DE1906541A1

DE1906541A1 - Von einem Magnetinduktor betriebene Stromversorgungsanlage

Info

Publication number: DE1906541A1
Application number: DE19691906541
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. M H02p Antrag
Original assignee: CULVER STEARNS Mfg CO Inc
Current assignee: CULVER STEARNS Mfg CO Inc
Priority date: 1968-02-19
Filing date: 1969-02-10
Publication date: 1969-12-04
Also published as: US3530366A

Description

Patentanwalt
6 FranMy.'f cm Main
j Auf dem MOhiberg 16
; * Telefon 682070

GuIver-Stearns Manufacturing Comp. ,.Inc. 7. Februar 1969 ^; ■ .. ' " Me/di MC-165 ,".

Von einem Magnetinduktor betriebene

Stromversorgungsanlage

j Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Kraftanlage für ; " I eine Maschine, die von einem Verbrennungsmotor mit veränderliche^ j Drehzahl angetrieben wird.

j Viele Fahrzeuge, beispielsweise Motorräder, Motorschlitten und verschiedene andere Apparate, wie beispielsweise Aussenbordmoto- !ren, die durch kleine Verbrennungsmotoren angetrieben werden, er--I fordern die Erzeugung elektrischer Energie für die Zündung, die Scheinwerfer und andere Lampen und zum Aufladen einer Speicherlbatterie, um auch.andere Zusatzgeräte, wie beispielsweise Signaljhörner, Motoranlasser und dergleichen betreiben zu können. I ■ V ^:

Wirtschaftlichkeit, Raumausnutzung, Gewicht und andere Umstände schreiben oft vor, dass ein einzelner, vom Motor angetriebener ; ι Generator die elektrische Energie für all diese Geräte erzeugt. Eine Standard-Ausführung derartiger Anlagen enthält, einen Genera- !tor mit rotierenden Permanentmagneten oder einen Magnetinduktor, ' der an die Motorwelle angekuppelt ist. Der Magnetinduktor ist mit ieiner Spule, die eine relativ hohe Spannung für die Zündung liejfert, und mit einer zweiten Spule ausgerüstet, welche eine ver-■'hältnismässig niedrige Spannung für die Lampen und zum Aufladen ;der Speicherbatterie erzeugt.

'Infolge des konstanten Magnetflusses der Dauermagnete ändert sich Ausgangsspannung jeder Spule direkt mit der Motordrehzahl,

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die augenfällig in weiten Grenzen variierbar sein muss, um während des Betriebes die Fahrzeuggeschwindigkeit verändern zu können. Würden elektrische Lampen direkt vom Ausgang des Magnetinduktors gespeist werden, ohne mit einer Speicherbatterie parallelschwach

geschaltet zu sein, würden sie bei niedrigen Drehzahleh/brennen oder bei hohen Drehzahlen dazu neigen, rasch durchzubrennen.

Das Aufladen einer Speicherbatterie über Gleichrichter direkt vom Ausgang eines Magnetinduktors wird ebenfalls nachteilig durch den Wechsel der Maschinendrehzahlen beeinflusst, so dass die Batterie bei hohen Motordrehzahlen dazu neigt, überladen zu werden oder bei niedrigen Drehzahlen zu wenig aufgeladen wird,. Die Verwendung von Spulen mit hoher Induktivität im Magnetinduktor kompensiert zwar etwas den Wechsel der Motordrehzahlen, jedoch nur bis zu einem gewissen Grad und es wäre nicht geschickt, einfach zu versuchen, die Induktivität der Magnetspule durch Erhöhung ihrer Windungszahl zu vergrößern, -wuil dieses in unerwünschter Weise die Leerlaufspannung des-Induktors erhöhen würde, wodurch sich eine grosse Abhängigkeit- der Spannung von der Belastung ergäbe und weil dann der Magnetinduktor dazu neigen würde, die Batterie mit gleichbleibendem Strom aufzuladen, was ernste Batterieüberladungen zur Folge hätte.

