DE1172353B

DE1172353B - Regulator for a direct current or alternating current generator with downstream rectifier

Info

Publication number: DE1172353B
Application number: DEG26593A
Authority: DE
Inventors: Lewis Rambo Hetzler; Thomas Eugene Kirk
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1958-03-10
Filing date: 1959-03-10
Publication date: 1964-06-18

Description

Regler für einen Gleichstrom- oder Weehselstromgen,er-ntor mit nachgeschaltetem Gleichrichter Die Erfindung betrifft einen Regler für einen Gleichstromgenerator oder Wechse15tromgenerator mit nachgeschaltetem Gleichrichter mit einer Feldwicklung, zu der die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors, dessen Basis über die Kontakte eines an die Ausgangsklemmen des Generators angeschlossen nen Relais beeinflußt wird, in Reihe geschaltet ist, sowie mit einer in den Verbraucherkreis eingeschalteten Pufferbatterie.Regulator for a direct current or alternating current generator, er-ntor with downstream Rectifier The invention relates to a regulator for a direct current generator or AC generator with a downstream rectifier with a field winding, to which the emitter-collector path of a transistor, whose base via the contacts a relay connected to the output terminals of the generator is connected in series, as well as with one connected to the consumer circuit Backup battery.

Es ist schon eine Reglereinrichtung mit einem in Abhängigkeit von der Generatorspannung gesteuerten Transistor bekannt, bei der der Transistor im Anlaufbereich des Generators durch einen elektromagnetisch betätigten, mit seiner Spannungsspule an den Generator angeschlossenen Schalter überbrückt ist und durch Öffnen der Schalterkontakte erst .dann zur Wirkung gebracht wird, wenn der Generator eine bestimmte Mindestspannung .erreicht hat.It is already a regulator device with a function of the generator voltage controlled transistor known, in which the transistor im Starting area of the generator by an electromagnetically operated, with his Voltage coil connected to the generator switch is bridged and through The switch contacts are only opened. Then it takes effect when the generator has reached a certain minimum voltage.

Die Erregerwicklung des Generators liegt bei dieser Einrichtung im Kollektorkreis des Transistors. Zur Steuerung des Basisstromes des Transistors sind .dabei Widerstände im Basiskreis .erforderlich.The excitation winding of the generator is in this device Collector circuit of the transistor. To control the base current of the transistor are .Resistances in the base circle .required.

Ziel der Erfindung ist, einen mit großer Genauigkeit und hoher Ansprechgeschwindigkeit arbeitenden Regier zu mit relativ geringem baulichem Aufwand zu schaffen.The aim of the invention is to provide one with great accuracy and high response speed working government to create with relatively little structural effort.

Gemäß der Erfindung weist das Relais zusätzlich eine Beschleunigungswicklung auf, deren eine Seite über die Relaiskontakte mit einer Ausgangsleitung und deren andere Seite jedoch mit .der Basis des Transistors verbunden ist. Die Hauptwicklung des Relais ist direkt zwischen die Ausgangsklemmen des Generators geschaltet, und die Erregerwicklung des Generators liegt im Emitterkreis des Transistors.According to the invention, the relay also has an acceleration winding on, one side of which via the relay contacts with an output line and whose however, the other side is connected to the base of the transistor. The main winding of the relay is connected directly between the output terminals of the generator, and the excitation winding of the generator is in the emitter circuit of the transistor.

Die Erfindung wird im Zusammenhang mit der Zeichnung, deren F i g. 1 und 2 Schaltbilder der erfindungsgemäßen Reglerschaltung zeigen, erläutert.The invention is described in connection with the drawing, the F i g. 1 and 2 show circuit diagrams of the regulator circuit according to the invention, explained.

F i g. 1 zeigt eine Reglerschaltung. Nach dieser Schaltung weist ein Wechselstromgenerator eine dreiphasige, in Stern geschaltete Ausgangswicklung 4 auf. Der Wechselstromgenerator hat eine rotierende Feldwicklung 6, die von einem Motor 2 angetrieben wird. Die Ausgangswicklung 4 ist mit einem dreiphasigen Vollwellengleichrichter in Brückenschaltung 8 verbunden, der eine positive Ausgangsklemme 10 und eine negative, an Erde gelegte Ausgangsklemme 12 hat.F i g. 1 shows a regulator circuit. After this circuit has a Alternator has a three-phase star-connected output winding 4 on. The alternator has a rotating field winding 6, which is of a Motor 2 is driven. The output winding 4 is a three-phase full wave rectifier connected in bridge circuit 8, which has a positive output terminal 10 and a negative, has output terminal 12 connected to earth.

