DE1538316A1 - Regeleinrichtung fuer einen Generator - Google Patents

Description

P 15 58 316.1 (B 85 467 VIIIb/21c) R. 8545

Robert Bosch GmbH, Stuttgart 7.11.1968 Rb/Sz

Regeleinrichtung für einen Generator

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für einen mit wechselnden Drehzahlen und wechselnder Last betreibbaren Generator, insbesondere für einen Drehstromgenerator für Fahrzeuge, wobei die Erregerwicklung des Generators im Betrieb über einen gesteuerten Halbleiterschalter abhängig von der jeweiligen Höhe der Generatoraus gangs spannung mit Strom versorgt wird.

Bei Generatoren dieser Art, die häufig aus dem Stillstand heraus angefahren werden, muß der gesteuerte Halbleiterschalter aus dem Stillstand heraus voll stromleitend sein, um eine automatische Selbsterregung sicherzustellen. Erst wenn der Anfahrvorgang beendet ist und der gewünschte Sollwert der Generatorausgangsspannung erreicht ist, kann der Halbleiterschalter ausgeschaltet werden, um dann, abhängig von der Höhe der Aus gangs spannung, fortlaufend ein- und ausgeschaltet zu werden. Der Sollwert wird dabei entsprechend der Zellenzahl der an den Generator angeschlossenen Akkumulatorenbatterie eingestellt.

Sind an diese Akkumulatorenbatterie hochwertige, gegen überspannung empfindliche elektrische Geräte amgeschlossen, z. B. die Funkanlage einer Mietdroschke (Taxameter) oder die Übertragungsanlage eines Kraftomnibusses, so müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um zu verhindern, daß diese Geräte durch eine zu hohe Spannung beschädigt oder zerstört werden, wenn in der Regeleinrichtung ein Schaden—auftritt. Hierzu wird zweckmäßig der Erregerstrom vermindert oder auf Null gesenkt, da dann der Generator keine Energie mehr in die Batterie liefert und daher die Batteriespannung durch Entladung absinkt und auch die Batterie selbst vor Beschädigungen geschützt wird,

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denen sie sonst durch längere Überladung ausgesetzt wäre (Auskochen; Gefahr der Knallgasbildung und damit verbundene Explosionsgefahr).

Es ist also eine Aufgabe der Erfindung, eine Regeleini chtung zu schaffen, die auf einfache und zuverlässige Weise die ge-? nannten Nachteile vermindert.

Eine einfache Lösung ergibt sich nach der Erfindung dadurch, daß bei einer eingangs genannten Regeleinrichtung in Serie mit dem steuerbaren Halbleiterschalter und der Erregerwicklung eine Schmelzsicherung geschaltet ist und daß parallel zu einem in diesem Stromkreis liegenden Widerstand, insbesondere der Erregerwicklung, ein Schließerkontakt eines Relais liegt, das in Serie mit einem spannungsabhängigen Vorwiderstand an die Generatorausgangsspannung anschließbar ist, um bei Überspannungen die Schmelzsicherung zum Durchbrennen zu bringen. Wenn eine Überspannung auftritt, zieht das Relais an und schließt mit seinem Schließerkontakt den im Stromkreis liegenden Widerstand kurz, so daß der Erregerstrom auf einen Wert ansteigt, der mit Sicherheit die Schmelzsicherung zum Durchbrennen bringt. Das Kurzschließen der Erregerwicklung hat den besonderen Vorteil, daß der Stromanatieg nicht induktiv verzögert wird, so daß die Schmelzsichemmg*utogenblicklich durchbrennt. Der Halbleiterschalter ist hldjöbfti weniger der Gefahr einer Überlastung ausgesetzt. ., "!.T

Aus der DAS 1 121 187 ^is"fc es bekannt, Telegraphenrelais über einen vorgeschalteten !Transistor spannungs abhängig zu steuern,

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um ein gu4stigea.;J5aiteverhältnie zu erzielen. Pur dieses Merkmal wird e4iC2ilpiaeft1ienj^hütz nicht beansprucht.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird der spannungsabhängige Widerstand so eingestellt, daß das Relais den Sohließer-

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kontaki?, bei einer Überspannung schließt, die etwa 5 ··· 10% höher ist; als die an der Regeleinrichtung eingestellte Sollspannung des Generators. Als spannungsabhängige Vorwiderstände kommen neben der im Ausführungsbeispiel dargestellten Schaltung beispielsweise auch NTC-Widerstände, oder Zenerdioden mit geeigneter Zenerspannung, in Frage.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiel, das die Schaltung einer Regeleinrichtung nach der Erfindung zeigt.