Die Schwierigkeiten, die damit verbunden sind, Lampen zu betreiben und mit dem gleichen Magnetinduktor, der von einem Verbrennungsmotor angetrieben wi'rd, auch die Batterie aufzuladen, waren bis-■ her so erheclich, dass viele motorgetriebene Anlagen zur Zündung Induktoren verwendeten, die einen separaten parallelgeschlossenen Generator zum Retreiben der Lampen und zum Aufladen der Batterie enthielten. ·

Ein erstes Ziel der Erfindung ist es, eine elektrische Kraftanlage mit einem motorgetriebenen Magnetinduktor zu schaffen, welche

über grosse Drehzahlbereiche eine konstante Ausgangsspannung liefert, "-um gleichiaän.jige Arbeitsbedingungen für die Lampen und eine

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ordnungsgemässe Batterieaufladung sicherzustellen mit einer geeigneten Verringerung des Ladestromes, sobald sich die Aufladung

I dem voll aufgeladenen Zustand nähert. ------

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!Preiswerte Magnet induktor en werden in den oben angegebenen Fällen! !vielfach den Nebenschluss-Generatoren vorgezogen,; und zwar sowohl, 'wegen ihrer Wirtschaftlichkeit als auch, um Wartungsprobleme zu ; ,verringern, die mit _r Auto-Spannungsreglern und den Bürsten von ; 'Nebenschluss-Generatoren verbunden sind.

fe Derartige Magnetinduktoren sind von einfacher Konstruktion und · arbeiten normalerweise mit beträchtlicher Geräuschentwicklungundj ■einer nicht sinusförmigen Ausgangsspannung mit hohen Spannungs- j spitzen und grossen Amplituden. Beide, die Amplituden und die Dauer der Spannungsspitzen, variieren mit der Motordrehzahl und . der angeschlossenen elektrischen Belastung. Die Zu- und Abnahmegeschwindigkeiten und die zeitlichen Weiten solcher Spannungs- _; spitzen sind derart, dass kein Auto-Spannungsregler mit einem ■ 'elektromechanischen Eelais schnell genug arbeitet, um eine adäquate Regelung der Magneto-betriebenen Anlage sicherzustellen.

Es ist daher ein weiteres Ziel der Erfindung, eine von einem mot torgetrlebenen Magnetinduktor gespeiste Kraftanlage zu schaffen, die mit einer ausreichenden Ansprechgeschwindigkeit geregelt wird, ' damit die vom Induktor gelieferten hohen Spannungsspitζen nicht an die vom Magnetinduktor belieferten Verbraucher gelangen.

Ausserordentlich wichtig bei derartigen Anwendungen ist es, dass die Anlage sehr billig ist, nur wenige Teile erfordert und dass es nicht nötig ist, sie häufig zu überwachen und einzustellen. Die Tatsache, dass Magnetinduktoren normalerweise sehr scharfe Spannungsspitzen erzeugen, erschwert die Schaffung einer arbeitsfähigen Anlage, da diese Spannungsspitzen ausreichen, zahlreiche Transistoren zu beschädigen. Es ist daher ein weiteres Ziel der Erfin-, dung, eine stabilisierte, von einem Magnetinduktor gespeiste Stromversorgungsanlage zu schaffen, die ausserordentlich billig und

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störungsfrei ist und die nicht durch, schnell ansteigende Spanoungsspitzen zerstört werden kann, die normalerweise in der Ausgangsspannung eines Hagnetinduktors auftreten.

|Um diese Ziele auf einfache und vorteilhafte Weise zu erreichen, ist die Erfindung gekennzeichnet durch: einen Magnetinduktor mit ;einem Rotor, der vom Motor mit veränderlicher Drehzahl angetriejben wird, eine Felderregung mit Permanentmagneten und eine erste und eine zweite Ankerspule, einen ersten Stromkreis, der die erst Ankerspule an eine Zündvorrichtung für den Verbrennungsmotor anschliesst, einen elektrischen Verbraucherstromkreis und einen zweiten Stromkreis mit Gleichrichtern und Regulierungselementen, der an die zweite Ankerspule angeschlossen ist, und .über den eine ^Arbeitsgleichspannung an den Verbraucherstromkreis angelegt wird, ;wobei die Gleichrichter Gleichrichterdioden einsehliessen, die ,in_rSeihe mit der zweiten Ankerspule geschaltet sind, um eine !Gleichspannung zwischen einem ersten und einem zweiten Leiter zu

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!erzeugen, und wobei die Regulierungselemente eine Zener-Diode, die die Gleichspannungsamplitude zwischen den beiden Leitern abfühlt und ein erstes Stromsignal erzeugt, wenn die Spannung zwischen den beiden Leitern einen vorherbestimmten Betrag überschreitet, sowie einen Stromverstärker enthalten, der zwischen di 'beiden Leiter geschaltet ist und der auf das erste Stromsignal der Zener-Diode anspricht und veranlasst, dass ein Strom zwischen den beiden Leitern fliesst.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus der beigefügten Zeichnung.

