Регулятор напряжения электромашинного генератора переменного тока

Союз Советскик Социалистических Республик(51)М, Кл,з Н 02 Р 9/30 с присоединением заявки Ко Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМАШИННОГО ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение относится к электротехнике,а именно к автоматическому регулированию напряжения генераторов переменного тока,и может быть использовано для регулирования напряжения самовозбуждающихся синхронных генераторов, работающих со стабильной час" тотой вращения в электромеханических источниках с приводом от двигателей внутреннего сгорания.Известны регуляторы напряжения для электромашинных генераторов, переменного тока, содержащие измерительный орган напряжения в виде мостовой схемы со стабилитроном в одном из плеч, модулятор ширины импульсов, усилитель мощности на тиристорах 1.Недостатком работы регуляторов .с электромашинными генераторами переменного тока является то, что у генераторов с приводом от двигате" ля внутреннего сгорания (дизельного и бензинового) в процессе пуска и остановки возникают опасные для це-. пей возбуждения перегрузки по току, в несколько раз превышающие допус" тимые значенияПо правилам эксплуатации двигате" ля внутреннего сгорания при пуске не выводятся сразу на номинальную частоту вращения, а в течение некоторого времени (20-30 мин) работают на пониженной частоте вращения, Перед остановкой двигатель также должен поработать несколько минут на пониженной частоте вращения.Таким образом, синхронные генераторы, работающие в .указанных электромеханических источниках со стабильной частотой вращения в рабочих режимах, при пуске и останове источника вращаются с частотой в 2-3 раза меньшей номинальной.При этом зок возбуждения генератора превышает в 2-3 раза номинальное значение, что при длительности пуска и останова в 20 - 30 мин может привести к выходуиз строя элементов цепи возбуждения генератора и регулятора напряжения.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор напряжения для электромашииного генератора переменного тока, содержащий измерительный орган напряжения, выполненный в виде мостовой схемы.со стабилитроном в одном из плеч, модулятор ширины импульсов с Формирователем пилообразно892642 го напряжения и усилитель мощности на тиристорах 2).Недостатком известного регулятора является также низкая надежность из-за перегрузки цепей возбуждения при пониженной частоте вращения на этапе пуска и останова.5 Цель изобретения - повышение надежности регулятора,Поставленная цель достигае;сятем, что регулятор напряжения для 1 Оэлектромашинного генератора напряжения переменного тока, содержащийизмерительный орган напряжения, выполненный в виде мостовой схемы состабилитроном в.одном из плеч, моду 15лятор ширины импульсов с формирова-.телем пилообразного напряжения иусилитель мощности на тиристорах,снабжен частоточувствительным элементом в виде одновибратора, управляемого от формирователя импульсов,с входом для подключения на напряжение генератора и последовательно соедиченными транзистором и стабилитроном с напряжением стабилизациив 2-3 раза меньшим, чем у стабилитрона измерительного .органа напряжения, причем выход одновибраторасоединен с переходом змиттер-базатранзистора, последовательно включенного со стабили Ъоном, а последовательно соединенные транзистор истабилитрон включены параллельностабилитрону измерительного органанапряжения.На фи . 1 представлена принципиальная схема регулятора напряжения для электромашинного генераторапеременного тока; на фиг. 2 - эпюрыуправляющих импульсов одновибратораи импульсов на выходе одновибратора 40при трех различных частотах вращения генератора,Регулятор содержит частоточувствительный элемент в виде одновибратора 1, формирователь 2 импульсовдля управления одновибратором, выходную цепь из последовательно соединенных транзистора 3 и стабилитрона 4, подключенных параллельно стабилитрону 5 измерительного органанапряжения, и стабилизированный ис-,точник 6 питания.