內燃機車電壓調整器制造技術

本實用新型專利技術涉及內燃機車用電自動穩壓裝置技術領域，尤其是一種內燃機車電壓調整器。它包括電壓調節電路和印制板，所述電壓調節電路包括U1模塊和插頭JP1，還包括模塊U2和模塊U3，本實用新型專利技術采用的電壓調整器采用PWM控制芯片，定頻調寬方式控制，斬波頻率是恒定的，脈寬是隨發電機的轉速和負載變化而變化。本實用新型專利技術是通過不斷地改變輔助發電機勵磁繞組的勵磁電流，以獲得輔助發電機所發出的電壓穩定在DC110±2V范圍內。本實用新型專利技術的電壓調整器同時具有輔助發電過壓保護，空壓機軟啟動等功能。本實用新型專利技術將電壓調整、空壓機軟啟動，過壓保護集成在一塊電路板上，可根據機車的需要隨時增減，靈活性強。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及內燃機車用電自動穩壓裝置
，尤其是一種內燃機車電壓調整器。
技術介紹
目前內燃機車上應用的電壓調整器都是普遍采用LM124，FX158等運算放大器，將運放在開環狀態下作為比較器使用，通過比較輸入發電機輸出電壓與基準電壓差值，由運算放大器的電平翻轉來控制功率管交替導通和截止來實現電壓調整。其斬波頻率和寬度都不是穩定的，且隨發電機的轉速和負載變化而變化，占空比在0-1之間。目前普遍使用的電壓調整器相比有如下缺陷I、現有的電壓調整器，如株洲田龍普遍采用LM124，FX158等運算放大器，將運放在開環狀態下作為比較器使用，通過比較輸入發電機輸出電壓與基準電壓差值，由運算放大器的電平翻轉來控制功率管交替導通和截止來實現電壓調整，其斬波頻率和寬度都不是穩定的，且隨發電機的轉速和負載變化而變化，占空比在0-1之間。2、現在電壓調整裝置無此功能，重復再啟動時，如果時間過短往往會發生瞬時過壓，引起過壓保護動作。3、現有的電壓調整裝置無此功能，在主電源供電不足的情況下，功率管常常因導通不充分，發熱嚴重而損壞。4、現有的電壓調整裝置采用單管驅動輸出，散熱和負載驅動性能有所限制，需要較大的散熱器。5、現有的電壓調整器通過電阻串聯一只穩壓二極管為主電源供電，帶負載能力小，適用電壓范圍窄。6、現有電壓調整器主要依靠在機車主電柜中安裝大功率管型電阻Rdt限流，以保護電壓調整器裝置不損壞。7、現在通用的電壓調整器只備其中一種或兩種功能，不具備以上三種功能。
技術實現思路
為了克服現有的電壓調整器的不足，本技術提供了一種內燃機車電壓調整器。本技術解決其技術問題所采用的技術方案是一種內燃機車電壓調整器，包括電壓調節電路和印制板，所述電壓調節電路包括Ul模塊和插頭JP1，所述Ul模塊為芯片UC1525A，電壓調整器控制的輸入、輸出端都通過插頭JPl引入，插頭JPl的4腳和6腳分別為IlOV電源的正端和負端，外部的輔助發電機勵磁繞組接在插頭JPl的4端和5端，從插頭JPl的4腳輸入電源通過二極管V8，電容C18濾波后供給DC模塊，U3模塊將IlOV電源轉換為低壓12V電源，12V電源經電感LI，電容C17，電容C16組成的r形濾波后供整個控制電路使用；插頭JPl的I腳為反饋電壓輸入端，電阻R1，電位器RP1，電阻R16組成反饋取樣電路，取樣電壓通過電位器RPl中心抽頭輸入到芯片UC1525A的反相輸入端I腳，電容ClO與反饋取樣電路的電位器RPl、電阻R16并聯連接；芯片UC1525A的16腳為基準電壓5. IV輸出端，通過電阻R25和電阻R21分壓后輸出3. 8V的基準電壓至芯片UC1525A的2腳正向輸入端，與I腳輸入的電壓比較控制PWM脈沖輸出；芯片UC1525A的5腳為振蕩器定時電容C13的接入端，6腳為振蕩器定時電阻R24接入端，定時電容C13 —端連接電阻R24，另一端連接電阻R17，芯片UC1525A的7腳和5腳連接電阻R17 ;芯片UC1525A的9腳和反相輸入端I腳接入電阻R4、電阻R5和電容Cl構成閉環反饋系統；芯片UC1525A的11腳通過電阻R27連接VMOS管Q5，芯片UC1525A的的14腳通過電阻R26連接VMOS管Q6，并聯連接的二極管Vl和二極管V2 —端分別連接VMOS管Q5和VMOS管Q6，另一端連接由電阻R7、電容C8以及電阻R32、二極管V5、電容C9組成回路的阻容保護網絡；芯片UC1525A的8腳連接電容C3，芯片UC1525A的10腳分別通過電阻R23、電容Cll接地；插頭JPl分別通過電阻R2、R3連接模塊U2，電阻R3、R11、R34構成分壓電路，連接電容C15，電容C15兩端分別連接電阻R12、運算放大器LM193的反相輸入端2腳和正相輸入端3腳，運算放大器LM193的I腳依次連接MOS管Q2和繼電器K2，電阻R2分別連接Ul的10腳和電阻R22，電阻R22連接三極管Q3的基極，三極管Q3連接電容C12，插頭JPl分別通過電阻R14、R33連接模塊U2的正相輸入端5腳，運算放大器LM193的反相輸入端6腳連接電阻R8和穩壓管V14，運算放大器·LM193的7腳分別依次連接MOS管Ql、繼電器Kl和二極管V3和電阻R9，運算放大器LM193的7腳還連接二極管V9和電阻R20，然后分別連接Ul的10腳和三極管Q3的基極。本技術的有益效果是，本技術的電壓調整器與目前普遍使用的電壓調整器相比有如下優點I、新型電壓調整器采用PWM控制芯片，定頻調寬方式控制，斬波頻率是恒定的，脈寬是隨發電機的轉速和負載變化而變化。2、新型電壓調整器具有重復再啟動軟啟動功能，避免啟動時沖擊或造成瞬時過壓。3、新型電壓調整器具有欠壓保護，鎖定輸出。欠壓保護避了免功率輸出管因導通不充分過熱損壞。4、新型電壓調整器采用IGBT功率管推挽，輪流輸出，能帶更大的負載，雙功率管增加了與散熱器接觸面積，提高了散熱性能，降低熱阻功耗，新型電壓調整器散熱器比現有的電壓調器要小，只有株洲田龍的1/3。5、新電壓調整器主電源采用DC-DC模塊供電，帶負載能力強，電壓穩定且適用電壓范圍寬。6、脈寬限制過流保護。新型電壓調整器將占空比限制在一定范圍內(0-0. 8)，雙管輸出最大電流不超過8. 5A,單管不超過5A，避免現有電壓調整器裝置在柴油機停機過程中，隨著占空比逐漸增大到1，功率輸出管長時間處于導通狀態，將會因過流嚴重發熱而損壞。7、新型電壓調整器將電壓調整、空壓機軟啟動，過壓保護集成在一塊電路板上，可根據機車的需要隨時增減，靈活性強。附圖說明以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。圖I是本技術的電路原理圖。具體實施方式本技術專利主要涉及到應用在采用直流發電(DCllOV)驅動作為主要動力電源的內燃機車上。在柴油機啟動以后，通過傳動機構帶動輔助發電機發電，由于輔助發電機通過變速箱被柴油機拖動，其轉速與柴油機轉速有關，而柴油機轉速是隨工況而不斷變 化的，轉速范圍為400-1000r/min，若輔助發電機勵磁保持恒定，而不采取措施，輔助發電機所發出的電壓將變化很大，這將帶來很大的問題1、不利于調整柴油機恒功率工況。2、機車上如空壓機、燃油泵、通風機、空調及其他用電設備將不能穩定工作。故要求輔助發電機所發出的電壓保持穩定。本技術采用電壓調整器就能達到這個目的，電壓調整器是通過不斷地改變輔助發電機勵磁繞組的勵磁電流，以獲得輔助發電機所發出的電壓穩定在DC110±2V范圍內。本技術的電壓調整器同時具有輔助發電過壓保護，空壓機軟啟動等功能。本技術整體電路設計本裝置和現有裝置不同的是采用定頻調寬技術，并和其它采用簡單的定頻調寬在技術上有所突破，電路設計采用了德州儀器公司生產的工業級UC1525A芯片，其開關電源的電壓調整率、負載調整率和瞬態響應特性都有提高，是目前比較理想的新型控制器。UC1525A內置了 5. IV精密基準電源，精度1%。電壓調整器控制的輸入、輸出端都通過JPl插頭引入，JPl的4腳和6腳分別為IlOV電源的正端和負端(公共端)，外部的輔助發電機勵磁繞組接在JPl的4端和5端。