Der Regler für einen Wechselstromgenerator mit Gleichrichter, wie vorstehend beschrieben, ist mit seinen Klemmen 13 und 15, parallel zur Feldwicklung 6 des Generators angeschlossen. Die positive Ausgangsklemme 10 des Gleichrichters in Brückenschaltung ist mit der Klemme 13 verbunden. Die Regelschaltung enthält einen p-n-p-Flächentransistor 14 mit einer Emitterelektrode e, einer Basiselektrode b und einer Kollektorelektrode c. Die Emitterelektrode e ist direkt an die Feldklemme 15 angeschlossen, während die Kollektorelektrode c mit einer Zuleitung verbunden ist, die zu einer Seite eines Schalters 28 führt. Der andere Anschluß des Schalters ist, wie dargestellt, geerdet. Der Schalter 28 ist vorzugsweise mit Hand zu betätigen - entweder direkt oder über ein Relais - und bewirkt ein Unterbrechen des Feldstromkreises von der Batterie 26 zum Feld 6, wenn der Schalter geöffnet ist.The regulator for an alternator with rectifier, as described above, is connected with its terminals 13 and 15, parallel to the field winding 6 of the generator. The positive output terminal 10 of the rectifier in a bridge circuit is connected to terminal 13. The control circuit contains a pnp junction transistor 14 with an emitter electrode e, a base electrode b and a collector electrode c. The emitter electrode e is connected directly to the terminal block 15, while the collector electrode c is connected to a lead which leads to one side of a switch 28. The other terminal of the switch is grounded as shown. The switch 28 is preferably to be operated by hand - either directly or via a relay - and causes the field circuit from the battery 26 to the field 6 to be interrupted when the switch is open.

Die Basiselektrode des Transistors 14 ist über einen Widerstand 22 mit der Klemme 15 verbunden, während eine Siliziumdiode 24 parallel zur Feldwicklung 6 zwischen die Klemmen 15 und 13 geschaltet ist. Die Klemme 13 ist mit der Speicherbatterie 26 verbunden, deren eine Seite an Masse liegt.The base electrode of the transistor 14 is connected via a resistor 22 connected to terminal 15, while a silicon diode 24 in parallel with the field winding 6 is connected between terminals 15 and 13. Terminal 13 is with the storage battery 26 connected, one side of which is connected to ground.

Die Schaltung nach F i g. 1 enthält ein bekanntes elektromagnetisches Schwingkontaktrelais mit einer Hauptwicklung 18 und einer Beschleunigungswicklung 16. Dieses Relais hat ein Kontaktpaar 30, wobei die Kontakte durch eine Feder 20 in Verbindung miteinander gehalten werden. Gemäß der Erfindung ist die Beschleunigungswicklung 16 des Relais zwischen die Kontakte 30 und die Basis des Transistors 14 geschaltet. Der Basisstrom dieses Transistors fließt durch die Beschleunigungswicklung 16 nach Erde, wenn die Kontakte 30 geschlossen sind.The circuit according to FIG. 1 contains a known electromagnetic Vibrating contact relay with a main winding 18 and an acceleration winding 16. This relay has a pair of contacts 30, the contacts being held by a spring 20 be kept in connection with each other. According to the invention is the acceleration winding 16 of the relay between the contacts 30 and the base of transistor 14 switched. The base current of this transistor flows through the Acceleration winding 16 to earth when contacts 30 are closed.

Die Hauptwicklung 18 des Relais liegt zwischen der Anschlußklemme 13 und den Schalter 28 an Erde. Die Spulenwicklung 18 ist damit zum Gleichrichter 8 parallel geschaltet.The main winding 18 of the relay is connected between the terminal 13 and the switch 28 to earth. The coil winding 18 is thus connected in parallel to the rectifier 8.

Wenn die Spannung, die zwischen den Klemmen 10 und 12 des Gleichrichters 8 einen bestimmten gewünschten Wert überschreitet, bewirkt der Stromfluß durch die Wicklungen 18 und 16 die Bildung einander addierender magnetischer Flüsse, die die Kontakte 30 gegen die Spannung der Feder 20 öffnen. Das öffnen der Kontakte 30 unterbricht den Basiskreis des Transistors 14, so daß kein Basisstrom von der Basis des Transistors nach Erde fließen kann. Da der Emitter-Kollektor-Strom des Transistors proportional seinem Emitter-Basis-Strom ist, stellt der Transistor einen hohen Widerstand zwischen Emitter und Kollektor dar, solange der Basiskreis unterbrochen ist. Da der Transistor auf diese Weise praktisch nichtleitend ist, wird der Stromfluß durch die Feldwicklung 6 rasch vermindert, was eine Herabsetzung der Generatorspannung zur Folge hat.When the voltage between the terminals 10 and 12 of the rectifier 8 exceeds a certain desired value, the current flow through the windings 18 and 16 causes the formation of magnetic fluxes which add to one another and which open the contacts 30 against the tension of the spring 20. The opening of the contacts 30 interrupts the base circuit of the transistor 14 so that no base current can flow from the base of the transistor to earth. Since the emitter-collector current of the transistor is proportional to its emitter-base current, the transistor represents a high resistance between emitter and collector as long as the base circuit is interrupted. Since the transistor is practically non-conductive in this way, the current flow through the field winding 6 is rapidly reduced, which results in a reduction in the generator voltage.

