DE1538351A1 - Three-phase generator that can be driven with variable speeds - Google Patents

Three-phase generator that can be driven with variable speeds

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DE1538351A1 DE19661538351 DE1538351A DE1538351A1 DE 1538351 A1 DE1538351 A1 DE 1538351A1 DE 19661538351 DE19661538351 DE 19661538351 DE 1538351 A DE1538351 A DE 1538351A DE 1538351 A1 DE1538351 A1 DE 1538351A1
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Description

P 15 58 351.4 (B 88 100 VIIIb/21c) R. 86?0 P 15 58 351.4 (B 88 100 VIIIb / 21c) R. 86? 0

Robert Bosch. GmbH, Stuttgart 8.11.1968 Rb/SzRobert Bosch. GmbH, Stuttgart November 8, 1968 Rb / Sz

Mit variablen Drehzahlen antreibbarer Drehstromgenerator Three-phase generator that can be driven with variable speeds

Die Erfindung bezieht sich, auf einen mit variabler Drehzahl antreibbaren Drehstromgenerator, insbesondere Drehstromlichtmaschine für !Fahrzeuge, mit einer dreiphasigen Aus gangs wicklung, , der, vorzugsweise über einen Gleichrichter, ein Verbraucher, insbesondere eine Batterie, nachschaltbar ist. . -The invention relates to a variable speed drive Three-phase generator, in particular three-phase alternator for vehicles, with a three-phase output winding, which can be connected downstream, preferably via a rectifier, to a consumer, in particular a battery. . -

Bei der Konstruktion und Auslegung von Drehstromlichtmaschinen für Fahrzeuge werden verschiedene Forderungen gestellt, die sich teilweise widersprechen. Eine solche Lichtmaschine soll schon bei niedrigen Drehzahlen (Stadtverkehr) einen Strom abgeben, der genügend groß ist, um eine Batterie zu laden. Diese Forderung erfüllt am besten eine X-geschaltete Drehstromlichtmaschine. Eine solche Lichtmaschine soll aber auch bei ihrer normalen Betriebsdrehzahl einen möglichst hohen Strom abgeben. Diese Forderung erfüllt am besten eine im Dreieck (Delta) geschaltete Drehstromlichtmaschine . Weiterhin soll eine solche Lichtmaschine möglichst klein sein, daxalt sie leicht im Motorraum eines Kraftfahrzeuges oder am Fahrgestell eines Eisenbahnwaggons untergebracht werden. | kann. Hierfür ist ein guter Wirkungsgrad bei möglichst allen im Betrieb vorkommenden Drehzahlen erforderlich, damit trotz der kleinen Baugröße die Temperatur nicht zu hoch ansteigt. Dieser Forderung widerspricht die Tatsache, daß Y-geschaltete Drehstromlichtmaschinen das Maximum ihres Wirkungsgrads im unteren Drehzahlbereich, im Dreieck geschaltete dagegen im oberen Drehzahlbereich haben.In the construction and design of three-phase alternators for vehicles, various demands are made, some of which contradict each other. Such an alternator should already deliver a current at low speeds (city traffic) that is large enough to charge a battery. This requirement is best met by an X-switched three-phase alternator. Such an alternator should deliver the highest possible current even at its normal operating speed. This requirement is best met by a three-phase alternator connected in a triangle (delta). Furthermore, such an alternator should be as small as possible, since it can easily be accommodated in the engine compartment of a motor vehicle or on the chassis of a railroad car. | can. For this purpose, a good degree of efficiency is required at as many speeds as possible during operation, so that the temperature does not rise too high despite the small size. This requirement contradicts the fact that Y-switched three-phase alternators have their maximum efficiency in the lower speed range, whereas those switched in a triangle have their maximum efficiency in the upper speed range.

Mit den bekannten Drehstromlichtmaschinen sind also bei Konstruktion und Auslegung immer nur Kompromisse möglich: entweder man erhält bereits bei niedrigen Drehzahlen einen Strom, der groß genug With the known three-phase alternators are so in the construction and design, only compromises are always possible: either you get a current that is large enough even at low speeds

90 984 0/067 890 984 0/067 8

Neue Unterlagen ιαλτιγα*.*mi sat*New documents ιαλτιγα *. * Mi sat *

ist, um eine Batterie zu laden, hat aber dann bei den normalen Betriebsdrehzahlen nur einen verhältnismäßig niedrigen Strom zur Verfügung. Oder man verzichtet auf die Batterieladung bei niedrigen Drehzahlen und kann dann bei den Betriebsdrehzahlen einen großen Strom entnehmen.is to charge a battery, but then has to be with the normal Operating speeds only a relatively low current available. Or you can do without the battery when it is low Speeds and can then draw a large current at the operating speeds.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Drehstromgeneratoren zu vermeiden. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Drehstromlichtmaschine für Fahrzeuge zu schaffen, die bei guter Ausnützung des aktiven Kupfers und Eisens bei niedrigen Drehzahlen bereits einen ausreichenden Ladestrom für eine Batterie abgeben und gleichzeitig bei den normalen Betriebszahlen einen großen Strom liefern kann.It is an object of the invention to overcome the disadvantages of the known Avoid alternators. In particular, it's a job of the invention to create a three-phase alternator for vehicles which, with good utilization of the active copper and iron Already deliver a sufficient charge current for a battery at low speeds and at the same time at normal operating numbers can deliver a large current.

