DE1538313C - Regeleinrichtung für einen mit wechselnden Drehzahlen antreibbaren nebenschlußerregten Generator - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für führenden Verbindungskabels entstehen können,

einen mit wechselnden Drehzahlen antreibbaren Dies gilt besonders für Wechselstromgeneratoren mit

nebenschlußerregten Generator, insbesondere für nachgeschalteten Gleichrichtern, welche wegen der

einen Drehstromgenerator für Fahrzeuge, mit einem beim Gleichridhten auftretenden Kommunitierungs-

steuerbaren Halbleiterschalter als Stellglied, der ab- 5 spitzen gewöhnlich nur zum Betrieb mit angeschlosse-

hängig von der jeweiligen Höhe der Generatoraus- ner Batterie zugelassen sind.

gangsspannung die Erregerwicklung mit Strom ver- Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß da-

. sorgt, und mit einer Uberspannungsschutzvorrichtung, durch gelöst, daß die Schutzvorrichtung ein über

die den Erregerkreis unterbricht, wenn die Generator- einen Vorwiderstand an die Generatorausgangsspan-

ausgangsspannung einen zulässigen Höchstwert über- io nung angeschlossenes Relais enthält, dessen in einer

schreitet. Zuleitung zur Erregerwicklung liegender Kontakt bei

Bei Regeleinrichtungen dieser Art, wie sie z. B. aus normaler Spannung geschlossen ist und daß zu der der österreichischen Patentschrift 237118 bekannt Wicklung des Relais ein zweiter steuerbarer Halbsind, muß der mit der Erregerwicklung in Reihe lie- leiterschalter parallel geschaltet und derart gesteuert gende steuerbare Halbleiter zur Sicherung der Selbst- 15 ist, daß er bei Überschreiten des zulässigen Höchsterregung des Generators beim Anfahren aus dem wertes der Generatorausgangsspannung stromleitend Stillstand heraus voll stromleitend sein. Er gelangt wird und mindestens so lange stromleitend bleibt, bis erst dann in seinen Sperrzustand, wenn der Sollwert die Generatorausgangsspannung auf einen Wert geder Generatorspannung erreicht ist. Dieser Sollwert fallen ist, der für die Erregung des Relais nicht mehr ist an die Spannung der angeschlossenen Akkumu- 20 ausreicht.

latorenbatterie angepaßt. Sollen an diese Batterie Die Regeleinrichtung wird dabei mit Vorteil so hochwertige und überspannungsempfindliche elek- ausgebildet, daß der zweite steuerbare Halbleitertrische Geräte, z. B. Sendeeinrichtungen von Miet- schalter auf einen Ansprechwert eingestellt ist, weldrosch'ken angeschlossen werden, so muß man be- eher mindestens 5% höher ist als die von der Regelsondere Maßnahmen treffen, um bei einem Regler- 25 einrichtung einzuhaltende Sollspannung des Geneschaden und einer dadurch verursachten unzulässigen rators. Bei geringen Schwankungen der Ausgangs-Erhöhung der Generatorspannung die Batterie und spannung spricht die Schutzvorrichtung also nicht an; die angeschlossenen Geräte zu schützen. Nur so kön- in diesen Fällen arbeitet die Regeleinrichtung unbenen Folgeschäden verhindert und kostspielige Repa- hindert weiter. Erst bei Überschreiten der eingestellraturen vermieden werden. 3° ten Grenze spricht die Schutzvorrichtung an und un-

Außerdem ist es aus der Patentschrift Nr. 30 777 ferbricht den Erregerstrom, und zwar so lange, bis

des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost- der Generator entregt ist.

