DE1438991B2 - Spannungsregeleinrichtung fur einen Wechselstromgenerator mit permanentmagne tischer Erregung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannungsregeleinrich- , tung für einen mit veränderlicher Drehzahl antreibbaren Wechselstromgenerator mit permanentmagnetischer Erregung, der über einen Gleichrichtersatz ein Gleichstromnetz und gegebenenfalls eine an dieses anschließbare Batterie speist, bei der die Gleichrichter dieses Gleichrichtersatzes teils als steuerbare Gleichrichter ausgebildet sind, die von einer am Gleichstromnetz liegenden Einrichtung gesteuert werden.

Aus der französischen Patentschrift 1 392 362 ist es bekannt, einen spannungsgeregelten Permanentmagnetgenerator zum Laden einer Batterie zu verwenden. Diese Batterie liefert beim Anfahren den Strom für den Spannungsregler. Ein Betrieb ohne Batterie ist nicht möglich.

Auch die französische Patentschrift 1 300 302 zeigt eine Ladeschaltung, bei der ein spannungsgeregelter Permanentmagnetgenerator eine Batterie auflädt, wobei der Spannungsregler an diese Batterie angeschlossen ist. Auch hier ist demnach das Anfahren ohne Batterie nicht möglich, da ebenso wie bei der erstgenannten Patentschrift die steuerbaren Gleichrichter ohne eine Hilfsspannung nicht leitend gesteuert werden können.

Ferner kennt man aus der britischen Patentschrift 930 129 einen Spannungsregler für einen über eine Nebenschlußwicklung erregten Drehstromgenerator. Diese Nebenschlußwicklung liegt hierbei in Serie mit zwei Thyristoren an einer Phase dieses Generators. Da wegen der niedrigen Remanenzspannung des Generators eine Zündung der beiden Thyristoren beim Anfahren nicht möglich ist, werden diese zunächst, durch einen Kontakt kurzgeschlossen, wodurch eine Auferregung des Generators möglich wird. Bei dieser bekannten Schaltung ist eine Batterie nicht vorgesehen.

Aus der Zeitschrift »Electronic Engineering«, August 1960, S. 487, ist ferner die Maßnahme bekannt, am Ausgang eines Spannungskonstanthalters einen Glättungskondensator zum Glätten der an sich impulsförmigen Ausgangsspannung vorzusehen.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Spannungsregeleinrichtung für einen Permanentmagnetgenerator der eingangs genannten, Art zu schaffen, bei welcher auch ein Betrieb ohne Batterie möglich ist.

Nach der Erfindung wird dies bei einer eingangs genannten Spannungsregeleinrichtung dadurch er- , reicht, daß parallel zu einem dieser steuerbaren Gleichrichter die Reihenschaltung eines zusätzlichen Gleichrichters mit einem Schaltorgan liegt, daß das Schaltorgan bei niedriger Spannung am Gleichstromnetz ein- und bei höherer Spannung ausgeschaltet ist und daß parallel zu der genannten Einrichtung ein Kondensator hohen Kapazitätswertes angeschlossen ist, so daß ein Anfahren des Generators auch ohne Batterie möglich ist. Über den zusätzlichen Gleichrichter wird der genannten Einrichtung beim Anfahren eine Spannung zugeführt, und durch den Kondensator wird diese Spannung im Betrieb auch dann aufrechterhalten, wenn durch die genannte Einrichtung die steuerbaren Gleichrichter wegen zu hoher Ausgangsspannung alle abgeschaltet sind.