Формирователь импульсов для управления одновибратором (резисторы7, 8 и 9, диоды 10 и 11, стабилитрон 12, конденсатор 13) преобразуютсинусоидальное напряжение генераторав серию коротких импульсов, т. е,один импульс в начале каждого периода напряжения Эти импульсы поступают на вход одновибратора (тран Озистары. 14 и 15,-, диод 16, стабилитрон 17, конденсатор 16, резисторы19, 20 21 и 22).Схема одновибратора выполненатак, что время .закрытого состояния д транзистора 15 постоянно и определяется величиной постоянной времени ВС-цепочки, состоящей из конденса" тора 18 и резисторов 19 и 20. Поэтому на выходе одновибратора получаются импульсы, длительность которых определяется разностью между длительностью периода напряжения генератора и длительностью закрытого состояния транзистора 15.Амплитуда импульсов одновибратора постоянна, так как она определяется стабилизированным источником 6 питания, состоящим из выпрямительного моста 23, стабилитрона 24, резистора 25 и конденсатора 26.С выхода одновибратора 1 импульсы поступают на базу транзистора 3 через диоды 27 и 28 и резистор 29. Конденсатор 30 служит для поддержания напряжения на базе транзистора 15 в промежутках между импульса-. ми.Регулятор напряжения содержит также модулятор 31 ширины импульсов и усилитель 32 мощности в цепи обмотки возбуждения. Длительность закрытого состояния транзистора выбирается такой, чтобы она равнялась длительности периода напряжения генератора при частоте вращения, равной примерно 0,9 и ном. При увеличении частоты вращения генератора длительность импульсов н выходе одновибратора уменьшается и при граничной частоте, равной примерно 0,9 п ном, она равна нулю. Импульсы с одновибратора, поступая на базу транзистора 3 через диоды 27 и 28 и резистор 29, открывают его и заряжают конденсатор 30. Величина емкости конденсатора 30 выбирается такой, чтобы практически при любой скважности импульсов он не успевал разряжаться через резистор 29, диод 28 и переход база-коллектор транзистора 3Диод 27 служит для предотвращения разряда конденсатора 30 через резистор 22,Следовательно, к переходу баэаэмиттер транзистора 3 будет постоян но приложено напряжение и транзистор 3 будет находиться в открытом состоянии при любой скважности импульсов одновибратора. При этом носледовательно соединенный с транзистором 3 стабилитрон 4 будет опреде-. лять величину регулируемого напряжения генератора.Как только частота вращения достигнет граничного значения, импульсы на выходе одновибратора исчезнут и транзистор 3 закроется (фиг. 2). В этом случае величина регулируемого напряжения генератора будет опре-. деляться стабилитроном 5 измерительного органа напряжения.Трансформатор 33 служит для развязки цепей питания одновибратора и управления им.Регулятор напряжения, позволяющий путем уменьшения напряжения ограничивать ток возбуждения при понижен" ных частотах вращения, обеспечивает повышение. надежности работы и гене" ратора и регулятора напряжения, а в конечном итоге и всей системы электроснабжения.Формула изобретенияРегулятор напряжения для электро- машинного генератора переменного то" ка, содержащий измерительный орган напряжения, выполненный в виде мостовой схемы со стабилитроном в одном из плеч, модулятор ширины импульсовс формирователем пилообразного напряжения и усилитель мощности на тиристорах, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен частоточувствительнымэлементом в виде одновибратора,управляемого от формирователя импульсов,с входом для подключения на напряже.ние генератора и последовательно соединенными транзистором и стабилитроном с напряжением стабилизации в 23 раза меньшим, чем у стабилитронаизмерительного оргайа напряжения,о причем выход одновибратора соединенс переходом эмиттер-база транзистора,последовательно включенного со стаби"литроном, а последовательно соединенные транзистор и стабилитрон включены параллельно стабилитрону изме рительного органа напряженияИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бунаков В.Л. и Гаспаров Р;Г.Полупроводниковые регуляторы напря"20 жения и частоты электрических машин.Энергияф, 1966, с. 4 - 14.2. Авторское свидетельство СССРР 636767, кл. Н 02 Р 9/30, 1976.