Berlin bekannt, zum Schutz gegen Überspannungen in Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird

der Zuleitung zur Erregerwicklung eine Sicherung die Regeleinrichtung mit Vorteil so ausgebildet, daß

anzuordnen. In Reihe mit der Sicherung, jedoch par- 35 der zur Spule des Relais in Reihe liegende Vorwider-

allel zur Erregerwicklung, liegt dabei ein Relaiskon- stand und die Überspannungsschutzvorrichtung über

takt, der beim Auftreten von Überspannungen die - einen Schalter an die Batterie anschließbar sind, der

Erregerwicklung kurzschließt und die Sicherung zum mindestens zum Anfahren des Generators in seine

Durchschmelzen'bringt. Schließstellung gebracht werden muß. Man erreicht

Aus den A. I. E. E. Transactions, Bd. 75, 1956, 40 hierdurch, daß dieses Relais vor dem Anfahren unter S. 407 bis 410, ist eine Überspannungsschutzvorrich- Spannung gesetzt wird und damit die Regeleinrichtung für Luftfahrteinrichtungen mit einem in Abhän- tung betriebsbereit macht. Dabei wird dieser Schalgigkeit von der Höhe der Spannung an einem Gene- ter mit Vorteil gleichzeitig als Hauptschalter für rator gesteuerten Relais bekanntgeworden. Abwei- weitere an die Batterie anschließbare Geräte ausgechend vom Anmeldungsgegenstand ist das Relais 45 bildet.

über einen Transformator an die Ausgangsspannung Um ein Wiedereinschalten der Regeleinrichtung

des Generators angeschlossen, und auch in anderen nach Ansprechen der Schutzvorrichtung zu verhin-

Punkten unterscheidet sich die bekannte Schaltung dem, wird diese mit Vorteil so ausgebildet, daß ein

wesentlich von der Schutzschaltung nach dem An- Transistor vorgesehen ist, dessen Eingangselektrode

meldungsgegenstand. 5° über eine Zenerdiode an eine von der Generatoraus-

Durch die belgische Patentschrift 669 313 ist gangs-spannung abhängige Spannung anschließbar ist,

weiterhin eine Schutzschaltung für einen nebenschluß- und daß der Ausgang dieses Transistors an die

erregten Drehstromgenerator bekanntgeworden. Da- Steuerelektrode eines als zweiter Halbleiterschalter

bei wird die Erregerwicklung in Abhängigkeit von dienenden steuerbaren Gleichrichters angeschlossen

der Drehzahl des Generators über einen mechani- 55 ist, so daß dieser leitend wird, wenn die Zenerdiode

sehen Trennschalter ein- und ausgeschaltet. Die leitet.

Trennvorrichtung arbeitet zwar ebenfalls elektro- Zur raschen Entregung bei Auftreten einer Übermagnetisch, jedoch unter Zwischenschaltung eines .spannung geht man ferner mit Vorteil so vor, daß weiteren Relais, welches an eine zusätzlich vorhan- der Kontakt ein Wechselkontakt ist, dessen nicht mit dene Hilfsspannungsquelle angeschlossen ist. 60 der Erregerwicklung verbundenes Kontaktstück mit

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Be- einem Widerstand verbunden ist, dessen anderer An-

triübssicherheit bekannter Spannungs-Regeleinrich- Schluß mit dem entsprechenden anderen Anschluß

tungen für Gleichstromgeneratoren oder Drehstrom- . der Erregerwicklung verbunden ist. Über den Wider-

guneratoren mit nachgeschalteten Gleichrichtern zu stand wird dann der Generator schnell entregt, wenn

verbessern. Insbesondere sollen auch Folgeschäden 65 das Relais stromlos geworden ist und der Wechsel-

aus einer Erhöhung der Generatorspannung verhin- kontakt umgeschaltet hat.

dert werden, welche z.B. durch einen Defekt des Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbil-

Regler^ oder durch einen Bruch des zur Batterie düngen der Erfindung ergeben sich aus den im fol-

genden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung in Verbindung mit einem Drehstromgenerator und einer Akkumulatorenbatterie und

Fig. 2 eine Schaltungsvariante zur Regeleinrichtung der Fig. 1.