Mit Vorteil wird dabei die Regeleinrichtung so ausgebildet, daß das Schaltorgan der Kontakt eines Relais ist, dessen Spule an das Gleichstromnetz angeschlossen ist, so daß dieser Schaltkontakt in an sich bekannter Weise oberhalb einer bestimmten Spannung des Gleiphstromnetzes geöffnet wird. Eine solche Anordnung ist einfach und preiswert herzustellen und verteuert die Regeleinrichtung nicht nennenswert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der einzigen Figur der Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung ist mit 10 ein Drehstromgenerator bezeichnet, der einen nicht dargestellten permanentmagnetischen Rotpr hat. Der Stator weist drei im Dreieck geschaltete Phasenwicklungen 11, 12, X3. auf, zu denen jeweils ein Kondensator 14, 15, 16 zuitl !Liefern des für die Erregung notwendigen Blindstroms parallel geschaltet ist. Die Verbindungspunkte der Phasenwicklungen 11, 12, 13 sind mit einem Dreiphasen-Brückengleichrichter verbunden, und zwar jeweils mit den Kathoden von drei Dioden 17,18,19 und den Anoden von drei gesteuerten Gleichrichtern 22, 23, 24. Die Anoden der Dioden 17 bis 19 sind mit einer Minusleitung 25, die Kathoden der gesteuerten Gleichrichter 22 bis 24 mit einer Plusleitung 26 verbunden; Minusleitung 25 und Plusleitung 26 bilden zusammen ein Gleichstromnetz, an das ein Regler 27 zum Steuern der gesteuerten Gleichrichter 22 bis 24 sowie ein Verbraucher 28 und ein Kondenstor 29 hohen Kapazitätswertes angeschlossen sind. Außerdem liegt an diesem Gleichstromnetz die Spule 32 eines Relais 33, dessen Öffnerkontakt 34 in Serie mit einem zusätzlichen Gleichrichter 35 parallel zum gesteuerten Gleichrichter 24 liegt. Die Diode 35 ist gleich gepolt wie der gesteuerte Gleichrichter 24.

Der Regler 27 ist von bekannter Bauart, weshalb er hier nur kurz beschrieben wird; anstelle der hier dargestellten Bauart des Reglers können auch andere Bauarten verwendet werden. Die Steuerelektroden der gesteuerten Gleichrichter 22 bis 24 sind über Widerstände 36, 37, 38 mit der Kathode einer Diode 39 verbunden, deren Anode über eine erste Wicklung 42 eines Transformators 43 mit der Plusleitung 26 verbunden ist. Zwischen der Kathode der Diode 39 und der Plusleitung 26 liegt ein Kondensator 44. Der Transformator 43 hat eine zweite Wicklung 45, deren eines Ende mit der Minusleitung 25 und deren anderes Ende mit dem Kollektor eines pnp-Transistors 46 verbunden ist, dessen Emitter an der Plusleitung 26 liegt. Eine dritte Wicklung 47 des Transformators 43 ist an einem Ende mit der Basis des Transistors 46 sowie dem Kollektor eines zweiten pnp-Transistors 48 verbunden, während ihr anderes Ende mit der Anzapfung eines zwischen Plus- und Minusleitung liegenden, aus zwei Widerständen 49 und 50 bestehenden Spannungsteilers liegt. Der Emitter des Transistors 48 ist mit der Plusleitung 26 verbunden, während seine Basis mit der Kathode einer Zenerdiode 53 in Verbindung steht, tferen Anode mit einer Anzapfung 54 eines am Gleichstromnetz liegenden, aus drei Widerständen 55, 5.6., 57 bestehenden Spannungsteilers liegt.

Im Betrieb arbeitet der Regler 27 in bekannter Weise wie folgt: Solange die Spannung am Gleichstromnetz zwischen, den Leitungen 26 und 25 unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, ist die Zenerdiode 53 nichtleitend, so daß auch der Transistor 48 nicht leitet und der Transistor 46 zusammen mit dem Transformator 43 einen Sperrschwingoszillator bildet, dessen Ausgang von der Diode 39 gleichgerichtet, vom Kondensator 44 geglättet und über die Wider-

stände 36, 37, 38 den Steuerelektroden der steuerbaren Gleichrichter 22, 23, 24 zugeführt wird, so daß diese leitend werden.

