專利名稱：無勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用于車、船無勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)裝置。
隨著高導(dǎo)磁材料的不斷涌現(xiàn)，體積小、重量輕、發(fā)電量大的小型高效交流發(fā)電機(jī)相繼問世。但是，這些小型發(fā)電機(jī)的輸出電壓不易控制，特別是高效永磁發(fā)電機(jī)更不易控制。
目前常規(guī)發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器，不論是繼電器式還是晶體管式，都是控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流來調(diào)節(jié)輸出電壓。因此對于無勵(lì)磁結(jié)構(gòu)緊湊的高效交流發(fā)電機(jī)和比功率(單位重量的功率)最高、可靠性最高的永磁交流發(fā)電機(jī)來說就無能為力了。
本實(shí)用新型的目的就是為解決上述的難題而設(shè)計(jì)一種具有結(jié)構(gòu)簡單可靠性高、效率高、成本低，可與大、中、小型交流發(fā)電機(jī)相配合的無勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器。
本調(diào)節(jié)器具有常規(guī)調(diào)節(jié)器的截流、調(diào)壓、過流保護(hù)的三個(gè)特性。不同的是，本調(diào)節(jié)器的調(diào)壓方法不是控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，而是直接控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓，來達(dá)到調(diào)節(jié)器所具有的特性。其具體結(jié)構(gòu)可參照說明書附圖加以詳細(xì)介紹。


圖1是本實(shí)用新型的電原理圖。
圖2是充電電壓波形圖。
圖1中，M是發(fā)電機(jī)，1是橋式整流電路，2是電壓調(diào)節(jié)電路，3是過流保護(hù)電路。
圖2中的(a)是正常狀態(tài)下充電電壓波形圖，(b)是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增高時(shí)充電電壓波形圖，(c)是輸出電壓增高時(shí)的充電電壓波形圖。
圖2中的Vk是K點(diǎn)電壓，Vs是S點(diǎn)電壓，VF是充電電壓波形，VCT是電容C1的充放電波形圖。
本實(shí)用新型的連接關(guān)系如下
橋式整流電路的正端通過一個(gè)取樣電阻R1接可控硅CR的正極，同時(shí)接一電阻R4，可控硅CR的負(fù)端接電瓶E的正極，同時(shí)接電阻R7，CR的控制極通過二極管D1與晶體管BG1的發(fā)射極連接，BG1的集電極接R4的一端并和R5相連接，R5的另一端接BG1的基極并與晶體管BG2的集電極相連接，BG2的發(fā)射極接地，基極接電阻R6，R6的另一端接電解電容C1的正極和二極管D2的負(fù)極，C1的負(fù)極接地，D2的正極與穩(wěn)壓二極管D3的正極相連，D3的負(fù)極接R7和R8，R8的另一端接地。取樣電阻R1的前端與晶體管BG3的集電極相連接，R1后端通過電阻R2接BG3的基極，BG3的發(fā)射極通過電阻R3和二極管D4與電解電容G1的正極相連接。
本實(shí)用新型的工作原理如下發(fā)電機(jī)M產(chǎn)生的交流電流，經(jīng)二極管構(gòu)成的橋式整流電路1變?yōu)槊}動直流電流供電并充電和其他用電器使用。
在電壓調(diào)節(jié)電路2中，當(dāng)A點(diǎn)電位高于K點(diǎn)電位時(shí)(即發(fā)電機(jī)的輸出電壓高于電瓶電壓時(shí))三極管BG1導(dǎo)通，向可控硅CR提供觸發(fā)電流使之導(dǎo)通。這時(shí)，電流經(jīng)CR向電瓶E充電。
隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的增高，A點(diǎn)、K點(diǎn)電位也再上升，充電電流也隨之增大。如果不限制充電流，電瓶可能燒壞。因此，當(dāng)K點(diǎn)電位達(dá)到一定值時(shí)，應(yīng)限制K點(diǎn)電位，例如，12V電瓶，K點(diǎn)電位定為14.5V，使充電流下降。
調(diào)整電阻R7、R8的值，使K點(diǎn)電位達(dá)到一個(gè)規(guī)定電壓值時(shí)，穩(wěn)壓管D3導(dǎo)通。D3導(dǎo)通后，一方面給電容C1充電，一方面給BG2提供基極電流，使BG2導(dǎo)通。BG2導(dǎo)通后，將BG1的基極電流旁路掉。因此，BG1由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，切斷了CR的觸發(fā)電流。