Nach der Erfindung wird dies bei einem eingangs genannten Generator erreicht durch einen Umschalter, welcher die Ausgangswicklung in einer Schaltstellung in Sternschaltung und in einer anderen Schaltstellung in Dreieckschaltung schaltet, sowie durch ein Steuergerät, das abhängig von einem Betriebsparameter des Drehstromgenerators den Umschalter steuert. Das Steuergerät wird so eingestellt, daß es in Ruhestellung und bei niederen Drehzahlen die Ausgangswicklung im Stern schaltet, so daß diese bereits einen ausreichenden Strom an die Batterie abgeben kann. Nach dem Umschalten ist diese Wicklung dagegen im Dreieck geschaltet und kann dann bei den Betriebsdrehzahlen, für die der Generator ausgelegt ist, einen ca. 75 % größeren Strom abgeben als bei der Sternschaltung.According to the invention, this is achieved in a generator mentioned at the beginning by a changeover switch, which switches the output winding in one switching position in star connection and in another switching position in delta connection, as well as by a control device that controls the changeover switch depending on an operating parameter of the three-phase generator. The control unit is set so that it switches the output winding in the star in the rest position and at low speeds so that it can already deliver sufficient current to the battery. After switching, however, this winding is connected in a delta and can then deliver a current that is approx. 75% greater than with the star connection at the operating speeds for which the generator is designed.

Für die Betätigung des Steuergeräts gibt es verschiedene Alternativen, die jede-Top- und Nachteile aufweisen und deshalb je nach den Erfordernissen, ggf. auch in Kombination, verwendet werden können.There are various alternatives for operating the control unit: which each have top and drawbacks and therefore each can be used according to requirements, possibly also in combination.

- 3 -9098A0/0678- 3 -9098A0 / 0678

Die eine Alternative ist dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter der Laststrom- dient, so daß bei überschreiten eines bestimmten Laststroms der Umschalter von Stern- auf Dreieckschaltung umgesteuert wird. Dies hat den Vorteil, daß der Umschalter bei geringen Lastströmen, also im Leerlauf, überhaupt nicht betätigt wird und daher einem geringen Verschleiß unterliegt. Ein gewisser Nachteil liegt dagegen darin, daß gerade beim Einschalten einer Last auch der Umschalter betätigt wird, wobei kurzzeitige Spannungs- und Belastungsspitzen entstehen können.One alternative is characterized in that the load current is used as the operating parameter, so that when exceeded a certain load current the changeover switch from star to Delta connection is reversed. This has the advantage that the changeover switch at low load currents, i.e. when idling, is not operated at all and is therefore subject to little wear. A certain disadvantage, however, is that that just when a load is switched on, the changeover switch is also actuated, with brief voltage and load peaks can arise.

Eine andere Alternative ist dadurch gekennzeichnet, daß als Be- % triebsparameter die Ausgangsfrequenz des Generators dient, so daß bei Überschreiten einer bestimmten Frequenz der Umschalter von Stern- auf Dreieckschaltung umgesteuert wird. Hierzu kann z. B. ein drehzahlabhängiger Schalter von der Art verwendet werden, wie sie in großen Stückzahlen bei Einphasen-Wechselstrommptoren zum Umschalten der Hilfsphase benutzt werden. Es sind aber auch rein elektrische Lösungen möglich, z. B. mit Bauteilen (Induktivitäten, Kapazitäten), die einen frequenzabhängigen "Widerstand haben.Another alternative is characterized in that, so that the changeover switch is switched over from star to delta connection upon exceeding a certain frequency is used as loading% operating parameters, the output frequency of the generator. For this purpose, z. B. a speed-dependent switch of the type used in large numbers in single-phase AC motors to switch the auxiliary phase. However, purely electrical solutions are also possible, e.g. B. with components (inductors, capacitances) that have a frequency-dependent "resistance.

Die frequenzabhängige Steuerung hat den Vorteil, daß der Drehstromgenerator oberhalb einer bestimmten Drehzahl zur Lieferung eines großen Stromes sofort bereit ist. Andererseits ist bei ihr " von Nachteil, daß bei Drehzahländerungen jedesmal, wenn die eingestellte Schaltfrequenz durchlaufen wird - und das kann bei einem Automobil sehr häufig der Fall sein - der Umschalter betätigt wird; dieser unterliegt daher einem rascherem Verschleiß.The frequency-dependent control has the advantage that the three-phase generator is immediately ready to deliver a large current above a certain speed. On the other hand is with her " the disadvantage that with speed changes every time the set switching frequency is run through - and that can happen with one Automobile very often be the case - the toggle switch is pressed; this is therefore subject to more rapid wear.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Generator mit Vorteil so ausgebildet, daß das Steuergerät einen Halbleiterschalter, insbesondere einen Schalttransistor und einen spannungsabhängigen Widerstand mit nichtlinearer Charakteristik, insbesondere eine Zenerdiode, enthält. Bin solches Gerät ar-In a further embodiment of the invention, the generator is with Advantageously designed so that the control device has a semiconductor switch, in particular a switching transistor and a voltage-dependent Contains resistance with non-linear characteristics, in particular a Zener diode. I am such a device

- 4 909840/0678 - 4 909840/0678

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beitet sicher und erfordert nur sehr wenig Platz, so daß es direkt im Generator eingebaut wa?den kann. Als Halbleiterschalter kann z. B. auch ein {Thyristor verwendet werden.operates securely and requires very little space, so it is straight can be built into the generator. As a semiconductor switch, for. B. also a {thyristor can be used.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum kurzzeitigen Unterbrechen des Erregerstroms im Augenblick des Umschaltens von Stern- auf Dreieckschaltung oder umgekehrt. Dadurch geht da? Umschaltvorgang stromlos oder nahezu stromlos vor sich und der Umschalter kann kleiner bemessen werden.Another embodiment of the invention is characterized by means of a device for briefly interrupting the excitation current at the moment of switching from star to delta connection or the other way around. Does this go there? Switching process without current or almost without current in front of you and the switch can be dimensioned smaller.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.Further details and advantageous developments of the invention result from the embodiment described below and shown in the drawing.

Es zeigen: .Show it: .

- 5 ■_ 90984.0/06-78 - 5 ■ _ 90984.0 / 06-78

Robert Bosch GmbH --jt«Br« 8670 'Robert Bosch GmbH --jt "Br" 8670 "

Stuttgart " 15,7.1966 Rb/SIStuttgart "July 15, 1966 Rb / SI

Fig*. 1 die Schaltung eines Drehstromgenerators mit einerFig *. 1 shows the circuit of a three-phase generator with a

erfindungsgemäßen Umschaltvorrichtung4 I1Ig15 2 und 3 Schaubzllder gum Erläutern der Schaltimg nach Fig« USwitching device according to the invention 4 I 1 Ig 15 2 and 3 Schaubzllder gum explaining the Schaltimg according to Fig «U

In fig* 1 iat eine Drehstromlichtmaschine 10 mit einer aus drei Binzelwicklungen 11,12,13 "bestehenden dreiphasigen Auagängswieklung und einer Erregerwicklung 14 dargestellt. Die Anschlüsse der drei PhasenwicklungeK 11,12,13 sind in der üblieLen V/eise bezeichnet» und zwar hat die Phasenwiok» lung Ii die Phaaenansohlüsse UX* die Phaaenwlcklung 12 die Phasenanschlüsse pf, und die Phasenwicklung 13 die AnschlüsseIn fig * 1, a three-phase alternator 10 with one off three single windings 11,12,13 "existing three-phase Auagängswieklung and an excitation winding 14 shown. The connections of the three phase windings K 11, 12, 13 are in the usual way of describing »and that has the phase wiok» lung Ii the Phaaenansohluss UX * the Phaenwlcklung 12 die Phase connections pf, and the phase winding 13 the connections

Die einseinen Phasenwicklungen 11,-12,13 sind über die Kontakte eines mit 15 bezeichneten Umschalters elektrisch miteinander verbunden» Dieser Umschalter hat einen Elektromagneten 168 der insgesamt vier Umschaltkontakte' 17,18S19»20 betätigt, und zwar wird bei Betätigung des Elektromagneten 16 zunächst der Umschaltkontakt 20 und erst dann die Umsehaltkontakte 17 bis 19 in Bewegung gesetzteThe one one-phase windings 11, -12.13 are electrically connected via the contacts of a switch indicated by 15 »This switch has a solenoid 16 is actuated 8 of the four change-over '17.18 S 19» 20, and indeed will, upon actuation of the solenoid 16 first the changeover contact 20 and only then the changeover contacts 17 to 19 are set in motion

Der Anschluß X iat mit dem Schaltarm des Umschaltkontakts 19, der Anschluß t mit dem S&naltarm des Umschaltkontakts 18 und -dor Anschluß T, mit dem Schaltarm des Uraachaltlrontakta 17 fest verbuaden^ Dies« Schaltarme sind in der Ruhelage des Drehstromgenerators 10, also im spannungalosen Zierband des Slektroinagneb'en 16., mit jeweils einem Kontakt a verbunden! die Kontakte a aler drei Umschal c-τυη takte 17*18,19 stehen mit einander inThe connection X iat with the switching arm of the changeover contact 19, the connection t with the S & naltarm of the changeover contact 18 and -dor connection T, with the switching arm of the Uraachaltlrontakta 17 firmly connected ^ These «switching arms are in the rest position of the three-phase generator 10, so in the tension-free decorative tape des Slektroinagneb'en 16., each connected to a contact a! the contacts a aler three switching c-τυη bars 17 * 18,19 are in with each other

*h\ru der JSlekt.romagnet 16 an tor o^.i-o.n ^oeetnt, so Behalt an fl;.e üchaltarme jewuLlo auf alnen K.oiv-.<iki; Ό. ΒγΓμ,ι 'JfiiiS.chaltlfC-nfcakt' lf) Li-f, diex;ev iCop.i.a!rt b -ai-; ·1;-.-τα An.i h-'ifi V, b« i.-tu (Π>· :<:h 11 ί.Κπν,ί., :ί; ι ίβ .jit dem Λίί-ch i.i.L[i ,'/'Ma-! h-v-.i lifu-it.n-U;Lmil,.iU τ. VI iulf, Ί> i,i in · OC.h i-Uli U Verbuildbi! i4,!il ::LH!f, .U..'), J Ui 'Ii", ilffii. "Ru -).;tt'ili Mi. i Mir ί'. * h \ ru the JSlekt.magnet 16 at tor o ^ .io.n ^ oeetnt, so keep an fl; .e üchaltarme jewuLlo on alnen K.oiv -. <iki; Ό. ΒγΓμ, ι 'JfiiiS.chaltlfC-nfcakt' l f ) Li-f, diex; ev iCop.ia! Rt b -ai-; · 1; -.- τα An.i h-'ifi V, b «i.-tu (Π> ·: <: h 11 ί.Κπν, ί., : Ί ; ι ίβ .jit the Λίί-ch iiL [i, '/' Ma-! hv-.i lifu-it.nU; Lmil, .iU τ. VI iulf, Ί> i, i in · OC.h i-Uli U Verbuildbi! i4,! il :: LH! F , .U .. '), J Ui ' ii ", ilffii." Ru-) .; tt'ili Mi. i Mir ί '.

Ii -■ !2-.il·> iiu -..'.η'αίϊ-.ίΐΜΐΊ" (Mf. R -ι·ι·-:.<· '■'- ' i ■-.· . ·: v'u*f!l.-. ·· ')■ i. T <;: i- i'alb'3t sind luüI <laß ieue ·ϊί·οί <iaa π;.- ;!».1'! i^^a ϊ'^\:ι \ '-oiira-Ii - ■! 2-.il ·> iiu - .. '. Η'αίϊ-.ίΐΜΐΊ "(Mf. R -ι · ι · - :. <·' ■ '- ' i ■ -. ·. ·: !. v'u f * l.- ·· ') ■ i T <;:. i have i'alb'3t luüI <let ieue · · ϊί οί <π iaa; .-; "1!.'! i ^^ a ϊ '^ \: ι \' -oiira-

909840/0678 BAD ORIGINAL ß909840/0678 BATH ORIGINAL ß

1S383511S38351

Robert. Boson GmbH ° " E0Ke* 8670Robert. Boson GmbH ° "E 0 Ke * 8670

Stuttgart I5.?o1966 Rb/SlStuttgart I5.?o1966 Rb / Sl

des Elektromagneten 16 In !Dreieckschaltung geschaltet werden«of the electromagnet 16 in ! delta connection «

la die Anschlüsse U9V9Y/ ist ein mit 23 toeseielia®t©r. Drehstrom» Brüeksngleiehrlchter angeschlossen,, der ein G-leichstromneta · - speistf äosaen PluaLeitojsg ,mit 24 'und dessen aa lass© angeschlossen© Mlsiueleitung mit 25 foeseicamst sincL. Außerdem ist an di® " Anschlüsse? U,,¥r;W jeweils die Anode eines von drei Gleichrichtern 26 aage s oiilo ss en ρ aersii -Kathoden susainmengeechaltet sind and an denen ein Gleichstrom sur Speisung der Erregerwicklung 14 abgenommen wird., Dieser Gleichstrom wird du.reh einen mit 27 be zeich-.netea Spannungsregler bekannt sr Bauart gestettert5 so daß die Span·» mang zwischen den Leitungen 24 und 25 etwa konstant bleibt.. Dieser Regler ist mit seinem einen Anschluß an die Gleichrichter 26 und mit "seinem anderen Anschluß an die Feldwicklung 14 angeschlossen., deren anderer Anschlsii seinerseits mit dem Schaltarm d@e Umschaltkontakte SO verbunden ist? die beiden anderen Kontakte dieses Umschaltkontaktes sind an Masse angeschlossenela the connections U 9 V 9 Y / is a with 23 toeseielia®t © r. Three-phase "Brüeksngleiehrlchter connected ,, of a G-leichstromneta · - fed f äosaen PluaLeitojsg, with 24 'and its aa let © connected © Mlsiueleitung 25 foeseicamst SINCL. In addition, the anode of one of three rectifiers 26 aage s oiilo ss en ρ aersii cathodes are connected to each of the di® "connections? U ,, ¥ r ; W and at which a direct current is taken to feed the excitation winding 14. This direct current If you turn a voltage regulator, known as 27, sr type stettert 5 so that the span between lines 24 and 25 remains approximately constant. its other terminal is connected to the field winding 14, the other terminal of which is in turn connected to the switching arm of the switching contacts SO? the other two contacts of this changeover contact are connected to ground

In der Leitung tohi Anschluß. 7/ zu den Gleichrichter 23 und 26 ist die Primärspiile eines Strorawandlers 28 eingeschaltetΡ an dessen Sekundärspule ein Brückengleichrichter 29 angoaohloaaen ist» Der negative Gloichstromausgang dieses Gleichrichters- ist mit der Minusleitung 2|5 -sov/ie mit dem Emitter eines npn-Transistors 32 ver bunden.! Der■■ positive Ausgang dieses Gleichrichters ist über einen Verbindiinfjapunlct A mit dor einen Elektrode eines Kondensators 33 und dem einen Anschluß eines Po'hentiomöbers 34 verbunden'! der anders Ansehlun dieses Potentiometers sov/le- die andere .Elektrode des Kondensators 3'*> sind 'mit. der jSilivmalelfcung 25 yerbundon-« Der Abgriff des i?otenti.ometerf; 34 int mit der IC,vi;hod© .einor Zenördioda 55 verbunden, lie in .0 --v vor lie ^ ο π den Sciialtung ain apannuniiöabhfiii-riser Nir'-zvfitei id «f/^feQ ^-© A.n--.?.-j died--· Zo--η.·)>'ill ode Int: an ili.v: Barria flo'.r ΐ.-.'.ιη.Ί L^ ,m'ü 32 αηίΓ5.ο(ίΙι "i-osuiiti, tief!·On the line tohi connection. 7 / the primary coil of a current converter 28 is switched on to the rectifier 23 and 26 Ρ a bridge rectifier 29 is connected to the secondary coil of the rectifier tied together.! The positive output of this rectifier is connected via a connection A to the one electrode of a capacitor 33 and one connection of a po'hentiomöber 34 '! the different view of this potentiometer is sov / le- the other .electrode of the capacitor 3 '*> are ' with. der jSilivmalelfcung 25 yerbundon- «The tap of the i? otenti.ometerf; 34 int connected with the IC, vi; hod © .einor Zenördioda 55 , lie in .0 --v vor lie ^ ο π den Sciialtung ain apannuniiöabhfiii-riser Nir'-zvfitei id «f / ^ fe Q ^ - © An -.?.-j died-- · Zo - η. ·)>'ill ode Int: an ili.v: Barria flo'.r ΐ .-.'. ιη.Ί L ^ , m'ü 32 αηίΓ 5 .ο ( ίΙι "i-osuiiti, deep! ·

9 8 4 0/087!
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Robert Bosch GmbH R0Nr= 8670Robert Bosch GmbH R 0 No. = 8670

Stuttgart 1$*7»1966 Rb/SlStuttgart $ 1 * 7 »1966 Rb / Sl

sen Kollektor mit dem einen Anschluß des Elektromagneten 16 und der Anode eines Gleichrichtera 36 verbunden ist. Der andere Anschluß des Elektromagneten 16 sowie die Kathode des Gleichrichters 36 sind an die Plusleitung 34 angeschlossen«, ,sen collector with one terminal of the electromagnet 16 and the anode of a rectifier 36 is connected. The other connection of the electromagnet 16 and the cathode of the rectifier 36 are connected to the positive line 34 «,

Die Schaltung nach Hg4- 1 arbeitet wie folgt« Im Ruhezustand des Generators 10 und bei niedrigen Drehzahlen ist der Elektromagnet stromlos und die Umschaltkontakte 1T4Ie,, 19 befinden sich in der dargestellten Lage* so daß die drei Phasenwicklungen 11;» 12,13 in Y geschaltet sind* Wenn nun der durch die Primärwicklung des Stromwandlers 28 fließende Laststrom einen bestimmten^, am Abgriff des Potentiometers 34 einstellbaren Wert überschreitet 9 wird die Spannung am Ausgang des Gleichrichters 29 so große, daß die Zenerdiode 35» die bei niedrigen Spannungen gesperrt war» au leiten beginnt und ein Basisstrom im Transistor 32 fließt■* Dadurch wird dieser Transistor leitend und es fließt ein Strom von der Plusleitung 24 über den Elektromagneten 16e den Kollektor und den Emitter des Transistors 32 zur Minusleitung 25- Der Elektromagnet 16 wird also erregt und schaltet um.-. Dabei wird zunächst der Umschaltkontakt betätigt und in seine Mittelstellung gebr--nhts in der er die Verbindung von der Feldwicklung 14 nach Masse unterbricht, so daß der Generator/eStregt wird und seine Spannung absinkt« Daraufhin werden dann die Umschaltkontakte 17 bis 19aus ihrer Stellung a in die Stellung b gebracht und gleichzeitig wird auch der Umschal tkontakt 20 in seine obere Stellung gebracht s so daß die Feldwicklung 14 wieder erregt werden kann« Die Phasenwicklungen 11 bis 13 sind jetzt im Dreieck geschaltet, das heißt ihre Ausgangsspannung ist zunächst kleiner, jedoch können sie einen höheren Phasenstrom liefern, Mit-Hilfe des Spannungsreglers 27 wird nun der Strom durch die Feldwicklung 14 solange erhöht-, bis zwischen den Leitungen 24 und 25 wieder die gewünschte Spannung liegt.The circuit according to Hg 4-1 works as follows «When the generator 10 is idle and at low speeds, the electromagnet is de-energized and the changeover contacts 1T 4 Ie ,, 19 are in the position shown * so that the three phase windings 11;» Are connected in Y 12,13 * If now the current flowing through the primary winding of the current transformer 28 load current a certain ^, at the tap of the potentiometer 34 adjustable value exceeds 9, the voltage at the output of the rectifier 29 is so large that the zener diode 35 'which at low voltages was closed begins conduct "au and a base current in the transistor 32 flows ■ * a result, this transistor becomes conductive and a current flows from the positive wire 24 through the electromagnet 16 e the collector and the emitter of the transistor 32 to the negative line 25, the electromagnet 16 is therefore excited and switches over. Here, the changeover is first operated and gebr-- in its center position n ht s in which it interrupts the connection of the field winding 14 to earth, so that the generator is eStregt / or their voltage drops "Thereupon, then the change-over 17 to 19aus their position a brought b in the position and at the same time the Umschal is tkontakt 20 brought to its upper position s so that the field winding 14 can be energized again, "the phase windings 11 to 13 are now connected in a triangle, that is, its output voltage is at first small, however, they can deliver a higher phase current. With the aid of the voltage regulator 27, the current through the field winding 14 is now increased until the desired voltage is again between the lines 24 and 25.

Der Kondensator 33 ist mit Vorteil so groß bemessen (Z15B0 The capacitor 33 is advantageously dimensioned so large (Z 15 B 0

=> 8=> 8

909840/0678909840/0678

Robert Bosch GmbH ■ R6Nr, 8670Robert Bosch GmbH ■ R 6 No. 8670

Stuttgart 15*7*1966 Rb/SlStuttgart 15 * 7 * 1966 Rb / Sl

daß während der Unterbrechung des ErregerstromB uni dem nach*» ;that during the interruption of the excitation currentB uni the after * »;

folgenden Absinken dea Phasenetromes.die Spannung zwischen dem <following decrease of the phase tetrome. the voltage between the <

Punkt A und der Mlnusleitung 25 nur' wenig abnimmt, 30 daß der ;Point A and the Mlnusleitung 25 only 'decreases 30 that the;

Schalt !zustand des Transistors 32 erhalten bleibt, bis der Pha- . senstrom im Stromtransformator 28 wieder seinen alten Wert erreicht hat« . ■ Switching! State of the transistor 32 is retained until the Pha-. senstrom in the current transformer 28 has again reached its old value «. ■

Auen ist es in vorteilhafter Weise möglich, in Serie mit dem Widerstand 34 zwischen diesem und dem Punkt A einen weiteren.Widerstand zu .schalten, der bei niedrigen Drehzahlen eingeschaltet ist, beim, Umschalten des Umschalters 15 dagegen kurzgeschlossen wird. Man bekommt so eine .Schalthysterese für den Transistor 34» d.h» dieser schaltet erst bei einem relativ großen Phasenötrom auf Drei- : eckschaltung um und erst bei einem kleineren Phasenetrom wieder auf Y»3chaltung aurück* Ebenso kann auch anstelle dea Schalttransistors 34 und der Zenerdiode 35 ein Schmitt-Trigger verwendet i weräen{ bei dem die Schalthysterese leicht eingestellt werden kanneOutside it is advantageously possible, in series with the resistor 34 between this and the point A, to .schalt a further.Widerstand, which is switched on at low speeds, but is short-circuited when switching over the switch 15. One gets a .Schalthysterese for the transistor 34 "ie" it switches only at a relatively large Phasenötrom to three: delta connection and to aurück again "to Y only when a smaller Phasenetrom 3chaltung * Likewise, also in place dea switching transistor 34 and the Zener diode 35, a Schmitt trigger used weräen i {wherein the hysteresis can be easily adjusted kanne

Wenn beim Stillstand des 3?ahrzeuges die Drehzahl der Drehstromlichtmaschine 10 unter einen gewissen Wert absinkt, so sinkt der ' Laststrom durch die Primärwicklung des Stromwandler 28 so fätark ab, daß die Spannung am Gleichrichter 29 nicht mehr ausreichty um die Zenerdiode 35 leitend zu halten. Der Transistor"32 wird, also wieder gesperrt und der Strom durch den Elektromagneten 16 wird unterbrochen* Hierbei entsteht eine induktive· Gegenepan- j nung am Elektromagneten 16S die einen Strom durch den Gleichrichter 36 verursacht und. dadurch eine Beschädigung des Transistors 32 verhindert. Wenn dann der Elektromagnet 16 stromlos wird, öffnet sich zunächst der Umschaltkontakt 20, so daß wiederum die Feldwicklung 14 stromlos wird und· die Generatorausgang ο spannung stark ab-; sinkt; sodann werden die Umschaltkontakte 17 bis 19 von ihrer i Schaltatellimg b in ihre. Schaltsiellung a zurückgebracht, wobei : gleichzeitig auch der Umscshaltkontalt 20 In seine untere Schalt- j stellung zurückkehrte Die Phasenwicklungen 11 bis 13 sind dann wieder in Y geschaltet und können auch bei niedrigen Dreh-If 3? Ahrzeuges the speed of the alternator 10 below a certain value decreases during standstill of, the 'load current is lowered through the primary winding of the current transformer 28 so fätark from that the voltage at the rectifier 29 is no longer sufficient y to keep conducting the Zener diode 35 . The transistor 32 is, that is, blocked again and the current through the electromagnet 16 is interrupted. This creates an inductive counter-voltage at the electromagnet 16 S, which causes a current through the rectifier 36 and thereby prevents damage to the transistor 32. When the electromagnet 16 is then de-energized, the switchover contact 20 opens first, so that the field winding 14 is de-energized again and Switching position a brought back, whereby: at the same time the reversing contact 20 also returned to its lower switching position. The phase windings 11 to 13 are then switched back to Y and can also be switched to low