In F i g. 1 ist mit 10 ein Drehstromgenerator bezeichnet, der drei in Y geschaltete Phasenwicklungen

11 und eine Nebenschluß-Erregerwicklung 12 aufweist. Die Wicklungen 11 sind an den Eingang eines Drehstrom-Brückengleichrichters 13 angeschlossen, der eine positive Laststromleitung 14 und eine negative Laststromleitung 15 speist, an welche eine Batterie 16 angeschlossen ist und an die weitere, nicht dargestellte Verbraucher angeschlossen werden können. Außerdem sind an die Wicklungen 11 noch drei getrennte Gleichrichter 17 zum Liefern des Erregerstroms angeschlossen; ihre Kathoden sind mit einer zweiten Plusleitung 18 verbunden.

Eine mit 21 bezeichnete Regeleinrichtung mit einem pnp-Leistungstransistor 22 und einem pnp-Vorstufentransistor 23 dient dazu, die Erregerwicklung 12 in einer von der jeweiligen Höhe der Generatorausgangsspannung zwischen den Leitungen 15 und 18 abhängigen Folge periodisch mit Strom zu versorgen.

Weiterhin ist eine Überspannungsschutzvorrichtung 24 mit einem pnp-Transistor 25 und einem steuerbaren Halbleiterschalter (steuerbarer Gleichrichter) 26 mit thyratronartiger Charakteristik vorgesehen, die ein Ansteigen der Spannung zwischen den Leitungen 14 und 15 über einen zulässigen Höchstwert verhindert. Dieser zulässige Höchstwert ist mindestens 5% höher als die vom Regler 21 einzuhaltende Sollspannung des Generators 10. .

Der Leistungstransistor 22 des Reglers 21 hat einen über einen Emitterwiderstand 27 mit der zweiten Plusleitung verbundenen Emitter. Sein Kollektor ist über einen Wechselkontakt 28, der von einem Relais 29 betätigt wird, mit der Erregerwicklung 12 verbunden, wenn ein mit 32 bezeichneter Schalter eingelegt und über ihn das Relais 29 an die Spannung der Batterie 16 gelegt ist. (Die Schaltung ist für den Zustand gezeichnet, in dem das Relais 29 erregt ist.) Parallel zum Wechselkontakt 28 liegt ein Kondensator 33 zur Funkenlöschung. Die Erregerwicklung

12 ist mit ihrem anderen Anschluß an die Minusleitung 15 angeschlossen. Parallel zu ihr liegt eine Löschdiode 34, die Überspannungen beim Ein^ und Ausschalten des Erregerstroms verhindert.

Wenn das Relais 29 nicht erregt ist, wird der Wechselkontakt 28 durch eine Rückstellfeder, die durch einen Pfeil symbolisiert ist, in seine andere Lage gebracht, in der er den Kollektor des Transistors22 über einen Widerstand 35 mit der Minusleitung 15 verbindet. In dieser Schaltstellung kann · kein Erregerstrom mehr in der Erregerwicklung 12 fließen, so daß die Spannung am Generator 10 auf die Remanenzspannung absinkt und eine Anzeigelampe 36 aufleuchtet, die zwischen .den Leitungen 14 und 18 liegt und der in diesem Schaltzustand über den Transistor 22 und die Widerstände 27, 35 Strom von der Batterie 16 zugeführt wird. Die Anzeigelampe 36 dient als Warnsignal dafür, daß am Regler 21 oder am Generator 10 ein Defekt vorliegt und die Batterie 16 nicht geladen wird.

Die Basis des Transistors 22 ist über eine Serienschaltung zweier Dioden 37 und eines Widerstands 38 und einen zu diesen drei Schaltelementen parallelgeschalteten Kondensator 39 mit dem Kollektor des Vorstufentransistors 23 verbunden. Dieser Kollektor ist über einen Kollektonviderstand 40 an die Leitung 15 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 23 liegt an der zweiten Plusleitung 18; seine Basis ist mit der Kathode einer Zenerdiode 43 und über einen Widerstand 44 mit der Leitung 18 verbunden. Die Anode der Zenerdiode 43 liegt am Abgriff 45 eines an die Leitungen 15, 18 angeschlossenen, aus drei Widerständen 46, 47, 48 bestehenden Spannungsteilers.

Der Regler 21 arbeitet wie folgt: Solange die Spannung zwischen den Leitungen 15 und 18 noch nicht den (am Abgriff 45 einstellbaren) Sollwert erreicht hat, ist die Zenerdiode 43 gesperrt, da ihre als Referenzspannung dienende Zenerspannung noch nicht erreicht ist. Der Transistor 23 erhält deshalb keinen Basisstrom, so daß er nicht leitet und sein Kollektorpotential stark negativ ist, wodurch der Transistor 22 über den Widerstand 38 und die Dioden 37 in den leitenden Zustand gesteuert wird. Durch ihn fließt dann ein Erregerstrom zur Erregerwicklung 12, so daß sich die Ausgangsspannung des Generators 10 erhöht.

Hat die Spannung zwischen den Leitungen 15 und 18 ihren Sollwert erreicht, so wird die Zenerdiode 43 leitend, der Transistor 23 erhält einen Basisstrom und wird leitend, wodurch sein Kollektorpotential positiver wird; dementsprechend wird der Transistor 22 gesperrt, so daß der Erregerstrom durch die Erregerwicklung 12 unterbrochen wird.

Wenn der Transistor 22 defekt wird, entsteht meist eine leitende Verbindung zwischen seinem Emitter und seinem Kollektor, so daß dauernd ein Erregerstrom fließt und die Ausgangsspannung des Generators 10 zu groß wird. Dies kann zu Schäden bei den angeschlossenen Verbrauchern führen, z.B. zum Durchbrennen von Lampen oder zum Überladen der Batterie 16. Dies zu verhüten ist eine Aufgabe der Überspannungsschutzvorrichtung 24, die eine Minusleitung 51 aufweist, welche über den Schalter 32 direkt an die Leitung 14 angeschlossen ist. An die Minusleitung 51 sind auch alle übrigen Verbraucher angeschlossen, wie das durch eine abgehende Leitung 53 symbolisiert ist, z. B. bei einem Kraftfahrzeug die Scheinwerfer, die Zündung und der Anlasser. Außerdem sind an die Minusleitung 51 angeschlossen: Das Relais 29 über einen Vorwiderstand 54, der Emitter des Transistors 25, die Basis des Transistors 25 über einen Widerstand 55, der eine Belag eines Kondensators 56, dessen anderer Belag an der Anode einer mit ihrer Kathode an der Basis des Transistors 25 liegenden Zenerdiode 57 liegt, sowie ein mit dem anderen Anschluß an der Leitung 15 liegender Spannungsteiler, der aus drei Widerständen 58, 59, 60 besteht. Dieser Spannungsteiler hat einen Abgriff 63, der mit der Anode der Zenerdiode verbunden ist.

Der steuerbare Halbleiterschalter 26 liegt parallel zum Relais 29, und zwar so, daß seine Kathode mit der Leitung 15 verbunden ist, an die auch seine Steuerelektrode über einen Widerstand 64 und einen zu diesem parallelgeschalteten Kondensator 65 angeschlossen ist. Außerdem ist diese Steuerelektrode über einen Widerstand 66 mit dem Kollektor des Transistors 25 verbunden, der seinerseits über einen Kondensator 67 und eine mit diesem in Serie liegende

Parallelschaltung einer Diode 68 und eines Widerstands 69 mit der Basis des Transistors 25 verbunden ist."