從JPl的4腳輸入電源通過V8 二極管，C18濾波后供給DC模塊，U3將IlOV電源轉換本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種內燃機車電壓調整器，其特征是，它包括電壓調節電路和印制板，所述電壓調節電路包括U1模塊和插頭JP1，所述U1模塊為芯片UC1525A，電壓調整器控制的輸入、輸出端都通過插頭JP1引入，插頭JP1的4腳和6腳分別為110V電源的正端和負端，外部的輔助發電機勵磁繞組接在插頭JP1的4端和5端，從插頭JP1的4腳輸入電源通過二極管V8，電容C18濾波后供給DC模塊，U3模塊將110V電源轉換為低壓12V電源，12V電源經電感L1，電容C17，電容C16組成的г形濾波后供整個控制電路使用；插頭JP1的1腳為反饋電壓輸入端，電阻R1，電位器RP1，電阻R16組成反饋取樣電路，取樣電壓通過電位器RP1中心抽頭輸入到芯片UC1525A的反相輸入端1腳，電容C10與反饋取樣電路的電位器RP1、電阻R16并聯連接；芯片UC1525A的16腳為基準電壓5.1V輸出端，通過電阻R25和電阻R21分壓后輸出3.8V的基準電壓至芯片UC1525A的2腳正向輸入端，與1腳輸入的電壓比較控制PWM脈沖輸出；芯片UC1525A的5腳為振蕩器定時電容C13的接入端，6腳為振蕩器定時電阻R24接入端，定時電容C13一端連接電阻R24，另一端連接電阻R17，芯片UC1525A的7腳和5腳連接電阻R17；芯片UC1525A的9腳和反相輸入端1腳接入電阻R4、電阻R5和電容C1構成閉環反饋系統；芯片UC1525A的11腳通過電阻R27連接VMOS管Q5，芯片UC1525A的的14腳通過電阻R26連接VMOS管Q6，并聯連接的二極管V1和二極管V2一端分別連接VMOS管Q5和VMOS管Q6，另一端連接由電阻R7、電容C8以及電阻R32、二極管V5、電容C9組成回路的阻容保護網絡；芯片UC1525A的8腳連接電容C3，芯片UC1525A的10腳分別通過電阻R23、電容C11接地；插頭JP1分別通過電阻R2、R3連接模塊U2，電阻R3、R11、R34構成分壓電路，連接電容C15，電容C15兩端分別連接電阻R12、運算放大器LM193的反相輸入端2腳和正相輸入端3腳，運算放大器LM193的1腳依次連接MOS管Q2和繼電器K2，電阻R2分別連接U1模塊的10腳和電阻R22，電阻R22連接三極管Q3的基極，三極管Q3連接電容C12，插頭JP1分別通過電阻R14、R33連接模塊U2的正相輸入端5腳，運算放大器LM193的反相輸入端6腳連接電阻R8和穩壓管V14，運算放大器LM193的7腳分別依次連接MOS管Q1、繼電器K1和二極管V3和電阻R9，運算放大器LM193的7腳還連接二極管V9和電阻R20，然后分別連接U1模塊的10腳和三極管Q3的基極。...

【技術特征摘要】
1. 一種內燃機車電壓調整器，其特征是，它包括電壓調節電路和印制板，所述電壓調節電路包括Ul模塊和插頭JP1，所述Ul模塊為芯片UC1525A，電壓調整器控制的輸入、輸出端都通過插頭JPl引入，插頭JPl的4腳和6腳分別為IlOV電源的正端和負端，外部的輔助發電機勵磁繞組接在插頭JPl的4端和5端，從插頭JPl的4腳輸入電源通過二極管V8，電容C18濾波后供給DC模塊，U3模塊將IlOV電源轉換為低壓12V電源，12V電源經電感LI，電容C17，電容C16組成的r形濾波后供整個控制電路使用；插頭JPl的I腳為反饋電壓輸入端，電阻R1，電位器RP1，電阻R16組成反饋取樣電路，取樣電壓通過電位器RPl中心抽頭輸入到芯片UC1525A的反相輸入端I腳，電容ClO與反饋取樣電路的電位器RPl、電阻R16并聯連接；芯片UC1525A的16腳為基準電壓5. IV輸出端，通過電阻R25和電阻R21分壓后輸出3. 8V的基準電壓至芯片UC1525A的2腳正向輸入端，與I腳輸入的電壓比較控制PWM脈沖輸出;芯片UC1525A的5腳為振蕩器定時電容C13的接入端，6腳為振蕩器定時電阻R24接入端，定時電容Cl3 —端連接電阻R24，另一端連接電阻Rl7，芯片UC1525A的7腳和5腳連接電阻R17 ;芯片UC1525A的9腳和...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳平，
申請(專利權)人：戚墅堰機車車輛廠工業公司，
類型：實用新型
國別省市：