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1' - ■ ■ C5, 9 ^ 1 '- ■ ■ C 5 , 9 ^

Robert Boach GmbH R0Nr0 8670Robert Boach GmbH R 0 No. 0 8670

Stuttgart 15o7n1966 Eb/SlStuttgart 15o7n1966 Eb / Sl

zahlen noch einen Strom abgeben, der ZoB9 zum laden einer an die Leitungen 24,25 angeschlossenen» nicht dargestellten Batterie ausreicht»pay another current that ZoB 9 is sufficient to charge a »battery not shown» connected to lines 24,25 »

Die Verwendung eines Stromwandlers 28 ist vor allem bei größeren Drehstromlichtmaschinen angebracht» da die Verluste an einem solchen Stromwandler sehr gering sind., Bei kleineren Liohtmaschinen genügt es, in der Minusleitung 25 einen Widerstand 37 anzuordnen, der vom Laststrom durchflossen wird» und den mit A bezeichneten Punkt an der Stelle A" der Minusleitung 25 am Ausgang des Gleichrichters 23 anzuschließen» Die Arbeiteweise der Schaltung ist dann dieselbe, jedoch können Stromwandler 28 und Gleichrichter 29 entfallen* Durch den Spannungsabfall am Widerstand 37 ergeben sich jedoch Verluste9 die vielfach nicht erwünscht sinda The use of a current transformer 28 is particularly appropriate for larger three-phase alternators "because the losses in such a current transformer are very low. In the case of smaller Liohtmaschinen it is sufficient to arrange a resistor 37 in the negative line 25 through which the load current flows" and the one with A marked point at the point A "of the negative line 25 at the output of the rectifier 23" The mode of operation of the circuit is then the same, but current converter 28 and rectifier 29 can be omitted * The voltage drop across resistor 37 results in losses 9 which are often undesirable a

In l?ig0 2 let der Phasenstrom der Drehstromlichtmaschine 10 für verschiedene Schaltungsarten dargestellte Mit 40 ist die Kurve bezeichnet, die. den Phasenstrom in Abhängigkeit von der Drehzahl für Y-Schal= tung angibt« Mit 41 1st die Kurve bezeichnet, die den Phaaenstrom als Punktion der Drehzahl für Dreieckschaltung angibt5 Wie ersichte lieh ist bei Y-Schaltung der Phasenstrom im normalen Drehzahlbereich wesentlich niedriger als bei Dreieckschaltung.» Durch die Erfindung e-" gibt sich die dick ausgezogene Stromkurvö, die die Vorteile beider Schaltung aarten vereinigtοIn L? Ig 0 2 of the phase current of the alternator 10 for various circuit types let illustrated with 40 the curve is referred to. indicates the phase current as a function of the speed for Y-switching «With 41 is the curve which indicates the phase current as a puncture of the speed for delta connection 5 As can be seen borrowed with Y-connection, the phase current in the normal speed range is significantly lower than with Delta connection. » The invention e- "gives the thick, drawn-out Stromkurvö, which combines the advantages of both circuits aarten

In Pig«, 3 aind die WirkungBgradkurven 42 (bei Y-Schaltung) und 43 (bei Dreieckschaltung) dargestellt» Wie man sieht, hat die Kurve 42 · bei einer niederen Drehzahl n2 ihr Maximum, während die Kurve 43 bei einer höheren Drehzahl ihr Maximum hat, die etwa den Wort η2 hatο Durch die Erfindung werden beide Wirkungsmaxima' ausgenützt v was durch die dick ausgezogene Kurve' dargestellt ist.. Da also bei'einer Einrichtung nach dor lirfindung die Wärmeverluste wesentlich geringer sind, kann der Generator beaaor ausgenützt werdon.» In Pig ", 3 and the efficiency curves 42 (with Y connection) and 43 (with delta connection) are shown" As can be seen, curve 42 has its maximum at a lower speed n 2 , while curve 43 has its maximum at a higher speed Has maximum, which has about the word η 2 o By the invention, both effect maxima are 'exploited v which is shown by the bold curve' .. Since the heat losses are significantly lower in a device according to the invention, the generator can be used werdon. "

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Claims (8)

Robert Bosch GmbH, Stuttgart 8.11.1968 Rb/SzRobert Bosch GmbH, Stuttgart November 8, 1968 Rb / Sz AnsprücheExpectations u) Mit variabler Drehzahl antreibbarer Drehstromgenerator, insbesondere Drehstromlichtmaschine für Fahrzeuge, mit einer dreiphasigen Ausgangswieklung, der, vorzugsweise über einen Gleichrichter, ein Verbraucher, insbesondere eine Batterie, nachschaltbar ist, gekennzeichnet durch einen Umschalter (15), itfelcher die Ausgangswieklung in einer Schaltstellung in Sternschaltung und in einer anderen Schaltstellung in Dreieckschaltung schaltet, s>wie durch ein Steuergerät (32 bis 35)» das abhängig von einem Betriebsparameter des Drehstromgenerators (10) den Umschalter (15) steuert.u) Three-phase generator that can be driven with variable speed, in particular Three-phase alternator for vehicles, with a three-phase output which, preferably via a Rectifier, a consumer, in particular a battery, can be connected downstream, characterized by a changeover switch (15), itfelcher the output balance in a switching position in star connection and in another switch position in delta connection, s> as by a control device (32 to 35) » which controls the changeover switch (15) depending on an operating parameter of the three-phase generator (10). 2. Drehstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Betriebsparameter der Laststrom dient, so daß bei Überschreiten eines bestimmten !»aststroms der Umschalter (15) von Stern-auf Dreieckschaltung umgesteuert wird.2. Three-phase generator according to claim 1, characterized in that the load current is used as the operating parameter, so that at Exceeding a certain! »Branch current of the switch (15) is switched from star to delta connection. 3-· Drehstromgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Betri©bsparameter die Ausgangsfrequenz des Generators dient, so daß "bei Überschreiten einer bestimmten Frequenz der Umschalter (15) von Stern- auf Dreieckschaltung umgesteuert wird»3- three-phase generator according to claim 1 or 2, characterized in that that the output frequency of the generator is used as the operating parameter, so that "when a certain Frequency of the changeover switch (15) is switched from star to delta connection » — 2 -- 2 - 909840/0678909840/0678 Unterlagen (Art. 7 j$ l Abs. 2..Nt.,1.S.aU3.defl Änderunoß;}«!'!. v. 4. ü. 19S7)Documents (Art. 7 j $ l Abs. 2..Nt., 1.S.aU3.defl amendment;} «! '!. v. 4. ü. 19S7) BAD ORIGINALBATH ORIGINAL 4·. Drehstromgenerator nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (32 "bis 35) an den Ausgang eines im Stromkreis einer Generatorphase liegenden Stromwandlers (28) angeschlossen ist.4 ·. Alternator after. Claim 2, characterized in that that the control unit (32 "to 35) is connected to the output of a current transformer (28) in the circuit of a generator phase connected. 5. Drehstromgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (32 bis 35) an einen Widerstand (37) angeschlossen ist, der in einem über einen Gleichrichter (23) an den Generator (10) angeschlossenen Gleichstromkreis (24, 25) liegt.5. Three-phase generator according to claim 2, characterized in that that the control device (32 to 35) is connected to a resistor (37) which is in a rectifier (23) is connected to the generator (10) DC circuit (24, 25). 6. Drehstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 55 dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (32 bis 35) einem Halbleiterschalter, insbesondere einem Schalttransistor (32) und einem spannungsabhängigen Widerstand mit nichtlinearer Charakteristik, insbesondere eine Zenerdiode (35), enthält.6. Three-phase generator according to one of claims 1 to 5 5, characterized in that the control device (32 to 35) contains a semiconductor switch, in particular a switching transistor (32) and a voltage-dependent resistor with non-linear characteristics, in particular a Zener diode (35). 7· Drehstromgenerator nach Anspruch 6, dadurch geLc!Anzeichnet, daß der Umschalter als Schaltschütz (15) ausgebildet ist, wobei der Halbleiterschalter (32) den Strom in der Schützspule (16) steuert, und daß parallel zur Schützspule ein Gleichrichter (36) angeordnet ist, der entgegengesetzt gepolt ist wie der Halbleiterschalter (32).7 three-phase generator according to claim 6, characterized in that it is marked that the changeover switch is designed as a contactor (15), wherein the semiconductor switch (32) the current in the contactor coil (16) controls, and that a rectifier (36) is arranged parallel to the contactor coil, which has opposite polarity is like the semiconductor switch (32). 8. Drehstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 7» ^ gekennzeichnet, daß das Steuergerät (32 bis 35) auf einen Stromwert eingestellt ist, der dem Schnittpunkt der Stromkennlinien (40, 41) für Dreieck- und Sternbetrieb entspricht,8. Three-phase generator according to one of claims 1 to 7 »^ characterized in that the control device (32 to 35) is set to a current value which corresponds to the intersection of the current characteristics (40, 41) corresponds to delta and star operation, 909840/0678
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so daß der Umschalter (15) "bei diesem Stromwert umgesteuert wird.so that the switch (15) ″ reversed at this current value will. 9« Drehstromgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis L ^t exier Feldwicklung, der über einen Spannungsregler eil regf?8trom zugeführt wird, gekennzeichnet durch eine Einrieirtnag (20) zum kurzzeitigen Unterbrechen des Erregerstroms im ÄU4-.oiblick ■ des Umschaltens von Stern- auf Dreieckschaltung oder Wi ,.skehrt.9 «Three-phase generator according to one of claims 1 to L ^ t exier field winding, which is fed via a voltage regulator eil regf? 8trom, characterized by a Einrieirtnag (20) for brief interruption of the excitation current in the ÄU4-.oiblick ■ switching from star to Delta connection or Wi , .reverses. 909840/0678
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