因?yàn)镃R在已導(dǎo)通的周期內(nèi)，即使切斷了觸發(fā)電流也不能關(guān)斷，只能當(dāng)電流過零時(shí)才關(guān)斷。由于電容C1的儲能作用，即使K點(diǎn)電位下降使穩(wěn)壓管D3關(guān)斷時(shí)，也能夠繼續(xù)向BG2提供基極電流維持其導(dǎo)通狀態(tài)維持到充電電流過零時(shí)，CR關(guān)斷。在K點(diǎn)電位降低，D3關(guān)斷后，由于C1通過R6和BG2放電，當(dāng)C1的電壓低于0.6V時(shí)，BG2由導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗珺G1由截止變?yōu)閷?dǎo)通，CR又導(dǎo)通。以上過程所用時(shí)間為t。
選擇R6、C1的數(shù)值使t落在第二個(gè)周期之內(nèi)。當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)增高時(shí)，輸出電流的周期變短。因?yàn)镽6、C1的時(shí)間常數(shù)沒變，所以CR導(dǎo)通的角度變小，使輸出電壓下降，這就穩(wěn)定了發(fā)電機(jī)的輸出電壓如圖2的(b)所示。
另外，當(dāng)負(fù)載減小而引起輸出電壓的增高時(shí)，因?yàn)镃1的充電電壓增高了，C1放電使BG2的基極電位降低到0.6V的時(shí)間t就要延長，這樣，也會使CR的導(dǎo)通角度變小，使輸出電壓降低，也起到了穩(wěn)定電壓的作用。如圖2的(C)所示。
總之，R6、C1、D2組成一個(gè)過壓記憶電路，使輸出電壓得到穩(wěn)定，這是本調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)之一。D2的作用是防止C1向D3側(cè)放電。為防止充電電流過大，可加一過流保護(hù)電路3，其工作原理如下發(fā)電機(jī)的輸出電流，流過取樣電阻R1時(shí)，在其上產(chǎn)生一個(gè)電壓降，當(dāng)電流過大，使電壓降大于0.6V時(shí)，BG3導(dǎo)通，由BG3的集電極，經(jīng)限流電阻R3，向C1充電，并使BG2導(dǎo)通，CR關(guān)斷，因此這就起了過流保護(hù)的作用。
R1的值由保護(hù)電流大小來決定。
本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，工作效率高，成本低等優(yōu)點(diǎn)，可與大、中、小型交流發(fā)電機(jī)相配合使用，可使車、船的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)小型化。
權(quán)利要求1.一種包括有整流電路及電瓶的無勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器，其特征是所說的整流電路的輸出端通過一個(gè)電阻R1與電壓調(diào)節(jié)電路(2)中可控硅CR的正極相連接，同時(shí)接電阻R4，CR的負(fù)端接電瓶E的正極，并與電阻R7相連接，CR的控制極通過二極管D1與晶體管BG1的發(fā)射極連接，BG1的集電極接R4的一端并和R5相連接，R5的另一端接BG1的基極并與晶體管BG2的集電極相連接，BG2的發(fā)射極接地，基極接電阻R6，R6的另一端接電解電容C1的正極和二極管D2的負(fù)極，C1的負(fù)極接地，D2的正極與穩(wěn)壓二極管D3的正極相連，D3的負(fù)極接R7和R8，R8的另一端接地。
2.按照權(quán)利要求1所說的無勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器，其特征是所說的電阻R1的前端與晶體管BG3的集電極相連接，R1的后端通過電阻R2接BG3的基極，BG3的發(fā)射極通過電阻R3和二極管D4與電解電容C1的正極相連接，構(gòu)成過流保護(hù)電路(3)。
專利摘要無勵(lì)磁交流發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)器，是用于車、船無勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)裝置。其特征是它由整流電路、電壓調(diào)節(jié)電路和過流保護(hù)電路所構(gòu)成。該電壓調(diào)節(jié)電路是利用阻容元件和晶體管搭成過壓記憶電路，調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，使其輸出電壓穩(wěn)定。因而，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單可靠，工作效率高，可與大、中、小型交流發(fā)電機(jī)配合使用。
文檔編號H02H7/122GK2036715SQ8821969
公開日1989年4月26日 申請日期1988年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月14日
發(fā)明者孫迎光, 唐秀軍, 類延年, 彭金嶺 申請人:孫迎光, 唐秀軍, 類延年, 彭金嶺