Die Überspannungsschutzvorrichtung24 der Fig. 1 arbeitet wie folgt: Wenn der Transistor 22 defekt ist und eine ständig leitende Verbindung zwischen seinem Emitter und seinem Kollektor besteht, fließt dauernd ein Erregerstrom durch die Erregerwicklung 12, so daß die Spannung zwischen den Leitungen 14 und 15 auf einen Wert ansteigt, der höher ist als die eingestellte Sollspannung. Erreicht diese Spannung einen bestimmten Wert, z.B. 110% der Sollspannung, so wird die bei niedriger Spannung gesperrte Zenerdiode 57 leitend. Im Transistor 25 kann nun ein Basisstrom fließen, der diesen leitend macht, so daß am Verbindungspunkt der Widerstände 64 und 66, der bei gesperrtem Transistor 25 das negative Potential der Leitung 15 hatte, ein positiver Spannungssprung auftritt, der der Steuerelektrode des Halbleiterschalters 26 zugeführt wird und diesen leitend macht. Da der Halbleiterschalter 26 parallel zum Relais 29 liegt, wird dieses kurzgeschlossen und erhält keinen Strom mehr, so daß der Wechselkontakt 28 abfällt und in Richtung des eingezeichneten Pfeils auf den Widerstand 35 umschaltet. Die Erregerwicklung 12 wird also stromlos, und die Spannung am Ausgang des Generators sinkt fast bis auf Null ab. Gleichzeitig leuchtet die Anzeigelampe 36 auf und gibt ein visuelles Warnsignal.

:. .Die Schaltung nach Fig. 1 hat den Vorteil, daß die ..Überspannungsschutzvorrichtung, wenn sie ein-

■■ mal angesprochen hat, so lange wirksam bleibt, bis der Schalter 32 geöffnet und die elektrische Anlage abgeschaltet worden ist, daß sie aber danach automatisch wieder in ihren Normalzustand zurückkehrt, in dem der Halbleiterschalter 26 gesperrt ist.

Fig. 2 zeigt eine Schaltung, die ähnlich aufgebaut ist wie diejenige nach Fig. 1, bei der keine den Ausfall von Regler oder Lichtmaschine anzeigende Anzeigelampe vorgesehen ist.

Ähnlich wie in Fig.] zeigt Fig. 2 einen Drehstromgenerator 72, dessen drei in Y geschaltete Phasenwicklungen 73 über einen Drehstrom-Brücken-

. gleichrichter 74 eine positive Laststromleitung 75 und eine negative Laststromleitung 76 speisen, an welche über eine Rückstromdiode 77 eine Batterie 78 und gegebenenfalls weitere, nicht dargestellte Verbraucher angeschlossen sind. Parallel zur Rückstromdiode 77 liegt ein Kontakt 79 eines Relais 80, das nur während der Betätigung des Anlassers eingeschaltet werden kann. (Der Anlasser gehört zu einer ebenfalls nicht dargestellten Brennkraftmaschine, die den Generator 73 antreibt.)

Ein mit 83 bezeichneter Regler mit einem npn-Leistungstransistor 84 und einem npn-Vorstufentransistor 85 dient dazu, eine Nebenschluß-Erregerwicklung 86 des Generators in einer von der jeweiligen Höhe der Generatorausgangsspannung zwischen den Leitungen 75 und 76 abhängigen Folge periodisch mit Strom zu versorgen.

Weiterhin ist eine Überspannungsschutzvorrichtung 87 mit einem npn-Transistor 88 und einem Relais 89 mit einem Schlicßerkontakt 90 vorgesehen, die ein Ansteigen der Spannung zwischen den Leitungen 75 und 76 über einen zulässigen Höchstwert verhindert. Parallel zum Kontakt 90 liegt ein Funkenlöschkondensator 93. Der Kontakt 90 ist geschlossen, wenn -r- wie in F-" i μ. 2 dargestellt — das Relais 89 stromdurchflossen ist. Parallel zur Erregerwicklung 86, deren einer Anschluß mit dem Kontakt 90 und deren anderer Anschluß mit der Leitung 75 verbunden ist, liegt eine Löschdiode 94, die Überspannungen beim Ein- und Ausschalten des Erregerstroms verhindert. Der andere Anschluß des Kontakts 90 ist mit dem Kollektor des Transistors 84 verbunden, dessen Emitter an der Leitung 76 liegt. Seine Basis ist über die Serienschaltung einer Diode 95 und eines Widerstands 96 sowie einen zu diesen beiden Schaltelementen parallelgeschalteten Kondensator 97 mit dem Kollektor des Transistors 85 verbunden, der seinerseits über einen Kollektorwiderstand 98 an der Leitung 75 liegt. Der Emitter des Transistors 85 ist mit der Leitung 76 verbunden, an die auch seine Basis über einen Widerstand 99 angeschlossen ist. Sie ist außerdem mit der Anode einer Zenerdiode 100 verbunden, deren Kathode an einem Abgriff 103 eines aus drei Widerständen 104, 105, 106 bestehenden Spannungsteilers angeschlossen ist, der zwischen den Leitungen 75 und 76 liegt.