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Es zeigt:

Figur 1 ein schematisches Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2a die Abhängigkeit der Leerlaufspannung von j der Drehzahl eines>typischen Magnetinduktors,

Figur 2b die Wellenform der Leerlaufspannung eines ' typischen Mägnetinduktors bei einer üblichen Drehzahl,

Figur 2c die Wellenform der Ausgangs spannung einer Äitlage>nach Figur 1 ohne Speicherbatterie,

Figur 2d die Wellenform der Ausgangsspannung der.Anlage nach Figur 1 mit Speicherbatterie und

Figur 3 eine perspektivische Ansicht von Transistoren und einem Thermoschalter, die auf eine Hitzeabführplatte montiert sind.

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In der Anordnung nach Figur 1 kann die Verbrennungskraftmaschine 10 ein Vergasermotor sein, der ein Motorrad, einen Motorschlitten oder Ähnliches antreibt. Die Motordrehzahl soll von einer Bedie-i nungsperson über eine konventionelle, nicht gezeigte Drosselregulierung zwischen einer maximalen Drehzahl und einer geringen Drelizahl bis hinab zum Stillstand einstellbar sein. Typische Maximal-t drehzahlen liegen etwa bei 6000 U/min. In vielen Anwendungsbereichen der Erfindung kann ein Zweitaktmotor verwendet werden, obwohl dies keine Bedingung für die Erfindung ist.

Die Welle des Motors 10 treibt unmittelbar den Rotor eines Magnetinduktors MG an, welcher mehrere Dauermagnete NS an einem Paar Ankerkernen 12 und 14 vorbeiführt. Wenn ein Dauermagnet jeweils einen Ankerkern passiert, wechselt in diesem die Richtung des Magnetflusses, wodurch eine Wechselspannung in den Spulen 12a und 14a induziert wird, die die Ankerkerne 12, 14 umgeben.

Nach dem Lenz'sehen Gesetz (e ■ η ^nr^) ergibt sich, dass bei einem konstanten Magnetfluss der Permanentmagnete die induzierten Spannungerf direkt proportional den Motordrehzahlen sind. In Figur 2a ist die Abhängigkeit der Effektivwerte der Leerlaufausgangsspannungen von den Drehzahlen eines solchen Magnetinduktors als Kurve aufgetragen.

Bei einer gegebenen Induktivität und einem gegebenen Widerstand jeder Ankerspule wird sich der innere Scheinwiderstand eines jeden Ankerkreises zwar mit dem Ansteigen der Motordrehzahl vergrössern, weil der Blindwiderstand der Ankerkreise mit steigender Frequenz zunimmt, da jeder Ankerkreis jedoch sowohl·einen wesentlichen Eigenwiderstand als auch eine Eigeninduktivität besitzt, ist das Ansteigen des Blindwiderstandes nicht in der Lage, das Ansteigen der induzierten Spannung vollständig zu kompensieren, so dass sich die Amplitude der Ausgangsspannung jeder Ankerspule im wesentlichen nur in Abhängigkeit von der Motordrehzahl verändert.

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Der Ankerkern 12 enthält nach Figur 1 eine Primärwicklung 12a und eine Hochspannungssekundärwicklung 12b. Die Primärwicklung 12a liegt parallel zu herkömmlichen Unterbrecherkontakten 13 und einem Zündkondensator G. Die Unterbrecherkontakte 13 werden von einem Nocken 15 zur gewünschten Zündzeit geöffnet, die so eingestellt ist, dass sie in der Zeitspanne der stärksten Flussänderung im Ankerkern 12 liegt.

