内燃机车电压调整器制造技术

本实用新型专利技术涉及内燃机车用电自动稳压装置技术领域，尤其是一种内燃机车电压调整器。它包括电压调节电路和印制板，所述电压调节电路包括U1模块和插头JP1，还包括模块U2和模块U3，本实用新型专利技术采用的电压调整器采用PWM控制芯片，定频调宽方式控制，斩波频率是恒定的，脉宽是随发电机的转速和负载变化而变化。本实用新型专利技术是通过不断地改变辅助发电机励磁绕组的励磁电流，以获得辅助发电机所发出的电压稳定在DC110±2V范围内。本实用新型专利技术的电压调整器同时具有辅助发电过压保护，空压机软启动等功能。本实用新型专利技术将电压调整、空压机软启动，过压保护集成在一块电路板上，可根据机车的需要随时增减，灵活性强。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及内燃机车用电自动稳压装置
，尤其是一种内燃机车电压调整器。
技术介绍
目前内燃机车上应用的电压调整器都是普遍采用LM124，FX158等运算放大器，将运放在开环状态下作为比较器使用，通过比较输入发电机输出电压与基准电压差值，由运算放大器的电平翻转来控制功率管交替导通和截止来实现电压调整。其斩波频率和宽度都不是稳定的，且随发电机的转速和负载变化而变化，占空比在0-1之间。目前普遍使用的电压调整器相比有如下缺陷I、现有的电压调整器，如株洲田龙普遍采用LM124，FX158等运算放大器，将运放在开环状态下作为比较器使用，通过比较输入发电机输出电压与基准电压差值，由运算放大器的电平翻转来控制功率管交替导通和截止来实现电压调整，其斩波频率和宽度都不是稳定的，且随发电机的转速和负载变化而变化，占空比在0-1之间。2、现在电压调整装置无此功能，重复再启动时，如果时间过短往往会发生瞬时过压，引起过压保护动作。3、现有的电压调整装置无此功能，在主电源供电不足的情况下，功率管常常因导通不充分，发热严重而损坏。4、现有的电压调整装置采用单管驱动输出，散热和负载驱动性能有所限制，需要较大的散热器。5、现有的电压调整器通过电阻串联一只稳压二极管为主电源供电，带负载能力小，适用电压范围窄。6、现有电压调整器主要依靠在机车主电柜中安装大功率管型电阻Rdt限流，以保护电压调整器装置不损坏。7、现在通用的电压调整器只备其中一种或两种功能，不具备以上三种功能。
技术实现思路
为了克服现有的电压调整器的不足，本技术提供了一种内燃机车电压调整器。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种内燃机车电压调整器，包括电压调节电路和印制板，所述电压调节电路包括Ul模块和插头JP1，所述Ul模块为芯片UC1525A，电压调整器控制的输入、输出端都通过插头JPl引入，插头JPl的4脚和6脚分别为IlOV电源的正端和负端，外部的辅助发电机励磁绕组接在插头JPl的4端和5端，从插头JPl的4脚输入电源通过二极管V8，电容C18滤波后供给DC模块，U3模块将IlOV电源转换为低压12V电源，12V电源经电感LI，电容C17，电容C16组成的r形滤波后供整个控制电路使用；插头JPl的I脚为反馈电压输入端，电阻R1，电位器RP1，电阻R16组成反馈取样电路，取样电压通过电位器RPl中心抽头输入到芯片UC1525A的反相输入端I脚，电容ClO与反馈取样电路的电位器RPl、电阻R16并联连接；芯片UC1525A的16脚为基准电压5. IV输出端，通过电阻R25和电阻R21分压后输出3. 8V的基准电压至芯片UC1525A的2脚正向输入端，与I脚输入的电压比较控制PWM脉冲输出；芯片UC1525A的5脚为振荡器定时电容C13的接入端，6脚为振荡器定时电阻R24接入端，定时电容C13 —端连接电阻R24，另一端连接电阻R17，芯片UC1525A的7脚和5脚连接电阻R17 ;芯片UC1525A的9脚和反相输入端I脚接入电阻R4、电阻R5和电容Cl构成闭环反馈系统；芯片UC1525A的11脚通过电阻R27连接VMOS管Q5，芯片UC1525A的的14脚通过电阻R26连接VMOS管Q6，并联连接的二极管Vl和二极管V2 —端分别连接VMOS管Q5和VMOS管Q6，另一端连接由电阻R7、电容C8以及电阻R32、二极管V5、电容C9组成回路的阻容保护网络；芯片UC1525A的8脚连接电容C3，芯片UC1525A的10脚分别通过电阻R23、电容Cll接地；插头JPl分别通过电阻R2、R3连接模块U2，电阻R3、R11、R34构成分压电路，连接电容C15，电容C15两端分别连接电阻R12、运算放大器LM193的反相输入端2脚和正相输入端3脚，运算放大器LM193的I脚依次连接MOS管Q2和继电器K2，电阻R2分别连接Ul的10脚和电阻R22，电阻R22连接三极管Q3的基极，三极管Q3连接电容C12，插头JPl分别通过电阻R14、R33连接模块U2的正相输入端5脚，运算放大器LM193的反相输入端6脚连接电阻R8和稳压管V14，运算放大器·LM193的7脚分别依次连接MOS管Ql、继电器Kl和二极管V3和电阻R9，运算放大器LM193的7脚还连接二极管V9和电阻R20，然后分别连接Ul的10脚和三极管Q3的基极。本技术的有益效果是，本技术的电压调整器与目前普遍使用的电压调整器相比有如下优点I、新型电压调整器采用PWM控制芯片，定频调宽方式控制，斩波频率是恒定的，脉宽是随发电机的转速和负载变化而变化。2、新型电压调整器具有重复再启动软启动功能，避免启动时冲击或造成瞬时过压。3、新型电压调整器具有欠压保护，锁定输出。欠压保护避了免功率输出管因导通不充分过热损坏。4、新型电压调整器采用IGBT功率管推挽，轮流输出，能带更大的负载，双功率管增加了与散热器接触面积，提高了散热性能，降低热阻功耗，新型电压调整器散热器比现有的电压调器要小，只有株洲田龙的1/3。5、新电压调整器主电源采用DC-DC模块供电，带负载能力强，电压稳定且适用电压范围宽。6、脉宽限制过流保护。新型电压调整器将占空比限制在一定范围内(0-0. 8)，双管输出最大电流不超过8. 5A,单管不超过5A，避免现有电压调整器装置在柴油机停机过程中，随着占空比逐渐增大到1，功率输出管长时间处于导通状态，将会因过流严重发热而损坏。7、新型电压调整器将电压调整、空压机软启动，过压保护集成在一块电路板上，可根据机车的需要随时增减，灵活性强。附图说明以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。图I是本技术的电路原理图。具体实施方式本技术专利主要涉及到应用在采用直流发电(DCllOV)驱动作为主要动力电源的内燃机车上。在柴油机启动以后，通过传动机构带动辅助发电机发电，由于辅助发电机通过变速箱被柴油机拖动，其转速与柴油机转速有关，而柴油机转速是随工况而不断变 化的，转速范围为400-1000r/min，若辅助发电机励磁保持恒定，而不采取措施，辅助发电机所发出的电压将变化很大，这将带来很大的问题1、不利于调整柴油机恒功率工况。2、机车上如空压机、燃油泵、通风机、空调及其他用电设备将不能稳定工作。故要求辅助发电机所发出的电压保持稳定。本技术采用电压调整器就能达到这个目的，电压调整器是通过不断地改变辅助发电机励磁绕组的励磁电流，以获得辅助发电机所发出的电压稳定在DC110±2V范围内。本技术的电压调整器同时具有辅助发电过压保护，空压机软启动等功能。本技术整体电路设计本装置和现有装置不同的是采用定频调宽技术，并和其它采用简单的定频调宽在技术上有所突破，电路设计采用了德州仪器公司生产的工业级UC1525A芯片，其开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。UC1525A内置了 5. IV精密基准电源，精度1%。电压调整器控制的输入、输出端都通过JPl插头引入，JPl的4脚和6脚分别为IlOV电源的正端和负端(公共端)，外部的辅助发电机励磁绕组接在JPl的4端和5端。