DE1588036A1 - Control device for electrical parallel operation of two generators - Google Patents
Control device for electrical parallel operation of two generatorsInfo
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- DE1588036A1 DE1588036A1 DE1967B0091514 DEB0091514A DE1588036A1 DE 1588036 A1 DE1588036 A1 DE 1588036A1 DE 1967B0091514 DE1967B0091514 DE 1967B0091514 DE B0091514 A DEB0091514 A DE B0091514A DE 1588036 A1 DE1588036 A1 DE 1588036A1
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- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/40—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
- H02J3/42—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator with automatic parallel connection when synchronisation is achieved
Description
R.Nr. 8Öj57R.No. 8Öj57
28.2.I967 Rb/SzFebruary 28 , 1967 Rb / Sz
Anlage zur
PatentanmeldungAttachment to
Patent application
GeneratorenGenerators
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung zum elektrischen Parallelbetrieb von zwei Generatoren, die jeweils mit einem Transintorregler versehen sind, welcher den Strom in einer Nebenschluß-Feldwicklung des ihm zugeordneten Generators steuert.The invention relates to a control device for electrical Parallel operation of two generators, each provided with a Transintor regulator, which the current in a shunt field winding of the generator assigned to it.
'ient:ratoren dieser Art werden z. B. als Lichtmaschinen für Strai3en-
und Gehionenfahrzeuge verwendet. Der Transistorregler regelt dabei
gewöhnlich die Ausgangsspannung und bei manchen Ausführungen auch
den Strom, :;o daß dieser nicht über einen zulässigen Höchstwert
hinauf, ansteigen kann.Ent: rators of this type are z. B. used as alternators for Strai3en- and Gehionen vehicles. The transistor regulator usually regulates the output voltage and in some versions also the current,:; o that this does not exceed a permissible maximum value
up, can rise.
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.Robert Bosch GmbH R.Nr. 8837Robert Bosch GmbH R.Nr. 8837
Stuttgart 28.2.1967 Rb/SzStuttgart February 28, 1967 Rb / Sz
Sollen zwei solche Generatoren parallelgeschaltet werden, so muß ein Parallelschaltungsregler verwendet werden, um zu verhindern, daß die Generatoren ungleichmäßig belastet werden. Hierzu ist es aus der Patentliteratur bekannt, in Serie mit dem Anker jedes der beiden Generatoren eine Serien-Feldwicklung zu schalten und den Spannungsabfall an der Serienwicklung des einen Generators mit dem Spannungsabfall an der Serienwicklung des anderen Generators elektrisch '.',u vergleichen. Sind diese Spannungsabfälle verschieden, so fließt in einem Schaltkreis ein Ausgleichsstrom in der einen oder in der anderen Richtung, und dieser Ausgleichsstrom wirkt je nach seiner Richtung Über je ein zwischengeschaltetes Schaltglied" auf den einen oder den anderen Transistorregler in dem Sinne ein, daß der Ausgleichsstrom zu Null wird.If two such generators are to be connected in parallel, then a parallel connection regulator can be used to prevent that the generators are loaded unevenly. For this purpose, it is known from the patent literature, in series with the anchor of each of the two generators to switch a series field winding and the voltage drop across the series winding of one generator with the Voltage drop on the series winding of the other generator electrical '.', U compare. If these voltage drops are different, then so a compensating current flows in one or the other direction in a circuit, and this compensating current acts depending on its direction via an intermediate switching element "on one or the other transistor regulator in the sense that the compensating current becomes zero.
Diese bekannte Anordnung hat unter anderem den Nachteil, daß sie nur für Generatoren verwendbar ist, die eine zusätzliche Serien-Feldwicklung haben. Besonders bei Generatoren für größere Ströme sind solche Wicklungen unerwünscht] bei Drehstromgeneratoren sind sie gar nicht möglich. Außerdem müssen die Serienwicklungen der beiden Generatoren den gleichen Widerstandswert oder ein konstantes Widerstandsverhältnis zueinander haben, was z. B. bei ungleichmäßiger Erwärmung der beiden Generatoren zu Schwierigkeiten führt. Zudem ist für den Ausgleichsstrom eine gesonderte Verbindung zwischen den beiden Generatoren erforderlich.This known arrangement has, inter alia, the disadvantage that it can only be used for generators that have an additional series field winding. Especially with generators for larger currents such windings are undesirable] with three-phase generators they are not possible at all. In addition, the series windings of the both generators have the same resistance value or a constant one Resistance ratio to each other have what z. B. with uneven Heating of the two generators leads to difficulties. In addition, there is a separate connection between the compensating current the two generators required.
Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Regeleinrichtung zu vermeiden und insbeisondere eine Regeleinrichtung zu schaffen, die bei üblichen Einheiten von Generator und Transistorreßler verwendet werden kann.It is therefore an object of the invention to overcome the disadvantages of the known Avoid control device and in particular a control device to create that with usual units of generator and Transistorreßler can be used.
Nach der Erfindung wird dies bei einer eingangs genannten Regeleinrichtung dadurch erreicht, daß zwei Meßwandler vorgesehen sind, von denen der eine den Strom des ersten Generators und der andere denAccording to the invention, this is the case with a control device mentioned at the beginning achieved in that two transducers are provided, one of which the current of the first generator and the other the
- 3 0 09820/0696 bad original. - 3 0 09820/0696 bad original.
