DE1463519A1 - Regeleinrichtung fuer Generatoren von Verbrauchersystemen mit Pufferbatterie - Google Patents

Regeleinrichtung fuer Generatoren von Verbrauchersystemen mit Pufferbatterie

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DE1463519A1
DE1463519A1 DE19631463519 DE1463519A DE1463519A1 DE 1463519 A1 DE1463519 A1 DE 1463519A1 DE 19631463519 DE19631463519 DE 19631463519 DE 1463519 A DE1463519 A DE 1463519A DE 1463519 A1 DE1463519 A1 DE 1463519A1
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DE
Germany
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generator
battery
voltage
transistor
current
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Application number
DE19631463519
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English (en)
Inventor
Thalmayr Dr Dipl-Ing Edmund
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/16Regulation of the charging current or voltage by variation of field
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/16Regulation of the charging current or voltage by variation of field
    • H02J7/24Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02J7/2434Regulation of the charging current or voltage by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices with pulse modulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

Description

  • jtegelsiaslaät !'bt ßetoren von TON>
    babelilwa mit I'otterbattel
    1a @erbrauapttlll sit ei1@1 0lnerate@ @t e@äi
    sslader lattiobs@r111#l, d@ einl iVlt#!'b1tt111# p1@i@i
    schaltet iwt, taatffla"r1 1a i8»~e1suohty aiplMut vw
    den meist rolgende 1aterä@s@o@ea g«tolits
    Dis Verbraue um roll tu Omen @rohsoblll@üo@1 ,
    des Geaerataoa söatobnt anabbtagie Fron der eelaatUM 4Ms, »b#i
    die '@stu@ageabgabe den Generators robon bei nieäripa Vnb*%bloa
    stattfinden soll. Uberlesn den Generators solles sebesr. iwb
    VOM
    die »gel»a vertiiadmt
    ,, de* 4te ü11ü@i111 1@11@
    neu siaheruagen tollem auf bei nasulrseigra Ielsalvü,@s@. fei
    Kurssohlüsntn in ilctioa t#1!0&1. @ W*ttw »11 die iah.
    seit WWli»bat hmi ss@@ sol:s_
    wla&m pos: 1o11 .Mus' l neu
    Uberävel11t
    Nachtüllen ro@x @aW !1l, 1@@!':pd. stiere @` @#@ -
    daß die kürsente Autladezeit bei allen Temperaturen, denen die
    Batterie 1A Laufe den Jahren ausgeaetzt ist, gewährlei Steh ist,
    ohne hrersu beeondSreriz@sel7.sm@paeu an Regler zu red@.zten.
    Dien erfordert eine seltettätige Anpassung der Ladespannung an
    die jameIlige 'lenper&.tur der Batterie. Bei @a.rzeug@;e@euoy.tuage-
    anlagen Aßt weitere erwÜnscht, daß der Generator Wehrend der
    Fahrt die gesamte NetzbelastT.mg Bleckt, damit bei Si--i-.llitand die
    Batterie mit Ihrer gesamten Kapazität zur Deckuie des Netzbe-
    dartes zur Vertilgung steht. Schließlich Bollen Schaltkontakte,
    die tail»1st immer einer iiartur.S bedürfen und zu S törurigen An-
    11ß geben, weitgehend vermieden werden.
    Logenstand der ErtindunG Art eine Regeleins 1#chtun ; fü.r
    Generatoren von Verbrauchersw steinen mit Fusfei=-: e tterie, die allen
    anget't:3@rt@n .@orde:e@ entzpricht. Die Regelung des Generators
    erfolgt hierbel in an. sich. bekannter Weise entwesiez# Faut -,inen
    Bpanavngsao' l.rt für *.ebetrieb (hadsp,un.@ au. einen
    weiteren @6pauagssollwert für Bereiteohafts-hufferbetrieb. rr-
    üüiungrgtmia.: la'tt zur :34@.i°tvon einem Sollwert- auf den ande-
    ren eine von Ioadeetrom der Batterie beeufschla;;te iIilfssciIaltung
    vorgeseheu,i beiaerayi.r ;.Uten eiupe Ladestrca#:.ps der be=i Lade-
    epannung und bi.i naximaj.em Lauezustand (z.B. 1C°0 ;j der Latterie
    auftritt, a.4 Doi.irert die UdeLr--mau@ »- bei
    dielen I&dejtro"ea denpa3gseollezt
    betrieb .r..$zyc i.zi6rZ`wroh wird ein$rsseit3 d.Le
    l !Ara a.;ienet razche ju&'laduaig dx.x Bat Curie gegtbex- _nd ande- .
    »mitg eir, lk:Its der Batterie gegen Uberladung ge-#rähr;e"Lstet.
    etwa weiteren Merk"1 der Erfiru.dient als
    Bilteeahaltung eine sceiotutige
    vor- der ein
    Eingangs-Transistor mit seiner Steuerstrecke einem im Ladestrom-
    kreis liegenden' `yi'idesstand parallel geschaltet ist t dessen Schalt-
    stromkreis über einen an der Steuerstrecke eines Ausgangs-Transis-
    tors -liegenden ]Parallelwiderstand GefL*@hrt ist. Bei dieser AusfÜh-
    rung werden rartunrsbedürttir;e"Schaltkontakte vermieden und da-
    durch Störungen praktisch ausgeschaltet.
    Bei Vervrendunt; einer von der Generatorspannung gespei-
    sten Meßbrücke zum Verbleich von Spannungs-Soll- und -Istwerten,
    in deren
    die Steuerstrecke eines zur Beeinflussung der
    Erregung des Generators dienenden Transistors einbeschaltet ist,
    ergibt sich die i,:gliciv:.eit, den Regelunz;svorGarg mit einfachen
    Litteln von mehreren 1:eßgrößen, insbesondere der Temperatur der
    Batterie abhängig zu machen. Hierdurch läßt sich die ervrünschte
    .&inpassunü ues Re.;elvorUanges an die jeweilige Temperatur ohne
    eigens vorzunehmende ReGlerjustierung erzielen.
    Zur lseeinflussund der Erregung des Generators ohne Zu-
    hilfenahme von Schaltkontakten eignet sich ein in den Stromkreis
    der Erregerwicklung eigeschalteter Transistor, dessen Steuer-
    streckc gemäß einem ,.elteren L:erkmal der Erfindung am Ausgang eines
    astabilen 1;iultivibrators mit veränderbarem Schaltzeitenverhältnis
    ließt, wobei zur VeränderunJ des Schaltzeitenverhältnisses ein
    in einen Zweig des Multivibrators mit seiner Schaltstrecke einge-
    schalteter Transistor dient.
    Die Ein-3tellung der Regeleinrichtung auf die ver-
    scLiedet:en @@;.jsrte erfolgt gemäß einem weiteren Merk=al der
    Erfindung =in Zweig der. Irfeßbrücke aus zwei Serien-
    widerstände, bestellt, deren einer durch den Ausgangstransistor
    der :_iif sscr:altun@; im leitenden Zustand ü.berbr'zckt wird.
    Zum Schutz $es Generators vor Überlastungen ist nach einem anderen Merkmal der Erfindung einem weiteren Zweig der LIeßbrücke ein bei 'Überschreiten eines Generatorstromes.vorgegebener Größe (Yollaststrom) durchschaltender Transistor parallel geschaltet, dessen Steuerstrecke direkt oder unter Parallelschaltung der Schaltstrecke eines gleichsinnig gesteuerten Transistors einem in den Generatorstromkreis-eigeschalteten Widerstand parallel geschaltet ist.
  • Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ist im folgenden an Hand des Diagrammes der Fig. 1 erläutert. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.2 dargestellt. Das Diagramm der- Fig. 1 zeigt die Spannung U einer Batterie in Abhängigkeit von der Ladestromstärke J bei entladener Batterie (Ladezustand 0 %) und bei vollgeladener Batterie (Ladezustand 100 iö). Die Strom- und Spannungskurven für die zwisehen 0 % und 100 96 liegenden Ladezustände verlaufen zwischen den gezeichneten Kurven etwa parallel zu diesen. Die erf'indunb-sgemäße Regeleinrichtung regelt in dem Sinn, daß die Batterie stets einen möglichst großen Ladezustand aufweist, wobei jedoch eine Überladung vermieden werden muß. Bei vollbeladener Batterie wird der Generator auf einen Spannungseollwert von der Größe U1 ge-regelt, der etwa gleich der Ruhespannung der voll aufgeladenen Batterie ist. Bei einer solchen Betriebsspannung verhält sich die Batterie-nahezu passiv, so daß der Generator nahezu allein den Verbrauch deckt (Bereitschafts--Yufferbetrieb). Wenn jedoch, nach längerem Stillstand des Generators die Batterie entladen wird, so wird der Generator nach Inbetriebsetzen in Abhängigkeit vom jeweiligen Ladezustand der Eatterie ents"Ader auf die normale Le--
    triebsspannung Ul oder auf eine erühte ßetriebgs- ."..;,@ ' e
    im folgenden als Iadespannung bezeichnet ist, geregelt. Da die
    Ladespannung U2 höher liegt als die Ruhespaawuf der vollg01ade-
    nen Batterie, tritt bei dieser spannw4 lufladung ein. Als Kri-
    terium dafür, ob auf die Spannung U, oder U2 geregelt wird, dient
    die Stärke den jeweiligen Ladestromes und zwar derart, da8 denn,
    wenn die Batterie soweit entladen ist, daß sie einen Otroa auf-
    nimmt, der größer ist als ein charakteristischer Strom d.1, auf
    die Ladespannung U2 geregelt wird, während unterhalb dieses
    Stromwertes auf die normale Spannung V, geregelt wird. Der oba-
    rakteristische ßtroa J, ergibt sich aus der ßtrom-8panmuMe-
    Kenalinie bei voll aufgeladener Batterie (Zaäesustaad 100 %) ala
    jener Ladestrom, der sich bei der Ladespannung U2 dann einstellt,
    wenn die Batterie voll aufgeladen ist. Wen sich in Zuge einer
    äufladung der Ladestrom soweit verringert hat, daa dar Wrt J1
    unterschritten wird, wird der sollwert der Geaoratorsy" V«
    Vert der Ladespannung U2 wieder auX den Wert der normalen »-
    triebsepanpuag U, reduziert. Da de» Wert U, gleich Ugt 111 wie
    die Ruhespannung der Batterie, ist gewährleistet, daß die Iattlste
    nicht stärker aufgeladen wird, als de, Ladezustand '!00 % bsw.
    einen als optimal anzusehenden Ladezustand entspricht.
    Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung regelt jedoch
    nur solange auf konstante ßpannu (U., oder U2), als der
    strom und der Verbraucherstrom den Generator nicht über eine
    maximal zulässige Stromstärke hinausgehend belasten. 11n siob
    nämlich ein Belastungsstrom
    größer aln des 3exigal
    zulässige Generatorstrom ist (etwa durch zu große Netsbelas
    oder durch einen übermäßig großen Batterieladestros tätolge &a0
    entladener Batterie), bewirkt die erfindungsgemäße ßegeleimriehm
    tunß. daß der Generator nicht mehr auf konstante ßpeV»ag, so»-
    dern auf konstanten Strom (Vollastetrom) geregelt wird. Es wird
    dann mit auaebtender Belastung bei gleichbleibender.Vollaetstrom
    die geregelte 8p4anuag Imker mehr absinken. Dadurch wird eins
    Btroaüberlas tuag den Generators verhindezt.
    Die Schaltung den in ?ig. 2 als Ausführungsbeispiel
    der Erfindung dargestellten Reglers tür eine Waggonbeleuchtungs-
    anlage besteht aus einer Schaltung I zur Beeinflussung des Er-
    regerstromes den zu regelnden Generators j, einem Multivibrator
    II, einer ließbrücke III, einer Hilfsschaltung IV zur Beeinflus-
    sung den Erregerstromes in ,Abhängigkeit von der Größe des Ladestro-
    aes der Batterie 2, einer Hilfsschaltung V zur Begrenzung den
    Generatorstroaes auf den Vollaststrom und schließlich einer Hilfs-
    schaltung VI zur Beeinflusauung den Erregerstromes in Abhängigkeit
    von der Batterieteaperatur.
    Die Bobaltung 1 zur Beeinflussung denege@R@rmes
    des Oeneratorg 1 besteht im einzelnen auz einem Transistor 3 in
    Stromkreis de# Erregerwicklung 4 des Generators 1, die über einen
    Yorwiderstanä 5 an Genera N9r spaunung liegen. Durch die Erreger-
    wicklung fliegt bei kleinen Drehzahlen' der vol1.e Erregerstrom.
    Bei Steigerung der Drehzahl beginnt der ÄIultivibrator II das
    Basispotential des Transistors 3 impulavreise so zu verändern,
    dad der Transistor 3 intermittierend gesperrt wird. Durch den
    ltultivibrator wird im Verlauf der Regelung das Verhältnis von
    EiDSahaltteit zu Sperrzeit (Schaitzeitenverhältnis) desransi-
    ltore 3 jeweils geändert. Der Transistor 3 arbeitet hierbei aus-
    schließlich 1g Schaltbetrieb, so daß $r wesentlich höher belastet
    werden ]kann als bei kontinuierlicher Steuerung.
    In der Zuleitung zur Basis des Transistors 3 lieft eine
    Diode 6, die zur Unterdrückung der Restströme dient, die wesent-
    lich zur Erwärmung des Transistors 3 beitragen würden..Bein An-
    fahren des 0enaratfora -wurde aber die Diode 6 bewirken, U8 "er ' eiiah
    verzögert erreg bei@`der Remanenzspanntaäng in der' Büsisleitungwegen des -h;>färt--W'deretahdes der Diode- 6 nkr seht kleina Ströme ,
    fließen könnten. Um die Selbs@ertegu ng 'uüd damit auch dir6` Zei-
    stungeabggbe ' des Generatori@ 1 bei mcigiiohst niedriger Drdh@t@thl
    zu erreichen, wird, im Zeitpunkt ddee Wahrens des Generators 't
    die Diode 6 .,durch einen Transistor- ?- überbrückt: Hat sich der
    Generator 1 hinreichend erregt, so wird dieeer Kurzschiuß aufge- -.
    hoben und die Regelung beginnt. Die Basis des Transistoruist an
    einen npn-Transistor 8 geschaltet, dessen Basis mit demkittel-
    punkt eines aus den Widerständen 9 uhd 10 bestehenden Spannuntga-
    teilers verbunden ist und dessen bitter über einen Widerstand 11
    an den Mittelpunkt eines weiteren, aus einem Widerstand 12 und
    einer Zenerdiode 1 3 besteheudea @par@aunagsteilere angeschaltet iet@,
    der zusa»en mit dein ersttn @psnnungatei1er 9, 10 eine Widerstands-
    brücke bildet, ih deren Diagonale die lnitter-Baais-8trec" die
    Transistors 8 eiMeachaltet ist: Die Vidlrstähde dieset Dicke
    sind so ausgelegt, dPP hei Uesanensspannuag oder überbdupt b13.
    niedriger Generatoropsnnumg das potential der Basis des Transistors
    8 höher liest @a" Acir *iittolltfal:a äle@re= !'ellit. Irt
    Bteues@otirätl.. itis kasitl diö tiirtoars, iexäa7diii#h Ztitüä
    i I#@d um diel ölt `"@iröh'ilgt.- ürx@i dertor 1
    1wordirr:_
    erreg hat @xnt hd. d. s ieht
    i. 7tr 1i
    der fe*.ge, düß Us Tann @tdp#@ ierd"t'
    @s t;'er'. '.
    Der sur Erzöuguog der Steuerimpulse des Transistors 3 dienende llultivibrator II besteht im wesentlichen aus den Transistoren 14, 15 und 16, wobei die Transistoren 14 und 15 aus Gründen der stärkeren Belastung dieses Multivibratorzweiges mit ihren Schalt- und Steuerstrecken einander parallel geschaltet sind. Der Zweig, in dem der Transistor 16 eingeschaltet ist, unterliegt während des Betriebes einer geringeren Belastung. Die Kollektbren der Transistoren 14 und 1 5@@e'inerseits und des Transis-tors 16 andererseits sind si,t der,aäsis des Transistors 16 einerseits und mit den mit Vo@r*i-derständen 17 und 18 versehenen Basen der Transistoren 14 und 15 andererseits über Kondensatoren 19 und 20 verbunden: Einen an der Generatorspannung liegenden Spannungsteiler bilden zwei Widerstände 21 und 22, wobei die an Widerstand 22 auftretende Spannung als Speisespannung des lyiultivibrators II dient. Die den Kollektoren und Basen der Transistoren 14, 15 und 16 in die Verbindungen zum gemeinsamen Speisepunkt vorgeschalteten VJiderstände 23, 24, 25 und 26 besitzen verschiedene Widerstandswarte, so daB der Multivibrator II nach Auftreten einer hinreichenden Generatorspannung einen bestimmten Zustand (z.B. Tran-sistoren 14 und 15 leitend, Transistor 16 gesperrt) einnimmt, jedoch in diesem Zustand nicht verbleibt, da eine geringe Änderung des Kollektorstromes des bzw. der Transistoren im einen Zweig des Zultivibrators II sofort die Basisspannung der Tran-sistoren bzw. des Transistors im anderen Zweig in dem Sinne ändert, daß der entgegengesetzte Zustand eintritt.
  • Die Widerstände 23, 24, 25 und 26 sind so bemessen, ciaB die Dauer der einen Schaltperiode von der Ladezeit des Konden-sators 19, der im we2entlichen über den Widerstar(- "-'9 au' Jon
    wird, abhäne, während die zweite Schaltperiode von der Zeit ab-'
    hängt.:-iimrhalb der sich der Kondensator 20 über den Widerstand
    24, den ein apn-Traneistor 27 nachgeschaltet ist, entlädt. Umit
    läßt sich das Schaltzeitenverhältnis des Multivibrators 1I und
    damit auch das Verhältnis der Sehaltzeitep> Ideä' Ticaxäistozx
    Erregerkreis den Generators 1 durch entsprechende .-Beeng
    des Transistors 27 in weiten Grenzen steuern.
    Die zur Steuerung des Transistors 2? dienende MeßbrÜcke
    III weist einen Diagonalzweig auf, in den ein Transistor 28 mit
    seiner s@a.sis-@i.bter-Btrecke eingeechal.tet. ist und d*,oaen Kollek-
    tor mit der Basis den Transistors 27 verbunden ist. Ein Zweig der
    Lielvbrücke III besteht aus einem ohmschen Widerstand 29. 'Der gegen-
    überliegende Brückenzweig wird aus zwei in Serie liegenden Wider-
    ständen 30 und.31 gebildet, von denen der letztere über einen Wi-
    derstand 32 durch die Schaltstrecke eines npn-Transintore,>5."te.11#
    weise überbrückt werden kann. Ein dritter Zweig der ke$brücos III
    besteht aus einem Abgleichwiderstand34 mit in Serie geschalte-
    ter Zenerdiode 35. Den vierten Zweig der bießbrücke III billdet
    die-Hilfsschaltung YI zur Bestimmung den Temperatureinflueaeng
    die im einzelnen aus einem temperaturabhängigen Widerstand 36
    mild; 'Jorwiderstand 37 und aus einem nichtlinearen Parallelzweig
    besteht, welch letzterer aus einer Zenerdiode 38 und einen ib-
    i#leichwiderstand 39 gebildet wird. Der Hiltsschaltung YI Ist eims
    weitere Zenerdiode 40 vorgeschaltet, die zusammen mit der in den
    C;edeiiüberliegenden Brückenzweig eiteachalteten Zenerdic>de@ die
    Mräzision des spannungsabhängigen Anspreahens den Tranaisters 28
    im Diagonalzaeig der 11eßbrücke III wesentlich erhöht, eordaB schon
    h( eii@.er geringen Abweichung der Generatorspannung von d `du»h
    die jeweilige Einstellung der Maßbrücke bestimmten $o11w®rt der
    TYhnsistor 28 leitend wird und den Transistor 27 im Sinne einer
    Nach-,-. egelun, der ^sensr;@torap=steu$zyt .
    D; e zur Steei.rmg der Generatorepannung in Abhängigkeit
    von joweiligon Eifert des Le:deetromes (derart also, daß bei Unter-
    Rehreiten es Strentwertes v, (gef ig.. 1 ) auf dt:i Spannungs-
    wert U ,i und bei Überschreiten dieses Stromwertes ,auf den Vert der
    Ladespannung U2 geregelt veLrd) dienende Ili'.fsscal-t-ung IV weist
    außer dem Transistor 33 einen weiteren Transistor 4't auf, dessen
    Esitter--Basia-Strecke einem in den Ladestromkreis der Batterie 2
    eingeschalteten gorwiderstand 42 parallel geschaltet ist. Die Kol-
    lektor-Basie-Strecke des Transistors 41 ist über einen aus den Wi-
    derstünden 43 und 44 bestehenden Spannungs teiler parallel zur
    Batterie 2 geschalte;:. Die Las5.s- des mransist-rs 9,5 ist an die
    )iittelanzapt;(lloses Spannungsteilers geschaltet. Benn kein oder
    nur ein kleit»r Ladestroia in die Batterie 2 einfließt. sc 'st der
    am Vorwiderstsnd 42 auftretende SpannunGf7##@'.)fez# :. c:ne Wirkung auf
    den Transistor 41. Wein jedoct: der Ladestrom den Wert J1 übersci:.eei#
    tet, wird der Tran aia tor 41 durch den Spar@nungsabf all zwischen
    Emitter uni Basis Leitend. fIierdur; h erhöht sich. das Potential
    an dar Mitteis. 7,apfung de:@3&Yin'ün@£@t@.le?' 43, 4, so daß auch
    der npn-Tranuis:jor j3 leiten ' wird und über der Widerstand 32 der_
    Widerstand 3^ in. der MeßbrUcke J».li übe@Lr°c@@t. Die di derstarUs-
    verminderT.zn; I r di esem Zweig der Meßbrück:: be@O_rrt Ernhung
    den eiuzursge lnden S,@anrrüngsaoLZ@:rte sui de"l ;=er;: der .T.aCi.espan-
    nung. Wenn Ia Zuge einer Aufiadung der Battevye der Ladestrom sich
    soweit veriinSert, da£ er tien Wert J1 wird der
    Transistor 4"t und damit auch der Trans' stt'r ; Gesperrt und im
    Regler der Sollwert der normalen Beiriebssl;annung lvieder einGe-
    atellt. Wird die Batterie entladen, so du2=c@ifließt derntlades@ _@
    den Vorwiderstand 42 in entgegengesetzter Richtung, wodurch der
    Transistor 41 gesperrt bleibt und die Hilfsschaltung IV ohnb
    Wirkung bleibt.
    Zur Verhinderung einer 'Überbelastung des Generators 1
    durch einen Strom, der den Wert 02 überschreitet, dient die Hilis-
    sohal.tung Y. In den Generatorstromkrsis ist ein widerstand 45 ein-
    geschaltet, der sowohl vom iädestrom der Batterie 2 als auch vom
    Strom des Verbrauchers 46, der in der Schaltung als variabler Wi-
    derstand symbolisiert ist, durchflossen wird. Dem Widerstand 45
    ist ein Transistor 47 mit seiner Emitter-Basis-Strecke parallel ge-
    schaltet. Die Emitter-Kollektor-Spannung des Transistors 47 wird
    von einem an der Generatorspannung liegenden Spannungsteiler ge-
    liefert, der aus den Widerständen 48 und 49 besteht. Die Basis-
    Kollektor-Strecke des Transistors 47 ist der Eänitter-Basis-Strecke
    eines Weiteren Transistors ,50 parallel geschaltet, der im leiten-
    den Zustand mit dem Widerstand 48 und einem weiteren Widerstand 51
    den Spannungsteiler 30, 31 überbrückt. Der Widerstand 45 ist in
    Verhältnis zur Schaltspannung des Transistors 47 so bemessen, da8
    letzterer bei Auftreten, eines Generatorstromee von der Größe J2
    leitend wird. Durch die spezielle Schaltung der TranBistoren 47
    und 50 wird erreioht, daß der ßbergang vom gesperrten Zustand des
    Transistors 50 zum leitenden Zustand sehr markant auftritt, eo
    daß der Generator bis zum Auftreten des Vollaststromes J2 voll
    ausgenützt wird. ,
    In den xu..eratorkreis ist eine als Rückstromschalter
    wirkende Dir;ie `,2 eiüZ;eschaltet @; die erst dann einen Stromfuß
    von Generatuy, wm,:@ '"- @ bTaucher 46 und zur Batterie 2 zuläßt, wem
    lz e Generat;;rs^an.,iunZ die Eatteriespannung übersteigt. Mit 53
    t eingesc:laltete Sicherung bezeich#
    Der Erregerwicklung 4 des Generators 1 sind zwei Dioden 54, 55 parallel geschaltet, die zusammen mit einem an den Gene-ratorklemmen liegenden Kondensator 56 zur Ableitung von Spannungsspitzen dienen, die zufolge der Induktivität der Erregerwicklung durch die Schaltimpulse ausgelöst werden.