Erhöht sich die Spannung zwischen den Leitungen 25 und 26 über einen vorgegebenen Wert, so wird die Zenerdiode 53 leitend und mit ihr auch der Transistor 48. Dadurch wird sein Kollektor positiv, wodurch die Basis des Transistors 46 nicht mehr genügend Steuerstrom erhält, so daß dieser Transistor gesperrt wird. An der ersten Wicklung 42 des Transformators 43 entsteht nun keine Ausgangsspannung mehr, so daß die Steuerelektroden der gesteuerten Gleichrichter 22 bis 24 keine Steuerspannung mehr erhalten und diese Gleichrichter daher sperren. Dadurch fällt die Spannung zwischen den Leitungen 25 und 26 wieder ab, und das ganze Spiel wiederholt sich von neuem.

Beim Anfahren des Drehstromgenerators 10 sind die gesteuerten Gleichrichter 22 bis 24 zunächst gesperrt und müssen durch den Regler 27 in ihren leitenden Zustand gebracht werden. Da jedoch bei einem Fahrzeug ohne Batterie in diesem Augenblick zwischen den Leitungen 25 und 26 noch keine Spannung liegt, kann auch der Regler 27 nicht arbeiten, wenn ihm nicht eine Hilfsspannung zugeführt wird. ₂„ Bei einem Kraftfahrzeug kommt diese Hilfsspannung gewöhnlich von einer Batterie, die an die Leitungen 25 und 26 angeschlossen ist. Um nun auch ein Anfahren ohne Batterie oder mit erschöpfter Batterie zu ermöglichen, sind der zusätzliche Gleichrichter 35 und das Relais 33 vorgesehen. Diese arbeiten wie folgt: Beim Anfahren des Generators 10 ist der Öffnerkontakt 34 geschlossen, da an der Spule 32 noch keine Spannung liegt. Deshalb kann über den zusätzlichen Gleichrichter 35 ein Strom zur Plusleitung 26 fließen, der von der Remanenzspannung des Drehstromgenerators 10 erzeugt wird. Auf diese Weise entsteht, da die Dioden 17 bis 19 leitend sind, eine Spannung zwischen den Leitungen 25 und 26, die als Betriebsspannung für den Regler 27 dient. Die Spule 32 ist so ausgelegt, daß sie bei derjenigen Spannung den Kontakt 34 öffnet, bei der der Sperrschwingoszillator (Transformator 43 und Transistor 46) zu schwingen beginnt und die steuerbaren Gleichrichter 22 bis 24 in ihren leitenden Zustand steuert. Der zusätzliche Gleichrichter 35 liegt also nur so lange parallel zum steuerbaren Gleichrichter 24, wie letzterer noch nicht leitend ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Spannungsregeleinrichtung für einen mit veränderlicher Drehzahl antreibbaren Wechselstromgenerator mit permanentmagnetischer Erregung, der über einen Gleichrichtersatz ein Gleichstromnetz und gegebenenfalls eine an dieses anschließbare Batterie speist, bei der die Gleichrichter dieses Gleichrichtersatzes teils als steuerbare Gleichrichter ausgebildet sind, die von einer am Gleichstromnetz liegenden Einrichtung gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einem dieser steuerbaren Gleichrichter (22, 23, 24) die Reihenschaltung eines zusätzlichen Gleichrichters (35) mit einem Schaltorgan liegt, daß das Schaltorgan bei niedriger Spannung am Gleichstromnetz ein- und bei höherer Spannung ausgeschaltet ist und daß parallel zu der genannten Einrichtung (27) ein Kondensator (29) hohen Kapazitätswerts angeschlossen ist, so daß ein Anfahren des Generators (10) auch ohne Batterie möglich ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan der Kontakt (34) eines Relais (33) ist, dessen Spule (32) an das Gleichstromnetz (25, 26) angeschlossen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen