Пульт контроля электронных регуляторов напряжения

Полезная модель относится к устройствам для определения электрических свойств; а точнее к устройствам для контроля регуляторов напряжения и может быть использовано для контроля систем электроснабжения транспортных средств. Устройство содержит блок питания из трех независимых источников постоянного тока, генератор прямоугольных широтно-модулированных импульсов, подключенный к второму из источников питания, электронный ключ, вход которого соединен с положительным выходом третьего источника питания, управляющий вход электронного ключа соединен с выходом генератора прямоугольных широтно-модулированных импульсов, а к выходу электронного ключа последовательно подключены токовый датчик, выполненный в виде резистора, и накопительный конденсатор, при этом к выходу электронного ключа подсоединен вход схемы защиты пульта контроля от короткого замыкания в проверяемом регуляторе напряжения, выход которой присоединен к управляющему входу генератора прямоугольных широтно-модулированных импульсов, а первый источник питания нагружен на регулятор напряжения, положительный вывод которого присоединен к положительной обкладке накопительного конденсатора. 3 п.ф., фиг.1.

Полезная модель относится к устройствам для определения электрических свойств; а точнее к устройствам для контроля регуляторов напряжения и может быть использовано для контроля систем электроснабжения транспортных средств, например, регуляторов напряжения электромашинных генераторов постоянного тока локомотивов железнодорожного транспорта.

Известно устройство для контроля величины регулируемого напряжения электронного регулятора напряжения по патенту РФ RU 2060510 G01R 31/00 (прототип), содержащее генератор треугольных импульсов и сопротивление нагрузки, одна клемма которого соединена с выходом генератора треугольных импульсов, а другая - с его входом, осциллографическое устройство с усилителем развертки и усилителем сигналов и делитель частоты, вход которого соединен с выходом генератора треугольных импульсов и с входом усилителя сигналов осциллографического устройства, вход усилителя развертки которого соединен с выходом делителя частоты, а также вольтметр пиковых значений, вход которого соединен с выходом генератора треугольных импульсов.

Недостатком известного устройства является невозможность проверки напряжения срабатывания схемы токовой защиты электронных регуляторов напряжения, определения диапазона регулирования выходного напряжения генератора управления и напряжения срабатывания схемы защиты от перенапряжения. Кроме того, в известном устройстве отсутствует защита устройства от короткого замыкания в схеме проверяемого регулятора напряжения. Эти недостатки обусловлены тем, что схема устройства не содержит средств для осуществления этих функций.

Задачей заявляемого решения является расширения функциональных возможностей устройства и обеспечение защиты его от короткого замыкания в схеме проверяемого регулятора напряжения.

Поставленная задача решается тем, что пульт контроля электронных регуляторов напряжения дополнен блоком питания из трех независимых источников постоянного тока, первый из которых предназначен для питания регулятора напряжения, второй - предназначен для питания генератора широтно-модулированных импульсов, а третий - с выходным напряжением, соответствующим напряжению бортовой сети транспортного средства, и электронную схему, включающую генератор прямоугольных широтно-модулированных импульсов, подключенный к второму из источников питания, электронный ключ, вход которого соединен с положительным выходом третьего источника питания, управляющий вход электронного ключа соединен с выходом генератора прямоугольных широтно-модулированных импульсов,

а к выходу электронного ключа последовательно подключены токовый датчик, выполненный в виде резистора, и накопительный конденсатор, при этом к выходу электронного ключа подсоединен вход схемы защиты пульта контроля от короткого замыкания в проверяемом регуляторе напряжения, выход которой присоединен к управляющему входу генератора прямоугольных широтно-модулированных импульсов, а первый источник питания нагружен на регулятор напряжения, положительный вывод которого присоединен к положительной обкладке накопительного конденсатора.

Для упрощения контроля регуляторов напряжения предлагается к регулирующему входу генератора прямоугольных широтно-модулированных импульсов подключен подвижный контакт переключателя, имеющего три неподвижных контакта, к двум из которых присоединены одним выводом переменные резисторы, а к третьему присоединен анод фоторезистора, вторые выводы переменных резисторов присоединены к отрицательному выводу второго источника питания, а катод фоторезистора через балластное сопротивление присоединен к отрицательному выводу третьего источника постоянного тока, при этом на монтажной плате рядом с фоторезистором закреплен фотодиод таким образом, что светоизлучающий элемент фотодиода направлен на чувствительный элемент фоторезистора, а фоторезистор и светодиод зарыты общим светонепроницаемым экраном.

Сравнительный анализ с известным решением показал, что в заявленном решении генератор треугольных импульсов заменен на регулируемый

генератор прямоугольных широтно-модулированных импульсов, что позволяет судить о соответствии критерию «новизна».

Устройство поясняется блок-схемой пульта контроля на фиг.1.

Устройство содержит блок питания 1 из трех источников постоянного тока: первый - 6 В, предназначен для питания регулятора напряжения, второй - 12 В, предназначен для питания генератора широтно-модулированных импульсов и третий - 55 В - с выходным напряжением, соответствующим напряжению бортовой сети транспортного средства. Отрицательный провод источника 55 В присоединен к клемме "2" проверяемого регулятора напряжения, а к положительному выводу источника через нормально разомкнутые контакты кнопки S1 подключен вход электронного ключа 2, к выходу которого присоединен токовый датчик - резистор R1, после которого в цепь источника включены накопительный конденсатор С1 и вольтметр V2, при этом положительный провод цепи присоединен к клемме "1" проверяемого регулятора напряжения. К точке цепи между электронным ключом 2 и резистором R1 подключен вход схемы защиты пульта контроля от короткого замыкания в проверяемом регуляторе напряжения 3, выход которой присоединен к управляющему входу генератора широтно-модулированных прямоугольных импульсов 4. К источнику постоянного напряжения 12. В качестве нагрузки подключен генератор прямоугольных широтно-модулированных импульсов 4, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа 2, при этом отрицательный полюс источника

постоянного напряжения 12 В соединен с положительной обкладкой накопительного конденсатора С1. В составе генератора широтно-модулированных прямоугольных импульсов 4 имеется схема управления длительностью импульсов 5, состоящая из переключателя режимов ПР, к двум из контактов которого присоединены переменные резисторы R2 и R3, а к третьему - фоторезистор R4, выполненный вместе с фотодиодом VD1 в виде оптоэлектронной пары, причем, анод фотодиода соединен с клеммой "4" проверяемого регулятора напряжения, а катод через балластный резистор R5 соединен с клеммой "2" проверяемого регулятора, при этом фоторезистор R4 и фотодиод VD1 размещены на монтажной плате рядом и закрыты светонепроницаемым корпусом. К источнику напряжения 6 В в качестве нагрузки подсоединен регулятор напряжения 6, положительный вывод которого соединен с положительной обкладкой накопительного конденсатора С1, а к отрицательному выводу источника напряжения 6 В и отрицательному выводу регулятора напряжения 6 подключены последовательно нормально разомкнутые пары контактов S2.1 и S2.2 кнопки S2. К отрицательному выводу регулятора напряжения 6 подсоединена одна клемма вольтметра V2, а вторая клемма вольтметра V2 через нормально замкнутые контакты кнопки К1 подсоединена к клемме "2" проверяемого регулятора напряжения, при этом нормально разомкнутый контакт кнопки К1 соединен с клеммой "3" проверяемого регулятора напряжения.

Работает пульт контроля следующим образом.