Wenn die Spannung an den Ausgangsklemmen des Gleichrichters 8 niedrig ist, werden die Spulen 18 und 16 des Relais nicht genügend erregt, um die Kontakte 30 geöffnet zu halten, so daß diese Kontakte durch den Einfluß der Feder 20 geschlossen werden. Infolge der geschlossenen Kontakte 30 kann ein Basisstrom direkt vom Transistor 14 nach Erde fließen. Dieser Stromfluß schaltet die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors ein, so daß der Feldstrom in der Spule 6 und damit die Generatorspannung vergrößert wird. Vorteilhaft ist dabei, daß das öffnen und Schließen der Kontakte 30 sehr rasch geschieht, so daß der Transistor beständig ein- und ausgeschaltet wird, um den Strom zu regeln, der durch ihn hindurch zur Feldwicklung 6 fließt. Da der Transistor 14 in Reihe mit der Feldwicklung 6 und den Gleichrichter 8 geschaltet ist, regelt er den Erregerstrom und damit die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators. Die Beschleunigungswicklung 16 des Relais sorgt für ein rasches Ansprechen des Relais zur Öffnung der Kontakte 30 und wird von dem Basisstrom des Transistors 14 gespeist. Sie ist, wenn die Kontakte 30 geöffnet sind, völlig entregt, während die Hauptwicklung 18 erregt bleibt. Diese Schaltanordnung ergibt ein sehr genaues und schnelles Ansprechen beim Steuern der Ausgangsspannung des Generators. Obwohl die Regelschaltung nach F i g. 1 in Anwendung für einen Wechselstromgenerator dargestellt wurde, versteht es sich jedoch, daß die Schaltung in ähnlicher Weise auf einem Gleichstromgenerator angewandt werden kann.When the voltage at the output terminals of the rectifier 8 is low, the coils 18 and 16 of the relay are not energized enough to keep the contacts 30 open, so that these contacts are closed by the action of the spring 20 . As a result of the closed contacts 30, a base current can flow directly from the transistor 14 to ground. This current flow switches on the emitter-collector path of the transistor, so that the field current in the coil 6 and thus the generator voltage is increased. The advantage here is that the opening and closing of the contacts 30 takes place very quickly, so that the transistor is constantly switched on and off in order to regulate the current which flows through it to the field winding 6. Since the transistor 14 is connected in series with the field winding 6 and the rectifier 8, it regulates the excitation current and thus the output voltage of the alternator. The acceleration winding 16 of the relay ensures a rapid response of the relay to open the contacts 30 and is fed by the base current of the transistor 14. When the contacts 30 are open, it is completely de-energized, while the main winding 18 remains energized. This switching arrangement gives a very precise and quick response when controlling the output voltage of the generator. Although the control circuit according to FIG. 1 as applied to an AC generator, it will be understood, however, that the circuit can be applied in a similar manner to a DC generator.

F i g. 2 zeigt eine weitere Reglerschaltung, die gegenüber der Schaltung nach F i g.1 abgewandelt ist. Zur Bezeichnung gleicher Teile wurden gleiche Bezugszeichen verwendet und zur Vereinfachung der Zeichnung nur die eigentliche Reglerschaltung (rechts der Linie 1-I) dargestellt. Abweichend von der Schaltung nach F i g. 1 ist hier zusätzlich ein Widerstand 32 in Reihe mit der Beschleunigungswicklung 16, die über diesen Widerstand an der Basis b des Transistors 14 sowie über die Relaiskontakte 30 an Erde liegt, dargestellt. Die Beschleunigungswicklung 16 ist auf ihrer anderen Seite mit der Generatorklemme 13 verbunden.F i g. 2 shows a further regulator circuit which is opposite to the circuit is modified according to F i g.1. The same reference numerals have been used to designate the same parts used and to simplify the drawing only the actual controller circuit (to the right of line 1-I). Notwithstanding the circuit according to FIG. 1 is here in addition a resistor 32 in series with the acceleration winding 16, the via this resistor at the base b of the transistor 14 and via the relay contacts 30 is on earth, shown. The acceleration winding 16 is on top of its other Side connected to the generator terminal 13.

Diese Anschaltung der Beschleunigungswicklung ergibt ein noch günstigeres Ansprechverhalten der Reglerschaltung.This connection of the acceleration winding results in an even cheaper one Response behavior of the regulator circuit.

Claims

Claim: Regulator for a direct current or alternating current generator with a downstream rectifier with a field winding, to which the emitter-collector path of a transistor, whose base is influenced via the contacts of a relay connected to the output terminals of the generator, is connected in series, as well as with a buffer battery connected to the consumer circuit, characterized in that the relay additionally has an acceleration winding in a manner known per se, one side of which is connected to an output line via the relay contacts and the other side, however, to the base of the transistor. Considered publications: German Patent Specifications No. 1027 290, 373 776.