Der Regler 83 arbeitet wie folgt: Es sei angenommen, daß der Kontakt 90 geschlossen ist, so daß ein · ( Erregerstrom durch die Erregerwicklung 86 fließen kann. Solange die Spannung zwischen den Leitungen 75 und 76 unterhalb des eingestellten Sollwertes liegt, ist die Zenerdiode 100 gesperrt, und im Transistor 85 fließt kein Basisstrom, so daß auch dieser gesperrt ist. Dementsprechend ist sein Kollektor stark positiv, so daß auch die Basis des Transistors 84 über den Widerstand 96 und die Diode 95 ein positives Potential erhält und dieser Transistor leitend ist, also ein Erregerstrom fließt.

Hat die Spannung zwischen den Leitungen 75 und 76 den gewünschten Sollwert erreicht, so wird die Zenerdiode 100 leitend und mit ihr auch der Transistor 85, wodurch der Transistor 84 gesperrt und der Erregerstrom unterbrochen wird, so daß die Spannung zwischen den Leitungen 75 und 76 wieder absinkt.

Wenn der Leistungstransistor 84 defekt wird, entsteht meist eine leitende Verbindung zwischen seinem Emitter und seinem Kollektor, so daß dauernd ein Erregerstrom fließt und die Spannung zwischen den , Leitungen 75 und 76 sehr groß wird. Um dies zu verhindern, ist die Überspannungsschutzvorrichtung 87 vorgesehen, die beim Auftreten einer solchen Überspannung die Ausgangsspannung des Generators 72 auf Null herabregelt.

Das Relais 89 ist mit seinem einen Anschluß an die' Leitung 76 und mit seinem anderen Anschluß über einen Vorwiderstand 107 an die Leitung 75 angeschlossen. Parallel zu ihm ist eine Löschdiode 108 geschaltet, die das Auftreten von schädlichen Spannungsspitzen verhindert. Beim Anfahren des Generators 72 wird das Relais 89 dadurch eingeschaltet, daß während des Anfahryorganges das mit dem Anlasser verbundene Relais 80 kurzzeitig über seinen Kontakt 79 die Rückstromdiode 77 überbrückt, wodurch von der Batterie 78 ein Strom durch das Relais 89 und — über den nunmehr geschlossenen Kontakt 90 — durch die Erregerwicklung 86 fließt, so daß der Generator 72 eine Spannung erzeugen kann, die dann das Relais 89 geschlossen hält, wenn der KontaJu 79 nach Abschluß des Anlaßvorganges wieder geöffnet wird.

Parallel zum Relais 89 liegt die Hmitter-Kollektor-Strecke des Transistors 88, und zwar ist sein Köllek-

tor mit dem an den Vorwiderstand 107 angeschlossenen Anschluß des Relais 89, und sein Emitter über eine Kompensationsdiode 109 an die Leitung 76 angeschlossen. Zwischen seiner als Eingang dienenden Basis und seinem als Ausgang dienenden Kollektor ist ein Kondensator 112 angeordnet. Außerdem ist die Basis über einen Widerstand 113 mit der Leitung 76 verbunden sowie direkt mit der Anode einer Zenerdiode 114, deren Kathode mit einem Abgriff 115 eines aus drei Widerständen 116,117,118 bestehenden, an die Leitungen 75 und 76 angeschlossenen Spannungsteilers angeschlossen ist. Zwischen dem Abgriff 115 und der Leitung 76 liegt ein Kondensator 119.

