдч ый транзисторный усилитель и сопрдт:Влсцця с цепью обмотки Возбужлснця гс:гратора.Руба ь. к 3 ак;а 1148,31 г 11 Е 11 ПИ 1(овгитст Огкрьггиг ири Сове :срова, и. 4 исиос СССР пограг 1)игг, ир, Сгпуиова, 2 1 1 Г