从JPl的4脚输入电源通过V8 二极管，C18滤波后供给DC模块，U3将IlOV电源转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机车电压调整器，其特征是，它包括电压调节电路和印制板，所述电压调节电路包括U1模块和插头JP1，所述U1模块为芯片UC1525A，电压调整器控制的输入、输出端都通过插头JP1引入，插头JP1的4脚和6脚分别为110V电源的正端和负端，外部的辅助发电机励磁绕组接在插头JP1的4端和5端，从插头JP1的4脚输入电源通过二极管V8，电容C18滤波后供给DC模块，U3模块将110V电源转换为低压12V电源，12V电源经电感L1，电容C17，电容C16组成的г形滤波后供整个控制电路使用；插头JP1的1脚为反馈电压输入端，电阻R1，电位器RP1，电阻R16组成反馈取样电路，取样电压通过电位器RP1中心抽头输入到芯片UC1525A的反相输入端1脚，电容C10与反馈取样电路的电位器RP1、电阻R16并联连接；芯片UC1525A的16脚为基准电压5.1V输出端，通过电阻R25和电阻R21分压后输出3.8V的基准电压至芯片UC1525A的2脚正向输入端，与1脚输入的电压比较控制PWM脉冲输出；芯片UC1525A的5脚为振荡器定时电容C13的接入端，6脚为振荡器定时电阻R24接入端，定时电容C13一端连接电阻R24，另一端连接电阻R17，芯片UC1525A的7脚和5脚连接电阻R17；芯片UC1525A的9脚和反相输入端1脚接入电阻R4、电阻R5和电容C1构成闭环反馈系统；芯片UC1525A的11脚通过电阻R27连接VMOS管Q5，芯片UC1525A的的14脚通过电阻R26连接VMOS管Q6，并联连接的二极管V1和二极管V2一端分别连接VMOS管Q5和VMOS管Q6，另一端连接由电阻R7、电容C8以及电阻R32、二极管V5、电容C9组成回路的阻容保护网络；芯片UC1525A的8脚连接电容C3，芯片UC1525A的10脚分别通过电阻R23、电容C11接地；插头JP1分别通过电阻R2、R3连接模块U2，电阻R3、R11、R34构成分压电路，连接电容C15，电容C15两端分别连接电阻R12、运算放大器LM193的反相输入端2脚和正相输入端3脚，运算放大器LM193的1脚依次连接MOS管Q2和继电器K2，电阻R2分别连接U1模块的10脚和电阻R22，电阻R22连接三极管Q3的基极，三极管Q3连接电容C12，插头JP1分别通过电阻R14、R33连接模块U2的正相输入端5脚，运算放大器LM193的反相输入端6脚连接电阻R8和稳压管V14，运算放大器LM193的7脚分别依次连接MOS管Q1、继电器K1和二极管V3和电阻R9，运算放大器LM193的7脚还连接二极管V9和电阻R20，然后分别连接U1模块的10脚和三极管Q3的基极。...

【技术特征摘要】
1. 一种内燃机车电压调整器，其特征是，它包括电压调节电路和印制板，所述电压调节电路包括Ul模块和插头JP1，所述Ul模块为芯片UC1525A，电压调整器控制的输入、输出端都通过插头JPl引入，插头JPl的4脚和6脚分别为IlOV电源的正端和负端，外部的辅助发电机励磁绕组接在插头JPl的4端和5端，从插头JPl的4脚输入电源通过二极管V8，电容C18滤波后供给DC模块，U3模块将IlOV电源转换为低压12V电源，12V电源经电感LI，电容C17，电容C16组成的r形滤波后供整个控制电路使用；插头JPl的I脚为反馈电压输入端，电阻R1，电位器RP1，电阻R16组成反馈取样电路，取样电压通过电位器RPl中心抽头输入到芯片UC1525A的反相输入端I脚，电容ClO与反馈取样电路的电位器RPl、电阻R16并联连接；芯片UC1525A的16脚为基准电压5. IV输出端，通过电阻R25和电阻R21分压后输出3. 8V的基准电压至芯片UC1525A的2脚正向输入端，与I脚输入的电压比较控制PWM脉冲输出;芯片UC1525A的5脚为振荡器定时电容C13的接入端，6脚为振荡器定时电阻R24接入端，定时电容Cl3 —端连接电阻R24，另一端连接电阻Rl7，芯片UC1525A的7脚和5脚连接电阻R17 ;芯片UC1525A的9脚和...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平，
申请(专利权)人：戚墅堰机车车辆厂工业公司，
类型：实用新型
国别省市：