  • Durch das Zusammenwirken aller an die Meßbrücke III angeschlossenen Hilfsschaltungen der erfindungsgemäßen Reglerschaltung ergibt sich für diese folgende Jirkungsweise: Bei aufgeladener Batterie sind in der hießbrücke III beide Teilwiderstände des Spannungsteilers 30, 31 voll wirksam, wodurch der in der Meßbrückendiagonale eingeschaltete Transistor 28 in der Ließbrückendiagonale durch Steuerung des Schaltzeitenverhältnisses des kultivibrators II mittels des Transistors 2? die Generatorerregung im Sinne einer Konstanthaltung der Generatorspannung auf dem Wert U1 der normalen Betriebsspannung regelt. Wenn jedoch der Ladestrom der Batterie 2 den fiert J1 überschreitet, wird durch den Transistor 33 der Hilfsschaltung IV der Widerstand 31 überbrückt, wodurch das Gleichgewicht der NIeßbrücke III so verlagert wird, daß nunmehr die Generatorspannung auf den Ladespannungswert U2 geregelt wird.
  • Wenn jedoch die Batterie 2 soweit entladen ist, dal3 ihr Ladestrom allein oder zusammen mit dem Strom des Verbrauchers 46 einen Generatorstrom ergib;, der den Wert des Vollaststromes J2 überschreitet, wird durch den Transistor 47 der Spannungsteiler 30, 31 gänzlich.. überbrückt, so daß nunmehr der Transistor 28 die Erregung des Generators 1 im Sinne einer konstanthaltunG des Generatoretromes beeinflußt*
    Da bei tiefen Temperaturen des hlektrolyzen üe;_
    2 der innere ist, willd ^uc!: a-.- 3 :,. ,s
    gleicher Ladespannung reduziert. Außerdem wird bei sehr niedrigen Temperaturen die Batteriekapazität verringert, so daß die Ladespannung mit sinkenden Temperaturen erhöht werden muß, um eine Volladung der Batterie in gleicher Zeit zu erreichen. Hierzu ist der im Elektrolyten der Batterie 2 angeordnete NTK-Widerstand 36 so abgeglichen, daß die jeweils eingeregelte Betriebsspannung U1 genau oder zumindest angenähert der Ruhespannung der vollgeladenen Batterie bei der betreffenden Temperatur entspricht. Da diese Abhängigkeit zufolge "der Temperatur-Widerstands-Kennlinie des I@U-diderstandes allein nicht hinreichend genau zu erzielen ist, ist dem :liderstand 36 die Kombination der Zenerdiode 38 mit dem Abgleichwiderstand 39 parallel geschaltet, womit sich eine Anpassung der Kennlinie des gesamten durch die Hilfsschaltung VI gebildeten Brückenzweiges an die Temperaturabhängigkeit der Batterie erzielen läßt.