Robert .Bosch GmbH R.Nr0 8837Robert Bosch GmbH R.Nr 0 8837
Stuttgart 28.2.1967 Wo/Sz Stuttgart 28.2.1967 Wo / Sz
Strom des zweiten Generators jeweils in ein analoges Magnetfeld umwandelt, daß die Differenz dieser beiden Magnetfelder einen Hallgenerator beeinflußt und daß die Ausgangs spannung dieses IlallgeneratQ.rri den beiden Transistorreglern nach Art eines unterlagerten Regelkreises zugeführt wird.Current of the second generator converts each into an analog magnetic field that the difference between these two magnetic fields affects a Hall generator and that the output voltage of this IlallgeneratQ.rri the two transistor regulators in the manner of a subordinate control circuit is fed.
Dabei- hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Differenz, der beiden Magnetfelder bei Erreichen des gewünschten Verhältnisses der gelieferten Ströme gleich Null ist. Man erhält dann einen besonders einfachen Parallelschaltungsregler, da beim gewünschten Verhältnis der gelieferten Ströme am Hallgenerator keine Hallspannung entsteht und die beiden Transistorregler daher jeder für sich völlig unabhängig arbeiten. Nur bei einer Abweichung vom gewünschten Verhältnis erhält man entweder eine positive oder eine negative Hallspannung und diese beeinflußt je nach ihrer Polarität entweder den einen oder den anderen Transistorregler.It has proven to be particularly advantageous if the difference of the two magnetic fields when the desired ratio is reached of the currents supplied is zero. You then get a particularly simple parallel circuit regulator, since there are none at the desired ratio of the currents supplied to the Hall generator Hall voltage arises and the two transistor regulators therefore each work completely independently. Only if there is a deviation from you get either a positive or a desired ratio negative Hall voltage and this influences depending on its polarity either one or the other transistor regulator.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Regeleinrichtung dann so aufgebaut, daß zwei Schaltglieder vorgesehen sind, von denen das eine auf eine positive und das andere auf eine negative Ausgangsspannung des Hallgenerators anspricht, und daß jedes dieser Schalt-,glieder einen der beiden Transistorregler steuert. Die Hallspannung wird dadurch verstärkt und eine zu starke Belastung des Hallgenerators- wird vermieden,According to a further feature of the invention, the control device then constructed so that two switching elements are provided, one of which has a positive output voltage and the other has a negative output voltage of the Hall generator responds, and that each of these switching elements controls one of the two transistor regulators. The Hall voltage is thereby increased and an excessive load on the Hall generator is avoided
•._ty/eitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben.sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.• ._ty / other details and advantageous developments of the invention Result from what is described below and in the drawing illustrated embodiment.
E.s zeigern jE.s point j
Fig.. " 1. ein Schaltbild einer Anordnung nach der Erfindung, in nchematischer Darstellung,Fig. "1. a circuit diagram of an arrangement according to the invention, in nchematic representation,
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Fig. 2 ein ausführliches Schaltbild der Anordnung nach Fig. 1,FIG. 2 shows a detailed circuit diagram of the arrangement according to FIG. 1,
Fig. j5 einen Transistoroszillator zur Verwendung bei einer Regeleinrichtung nach Fig. 1 oder 2,Fig. J5 shows a transistor oscillator for use in a Control device according to Fig. 1 or 2,
Fig. 4 eine Ansicht eines Zusammenbaues von zwei MeßwandlernFigure 4 is an assembly view of two transducers
und einem Hallgenerator, und -and a Hall generator, and -
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V von Fig. 4.FIG. 5 shows a section along the line V-V of FIG. 4.
Die ..in Fig. 1 dargestellten Generatoren 10 und 11 werden von nicht dargestellten Antriebsquellen angetrieben und dienen zur Speisung einer über einen Schalter 12 anschließbaren Batterie 13, einer über einen Schalter 14 anschließbaren.Last I5 sowie gegebenenfalls weiterer Verbraucher. Die Generatoren 10, 11 können z. B. am Rad eines Eisenbahnwaggons befestigt sein und gemeinsam von diesem über geeignete Getriebe angetrieben werden.The generators 10 and 11 shown in FIG. 1 are driven by drive sources (not shown) and serve to supply a battery 13 which can be connected via a switch 12, a load I5 which can be connected via a switch 14, and possibly other consumers. The generators 10, 11 can, for. B. be attached to the wheel of a railroad car and are driven jointly by this via suitable gears.
Der Generator 10 hat eine Nebenschluß-Feldwicklung 16 und der Generator 11 eine Nebenschluß-Feldwicklung 17.The generator 10 has a shunt field winding 16 and the generator 11 a shunt field winding 17.
Der Strom durch die Feldwicklung 16 wird von einem Transistorregler l8, der Strom durch die Feldwicklung I7 von einem Transistorregler 19 gesteuert, und zwar abhängig von der Ausgangsspannung des zugehörigen Generators 10 oder 11. (Auch eine stromabhängige Regelung ist ohne weiteres möglich.)The current through the field winding 16 is controlled by a transistor regulator l8, the current through field winding I7 from a transistor regulator 19 controlled, depending on the output voltage of the associated Generator 10 or 11. (Also a current-dependent control is easily possible.)