Пульт контроля подсоединяют к клеммной панели проверяемого электронного регулятора напряжения через штекерный разъем таким образом, чтобы к положительной обкладке накопительного конденсатора С1 была присоединена клемма панели "1", к отрицательному выводу источника питания 55 В - клемма панели "2", к отрицательному выводу регулятора напряжения 6 - клемма панели "3" и клемма панели "4" - к аноду фотодиода VD1 (см. фиг.1). Перед включением пульта контроля в сеть все кнопки должны быть отжаты, а переключатель режимов ПР должен находиться в положении "U_н". Включают пульт контроля в сеть, при этом генератор широтно-модулированных прямоугольных импульсов 4 генерирует непрерывную последовательность прямоугольных импульсов минимальной длительности, которые поступают на управляющий вход электронного ключа 2. Нажимают кнопку S1, через замкнутые контакты которой напряжение +55 В поступает на вход электронного ключа 2. Электронный ключ 2 отпирается на время действия прямоугольного импульса и напряжение от источника постоянного тока 55 В поступает через токовый датчик R1 на накопительный конденсатор С1, вольтметр V1 и клеммы "1" и "2" проверяемого регулятора напряжения. Вращением ползунка переменного резистора R3 увеличивают длительность прямоугольных импульсов, в результате чего возрастает напряжение на накопительном конденсаторе С1. Устанавливают таким образом начальный уровень напряжения в пределах от 10 до 15 В.

В случае, если в цепи проверяемого регулятора напряжения имеется короткое замыкание, то во время установки начального напряжения из-за большого тока в цепи источника постоянного напряжения 55 В напряжение на токовом датчике R1 превысит допустимый уровень и с выхода схемы токовой защиты 3 на управляющий вход генератора 4 поступит напряжение, запирающее выходной каскад генератора, в результате чего поступление отпирающих импульсов на управляющий вход электронного ключа прекратится и электронный ключ 2 будет заперт.

Переключатель режимов ПР переводят в положение "СВ". При этом в цепь регулировки длительности импульсов генератора прямоугольных импульсов 4 включается вместо переменного резистора R3 фоторезистор R4. Высокое темновое сопротивление фоторезистора R4 приводит к росту длительности прямоугольных импульсов генератора 4 и, следовательно, к быстрому росту напряжения на накопительном конденсаторе С1. В это время электронный ключ проверяемого регулятора напряжения (электронный ключ включен между клеммами "1" и "2" регулятора) открыт, и напряжение через него поступает на фотодиод оптоэлектронной пары VD1 и на индикаторный фотодиод VD2. По мере роста напряжения на накопительном конденсаторе С1 яркость свечения фотодиода VD1 увеличивается и сопротивление фоторезистора R4 уменьшается, что вызывает снижение длительности прямоугольных импульсов на выходе генератора 4 и, следовательно, снижение скорости роста напряжения на накопительном конденсаторе С1. Когда напряжение на

накопительном конденсаторе достигнет значения напряжения уставки проверяемого регулятора напряжения, электронный ключ регулятора закроется, фотодиод VD1 погаснет и сопротивление фоторезистора R4 снова возрастет, что приведет к увеличению длительности импульсов на выходе генератора 4 и, следовательно, снова начнется рост напряжения на накопительном конденсаторе С1 до напряжения уставки, когда электронный ключ проверяемого регулятора напряжения снова закроется. Открывание и закрывание ключа регулятора будет поддерживать напряжение на накопительном конденсаторе, которое измеряется вольтметром V1, на уровне напряжения уставки.

Для проверки диапазона регулирования движок потенциометра платы проверяемого регулятора напряжения переводят из одного крайнего положения в другое. Показания вольтметра V1 должны изменяться при этом в пределах от 48 до 62 В. Затем движком потенциометра платы проверяемого регулятора напряжения устанавливают показания вольтметра V1 равными 52 В и отжимают кнопку S1.