Mit 10 ist ein Drehstromgenerator bezeichnet, dessen drei Wicklungen 11 im Stern geschaltet sind und an einen Drehstrom-Brückengleichrichter 12 angeschlossen sind, welcher eine positive Laststromleitung 13 und eine negative Laststromleitung 14 speist, an die eine Batterie 15 j ein Regler 16 und eine Schutzeinrichtung angeschlossen sind} daneben können noch weitere, nicht dargestellte Verbraucher an die Leitungen 13 und 14 angeschlossen werden.

Der Regler 16 ist in bekannter Weise aufgebaut und hat zwei pnp-Transistoren, und zwar einen Leistungstransistor 18 und einen Vorstufentransistor 19. Der Emitter des Transistors 19 ist direkt, derjenige des Transistors 18 über einen Widerstand 22 mit der Leitung 13 verbunden. Der Kollektor des Transistors 18 ist über eine Schmelzsicherung 23 mit dem einen Anschluß einer Erregerwicklung 24 des Generators 10 verbunden, deren anderer Anschluß an der Leitung 14 liegt. Parallel zur Erregerwicklung 24 liegt eine Löschdiode 25 und ein Schließerkontakt 26 eines Relais 27· Wenn das Relais 27 nicht erregt ist, ist, wie in der Zeichnung dargestellt, der Kontakt 26 geöffnet.

Die BaAs des Transistors 18 ist über die Serienschaltung einer Diode 28 und eines Widerstands 29 sowie einen zu diesen beiden Schaltelementen parallelgeschalteten Kondensator 30 mi%^£ollektor

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des Translators I9 verbunden., der seinerseits über einen Kollektor-Widerstand 33 an der Leitung Ik liegt. Die Basis des Traneistors 19 ist über einen Widerstand 34 tni't der Leitung 13 verbunden, außerdem mit der Kathode einer Zenerdiode 35, deren Anode, am Abgriff 36 eines aus drei Widerständen 37? 38; 39 bestehenden Spannungsteilers liegt, der an den Leitungen 13 und Xk liegt. Zwischen dem Abgriff 36 und der; Leitung 13 liegt ein Glättungskondensator 40.

Der Begier 16 arbeitet wie folgtι Solange die Spannung zwischen den Leitern I3 und 14 den gewünschten Sollwert noch nicht erreicht, hat, ist die Spannung am Abgriff 36 so niedrig, daß die Zenerdiode 35 nicht leitet und dementsprechend kein Basisstroin im Transistor 19 fließt. Deri· Kollektor des Transistors 19 ist also stark negativ, so daß Transistor 18 infolge des Über den Widerstand 29 und die Diode 2§ an seiner Basis liegenden negativen Potentials leitet und ein Erregerstrom durch die Erregerwicklung 24 fließt.

überschreitet die Spannung zwischen den Leitern 13 und 14 den am Abgriff 36 einstellbaren Sollwert, so wiisa die Zenerdiode 35 leitend,; und es fließt ein Basisstrom im Transistor 19· Dieser wird leitend und sperrt über sein positiver, gewordenes Kollektorpotential den Transistor 18, so daß der Erregerstrom la der Erregerwicklung 24 so. lange unterbrochen wird, bis die Spannung zwischen den Leitern 13, 14. wieder auf ihren Sollwert gesunken ist* . * - . _: :

Wenn der Transistor 18 defekt wird, entsteht gewöhnlich eine leitende Verbindung zwischen seinem Emitter und seinem Kollektor, die nicht mehr unterbrochen werden kann. Dadurch 1st die Erregerwicklung 24 . dauernd eingeschaltet und die Spannung zwischen den Leitern 13 und l4 steigt weit über den zulässigen Wert hinaus an, bo daß die ange» schlossenen Verbraucher, beispielsweise die Punkanlage eines Dröselt«? kentaxameters, stark gefährdet sind. .