Claims (1)

1. xegeleinriohtusg rür Grstoren von Verbrcachgs- eWst,tawu mit %fferbatterie zur Rek:elund &.uf entweder einen Span.. nnagssollwert (I@dapU2) für ljF-dc-betrieb und. einen weiteren Bpo@tneagrrollwert (U,) für Bereitschafte-i-ufiarbetrieb,, dadurch gehtanseichnet, daS zur Umschaltung von einen Sollwert auf den anderen eine von Ladestrom der Batterie beaufechlw4,+e Mi.lf'aschal- tnng (I9) vorgesehen ist, die bei ',j'öerSGhreiton eines iadeetrozeB (J1) der bei Ladespannung (U2) uni bei. z$adralem Ladezustand (z.B. 100 ; 9; ) der Batterie (2) auf :ritt, als Golljert die Ladespannung (D2) und bei Unterschreiten, dieses Ladestromes (J,1) den Gpannunge- sollwert (U1) für Bereitschafts-tufferbetrieb einstellt. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, "durch gekennzeichnet, daß als Eilleschaltung (IV) eine zweistufige firanniatorechaltung dient, ton der ein Eingangs-Transistor (41) äit 8P' -,pr --@ t@ stseake einen in Ladentroakreio liegenden ..idtrstand (42) paral- lel geschaltet ist, dessen Schaltstromkreis über einen an der Steserstrecke eines #usgan#,s-`i'ransiators (33) liegenden laral:.el- widerstand (43) geführt ist. 3. Eiariahtugg nach Anapruch 1 oder 2, dadurch gekenxr- seiehnet, daß eise fron der Generatorsleanung gespeiste Neßbrücke (III) mm Vergleich von Spanm:nge-Sollp und' -Tatwerten vorgesehen ist, in deren D'@.cgonale die Steuerstrecke einen zur ,ainflussung des Erregung des Generators dienenden Traneistorn (28) eiage- oohaltet ist. ;. S2arichtung nach einen der vorhergehenden iLneprüche, mit eimem zur Beeinflussung der i@rregung des Generators in den
Lila oettmir @@@ @ersaa@ar C3), töa da1«" , da die etream d« C3i m ar@alt''@üaltarlr (11) mit Imi# tr@ 14 wobei mw Vd 8 "a 2s *IBM zu"4 d« ftt unaiinie ( II ) alt aetsre 81teis@taairriaor @xesrit C2'@) 3. B@aht@ arsh aia@rt äße @o:rlr@ Jas@eö@ . o@, drs@s@ ttiu@rasii@et, d" e" 3m36 d«te@ä@e@ots (IIä j quas zu" eaocierosldsrrs@dsn C30,) ber'tei@t, ä@iarsn @a@ar Es'!) irufeh dmra@s-eassis C33) 8iltarräal tI ia leitmräsn ?ttrtanä übazlalct @oratwa@abä dr,@edsir@ 6. T@iaelohtm@ ai@ d« 4p-m»idämt, da eiarg i3®, 3'!) dre (ZU) eia bei Uta eiarm @reat@svd@rbarri@r . Gom (9ollmt#tZ'Qi ,t3) lrratrielmitestsi@oar (50) pa»iia tet ist, mtttaa it@8 o@s dis t a@äim u i'a@lel@lle@ @all@'@o@ al@mas t;l@@i g@st@st@ .er@ t4@) e3a@r in due tor eimtnawatstea düumertaet @t3) ei t ist. ?. 1@r@ rr@ ed@ra Ire slra, a @l@a@serrt; öi@ e" Ces) der ERZ) @C)@ ist" ei. .:-akt Paul" umhaadra@Ctlimfot . 150 @44 # »bm d»
B. Einrichtung nach einer der vorhergehenden Ans he 1, dadurch gekonnseiahnet, daß in Basiakrein den der @rregerwiokiurg (4) vorgeschalteten Tranaintora (3) ein zur äbleitnag von Beet- strömen. dienende Diode (6) eingeschaltet ist, die Mitteln in 1b"# häagigkeit von der Gewratorspannuag gesteuerter Tranriotorea (7,8) bei kleinen ßeneratorepanaungen überbrückt.wird.
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