Для контроля напряжения срабатывания схемы токовой защиты проверяемого регулятора напряжения ручку регулировки регулятора напряжения 6 выводят в крайнее левое положение и нажимают кнопку S2. Медленно вращают ручку регулировки регулятора напряжения 6 до момента начала снижения показаний вольтметра V1, замечают показания вольтметра V2 и продолжают вращать ручку регулировки регулятора напряжения 6 до тех пор, пока показания вольтметра V1 не перестанут изменяться. Если в этот

момент показания вольтметра V1 находятся в пределах 40-42 В, а показания вольтметра V2 - в пределах 1,3-1,5 В, то напряжение срабатывания схемы токовой защиты находится в пределах нормы. Выводят орган регулировки напряжения регулятора напряжения 6 в крайнее левое положение и отжимают кнопку S2.

Для контроля падения напряжения на электронном ключе проверяемого регулятора напряжения переключатель режимов ПР устанавливают в положение "НВ", нажимают кнопку S1 и вращением движка переменного резистора R2 устанавливают показания вольтметра V1 в пределах 40-50 В. Нажимают кнопку S2, затем кнопку К1. Вольтметр V2 покажет падение напряжения на электронном ключе проверяемого регулятора напряжения. Типовое значение падения напряжения на электронном ключе проверяемого регулятора напряжения должно лежать в пределах 0,7-0,9 В. Устанавливают все движки потенциометров в исходное состояние, а все кнопки - в отжатое состояние.

Техническим результатом данной полезной модели является то, что одновременно с проверкой работоспособности проверяемого регулятора напряжения электромашинного генератора осуществляется проверка диапазона регулировки напряжения данным регулятором напряжения, исправность работы схемы токовой защиты данного регулятора напряжения и измеряется падение напряжения на электронном ключе проверяемого регулятора напряжения.

Кроме того, в случае короткого замыкания в схеме проверяемого регулятора напряжения схема пульта контроля остается неповрежденной.

Полезная модель соответствует критерию "промышленная применимость", так как она позволяет одновременно проверить работоспособность и измерить все рабочие характеристики проверяемого регулятора напряжения и дать заключение о работоспособности данного регулятора напряжения.

1. Пульт контроля электронных регуляторов напряжения, содержащий блок питания из трех независимых источников постоянного тока, первый из которых предназначен для питания регулятора напряжения, второй предназначен для питания генератора широтно-модулированных импульсов, а третий - с выходным напряжением, соответствующим напряжению бортовой сети транспортного средства, и электронную схему, включающую генератор прямоугольных широтно-модулированных импульсов, подключенный к второму из источников питания, электронный ключ, вход которого соединен с положительным выходом третьего источника питания, управляющий вход электронного ключа соединен с выходом генератора прямоугольных широтно-модулированных импульсов, а к выходу электронного ключа последовательно подключены токовый датчик, выполненный в виде резистора, и накопительный конденсатор, при этом к выходу электронного ключа подсоединен вход схемы защиты пульта контроля от короткого замыкания в проверяемом регуляторе напряжения, выход которой присоединен к управляющему входу генератора прямоугольных широтно-модулированных импульсов, а первый источник питания нагружен на регулятор напряжения, положительный вывод которого присоединен к положительной обкладке накопительного конденсатора.

2. Пульт контроля электронных регуляторов напряжения по п.1, отличающийся тем, что к регулирующему входу генератора прямоугольных широтно-модулированных импульсов подключен подвижный контакт переключателя, имеющего три неподвижных контакта, к двум из которых присоединены одним выводом переменные резисторы, а к третьему присоединен анод фоторезистора, вторые выводы переменных резисторов присоединены к отрицательному выводу второго источника питания, а катод фоторезистора через балластное сопротивление присоединен к отрицательному выводу третьего источника постоянного тока.

3. Пульт контроля электронных регуляторов напряжения по п.2, отличающийся тем, что на монтажной плате рядом с фоторезистором закреплен фотодиод таким образом, что светоизлучающий элемент фотодиода направлен на чувствительный элемент фоторезистора, а фоторезистор и светодиод закрыты общим светонепроницаемым экраном.