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Um dies zu verhindern* ist die Schutzeinrichtung 17 vorgesehen, deren Relais 27 mit dem einen Anschluß an der Leitung 14 und mit dem anderen Anschluß am Kollektor eines p*>n~p-Transistors kj liegt, dessen Emitter "an dar Leitung 13 angeschlossen ist. Zwischen seinem Kollektor und seiner Basis liegt ein Kondensator 44« Die Basis ist außerdem mit der Kathode einer Zenerdiede 45 und Über einen Widerstand 46 mit der Lei· tung 13 verbunden. Die Anode der Zenerdioe 45 liegt an einem Abgriff ,47 eines an den Leitungen 13* 14 angeschlossenen, aus drei Widerständen 5-5* 51*-52 bestehenden Spannungsteilers.

Die Schutzeinrichtung 17 arbeitet wie folgt 1 Der Abgriff. 47 ist auf eine 5-*·· 10 % höhere Spannung eingestellt als der Abgriff 36 (diese können mit Vorteil mechanisch gekoppelt werden)» so dag die zenerdiode 45 erst bei einem um den eingestellten Prozentsatz höheren Wert der Spinnung zwischen aett Leitern 13 und 14 leitend wird als die Zenerdiode 35· Dieser Fall tritt nur dann ein, wenn im Regler l6 ein Schaden aufgetreten ist, also z· B. der Tranaistor 18 defekt geworden ist und dauernd leitet* Kurzzeitige Spannungsspitzen werden durch den Kondensator 44 ausgeglichen.

Wenn die Zenerdiode 45 leitet, wird auch der Transistor 43 durch den nun fliesenden Basisstrora leitend, so.dil ein Strom durch das Relais 27 flieSt und dieses den Kontakt 26 schließt, Dadurch wird die Erregerwricfclung 24 kurzgeschlossen, der Strom durch den Transistor 18 steigt kurzzeitig auf einen Wert, der Über den Ansprechetroi» der Schmelzsicherung 23 liegt und diese brennt j so daff der Brregerstrom auf Null sinkfc und aer iienerater10 läuft. Auf diese Weise wird mit Sicherheit vereieden* d»6 die Spannung zwischen den Leitern· 13 und 14 einen Wert von 105 ··· 110-Si eingestellten Sollspannung Überschreitet·. ^.

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Claims (2)

1. P 15 36 516.1 CB 85 467 Vlilb/21c) R. 8545

   Robert Bosch GmbH, Stuttgart 7.11.1968 Rb/Sz

   Ansprüche _t

   fl.j Regeleinrichtung für einen mit wechselnden Drehzahlen und wechselnder Last betreibbaren Generator, insbesondere für einen Drehstromgenerator für Fahrzeuge, wobei die Erreger- ■-=■ wicklung des Generators im Betrieb über einen gesteuerten Halbleiterschalter abhängig von der jeweiligen Höhe der Generatorausgangsspanhung mit Strom versorgt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit dem steuerbaren Halbleiterschalter (18) und der Erregerwicklung (24-) eine Schmelzsicherung (23) geschaltet ist und daß parallel zu einem in diesem Stromkreis liegenden Widerstand„ insbesondere der Erregerwicklung (24-)» ein Schließerkontakt (26) eines Relais (27) liegt, daß inv Serie mit einem spanmmgsabhängigen Vorwiderstand (45) an die Generatorausgangsspannung anscßließbar ist» um bei Überspannungen die Schmelzsicherung (23) zum Durchbrennen zu bringen.
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch l_t dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsabhängige iTorwiderstand (43) so eingestellt ist, daß das Relais (27) den Schiießei^ontakt. £26) bei. einer;Überspannung schließt, die etwa 5 ·♦· I^ S6ih?Bher ist als die an der Regeleinrichtung (16) eingestellte Sollspannung des Generators (10). - . :

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