РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА
Полезная модель относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к авиационным системам электроснабжения.
Известна типовая схема однотактного преобразователя постоянного напряжения, Производственное издание, Моин B.C., «Стабилизированные транзисторные преобразователи», Москва, Энергоатомиздат, 1986, стр. 13, рис. 1.4б, в которой при открытом транзисторе (ключе) происходит накапливание энергии в дросселе, а при закрытом транзисторе (ключе) эта энергия передается в нагрузку через диод.
Известен также транзисторный регулятор напряжения, используемый с генераторами постоянного тока и работающий в комплекте с коллекторными стартер-генераторами, издательство МЭИ «Электрооборудование летательных аппаратов», том 1, Москва, 2005, стр. 290-291, в схеме которого применен широко известный выходной силовой каскад, электрическая схема которого содержит транзисторы (ключи), диоды, дроссели, конденсаторы.
Существенным недостатком данного транзисторного регулятора напряжения является недостаточная скорость спада тока в обмотке возбуждения генератора при сбросе нагрузки во время работы этого регулятора, что приводит к снижению надежности работы системы электроснабжения в целом.
Предложенный регулятор напряжения для синхронного генератора позволяет увеличить скорость спада тока в обмотке возбуждения генератора при сбросе нагрузки, что сокращает выброс напряжения при сбросе нагрузки, и тем самым значительно повышает качество электроэнергии.
Техническая задача полезной модели - повышение скорости спада тока в обмотке возбуждения генератора при сбросе нагрузки, повышение качества электроэнергии.
Технический результат достигается в регуляторе напряжения для синхронного генератора, содержащем блок управления и подсоединенный к обмотке возбуждения генератора выходной силовой каскад с управляемыми ключами, диодами, дросселем и конденсатором. Первый и второй выходы блока управления подсоединены соответственно ко входу первого управляемого ключа и ко входу второго управляемого ключа. Первый и второй выходы первого управляемого ключа соединены с первым выходом второго управляемого ключа через дроссель и через конденсатор соответственно, а второй выход второго управляемого ключа соединен с первым выводом обмотки возбуждения генератора. К обоим управляемым ключам подсоединены параллельно шунтирующие диоды.
Регулятор напряжения для синхронного генератора позволяет получить большее отрицательное среднее значение напряжения на обмотке возбуждения генератора, что обеспечивает более быстрый спад тока обмотки возбуждения.
На фиг. 1 представлена функциональная схема регулятора напряжения для синхронного генератора, на фиг. 2 приведена временная диаграмма изменения сигналов и параметров регулятора, где:
1 - первый управляемый ключ;
2 - второй управляемый ключ;
3, 4 - шунтирующие диоды;
5 - дроссель;
6 - конденсатор;
7 - обмотка возбуждения генератора;
8 - блок управления;
9 - нагрузка генератора;
10 - генератор,
Упр 1 - первый управляющий сигнал;
Упр 2 - второй управляющий сигнал;
U - напряжение на обмотке возбуждения 7;
I - ток обмотки возбуждения 7;
0
t - момент времени сброса нагрузки 9;
D - коэффициент заполнения. Регулятор напряжения для синхронного генератора содержит блок управления 8, обмотку возбуждения 7 и нагрузку 9 генератора 10. Силовой каскад регулятора выполнен на управляемых ключах 1 и 2 с подсоединенными к ним параллельно шунтирующими диодами соответственно 3 и 4. Первый управляемый ключ 1 и второй управляемый ключ 2 соединены с дросселем 5 и конденсатором 6. К выходу силового каскада подключена обмотка возбуждения 7 генератора 10.
Регулятор напряжения для синхронного генератора работает следующим образом.
В статических режимах работы регулятора напряжения блок управления 8 выдает противофазные управляющие сигналы Упр 1 и Упр 2 с коэффициентом заполнения D, определяемым измеренным напряжением на нагрузке 9 генератора 10. Первый управляющий сигнал Упр 1 идет от блока управления 8 к первому управляемому ключу 1 и задает относительную длительность его открытого состояния. Второй управляющий сигнал Упр 2 идет от блока управления 8 ко второму управляемому ключу 2, задавая относительную длительность его открытого состояния. При этом коэффициент заполнения D имеет значение D>0.5 и среднее значение напряжения U (на фиг. 2 показано пунктирной линией) на обмотке возбуждения 7 генератора 10 имеет положительное значение.
0
В момент времени t, при работе регулятора в переходном режиме, вызванном сбросом нагрузки 9 генератора 10, блок управления 8 кратковременно выдает ШИМ сигнал с коэффициентом заполнения D<0.5, скачкообразно меняя коэффициент заполнения D управляющих сигналов Упр 1 иУпр 2.
При изменении коэффициента заполнения D среднее значение напряжения U на обмотке возбуждения 7 генератора 10 скачкообразно меняет полярность и ток I обмотки возбуждения 7 генератора 10 начинает резко уменьшаться.
Таким образом, регулятор напряжения для синхронного генератора позволяет получить большее отрицательное среднее значение напряжения на обмотке возбуждения генератора, что обеспечивает более быстрый спад тока обмотки возбуждения, тем самым сокращается длительность выброса напряжения при сбросе нагрузки, значительно повышается качество электроэнергии.