Die Überspannungsschutzvorrichtung 87 arbeitet wie folgt: Wenn der Leistungstransistor 84 defekt geworden ist und eine ständig leitende Verbindung zwischen seinem Emitter und seinem Kollektor besteht, fließt dauernd ein Erregerstrom durch die Erregerwicklung 86, so daß die Spannung zwischen den Leitungen 75 und 76 auf einen Wert ansteigt, der höher ist als die eingestellte Sollspannung. Erreicht diese Spannung einen Wert von z. B. llO°/o der Sollspannung, so wird die bei niedrigeren Spannungen gesperrte Zenerdiode 114 leitend, und im Transistor 88 kann ein Basisstrom fließen, der seine Emitter-Kollektor-Strecke leitend macht. Hierdurch wird das Relais 89 überbrückt und erhält keinen Strom mehr, so daß der Kontakt 99 abfällt und in Richtung des eingezeichneten" Pfeiles öffnet. Die Erregerwicklung 86 wird also stromlos und die Spannung am Ausgang des Generators sinkt ab.

Um zu verhindern, daß der Transistor 88 während des Absinkens der Spannung wieder nichtleitend wird und durch ein erneutes Einschalten des Relais 89 ermöglicht, ist der Kondensator 112 vorgesehen. Sobald der Transistor 88 leitend geworden ist, lädt sich dieser Kondensator über die Zenerdiode 114 so auf, daß sein rechter Belag positiv und sein linker Belag, der über den Transistor 88 mit der Leitung 76 verbunden ist, negativ wird. Wenn nun die Generatorausgangsspannung sinkt, wird die Zenerdiode 114 wieder nichtleitend und der Transistor 88 hat die Tendenz, wieder zu sperren, so daß sein Kollektorpotential wieder positiver wird. Dieses positive Potential wird über den Kondensator 112 auf die Basis dieses Transistors übertragen, so daß weiterhin ein Basisstrom fließt und den Transistor leitend erhält. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß der Transistor 88 so lange leitend bleibt, bis die Spannung am Generator 72 auf einen Wert abgefallen ist, der nicht mehr dazu ausreicht, das Relais 89 zu erregen. Die ' Uberspannungsschutzvorrichtung 87 schaltet also den Generator 72 vollständig ab; erst wenn die Generatorausgangsspannung sehr niedrig geworden ist, kehrt der Transistor 88 in seinen nichtleitenden Zustand zurück.

Auch die Schaltung nach F i g. 2 hat den Vorteil, daß die Schutzvorrichtung 87 nach dem Abschalten der Anlage automatisch wieder in ihren Normalzustand.zurückkehrt. Es ist also nur notwendig, den Regler 83 auszuwechseln, wenn im Leistungstransistor 84 ein Defekt auftritt.

Auch bei der Schaltung nach Fig. 2 kann ein Warnsignal vorgesehen werden, z. B. eine Lampe, die über einen zweiten Kontakt des Relais 89 dann an die Batterie 78 angeschlossen wird, wenn die Uberspannungsschutzvorrichtung 87 angesprochen hat.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung für einen mit wechselnden Drehzahlen antreibbaren nebenschlußerregten Generator, insbesondere für einen Drehstromgenerator für Fahrzeuge, mit einem steuerbaren Halbleiterschalter als Stellglied, der abhängig von der jeweiligen Höhe der Generatorausgangsspannung die Erregerwicklung mit Strom versorgt, und mit einer Überspannungsschutzvorrichtung, die den Erregerkreis unterbricht, wenn die Generatorausgangsspannung einen zulässigen Höchstwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzvorrichtung (24,87) ein über einen Vorwiderstand (54, 107) an die Generatorausgangsspannung angeschlossenes Relais (29, 89) enthält, dessen in einer Zuleitung zur Erregerwicklung (12, 86) liegender Kontakt (28, 90) bei normaler Spannung geschlossen ist, und daß zu der Wicklung des Relais (29, 89) ein zweiter steuerbarer Halbleiterschalter (26, 88) parallel geschaltet und derart gesteuert ist, daß er bei Überschreiten des zulässigen Höchstwertes der Generatorausgangsspannung stromleitend wird und mindestens so lange stromleitend bleibt, bis die Generatorausgangsspannung auf einen Wert gefallen ist, der für die Erregung des Relais (29, 89) nicht mehr ausreicht.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite steuerbare Halbleiterschalter (26,88) auf einen Ansprechwert-eingestellt ist, welcher mindestens 5°/o höher ist als die von der Regeleinrichtung (21, 83) einzuhaltende Sollspannung des Generators (10, 72).

