機動車、船舶發電機帶超載、短路保護電子調節器的製作方法

2023-06-03 03:13:36

專利名稱：機動車、船舶發電機帶超載、短路保護電子調節器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種發電機的保護裝置，具體是指用於機動車、船舶發電機負載端出現超載或短路時能起保護作用的電子調節器。
現有的發電機調節器有觸點式和電晶體無觸點式兩種。有觸點式調節器的特點是耐衝擊，短時間超載不會使發電機損壞，但不足的是體積大，調節電壓不穩，發電量不足，易損壞用電器；電晶體無觸點式調節器的特點是體積小，調節電壓極為穩定，對用電器起著良好的保護作用，但是當發電機超載或磁場短時間短路會造成調節器永久性損壞，這種調節器在使用時嚴禁刮火的。
本實用新型的目的是提供一種當發電機負載端出現超載，或發電機磁場線圈發生短路時，能自動切斷磁場供電迴路，停止發電，保護髮電機免遭損壞，且調節器本身亦安全的電子調節器。
本實用新型的設計方案是，它主要由電壓取樣電路、電壓比較電路、脈衝轉換電路，脈衝輸出電路組成，其特徵在於它還有超載短路信號取樣電路和超載短路控制電路及超載短路信號顯示部分，其超載信號取樣電路由電阻(Rj)構成，電阻(Rj)一端與小功率三極體(TK)基極和大功率三極體(T2)的集電極連接，另一端與小功率三極體(TK)的發射極、二極體(D3)一端及發電機(D)磁場線圈(Lm)一端連接；超載短路控制電路由小功率三極體(TK)、電阻(RK)、電容(CK)組成，小功率三極體(TK)的基極和發射極分別與電阻(Rj)兩端相連，小功率三極體(TK)的集電極與電容(CK)的一端和電阻(RK)的一端連接，電容(CK)的另一端與發電機(D)磁場線圈(Lm)搭鐵端相接，電阻(RK)的另一端接脈衝轉換電路的小功率三極體(T1)的基極。
以下結合附圖對本實用新型加以詳細說明。


圖1為本實用新型電原理方框圖；圖2為本實用新型實施例1電路圖；圖3為本實用新型實施例2電路圖。
上述圖中，C1、CK-電容，R1、R2、R3、RK、Rj-電阻，D1-穩壓二極體，D2、D3、D4-二極體，T1、Tk-小功率三極體，T2-大功率三極體，K-點火開關，E-電源，Lm-磁場線圈，D-發電機，U0-發電機輸出電壓，C-超載短路觸發信號，F-接點。
實施例1參見圖2，本實用新型發電機(D)磁場線圈(Lm)一端接調節器接點(F)，另一端搭鐵接電源(E)負極。
在圖2中，電阻(R1、R2、C1)組成電壓取樣電路，穩壓二極體(D1)、小功率三極體(T1)的基極及發射極組成電壓比較電路，小功率三極體(T1)集電極與電阻(R3)組成脈衝轉換電路，二極體(D2)、大功率三極體(T2)、電阻(Rj)、二極體(D3)組成脈衝輸出電路，供發電機(D)磁場線圈(Lm)勵磁。
電路的工作原理是，發電機(D)輸出電壓(U0)正比於發電機(D)轉速W和磁場電流ILmU0∝W·ILm車輛、船舶在行駛中不斷變化的速度使發電機輸出電壓(U0)隨之變化，若使磁場電流ILm產生一個與發電機(D)轉速W反值的變化，則發電機輸出電壓(U0)為一常數，達到電壓調節的作用。
電路中穩壓二極體(D1)的電壓UD1和小功率二極體(T1)的基極、發射極電壓值Ube1之和為比較電壓(UB)UB＝UD1＋Ube1電路中電阻(R2)兩端電壓為取樣電壓UAUA=UR2=U0R2R1+R2]]>UA值受U0變化而變化，當UA≥UB時，穩壓二極體(D1)正好擊穿，此點稱為調節電壓點。當點火開關(K)接通後，電源(E)(電瓶)電壓加在取樣電路電阻(R1、R2)兩端，由於電源(E)電壓低於調節電壓值，則UA＜UBD1不能擊穿，小功率二極體(T1)基極電流Ib1＝D，小功率二極體(T1)截止，負電位通過電阻(R3)、二極體(D2)使大功率三極體(T2)導通，接通了磁場迴路，發電機(D)有輸出電壓(U0)並迅速升高(此時已在運轉)當此，電壓稍高於調節值時，則UA＞UBD1擊穿，小功率二極體(T1)基極電流Ib1＞D，小功率二極體(T1)導通輸出正電位使二極體(D2)反偏，大功率二極體(T2)截止，斷開磁場迴路發電機輸出電壓(U0)迅速下降，當降到略低於調節值時，小功率二極體(T1)又截止，大功率二極體(T2)再導通，接通磁場迴路，如此循環，使發電機輸出電壓(U0)維持在規定的調節值內。電容(C1)的作用是降低開關頻率、減小大功率二極體(T2)的功率損耗，二極體(D4)的作用是防止電源(E)極性接反而設置的，二極體(D3)的作用是防止磁場線圈(Lm)產生反壓擊穿大功率二極體(T2)。
以上介紹的是目前使用的典型調節器電路工作原理，它的致命弱點是當發電機負載加重或磁場短路時，大功率二極體(T2)極易損壞。
本實用新型為解決這個問題，在典型電路上，增加了超載、短路信號取樣電阻(Rj)和超載短路控制的小功率三極體(TK)，電阻(RK)、電容(CK)四個元件。其特徵在於超載短路信號取樣電路由電阻(Rj)構成，電阻(Rj)一端與小功率三極體(TK)基極和大功率三極體(T2)的集電極連接，另一端與小功率三極體(TK)的發射極、二極體(D3)一端及發電機(D)磁場線圈(Lm)一端連接，超載短路控制電路由小功率三極體(TK)、電阻(RK)、電容(CK)組成，小功率三極體(TK)的基極和發射極分別與電阻(Rj)兩端相連，小功率三極體(TK)的集電極與電容(CK)的一端和電阻(RK)的一端連接，電容(CK)的另一端與發電機(D)磁場線圈(Lm)搭鐵端相接，電阻(RK)的另一端接脈衝轉換電路的小功率三極體(T1)的基極。
大功率三極體(T2)輸出通過磁場線圈(Lm)的脈衝電流ILm、流經電阻(Rj)的電壓降為URj＝ILm·Rj這個電壓加在小功率三極體(TK)的基極和發射極的兩端，在正常情況下，URj＜＜0.6V。小功率三極體(TK)處於截止狀態，對調節器的小功率三極體(T1)沒有影響。當發電機(D)負載加重或磁場發生短路時，必須反映到流經電阻(Rj)的電流增大，使得URj≥0.6V小功率三極體(TK)導通，輸出負電位通過電阻(RK)加在小功率三極體(T1)基極，使其導通，大功率三極體(T2)由導通轉為截止狀態，其電流急劇下降，當降到URj＝ILm·Rj＜8.5V後，小功率三極體(TK)又轉為截止狀態，但由於電容(CK)兩端電壓不能突變，仍將使小功率三極體(TK)的集電極維持在負電位，小功率三極體(T1)延遲一段導通時間，然後再轉為截止，大功率三極體(T2)又趨嚮導通，又使得URj≥0.6V，小功率三極體(TK)再一次進行控制，如此循環，保護了大功率三極體(T2)免受損壞，達到在發電機(D)超載或短路時起保護作用的目的。
當小功率三極體(TK)導通時，超載短路觸發信號(C)可接至超載短路信號顯示部分，以音響或指示燈顯示，以提示駕駛員注意。
本實施例的小功率三極體(TK)為NPN型，小功率三極體(T1)和大功率三極體(T2)為PMP型。
實施例2參見圖3，本實用新型發電機(D)磁場線圈(Lm)一端接調節器接點(F)，另一端搭鐵接電源(E)正極。
本實施例的小功率三極體(TK)為PMP型，小功率三極體(T1)和大功率三極體(T2)為NPN型，其穩壓二極體(D1)、二極體(D2、D3)與實施例1的接法正好相反，工作原理同實施例1。
本實用新型適用各種機動車、船舶發電機的不同功率，電源(E)可採用電壓為6V、12V、24V、36V、48V的標準電源。
本實用新型由於增加了過載短路信號取樣電路的控制電路，輸出電壓穩定，不怕刮火和長時間短路，大大提高了發電機的可靠性和使用壽命。
權利要求1.一種機動車、船舶發電機帶超載、短路保護電子調節器，它主要由電壓取樣電路、電壓比較電路、脈衝轉換電路、脈衝輸出電路組成，其特徵在於它還有超載短路信號取樣電路和超載短路控制電路及超載短路信號顯示部分構成A、其超載短路信號取樣電路由電阻(Rj)構成，電阻(Rj)一端與小功率三極體(TK)基極和大功率三極體(T2)的集電極連接，另一端與小功率三極體(TK)的發射極、二極體(D3)一端及發電機(D)磁場線圈(Lm)一端連接；B、超載短路控制電路由小功率三極體(TK)、電阻(RK)、電容(CK)組成，小功率三極體(TK)的基極和發射極分別與電阻(Rj)兩端相連，小功率三極體(TK)的集電極與電容(CK)的一端和電阻(RK)的一端連接，電容(CK)的另一端與發電機(D)磁場線圈(Lm)搭鐵端相接，電阻(RK)的另一端接脈衝轉換電路的小功率三極體(T1)的基極。
專利摘要本實用新型涉及一種發電機的保護裝置，具體是指用於機動車、船舶發電機負載端出現超載或短路時能起保護作用的電子調節器，它主要由電壓取樣電路、電壓比較電路、脈衝轉換電路、脈衝輸出電路組成，其特徵在於它還有超載短路信號取樣電路和超載短路控制電路及超載短路信號顯示部分，發電機輸出電壓穩定，不怕刮火和長時間短路、大大提高了發電機的可靠性和使用壽命。
文檔編號H02H7/06GK2239098SQ95236898
公開日1996年10月30日 申請日期1995年5月31日 優先權日1995年5月31日
發明者周燦煌 申請人:周燦煌