Auf einem Schenkel eines rahmenförmigen Eisenkerns 22 ist eine erste Wicklung 2> aufgebracht, die von einem Strom i, durchflossen wird, der vom Generator 10 geliefert wird. Ebenso ist auf dem gegenüberliegenden Schenkel des Eisenkerns 22 eine zweite Wicklung 24 aufgebracht, die von einem Strom Ip durchflossen wird, welcher vom Generator 11 kommt.On one leg of a frame-shaped iron core 22 is a first Winding 2> applied, through which a current i, flows, which is supplied by the generator 10. Likewise is on the opposite Leg of the iron core 22 applied a second winding 24, which is traversed by a current Ip, which from Generator 11 is coming.
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Die erste Wicklung 23 zusammen mit ihrem Schenkel des Eisenkerns dient als erster Meßwandler, der den Strom i, in ein analoges Magnetfeld 0-, umwandelt. Ebenso dient die zweite Wicklung 24 zusammen mit ihrem Schenkel des Eisenkerns 22 als zweiter Meßwandler, der den Strom ig in ein analoges Magnetfeld 02 umwandelt.The first winding 23 together with its leg of the iron core serves as a first transducer which converts the current i into an analog magnetic field 0-. The second winding 24, together with its leg of the iron core 22, also serves as a second measuring transducer which converts the current ig into an analog magnetic field O 2 .
Wie in Pig» 1 eingezeichnet, wirken 0-, und #L einander entgegen. Die Wicklungen 2~j> und 24 sind so ausgelegt, daß beim gewünschten Verhältnis i^ : ig der resultierende Fluß 0VQS = 0·, - 02 = 0 ist.As shown in Pig »1, 0- and #L counteract each other. The windings 2 ~ j> and 24 are designed so that at the desired ratio i ^: ig the resulting flux is 0 VQS = 0 ·, - 0 2 = 0.
Zur Messung dieses resultierenden Flusses ist in einem Spalt des Eisenkerns 22 ein Hallgenerator 25 angeordnet, der an den Eingang eines Parallelschaltungsreglers 26 angeschlossen ist. Dieser Regler 2ßwist nach Art eines überlagerten Regelkreises an die Transistorregler 18 und 19 angeschlossen. Solange der Regler 26 nicht eingreift, arbeiten die Transistorregler 18 und I9 normal. Nur bei Eingreifen des Reglers 26 wird ihr Regelverhalten verändert, und zwar so, daß das gewünschte Verhältnis i, : ip wieder hergestellt und der Fluß 0res zu Null wird.To measure this resulting flux, a Hall generator 25, which is connected to the input of a parallel circuit controller 26, is arranged in a gap in the iron core 22. This regulator 2β w is connected to the transistor regulators 18 and 19 in the manner of a superimposed control circuit. As long as the regulator 26 does not intervene, the transistor regulators 18 and I9 operate normally. Its control behavior is changed only when the controller 26 intervenes, namely in such a way that the desired ratio i,: ip is restored and the flow 0 res becomes zero.
In der Verbindung vom Generator 10 zur Wicklung 23 liegt eine Rückstromdiode 27, in der Verbindung vom Generator 11 zur Wicklung 24 eine Rückstromdiode 28.Die Anoden dieser beiden Rückstromdioden sind jeweils mit dem Pluspol ihres Generators verbunden. Die Minuspole der beiden Generatoren 10, 11 liegen an Masse.In the connection from the generator 10 to the winding 23 there is a reverse current diode 27, in the connection from generator 11 to winding 24 a reverse current diode 28. The anodes of these two reverse current diodes are each connected to the positive pole of their generator. The negative poles of the two generators 10, 11 are grounded.
Der Regler 18 und der eine Anschluß der Feldwicklung l6, deren anderer Anschluß am Ausgang des Reglers 18 liegt, sind über eine Kontrollampe 31 mit der Kathode der Diode 27 und über eine Diode 32 mit der Anode der Diode 27 verbunden.The controller 18 and one terminal of the field winding l6, the other Connection to the output of the controller 18 is connected via a control lamp 31 to the cathode of the diode 27 and via a diode 32 connected to the anode of the diode 27.
Ebenso sind der Regler 19 und der eine Anschluß, der Feldwicklung 17, deren anderer Anschluß am Ausgang des Reglers I9 liegt, über eineLikewise, the controller 19 and the one connection, the field winding 17, whose other connection is at the output of the controller I9, via a
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Kontrollampe 33 mit der Kathode der Rückstromdiode 28 und über eine Diode 3^ mit der Anode der Rückstromdiode 28 verbunden.Control lamp 33 with the cathode of the reverse current diode 28 and a Diode 3 ^ connected to the anode of the reverse current diode 28.
Die anderen Anschlüsse der Wicklungen 23 und 24 sind miteinander und mit dem Pluspol der Batterie 13 verbunden.The other connections of the windings 23 and 24 are connected to one another and to the positive pole of the battery 13.
Die beschriebene Regeleinrichtung arbeitet wie-folgt: Vor dem Anfahren der Generatoren 10 und 11 wird der Schalter 12 geschlossen, so daß von der Batterie 13 ein Strom zu den Reglern 18, 19 und 26 und zu den Feldwicklungen 16 und 17 fließen kann; zu der Feldwicklung 16 und dem Regler 18 fließt dieser Strom über die Kontrolllampe 31, zur Feldwicklung 17 und dem Regler 19 über die Kor'rolllatnpe 33. Die beiden Feldwicklungen 16 und 17 erhalten also einen kleinen Erregerstrom. .The control device described works as follows: Before starting of the generators 10 and 11, the switch 12 is closed, so that a current from the battery 13 to the regulators 18, 19 and 26 and can flow to field windings 16 and 17; to the field winding 16 and the controller 18, this current flows via the control lamp 31, to the field winding 17 and the controller 19 via the Kor'rolllatnpe 33. The two field windings 16 and 17 thus receive a small excitation current. .
Nach dem Anfahren liefern die Generatoren 10 und 11 eine mit wachsender Drehzahl ansteigende Spannung, die eine Selbsterregung bewirkt, und zwar fließt vom Generator 10 ein Erregerstrom über die Diode 32 zur Feldwicklung 16, und vom Generator 11 fließt ein Erregerstrom über die Diode 34 zur Feldwicklung 17.After starting up, the generators 10 and 11 deliver a with increasing Speed increasing voltage which causes self-excitation, namely an excitation current flows from the generator 10 via the Diode 32 to field winding 16, and an excitation current flows from generator 11 via the diode 34 to the field winding 17.
Bei Erreichen der gewünschten Spannung greifen die Regler 18 bzw. 19 ein und vermindern jeweils den Erregerstrom in der ihnen zugeordneten Feldwicklung, so daß die beiden Generatoren im Betrieb eine praktisch konstante Spannung liefern.When the desired voltage is reached, the regulators 18 and 19 intervene and each reduce the excitation current in the one assigned to them Field winding, so that the two generators deliver a practically constant voltage during operation.
Vom Generator 10 fließt ein Strom i, und vom Generator 11 ein strom I2 zur Batterie 13 und gegebenenfalls weiteren Verbrauchern, z· B. der Last 13.A current i flows from the generator 10 and a current I 2 from the generator 11 to the battery 13 and, if necessary, to other consumers, for example the load 13.
Der strom i-. erzeugt, wie bereits beschrieben, im Magnetkern 22 einen Fluß 0,, und der Strom ip erzeugt dort einen Fluß 02. Diese Flüsse sind einander entgegengerichtet und heben sich auf, wenn das ge-The stream i-. generates, as already described, a flux 0 1 in the magnetic core 22 and the current i p generates a flux 0 2 there . These rivers are opposite to each other and cancel each other out when the
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wünschte Verhältnis der Ströme i : ip, das z. B 1 : 1 betragen ■soll, -eingehalten wird. In diesem Falle liefert der Hallgenerator 25 keine Ausgangsspannung und der Parallelregler 26 greift nicht ein. ■ ■ ·desired ratio of the currents i: ip, the z. B be 1: 1 ■ should be adhered to. In this case the Hall generator delivers 25 no output voltage and the parallel regulator 26 does not work a. ■ ■ ·
Ist dagegen z. B. der Strom i, zu groß, so daß man ein Verhältnis Ί, . : ig von 1,05 : 1,00 erhalt, so wird der Fluß 0, größer als derIs, however, z. B. the current i, too large, so that one has a ratio Ί,. : ig of 1.05: 1.00, the flow becomes 0, greater than the
Fluß 0O und es ergibt sich ein resultierender Fluß eL„„ durch den c. 's re sFlow 0 O and there is a resulting flow eL "" through the c. 's re s
Hallgenerator 25, der in diesem eine Hallspannung von bestimmter Polarität erzeugt. .Hall generator 25, which in this a Hall voltage of certain Polarity generated. .
Der Parallelregler führt dann dem Transistorregler l8 eine Spannung zu, wodurch dieser den Erregerstrom durch die Feldwicklung l6 so lange vermindert, bis der vom Generator 10 gelieferte Strom i-, genügend reduziert ist. Gegenenenfalls wäre auch eine Erhöhung des Erregerstroms in der Feldwicklung 17 oder eine Kombination beider Maßnahmen möglich. Die beschriebene Ausführungsform hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen.The parallel regulator then feeds a voltage to the transistor regulator 18 to, as a result of which it reduces the excitation current through the field winding l6 until the current i-, is sufficiently reduced. If so, there would also be an increase in the excitation current in the field winding 17 or a combination both measures possible. The embodiment described has however, proved to be particularly advantageous.
Ist umgekehrt der Strom ip zu groß, so hat der resultierende Fluß 0 die umgekehrte Richtung und die Hallspannung hat die umgekehrte Polarität, so daß jetzt dem Transistorregler I9 eine Spannung vom Tarallelschaltungsregler 26 zugeführt wird, wodurch der Transistorregler 19 den Erreger strom In der Feldwicklung 17 solange vermindert, bis der vom Generator 11 gelieferte Strom genügend reduziert und das gewünschte Stromverhältnis wieder erreicht ist.Conversely, if the current ip is too large, the resulting flux has 0 the opposite direction and the Hall voltage has the opposite Polarity, so that now the transistor regulator I9 a voltage from Tare connection controller 26 is supplied, whereby the transistor controller 19 reduces the excitation current in the field winding 17 as long as until the current supplied by the generator 11 is reduced sufficiently and the desired current ratio is reached again.
Fig. 2 zeigt ein ausführliches Ausführungsbeispiel der Schaltung nach Fig. 1; gleiche oder gleichwirkende Teile wie in Fig. 1 werden mit den gleichen Bezugsziffern wie dort bezeichnet und nicht nochmals beschrieben.Fig. 2 shows a detailed embodiment of the circuit according to Fig. 1; the same or equivalent parts as in Fig. 1 are with the same reference numerals as designated there and not again described.
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Die Transistorregler l8 und I9 arbeiten im Aus-Ein-Betrieb. Sie sind identisch' aufgebaut. Deshalb wird nur der Transistorregler beschrieben. Für den Transistorregler 19 werden die gleichen Bezugszeichen mit einem nachgestellten ' verwendet, z. B. 8' statt Der Transistorregler l8 umfaßt die npn-Transistoren 38, 39.» ^0. Der Transintor 38 ist ein Leistungstransistor und steuert den Strom durch die Feldwicklung 16. Die Emitter der Transistoren 38 und 40 sind mit Masse verbunden, und der Emitter des Transistors 39 ist an die Anode einer Diode 43 und an die Basis des Transistors 38 angeschlossen sowie über einen Widerstand 44 mit Masse verbunden.The transistor regulators 18 and 19 work in the off-on mode. she are constructed identically '. Therefore only the transistor regulator will described. The same reference numerals are used for the transistor regulator 19 used with a trailing ', e.g. B. 8 'instead The transistor regulator l8 comprises the npn transistors 38, 39. » ^ 0. The transistor 38 is a power transistor and controls the current through field winding 16. The emitters of transistors 38 and 40 are connected to ground, and the emitter of transistor 39 is to the anode of a diode 43 and to the base of transistor 38 connected and connected to ground via a resistor 44.
Die Kollektoren des Leistungstransistors 38 und des Transistors 39 sind mit dem einen Anschluß der Feldwicklung l6 verbunden, zu der eine Löschdiode 45 parallelgeschaltet ist und deren anderer Anschluß mit einer Plusleitung 46 verbunden ist, die ihrerseits an die Kathode der Diode 32 und die Kontrollampe 31 angeschlossen ist.The collectors of power transistor 38 and transistor 39 are connected to one terminal of the field winding l6, to which a quenching diode 45 is connected in parallel, and the other terminal is connected to a positive lead 46, which in turn is connected to the cathode the diode 32 and the control lamp 31 is connected.
Die Kollektoren der Transistoren 38' und 39' sind in entsprechender Weise mit der Feldwicklung 17 verbunden, und die Plusleitung 46! ist mit der Kathode der Diode J>k und der Kontrollampe 33 verbunden.The collectors of the transistors 38 'and 39' are connected in a corresponding manner to the field winding 17, and the positive line 46 ! is connected to the cathode of the diode J> k and the control lamp 33.
Von den Kollektoren der Transistoren 38 und 39 führt außerdem e'ne Rückführung, bestehend aus der Serienschaltung eines Widerstands und eines Kondensators 48,'zur Basis des Eingangstransistors 40, die außerdem mit der Anode einer Zenerdiode 49 und, über einen Widerstand 50, mit Masse verbunden ist.One also leads from the collectors of transistors 38 and 39 Feedback, consisting of the series connection of a resistor and a capacitor 48, 'to the base of the input transistor 40, which is also connected to the anode of a Zener diode 49 and, via a Resistor 50, connected to ground.
Die Kathode der Zenerdiode 49 ist mit der Kathode einer Diode 33 und, über einen Kondensator 54, mit Masse verbunden. Die Anode der Diode ')3 liegt an einem Abgriff 55 eines au« drei Widerständen 56, 57, 58 bestehenden Spannungsteilers, der zwaschon der Plusleitung 46 und Masse liegt.The cathode of the Zener diode 49 is connected to the cathode of a diode 33 and, through a capacitor 54, connected to ground. The anode of the Diode 3 is connected to a tap 55 of one of three resistors 56, 57, 58 existing voltage divider, the between the positive line 46 and mass lies.
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Stuttgart 28.2.1967 Rb/SζStuttgart February 28, 1967 Rb / Sζ
Der Kollektor des Transistors 40 ist über einen Widerstand 59 rait der Plusleitung 46 und über die Serienschaltung eines Widerstandes (z. B. 100 Ohm) und einer Diode 63 mit der Basis des Transistors 39 . verbunden. Zu dieser Serienschaltung 62, 63 ist ein Kondensator 64 (z. B. 30 joE) parallelgeschaltet. Die Schaltelemente 62, 63, 64 erzeugen im Betrieb eine nahezu konstante Vorspanmmg für den Transistor j>9, die ein sicheres Sperren dieses Transistors und damit auch des Leistungstransistors 38 bewirkt.The collector of the transistor 40 is connected to the positive line 46 via a resistor 59 and via the series connection of a resistor (e.g. 100 ohms) and a diode 63 to the base of the transistor 39. tied together. A capacitor 64 (for example 30 ° C) is connected in parallel to this series circuit 62, 63. The switching elements 62, 63, 64 generate an almost constant bias for the transistor j> 9 during operation, which causes a reliable blocking of this transistor and thus also of the power transistor 38.
. Der ParaHßlschaltungsregler 26 enthält zwei pnp-Transistoren 65, 66, an deren Eingang der Hallgenerator 25 angeschlossen ist, und zwar ist die eine Spannungsklemme 67 des Hallgenerators 25 mit dnr Basis des Transistors 65 verbunden, die andere Spannungsklemme 68 mit der Basis des Transistors 66. Die beiden Stromklemmen 69 und 70 des.Hallgenerators 25 sind an den Ausgang eines Brückengleichrichterr; 73 angeschlossen, zu dem ein Kondensator 74 parallelgeschaltet ist. Der Eingang des Gleichrichters 73 ist an einen Oszillator 75 angeschlossen, der in Fig. 3 dargestellt ist.. The ParaHßlschaltungsregler 26 includes two pnp transistors 65, 66 is connected to the input of the Hall generator 25, namely, a voltage terminal 67 of the Hall generator 25 is connected to d n r base of the transistor 65, the other voltage terminal 68 to the base of transistor 66. The two current terminals 69 and 70 des.Hallgenerators 25 are connected to the output of a bridge rectifier; 73 connected to which a capacitor 74 is connected in parallel. The input of the rectifier 73 is connected to an oscillator 75, which is shown in FIG.
Die Emitter der beiden Transistoren 65 und 66 sind an die zur Batterie 13 führende positive Leitung 76 angeschlossen, mit der auch die Rasen dieser beiden Transistoren über Widerstände 77, 78 (z. B-,- je 500 Ohm) verbunden sind. Außerdem, sind diese Basen jeweils über einen Widerstand79, 80 (z. B. je 30 kOhm) an Masse angeschlossen. The emitters of the two transistors 65 and 66 are connected to the battery 13 leading positive lead 76 connected, with which also the lawn of these two transistors via resistors 77, 78 (e.g. -, - 500 Ohm each) are connected. In addition, these bases are each connected to ground via a resistor 79, 80 (e.g. 30 kOhm each).
Der Kollektor des Transistors 65 ist über einen Widerstand 83 (z. B. 4 köhm) mit dem Abgriff 55 und über einen Widerstand 84 (z. B. 4 kOhm) mit Masse verbunden. In analoger Weise ist der Kollektor des Transistors 66 über einen Widerstand 85 mit dem Abgriff 55' und über einen Widerstand Ü6 mit Masse verbunden (Widerstände 85, 86 3. B. je 4 kOhm).The collector of the transistor 65 is connected to the tap 55 via a resistor 83 (e.g. 4 kohm) and to ground via a resistor 84 (e.g. 4 kohm). In an analogous manner, the collector of the transistor 66 is connected to the tap 55 'via a resistor 85 and to ground via a resistor U6 (resistors 85, 86, 3, e.g. 4 kOhm each).
Die; Flg. 4 und 5 zeigen die Anordnung des Ilallgenerators 25 im magnetischen Kreis. Letzterer besteht im wesentlichen aus dem ersten Meß-The ; Flg. 4 and 5 show the arrangement of the universal generator 25 in the magnetic circuit. The latter consists essentially of the first measurement
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wandler 87, nämlich der ersten Wicklung 2j5 und einem sie tragenden Rundstab 88, und dem zweiten Meßwandler 89, bestehend aus der zweiten Wicklung 24 und einem sie tragenden Rundstab 90.converter 87 , namely the first winding 2j5 and a round bar 88 carrying it, and the second measuring converter 89, consisting of the second winding 24 and a round bar 90 carrying it.
Die Rundstäbe 88 und 90 sind an einem Ende durch einen Querschenkel 93 zusammengehalten. An ihrem anderen Ende ist jeweils ein Polstück 9^ bzw. 95 von L-förmigem Querschnitt befestigt, und zwar so, daß sich die freien Schenkel des L teilweise überlappen. Zwischen diesen überlappenden Schenkeln ist das Halbleiterelement 25 angeordnet, das den Hallgenerator bildet. Die Anschlüsse dieses Elements sind in Fig. 5 schematisch dargestellt. .The round bars 88 and 90 are at one end through a transverse leg 93 held together. At its other end a pole piece 9 ^ or 95 of L-shaped cross-section is attached in such a way that the free legs of the L partially overlap. Between these overlapping legs, the semiconductor element 25 is arranged, the forms the hall generator. The connections of this element are shown schematically in FIG. .
Der in Fig. 3 dargestellte Oszillator 75 wird von der Batterie I3 gespeist und erzeugt eine potentialfreie Gleichspannung zum Betrieb des Hallgenerators 25. Er enthält einen npn-Transistor 96, dessen Emitter an Masse liegt und dessen Kollektor über eine Wicklung 97 eines Übertragers 98 und einen mit dieser Wicklung in Serie liegenden Widerstand 99 a^ die positive Leitung 76 angeschlossen ist, wobei parallel zu den Schaltelementen 97"und 99 ein Kondensator 100 liegt. Die Basis des Transistors 96 ist über eine Rückkopplungswicklung I03 des Übertragers 98 mit dem Verbindungspunkt zweier Widerstände 104, 105 verbunden, von denen der eine mit der positiven Leitung 76, der andere mit Masse verbunden ist.The oscillator 75 shown in FIG. 3 is fed by the battery I3 and generates a potential-free DC voltage for operating the Hall generator 25. It contains an npn transistor 96, the emitter of which is connected to ground and the collector of which is via a winding 97 of a transformer 98 and a with this winding in series resistor 99 a ^ the positive line 76 is connected, with a capacitor 100 lying in parallel with the switching elements 97 "and 99 , 105, one of which is connected to positive line 76, the other to ground.
An eine Ausgangswicklung I06 des Überträgers 98 ist der Eingang des Gleichrichters 73 angeschlossen.The input of the is connected to an output winding I06 of the carrier 98 Rectifier 73 connected.
Im Betrieb erzeugt der Oszillator 75 nach Schließen des Schaltern 12 Schwingungen, die in bekannter Weise durch Rückkopplung vom KoILektorkreis auf den Basiskreis des Transistors 96 erzeugt werden. Die an der Ausgangswicklung I06 entstehende Spannung wird vom Gleichrichter 73 gleichgerichtet, und die entstehende Gleichspannung wird,, nach Siebung durch den Kondensator 7^* den Stromklemmen 69,- 70 Hallgenerators 25 zugeleitet.In operation, the oscillator 75 generates after the switch 12 is closed Oscillations which are generated in a known manner by feedback from the KoILektorkreis on the base circuit of the transistor 96. the The voltage generated at the output winding I06 is supplied by the rectifier 73 rectified, and the resulting DC voltage is, after sieving by the capacitor 7 ^ * the current terminals 69, - 70 Hall generator 25 fed.
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Der Hallgenerator 25 hat wie bekannt die Eigenschaft, in einem Magnetfeld der Induktuion B an seinen Spannungsklemmen eine Spannung abzugeben, die etwa, dem Produkt aus Induktion mal Strom an den Stromklemmen proportional ist und deren Polarität von der Richtung des Magnetfelds und .von der Richtung des Stromes durch ihn abhängt. Eine Umpolung des" Magnetfelds bewirkt eine Umkehr der Polarität der Ausgangsspannung. ·As is known, the Hall generator 25 has the property of being in a magnetic field induction B a voltage at its voltage terminals to deliver that roughly, the product of induction times current at the current terminals is proportional and its polarity depends on the direction of the Magnetic field and .on the direction of the current through it depends. Reversing the polarity of the "magnetic field" reverses the polarity the output voltage. ·
Wie bereits erläutert, arbeitet der Hallgenerator 25 bei der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Schaltung im Nullabgleich, d. h. wenn das gewünschte Verhältnis der Ströme i. : I2 erreicht ist, ist die Hallspannung zwischen den Klemmen 67 und 68 gleich Null. Man wird hierdurch von der Höhe der Spannung des Oszillators 75 weitgehend unabhängig.As already explained, the Hall generator 25 operates in the circuit described in the exemplary embodiment in the zero adjustment mode, ie when the desired ratio of the currents i. : I 2 is reached, the Hall voltage between terminals 67 and 68 is zero. This makes it largely independent of the level of the voltage of the oscillator 75.
Ist die Hallspannung gleich Null, so liegen die Basen der beiden Transistoren 65 und 66 auf dem gleichen Potential, und beide Transistoren sind weitgehend gesperrt, da ihre Basen nur wenig negativer sind als die Emitter. Die Widerstände 85 und 84 wirken also als Parallelwiderstand, der zwischen dem Abgriff 55 und Masse liegt, und die Widerstände 85 und 86 wirken als Parallelwiderstand, der zwischen dem Abgriff 55' und Masse liegt. Die Transistorregler 18 und 19 arbeiten dann normal, was am Beispiel des Reglers l8 kurz beschrieben werden soll:If the Hall voltage is zero, the bases of the two are located Transistors 65 and 66 at the same potential, and both transistors are largely blocked because their bases are only slightly more negative than the emitters. The resistors 85 and 84 thus act as Parallel resistance, which is between the tap 55 and ground, and the resistors 85 and 86 act as a parallel resistance, the between the tap 55 'and ground. The transistor regulators 18 and 19 then work normally, which is briefly described using the example of controller l8:
Liegt die vom Generator 10 gelieferte Spannung unter dem gewünschten Wert, so ist die Spannung am Abgriff 55 so klein, daß die Zenerdiode ^9 gesperrt ist und der Transistor 40 keinen Basisstrom erhält, also nichtleitend ist. Dadurch ist sein Kollektor positiv, der Transistor 39 leitet und durch seinen Emitterstrom ist auch der Transistor 38 leitend, so daß ein Erregerstrom durch die Feldwicklung 16 fließt.If the voltage supplied by the generator 10 is below the desired voltage Value, the voltage at tap 55 is so small that the zener diode ^ 9 is blocked and the transistor 40 receives no base current, so is non-conductive. As a result, its collector is positive, the transistor 39 conducts and due to its emitter current the transistor 38 is also conductive, so that an excitation current flows through the field winding 16.
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Hat die Spannung am Generator 10 den. gewünschten;Wert erreicht, so wird die Zenerdiode 49 und mit ihr der Transistor 4o leitend, wodurch die Transistoren 39 und 38 gesperrt werden und den Strom durch die Feldwicklung 16 unterbrechen. Dabei erhält die Basis des Transistors 4o über die Rückführung (Widerstand 47, Kondensator 48) einen positiven Impuls, die diesen Transistor voll leitend macht und ihn mindestens so lange leitend hält, bis der Kondensator 48 entladen ist. Das beschriebene Schaltspiel wiederholt sich in dieser Weise laufend, wodurch der Kondensator 64 aufgeladen wird und eine Vorspannung für die Basis, des Transistors 39 erzeugt.Has the voltage on the generator 10 the. desired; value reached, so the Zener diode 49 and with it the transistor 4o conductive, whereby the transistors 39 and 38 are blocked and the current through interrupt the field winding 16. In doing so, the base of the transistor receives 4o via the feedback (resistor 47, capacitor 48) a positive pulse, which makes this transistor fully conductive and him Holds conductive at least until the capacitor 48 is discharged is. The switching cycle described is repeated continuously in this way, whereby the capacitor 64 is charged and a bias voltage for the base, of transistor 39 is generated.
Weicht das Verhältnis der Ströme iv : ip vom gewünschten Wert ab, z. B. weil der Generator 10 zu viel Strom liefert, so entsteht durch den resultierenden Fluß 0^00 an den Spannungsklemmen 67, 68 eineIf the ratio of the currents iv: ip deviates from the desired value, e.g. B. because the generator 10 supplies too much current, the resulting flow 0 ^ 00 at the voltage terminals 67, 68 creates a
ΓΘ SΓΘ p
Spannung, und zwar ist in diesem Fall die Klemme 67 negativer als die Klemme 68. Dadurch wird der Transistor 65 leitend, während der Transistor 66 gesperrt bleibt.Voltage, in this case the terminal 67 is more negative than the terminal 68. This makes the transistor 65 conductive, during the Transistor 66 remains blocked.
Von der positiven Leitung 76 fließt nun ein Strom über den Transistor 65 und den Widerstand 83 zum Abgriff 55 und macht diesen positiver. Der Transistor 4o wird dadurch sofort leitend und die Transistoren 39 und 38 werden gesperrt, so daß der Erregerstrom durch die Feldwicklung l6 blockiert wird. Der vom Generator 10 abgegebene Strom i, sinkt also und erreicht wieder das gewünschte Verhältnis zum Strom ip, wonach auch der Transistor 65 wieder sperrt.A current now flows from the positive line 76 via the transistor 65 and resistor 83 to tap 55 and makes this more positive. The transistor 4o is immediately conductive and the transistors 39 and 38 are blocked so that the excitation current through the field winding l6 is blocked. The output from the generator 10 Current i, therefore, drops and again reaches the desired ratio to the current ip, after which the transistor 65 also blocks again.
Falls der Strom i2 im Verhältnis zum Strome i, zu groß ist, wird in genau der gleichen Weise der Strom durch die Feldwicklung 17 so lange unterbrochen, bis das gewünschte Verhältnis wieder erreicht ist.If the current i 2 is too large in relation to the current i, the current through the field winding 17 is interrupted in exactly the same way until the desired ratio is reached again.
Durch die Verwendung eines im Nullabgleich arbeitenden Hallgenerators ist die beschriebene Schaltung unempfindlich gegen TemperatureinflÜBse und unempfindlich gegen Schwankungen der Ausgangsspannung des Os-zilla-»-By using a Hall generator that works in zero adjustment the circuit described is insensitive to temperature influences and insensitive to fluctuations in the output voltage of the oscillator - »-
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tors 75· Man kann also hier die sonst erforderliche Stabil!sierungs· maßnahmen einsparen.tors 75 · So here the otherwise necessary stabilization · save on measures.
Außerdem können bei dem eben beschriebenen Aufbau normale Lichtmaschinen und normale Transistorregler ohne besondere Modifikation verwendet werden. Es ist lediglich erforderlich, an einer geeigneten Stelle die Spannung vom übergeordneten Parallelschaltungsregler in den jeweiligen Transistorregler einzuführen, wobei selbstverständlich verschiedene Einspeisestellen möglich sind. .In addition, normal alternators and normal transistor regulators can be used with the structure just described without special modification be used. It is only necessary to find a suitable one Place the voltage from the higher-level parallel circuit regulator in the respective transistor regulator, whereby of course different feed points are possible. .
Der zusätzliche Parallelschaltungsregler erfordert, zusammen mit dem Oszillator, bei der beschriebenen Ausführungsform, nur drei zusätzliche Transistoren, Er ist also einfach aufgebaut, und die Meßwandler können robust ausgeführt werden, wobei an ihnen praktisch keine Verluste entstehen.The additional parallel circuit regulator, together with the oscillator, in the embodiment described, only requires three additional transistors, so it is simple and the Transducers can be made robust, being practical on them there are no losses.
009820/0696 _-BAD009820/0696 _-BAD
Claims (2)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2629412A1 (en) * | 1976-06-30 | 1978-01-05 | Siemens Ag | Loading equaliser for parallel converters - derives control signals by comparing sawtooth voltage with voltage proportional to load currents |
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1967
- 1967-03-08 DE DE1967B0091514 patent/DE1588036A1/en active Pending
-
1968
- 1968-02-08 FR FR139089A patent/FR1556496A/en not_active Expired
- 1968-03-07 GB GB1108468A patent/GB1217405A/en not_active Expired
- 1968-03-07 SE SE301668A patent/SE351756B/xx unknown
- 1968-03-07 JP JP1438868A patent/JPS466008B1/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2629412A1 (en) * | 1976-06-30 | 1978-01-05 | Siemens Ag | Loading equaliser for parallel converters - derives control signals by comparing sawtooth voltage with voltage proportional to load currents |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE351756B (en) | 1972-12-04 |
| GB1217405A (en) | 1970-12-31 |
| JPS466008B1 (en) | 1971-02-15 |
| FR1556496A (en) | 1969-02-07 |
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