Die hohe Spannung, die in der Sekundärwicklung 12b induziert wird, ^ liegt direkt an der Zündspule 12 an. Bei Mehrzylindermotoren kann! - ein nicht dargestellter Verteiler im Stromkreis der Sekundärwick-: lung 12b angeordnet werden.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist eine einzige Spule mit dem Magnetkreis 12 verkettet, um eine· Zwischenspannung zu erzeugen, die an einen gesonderten, nicht dargestellten Zündspultransforma-" tor angeschlossen wird, .der die hohe Zündspannung induziert. Die

ι Erfindung kann gleich gut mit beiden Systemen zusammenarbeiten. '

Der Magnetinduktor MG- nach Tigur 1 ist ein konventioneller Magnetinduktor, der sowohl einen Zündspannungsausgang als auch einen anderen Ausgang für ein Zusatzgerät besitzt. Es kann ein bekannter ' Magnetgenerator der Eobert-Bosch-GmbH mit einem 75-W-Ausgang verwendet werden. Der LeerlaufSpannungsverlauf eines solchen Magnetinduktors bei einer, typischen Drehzahl ist in Figur 2b dargestellt. Er ist sehr wenig sinusförmig, weist viele Oberwellen auf und. enthält ausserordentlich hohe Amplituden-Stoßspannungsspitzen, von kurzer Dauer. Diese scharfen Stoßspannungen werden durch die Polschuhflächen und durch die Magnetformen hervorgerufen, die/zwar eine hohe Ausbeute ergeben, die aber auch einen schnellen Wechsel des Magnetflusses verursachen. Während das Induzieren sehr scharfer, hoher Spannungsspitzen nützlich zur Erzeugung eines Zündstromes für die Zündspule des Motors ist, sind derartige Spannungsspitzen in einer Induktorspule unerwünscht, welche Lampen und andere Vorrichtungen versorgen sowie das Aufladen der Batterie bewerkstelligen soll.

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Die Spule 14-a, in welcher die Wechselspannung für die zusätzlichen Anlagen induziert wird, ist vorzugsweise mit einer Mittelanzapfung ', zu versehen, um zwei Wechsel spannungen mit gleicher Amplitude Je-J doch gegensätzlicher Polarität auf den Leitungen 16 und 18 zu er-I zeugen. Falls erforderlich, kann ein Paar gegeneinander gerichteter Hochspannungs-Zener-Dioden X-5 und X-6 zu jeder dieser Wechselspannungen parallelgeschaltet werden, die nur während der I Dauer der hohen Spannungsspitzen leitend werden, um die noch anjgeschlossenen Halbleiter vor Zerstörung zu schützen. In vielen

Fällen sind die Dioden X-5 und X-6 auch entbehrlich, wie dieses !
weiter unten auseinandergesetzt wird.

Die Ausgangswechselspannungen auf den Leitungen 16 und 18 liegen an Dioden-Gleichrichtern X-I und X-2 an, die eine Vollwellen gleichgerichtete Gleichspannung zwischen der Leitung 20 und Masse 'erzeugen, wobei der Leiter 20 gegenüber Masse positiv ist. Bei Anwendungen der Erfindung, die einen geringeren Strom erfordern, braucht die Spule 14-a keine Mittelanzapfung zu besitzen, und ein 'einziger Gleichrichter kann genügen, um eine Halbwellengleichrichtung zu erzeugen. Die Spannung auf der Leitung 20 wird über eine weitere Diode X-3 an mehrere Verbraucher, wie beispielsweise eine Batterie B und Lampen Ll und L 2 angeschlossen, welch letztere getrennt über Schalter S 1 und S 2 eingeschaltet werden können. Die Grosse der gleichgerichteten Spannung, die bei jeder gegebenen Motordrehzahl auf der Leitung 20 erscheint, ist abhängig vom Strom, der durch die verschiedenen Verbraucher abgenommen wird, wobei eine Vergrösserung des Verbraucherstromes eine Vergrösserung des Abfallens am inneren Scheinwiderstand der Spule 14-a und'eine Verringerung der Ausgangs spannung hervorruft. Der Stromkreis nach Figur 1 begrenzt die Ausgangsspannung auf Lei.}-tung 20 und damit auch die Ausgangsspannung auf der Leitung 22 | durch Umleitung des wesentlichen Stromes über den Widerstand R 2 j und den Transistor Q 1, wenn die Spannung auf der Leitung 20 dazu! neigt, einen vorherbestimmten Wert zu überschreiten. \

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•I Die gleichgerichtete Spannung auf der Leitung 20 wird über eine jZener-Regulierungsdiode XR-I an einen Widerstand R 1 angelegt.

■ Der Verbindungspunkt 22 zwischen der Diode XR-I und dem Wider-

. stand R 1 ist mit der Basis eines Transistors Q 1 verbunden, des-v j sen Emitter direkt an die Basis eines Transistors Q₁ 2 angeschlosi ■ · · ".■■."■-.■

!sen ist. Wenn die Ausgangsspannung auf der Leitung 20 unterhalb

eines Wertes liegt, der von der Durchbruchsspannung der Diode, ι XR-I vorgegeben wird, fliesst ein bedeutungsloser Strom durch die iDiode XR-I. Der Transistor Q 1 verharrt im abgeschalteten Zustand, !ebenso der Transistor Q 2. Wenn hingegen.die Spannung auf der

■ Leitung. 20 beginnt, einen vorher bestimmten Wert zu überschreiten, j verursacht der Durchbruch der Diode XR-I einen zusätzlichen we- !sentlichen Strom durch diese Diode. Infolge der Grosse des Wider-

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!Standes R 1 wird der gesamte zusätzliche Strom im wesentlichen ,durch die Basis-Emitterstrecke von Q 1 und dann über die Basis-Emitter strecke von Q 2 zur Erde fHessen. Der Basistrom in Q 1 ,schaltet diesen Transistor ein und verursacht einen Kollektoristrom, der ungefähr 1 + h-p^mal stärker ist als der Basisstrom. ■Der Verstärkte Emitterstrom von Q 1 an der Basis des Transistors *Q 2 verursacht eine weitere Stromverstärkung, so dass ein relativ starker Strom über den Widerstand R 2 und den Transistor Q 2 umgeleitet wird, und zwar infolge einer nur geringen Spannungsschwankung auf der Leitung 20. Die Regulierungsdiode XR-I₁ die '·Basis-Emitterklemme des Transistors Q 1 und die Basis-Emitterklemme des Transistors Q 2 sind in Serie zwischen die Leitung 20 und Erde geschaltet. Man erkennt, dass die genaue Bezugsspannung, bei welcher die Transistoren Q 1 und Q 2 eingeschaltet werden, nicht nur von der Durchbruchsspannung der Diode XR-I allein, sondern ebenso auch von den Basis-Emitterklemmenspannungen, der Tranjsistoren Q 1 und Q 2 abhängt. Jedesmal, wenn die Spannung auf der !Leitung 20 über die Summe aus der Durchbruchsspannung von XR-I und !den Basis-Emitterklemmenspannungen von Q 1 und Q 2 ansteigt, wird der Strom durch Q 2 immer so verändert,, dass er die Veränderung zu korrigieren sucht.

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Wenn die Regulierung bei einer höheren Spannung als der erwähnten Summenspannung stattfinden soll, können eine oder mehrere nicht gezeigte Dioden in Durchlassrichtung in den erwähnten Serienstromkreis eingesetzt werden. Eine typische Silizium-Flächendiode hat einen Spannungsabfall in Durchlassrichtung oder einen Schwellwert von 0,5 bis 0,7 V.

Bei einer geringen kapazitiven Belastung oder bei kapazitätsfreien Verbrauchern nach Figur 1 ist eine pulsierende Gleichspannung auf der Leitung 20 wünschenswert. Weil der dargestellte Stromkreis aus der Diode XR-I und den Transistoren Q 1 und Q 2 galvanisch gekoppelt ist, findet die Regulierung ohne Zeitverzögerung statt.

Die Figuren 2c und 2c zeigen die Wellenform der Ausgangsspannung zwischen den Leitungen 25 und 26 unter typischen Arbeitsbedingungen spezifischer Ausfulirungsbexspiele der Erfindung. Figur 2c zeigt einen Gleichspannungsausgang mit einem Scheitelwert von 17 V und einem Mittelwert von 12,1 V bei 4 Amp. Belastung, wobei keine Batterie an die Leiter 25 und 26 angeklemmt ist und wobei die Zener-Diode XR-I einen Durchbruchsspannungs-Nennwert von 16,7 V-hat, wohingegen die Figur 2d eine vergleichbare Wellenform einer Anlage darstellt, in der eine Batterie parallel zur Belastung geschaltet ist und in der die Zener-Diode eine geringfügig geringere Durchbruchsspannung von 13,55 V hat. Der Mittelwert der Wellenform nach Figur 2d beträgt etwa 14,25 V. Es ist von Vorteil, dass die Erfindung leicht anwendbar auf Anlagen ist, die mit einer Viel zahl unterschiedlicher Arbeitsspannungen arbeiten.

In den meisten Anwendungen der Erfindung ist der Regulierungsstromkreis so ausgelegt, dass der Transistor Q 2.erst Strom bei einer Spannung aufnimmt, die etwas höher ist als die Leerlauf- . spannung-der voll aufgeladenen Batterie B, damit der Regulator keinen Strom aus der Batterie aufnimmt, so lange der Motor und der

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Magnetinduktor stillstehen. Trotzdem kann, zusätzlich selbst bei j solchen Anwendungen eine Diode X 3 als Sicherheitsmassnahme hin- \ zugefügt werden, um eine Batterieentladung auch'dann noch zu ver-hindern, wenn der Motor gestoppt wird und eine Komponente des* " ; Regulierungsstromkreises ausfallen sollte.

Die Dioden X-5 und X-6 können fortfallen, wenn die Dioden X-I : I und X-2 imstande sind, den hohen Spannungsspitzen zu widerstehen* die zuweilen in den Wellenformen der Ausgangsspannungen von Ma g^- [ netinduktoren auftreten. Dann jedoch ereignen sich diese flüchtig; gen Vorgänge an der-Diode XR-I und den Transistoren Q 1 und Q 2, ; wenn die Dioden X-I oder X-2 in ihrer Sperr-Richtung durchschlagen, wodurch diese Teile möglicherweise.zerstört würden, wenn ; nicht eine Diode X-4 vorgesehen wäre. Die Durchbruchsispannung 'in.,; der Sperr-Richtung der Diode X-4 ist so gewählt, dass sie sicher.Λ über der Regulierungsspannung liegt, bei der der Transistor Q 2 ; leitend ist, so dass die Diode X-4· keine Funktion ausübt, wenn !. sich eine grosse positive Spannungsspitze auf der Leitung 20 zeigt Während einer starken negativen Spannungsspitze jedoch leitet die^; Diode X-4 und schliesst diese negative Spannungsspitze zur Masse kurz. -. - ■ ... - .. ^;: .

Bei üblichen Anwendungen der Erfindung beginnt der Regler über den Transistor Q 2 und R 2 Strom aufzunehmen, sobald die.^Schei-, telspannung des Magnetinduktors den" einzuhaltenden. Wert übersteigt und je höher die Leerlaufspannung des MagnetInduktors wird, umso mehr Strom wird über den Transistor Q 2 und R 2 umgeleitet. . Transistor Q 2 und Widerstand R 2 sind beide so gewählt, dass sie vergleichbare Leistungsziffern-haben. Während einer geringen _x elektrischen Belastung müssen der Transistor Q 2 und der Wider- . stand R 2 bei einer gegebenen Motordrehzahl mehr Energie verbrauchen als während starker elektrischer Belastungen. Hauptsächlich' nehmen der Transistor Q 2 und Widerstand R 2 Strom nur während \ der kurzen Spannungsspitzen einer jeden Periode der Ausgangs-

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wechselspannung des Induktors auf, so dass ihr Energiebedarf un-i beachtlich ist.

Die Transistoren Q 1 und Q 2 werden vorzugsweise auf einem metal-ilenen Hitzeabieiter gemäss Figur 3 montiert, welcher beispiels- ■ weise aus einer Aluminiumspritzgussplatte 30 mit mehreren Kühl- j rippen zur Vergrösserung der Oberfläche und damit der Wärmeabgabe des Hitzeabieiters besteht. Die Transistoren Q 1 und Q 2 gemäss ! Figur 3 sind mit ihrem äusseren Gehäuse dicht am Hitzeabieiter 30 befestigt und die nicht dargestellten Transistorenleitungen rager durch nicht dargestellte öffnungen im Hitzeabieiter hindurch und sind mit den anderen Schaltungselementen verbunden. Alle in Figui 1 dargestellten Dioden und Widerstände können auf dem Hitzeableiter 30 mit konventionellen Klemmen und Befestigungselementen j montiert sein, wobei vorzugsweise der Widerstand R 2 entfernt vom Hitzeabieiter angeordnet wird, damit die Leistung^ die in ihm vex braucht wird, die Temperatur des Hitzeabieiters nur wenig erhöht.

Auf dem Hitzeabieiter 30 können wahlweise auch ein Paar elektrischer Kontakte, beispielsweise ein fester, vom Hitzeabieiter 30 isolierter Kontakt 31 und ein beweglicher Kontakt 32 angebracht werden, der am Ende eines Bimetallstreifens 33 angeordnet ist. De Bimetallstreifen 33 ist entweder auf dem Hitzeabieiter 30 festgelötet oder auf andere Art und Weise daran befestigt. Wenn ein hoher Energieverbrauch im Transistor Q 2 die Temperatur des Hitze ableiters 30 wesentlich erhöht, schalten die Kontakte-31» 32 eine Ohm'sche Belastung 35 zu, die, über fliegende Leitungen parallel an die Ausgangsklemmen der Anlage angeschlossen ist· Hierdurch wird die Belastung vergrössert und die Energie verringert, die notgedrungen in Q 2 und R 2 verbraucht werden müsste. Die Belastung 35 kann aus einem einfachen Widerstand bestehen, alternativ können die Schaltkontakte 31 und 52-"aber auch parallel zu einem der Schalter S 1 und S 2 liegen, so dass durch die Thermostat-Kontakte eine Lampe als zusätzliche Belastung eingeschaltet wird.

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Die zuletzt erwähnte Verbindung hat natürlich den Nachteil, dass ; im Bedarfsfall kein zusätzlicher Verbraucher vom Thermostat an die : Anlage angeschlossen werden kann, wenn der Schälter, der parallel :zu den Kontakten 31 und 32 liegt, bereits geschlossen ist. Es ist einleuchtend, dass viele thermostatische Schalter verwendet werden können, um erforderlichenfalls mehrere Belastungen zuzuschalten.

,Bei Anwendungen, die nur wenig Regulierung erfordern, kann der ;Transistor Q 1 entfallen. Die Klemme zwischen der Regülierungs-' diode XR-I und dem Widerstand R-I wird dann direkt an die Basis des Transistors Q 2 angeschlossen werden, Die Diode XR-I muss dabei natürlich gross genug sein, um den Transistor Q 2 mit ausreichendem Basisstrom zu versorgen, damit er die gewünschte Regulierung vornehmen kann. .

Claims

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Elektrische Kraftanlage für eine Maschine, die von einem Ver-j brennungsmötor mit veränderlicher Drehzahl angetrieben wird, I gekennzeichnet durch: '

einen Magnetinduktor (MG·) mit einem Rotor, der vom Motor (10) mit veränderlicher Drehzahl angetrieben wird, j

eine Felderregung mit Permanentmagneten (NS) und eine erste j und eine zweite Ankerspule (12a, 12b; 14a), !

einen ersten Stromkreis, der die erste Ankerspule (12a, 12b) j an eine Zündvorrichtung (17) für den Verbrennungsmotor (10) ] anschliesst, ■'■

einen elektrischen Verbraucherstromkreis, und eijnen zweiten Stromkreis mit Gleichrichtern und Regulierungselementen, der an die zweite Ankerspule (14a) angeschlossen ist, und über den eine Arbeitsgleichspannung an den Verbraucherstromkreis angelegt wird, wobei die Gleichrichter Gleichrichterdioden (X-I, X-2) einschliessen, die in Reihe mit der zweiten Ankerspule (14a) geschaltet sind, um eine Gleichspannung zwischen einem ersten und einem zweiten Leiter (20, 26) zu erzeugen, und wobei die Reguliefungselemente eine Zener-Diode (XR-I), die die Gleichspannungsampritude zwischen den beiden Leitern (20, 26) abfühlt und ein erstes Stromsignal erzeugt, wenn die Spannung zwischen den beiden Leitern (20, 26) einen vorherbestimmten Betrag überschreitet, sowie einen Stromverstärker enthalten, der zwischen die beiden Leiter (20, 26) geschaltet ist und der auf das erste Stromsignal der Zener-Diode(XR-I) anspricht und veranlasst, dass ein Strom zwischen den beiden Leitern (20, 26) fliesst.

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I. Elektrische Kraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass der Stromverstärker einen ersten Transistor (Q 2) mit einer Basisklemme sowie Kollektor- und Emitter-Elektroden, einen BeLastungswiderstand (R 2) und einen dritten Stromkreis enthält, der die Elektroden und den Belastungswiderstand (R in Serie zwischen die beiden Leiter (20, 26) schaltet, und dass weitere Stromkreiselemente vorgesehen sind, die auf das erste Stromsignal ansprechen, um Strom an die Basisklemme des; j ersten Transistors (Q 2) zu legen. ,

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13· Elektrische Kraftanlage, nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, '.-

dass der Stromverstärker erste und zweite Transistoren (Q 1, 1 Q 2) mit je einer Basisklemme sowie Kollektor-, und Emitter- .·

" : Klemmen, einen dritten Stromkreis, der die Zener-Diode(XR-I) ■ j und die Basis-Emitterklemmen der Transistoren (Ql, Q 2) in

; Reihe zwischen die beiden Leiter (20, 26) schaltet, und einenvierten Stromkreis mit einem Belastungswiderstand .(R 2) ent- : hält, der in Serie mit dem Kollektor-Emitterstromkreis eines der beiden Transistoren (Q 2) zwischen die Leiter (20, 26) geschaltet ist. - i

™ 4. Elektrische Kraftanlage nach Anspruch 1, .

dadurch gekennzeichnet, ;

dass der Ze-jierStromkreis eine Zener-Diode (XR-I) und einen Widerstand (R 1) enthält, die in Reihe zwischen die beiden Leiter (20, 26) geschaltet sind und die ein erstes Stromsignal an einer Verbindungsklemme zwischen der Zener-Diode (XR-I) und dem Widerstand (R 1) erzeugen, und dass der Stromverstärker einen Eingangsstromkreis besitzt, der zwischen diese Klemme und einen der Leiter (20, 26) geschaltet ist.

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>. Elektrische Kraftanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

eine weitere Diode (X-4-), die in Sperr-Richtung zwischen die beiden Leiter (20, 26) geschaltet ist, und die eine entgegengesetzte Durchbruchsspannung besitzt, die grosser ist als das Bezugspotential.

'. Elektrische Kraftanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass der elektrische VerbraucherStromkreis eine elektrische Speicherbatterie (B) einschliesst, und dass eine weitere Diode (X-3) vorgesehen ist, die mit der Batterie (B) in Serie zwischen den beiden Leitern (20, 26) liegt,

|7. Elektrische Kraftanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die weiteren Stromkreiselemente einen zweiten Transistor (Q 1) mit einer Basisklemme sowie Kollektor- und Emitter-Elekf troden enthalten, und dass die Basisklemme des zweiten Transistors (Q 1) so geschaltet ist, dass sie das erste Stromsignal empfängt, und dass eine der Elektroden des zweiten Transistors (Q 1) an einen der Leiter (20) angeschlossen ist, und die andere Elektrode des zweiten Transistors (Q 1) mit der Basisklemme des ersten Transistors (Q 2) in Verbindung steht.

8. Spannungsregulierungsgerät,

gekennzeichnet durch die Kombination folgender Elemente: eine Spannungsquelle mit einem inneren Scheinwiderstand, die zwischen einem ersten und einem zweiten Leiter (20, 26) eine gleichgerichtete Spannung mit periodisch wiederkehrenden hohen Spannungsspitzen und stark veränderlichen Amplitudenmittelwer-· ten erzeugt, "

einen an den ersten und zweiten Leiter (20, 26) angeschlossenen Belastungsstromkreis,
einen Transistor mit einer Basisklemme sowie Kollektor- und

t t ·

. Emitterfclemmen,
eine Zener-Diode (XR-I) und einen Widerstand (E 1), die in. , Reihe zwischen die beiden Leiter (20, 26) geschaltet sind, ;

einen Stromkreis, -über den die Zener-Diode (XR-I) und die Ba¹-sis-Emitterstrecke des Transistors in Reihe zwischen die beladen Leiter (20, 26) geschaltet sind, und feinen Belastungswiderstand, der in Serie mit der Kollektor-Emitterstrecke des Transistors zwischen den beiden Leitern (20, 26) liegt, wodurch ein Ansteigen der Spannung zwischen den beiden Leitern (20, 26), über einen Wert, der durch die Summe der Zener-Spannung an der Zener-Diode und der Basis-Emitterklemmenspannung des Transistors vorgegeben ist, einen Strom über die Kollektor-Emitterstrecke und den Belastungswiderstand verursacht, der die Ausgangs spannung zwischen den : Leitern (20, 26) begrenzt. i

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