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Spule des Relais (29, 89) in Reihe liegende Vorwiderstand (54, 107) und die Überspannungsschutzvorrichtung (24, 87) über einen Schalter (32, 79) an die Batterie (16,78) anschließbar sind, der mindestens zum Anfahren des Generators (10, 72) in seine Schließstellung gebracht werden muß.

4. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (32) gleichzeitig als Hauptschalter für weitere an die Batterie anschließbare Geräte (53) ausgebildet ist.

5. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transistor (25) vorgesehen ist, dessen Eingangselektrode über eine Zenerdiode (57) an eine von der Generatorausgangsspannung abhängige Spannung anschließbar ist, und daß der Ausgang dieses Transistors (25) an die Steuerelektrode eines als zweiter Halbleiterschalter dienenden steuerbaren Gleichrichters (26) angeschlossen ist, so daß dieser leitend wird, wenn die Zenerdnode (57) leitet (Fi g. 1).

6. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (28) ein Wechselkontakt ist, dessen nicht mit der Erregerwicklung (12) verbundenes Kontaktstück mit einem Widerstand (35) verbunden ist, dessen anderer Anschluß mit dem entsprechenden anderen Anschluß der Erregerwicklung (12) verbunden ist (Fig. 1).

7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Halbleiterschalter ein Transistor (88) vorgesehen ist, dessen Eingangselektmde über eine Zenerdiode (114) an eine von der Geneiätorausgangs-

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spannung abhängige Spannung anschließbar ist, und daß die Ausgangselektroden dieses Transistors (88) mit den beiden Anschlüssen der Spule des Relais (89) in Verbindung stehen, so daß das Relais (89) stromlos wird, wenn die Zenerdiode (114) leitet (F i g. 2).

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kollektor und der Basis des Transistors (25, 88) ein Kondensator (67, 112) angeordnet ist, um diesen Transistor auch bei einem Absinken der Generatorausgangsspannung so lange leitend zu halten, bis diese Spannung für die Erregung des Relais (29, 89) nicht mehr ausreicht.

9. Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Generator (72) und Batterie (78) eine Rückstromdiode (77) angeordnet ist, die beim Anfahren durch einen Kontakt (79) überbrückt wird, und daß der erste und der

zweite steuerbare Halbleiterschalter (84 und 88) über diesen Kontakt (79) mit der Batterie (78) verbindbar sind (F i g. 2).

10. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verwendung bei einem Drehstromgenerator, welcher als Leistungsgleichrichter einen ersten Dreiphasen-Brückengleichrichter und zum Speisen seiner Erregerwicklung einen zweiten Dreiphasen-Brückengleichrichter aufweist, welch letzterer mit dem ersten Brückengleichrichter vorzugsweise drei Dioden gemeinsam hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (12) über den von der Schutzvorrichtung (24) gesteuerten Kontakt (28) und den ersten steuerbaren Halbleiterschalter (22) an den zweiten Brückengleichrichter (17) anschließbar ist und daß die Schutzvorrichtung (24), vorzugsweise über den Hauptschalter (32) des Fahrzeugs, an den ersten Brückengleichrichter (13) anschließbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen