DE1938481B2 - Stromversorgungseinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug - Google Patents
Stromversorgungseinrichtung, insbesondere für ein FahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungseinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit
einem nebenschlußerregten Dreiphasen-Synchrongenerator, einem Dreiphasen-Doppelweggieichrichtcr
und einer Puffer-Batterie, sowie mit einem Transistor-Spannungsregler,
der mit seinem Meßkreis an der Batteriespannung, mit seinem Steuerkreis aber an einem
Hilfsgleichrichter liegt, bei dem der Steuerkreis einen in Abhängigkeit von der Regelabweichung
schaltbaren Steuertransistor und einen von diesem im Sehaltbetrieb steuerbaren, in Reihe mit der Feldwicklung
an dem Hilfsgleichrichter liegenden Leistungstransistor aufweist, der mit seinem Kollektor auf die
Basis des Steuertransistors mitgekoppelt ist.
Es ist bereits eine derartige Stromversorgungseinrichtung bekannt (französische Patentschrift
483), bei der der mit der Feldwicklung in Reihe geschaltete Leistungstransistor durchgeschaltet ist,
wenn die ihm über den dreiphasig gestalteten Hilfsgleichrichter gelieferte Generatorausgangsspannung
unter einem vorbestimmten Schwellwert liegt. Bei einem bestimmten Wert für die Regelspannung, die von
einem an der Puffer-Batterie liegenden Spannungsteiler aa den Steuertransistor geliefert wird, steigt dessen
Basis-Emitterstrom plötzlich an, wodurch der mit seiner Basis unmittelbar an den Kollektor des Steuertransistors
angeschlossene Leistungstransistor gesperrt wird und dadurch die Feldwicklung stromlos
ίο gemacht wird. Durch die Mitkopplung, die durch eine
Reihenschaltung eines Widerstandes mit einem Kondensator zwischen der Basis des Steuertransistors und
dem Kollektor des Leistungstransistors gebildet ist, pendelt die Schaltung zwischen dem Sperrzustand und
dem Leitzustand hin und her, wobei der sich dabei ergebende Strom durch die Feldwicklung mit den
Werten der verwendeten Schaltungselemente zur Regelung des Generators eingestellt wird. Da es sich hier
um eine einfache nur von einem Schwellwert abhän-
ao gige Regelung handelt, können Welligkeits- oder Rauschkomponenten, die der. Schwellwert überschreiten,
zu Fehlansprechen führen, insbesondere wenn der Regelbereich klein gemacht wird. Wird dieser
dagegen groß gemacht, so wird die Regelung entsprechend ungenau.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungseinrichtung der eingangs genannten
Art zu schaffen, die eine genaue Regelung der abgegehenen Spannung weitestgehend störungsfrei ermöglicht.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Mitkopplung nur durch einen Ohmschen Widerstand gebildet
ist und daß der Hilfsgleichrichter ein Zweiphasen-DoppeKveggleichrichter
ist. der an zwei der drei Ge-
neratorphasen angeschlossen ist, derart, daß der Steuerkreis des Spannungsreglers an einer pulsierenden,
periodisch zu Null werdenden Gleichspannung liegt. Bei der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung
kann durch Wahl der Größe des die Mit-
4c kopplung bildenden Widerstandes die Steuerhysterese
derart groß eingestellt werden, daß Welligkeits- oder Rauschkomponenten mit Sicherheit so klein
sind, daß sie keine Steuervorgänge auslösen können, wodurch vorteilhafterweise der Störeinfluß solcher
Welligkeits- oder Rauschkomponenten vollständig beseitigt ist. Dadurch, daß der Steuerkreis des Spannungsreglers
an einer Gleichspannung liegt, die periodisch zu Null wird, wird bei jeder Periode das Regelkriterium
von neuem untersucht. Dadurch wird sofort - d.h. bei einer neuen Periode - die entsprechende
Regelmaßnahme, nämlich Sperren oder Leitendmachen des Leistungstransistors, ausgelöst, wenn eine
Abweichung von dem gewünschten Sollwert in positiver oder negativer Richtung vorliegt. Durch diese
ständige Überwachung des Regelkriteriums ist eine äußerst genaue Regelung der Ausgangsspannung
möglich.
Es ist ferner ein Spannungsregler für einen dreiphasigen Synchron-Generator bekannt (USA.-Patent-
Co schrift 3 230443). bei dem eine Feldwicklung mit einem
Thyristor in Reihe geschaltet an einen Zweiphasengleichrichter angeschlossen ist. Die Steuerelektrode
des Thyristors ist an eine Steuerschaltung angeschlossen, die sie in Abhängigkeit vom Überschreiten
oder Unterschreiten eines Schwellwertes durch die gleichgerichtete Generatorausgangsspannung
mit Spannung versorgt. Da hierbei keinerlei Schalthysterese vorgesehen ist, können Störeinflüsse
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durch Rauschkomponenten oder Welligkeitskomponenten nicht ausgeschaltet werden. Die Speisung des
Thyristors mit einer zweiphasig gleichgerichteten Spannung, die periodisch zu Null wird, ist nötig, um
den Thyristor überhaupt ausschalten bzw. sperren zu können, damit er dann - in Abhängigkeit von dem
Regelkriterium-gezündet oder auch nicht wieder gezündet
wird. Bei kontinuierlicher Speisung des Thyristors
bliebe dieser ständig durchgeschaltet, so daß eine Regelung ausgeschlossen wäre. Erst dadurch, daß die
Speisespannung für den Thyristor periodisch zu Null wird, ist überhaupt erst eine Regelung mit dem Thyristor
möglich.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung besteht darin,
daß ein Widerstand zwischen die Batterie und den Zweiphasen-Doppelweggleichrichter geschaltet ist,
dessen Widerstandswert größer is« als der Widerstandswert der ihm parallelliegenden Diode 5^ des
Dreiphasen-Brückengleichrichters 5. Dadurch wird ic
ein Anfangsfeldstrom über diesen Widerstand und den Zweiphasen-Doppelweggleichrichter zu der
Feldwicklung des Dreiphasenwechselstromgenerators geleitet, wodurch dieser unabhängig von dem Spannungsregler
Spannung erzeugen kann.
Wenn eine Anzeigelampe zwischen Batterie und Hilfsgleichrichtcr vorgesehen ist, kann der Anzeigelampe
ein Widerstand parallelliegen und eine Induktionsspule mit der Parallelschaltung in Reihe liegen,
deren Zeitkonstante größer ist als die spannungslose
Pause zwischen den Halbwellen des zweiphasigen Hilfsgleichrichters.
Dadurch, daß zwei Phasen des Dreiphasenausgangs des Generators doppelweggleichgerich'et und auf die
Klemmen des Spannungsreglers gegeben werden, ergibt sich die Möglichkeit, daß die so angelegte Spannung
während eines Sechstels einer Periode für jede der beiden Phasen zu Null wird. Weiterhin können
zwei der vier Dioden, die in dem Gieichrichterkreis zur Doppelweggleichrichtung zweier Phasen des
Dreiphasenausganges vorgesehen sind, mit ?wei der sechs Dioden gemeinsam sein, die in dem Dreiphasen-Doppelweggleichrichter
vorgesehen sind, um die Wechselausgangsspannung des Generators in eine Gleichspannung umzuwandeln, wenn sie zur Aufladung
der Batterie dient. Dies bedeutet einen großen Vorteil im Vergleich zu einem herkömmlichen Batteriespannungsregelungssystem,
bei dem vier solcher zusätzlichen Dioden erforderlich wären, da zwei zusätzliche
Dioden eingespart werden und dementsprechend die Verdrahtung wesentlich vereinfacht werden
kann. Darüber hinaus bestimmt die Kreiskor.stante der Kreise, die so angeordnet sind, daß sie miteinander
in dem Spannungsregler !eitend sind, die Schalthysterese AV, d.h. die Differenz zwischen der Bezugsspannung
zum Unterbrechen des Feldstromes oder der Spannung, bei der die Transistoren, die in der
Endstufe des Spannungsreglers liegen, leitend werden, und der Spannung, bei der diese Transistoren
in den nicht leitenden Zustand übergehen, wodurch C^.
die Klemmenspannung VB der Batterie entsprechend
dieser Schalthysterese gesleuert werden kann. Aus der
Tatsache, daß die Schalthysterese ihrerseits durch die Bezugsspannung bestimmt wird, bei der der Feldstrom
intermittierend unterbrochen wird, wenn die Spannung der Spannungsquelle an dem Spannungsregler
auf Null gebracht wird, ergibt sich die Wirkung, daß der Feldstrom selbst bei dem geringsten Überschreiten
der Klemmenspannung der Batterie über diese Bezugsspannung unterbrochen wird, und daß der
Feldstrom selbst bei dem leichtesten Absinken der Klemmenspannung unter diese Bezugsspannung wieder
zu fließen beginnt. Dies trägt ebenfalls dazu bei, daß ein Tiefpaßfilter mit einem Kondensator, der in
dem Spannungsregler Hegt, entbehrlich wird. Man erhält
durch die Ausschaltung eines derartigen Kondensators den großen Vorteil, daß die Erwärmung der
Transistoren während der Schaltzeit der Transistoren, die bedeutend kürzer als in dem Fall sein kann, bei
dem ein solcher Kondensator in den Spannungsregler eingefügt ist, wesentlich verringert werden kann. Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Spannungsregler frei von hochfrequenten
Schwingungen ist, die durch die Pulsation in der Klemmenspannung der Batterie erzeugt werden. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, daß der Spannungsregler, da er keinen Kondensator enthält, was aus den
oben beschriebenen Ausführungsformen hervorgeht, leicht in Form einer integrierten Schaltung hergestellt
werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1, 2 und 3 Schaltbilder von Ausführungsbeispielen
der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung.
Fig. 4 eine graphische Darstellung, in der die Beziehung
zwischen dem Feldstrom des Dreiphasensynchrongenerators und der Klemmenspannung der Batterie
gezeigt ist,
F i g. 5 eine graphische Darstellung der Wellenform der Spannung, die auf den Spannungsregler gegeben
wird.
In F i g. 1, in der eine erste Ausführungsform gemäß
der Erfindung dargestellt ist, sind eine Batterie 1, ein Dreiphasen-Synchrongenerator 2, der die Aufladequelle
für die Batterie 1 darstellt, eine Feldwicklung 3 des Generators 2. eine Diode 4 zur Aufnahme der
Gegenspannung, die in der Feldwicklung 3 erzeugt wird, und ein Dreiphasen-Doppelweggleichrichter 5
zur Gleichrichtung des Dreiphasenwechselstromausganges von dem Generator 2 gezeigt. Es ist gleichfalls
ein Spannungsregler 6 mit Transistoren 7, 8 und 9 vorgesehen. Die Transistoren 8 und 9 sind in einer
Darlington-Schaltung geschaltet, um eine hohe Verstärkung zu erzielen. Es sind weiterhin Widerstände
10 und 11 zur Spannungsteilung der Klemmenspannung der Batterie 1 und eine bei einer konstanten
Spannung arbeitende Diode 12 (Zenerdiode) vorgesehen, die dazu dient, ihre eigene Ansprechspannung
V1 mit der Spannung K0 an dem Punkt α zu vergleichen,
an dem die Widerstände 10 und 11 miteinandei verbunden sind. Die Anordnung ii,t so getroffen, daß
die Klemmenspannung der Batterie 1 durch die Widerstände 10 und 11 und die Zenerdicde 12 abgetastet
wird. Ferner ist über einen Widerstand 16 von der Kollektoren der Transistoren 8 und 9 eine positive
Rückkopplung auf den Punkt α gegeben. In den" Spannungsregler 6 sind Klemmen 17 und 18 für die
Zuführung der Spannung eines Hilfsgleichrichters mi' den Dioden 19 und 20 vorhanden, die zusammen mi'
den Dioden 5a und 5b des dreiphasigen Doppelweg-Gleichrichters 5 einen Gieichrichterkreis bilden, dei
dazu dient, zwei Phasen des dreiphasigen Ausgange; von dem Generator 2 doppelweggleichzurichten unc
an die Klemmen 17 und 18 anzulegen. Mit 21 ist eir
Schalter für den Generatorausgang bezeichnet.
Wenn sich der Generator 2 in nichtarbeitendem Zustand befindet, und das Potential an dem Punkt a,
das durch Spannungsteilung der Klemmenspannung VB der Batterie 1 erhalten wird, einen Wert annimmt,
der niedriger liegt als die Ansprechspannung V1 der
Zenerdiode 12, so befindet sich der Steuertransistor 7 im gesperrten Zustand, da kein Basisstrom fließt. Die
Transistoren 8 und 9 befinden sich gleichzeitig im ausgeschalteten Zustand, da an den Klemmen 17 und 18
von dem Generator keine Spannung anliegt. Wenn der Schalter 21 geschlossen wird, um den Anker des
Generators 2 etwa durch eine in ein Kraftfahrzeug eingebaute Brennkraftmaschine anzutreiben, beginnt
der Generator 2 auf Grund der Erregung, die durch den Restmagnetismus in seinen Feldpolen erzeugt
wird, auf die die Feldwicklung 3 aufgewickelt ist, mit der Spannungserzeugung, und gleichzeitig hiermit
wird ein Strom, der au·; zwei Phasen des Dreiphasenwechselstromausganges besteht und durch die Dioden
19, 20 und 5a, Sb doppelweggleichgerichtet ist, über den Widerstand 15 auf die Basis des Hilfstransistors 8
gegeben. Hierdurch wird der Hilfstransistor 8 leitfähig und sodann wird der Leistungstransistor 9 gleichfalls
leitfähig, so daß im wesentlichen der gesamte doppelweggleichgerichtete Strom in die Feldwicklung 3
fließt. Hierdurch steigt die Spannung des Generators 2 weiter an. Dadurch, daß die Transistoren 8 und
9 leitend geworden sind, werden die Kollektorspannungen dieser Transistoren im wesentlichen Null, und
diese Nullspannung wird in Form einer positiven Rückkopplung über den Widerstand 16 auf die Basis
des Steuertransistors 7 gegeben. Hierdurch wird der Steuertransistor 7 in einen gesperrten Zustand gebracht.
Wenn sodann die Gleichspannung, die durch Gleichrichtung der erzeugten Spannung des Generators
2 mit Hilfe des Dreiphasen-Doppelweggleichrichlers 3 erzeugt wird, die Klemmenspannung VB der
Batterie 1 überschreitet, beginnt sich die Batterie 1 aufzuladen. Hierdurch wird die Klemmenspannung
VB der Batterie 1 allmählich erhöht. Wenn jedoch das
Potential an dem Punkt α, das aus der Klemmenspannung VB durch Spannungsteilung mit Hilfe der Widerstände
10 und 11 erhalten wird, die Ansprechspannung V. der Zenerdiode 12 überschreitet,
beginnt ein Basisstrom in den Steuertransistor 7 durch die Zenerdiode 12 zu fließen, wodurch der Steuertransistor
7 in den leitenden Zustand gebracht wird, während die Transistoren 8 und 9 in den gesperrten
Zustand gelangen. Als Folge hiervon fließt kein Strom mehr durch die Feldwicklung 3, und der durch die
Dioden 19 und 20 fließende Strom fließt nunmehr durch den Kollektor und den Emitter des Steuertransistors
7. Somit wird die durch den Generator 2 erzeugte Spannung plötzlich erniedrigt, da die durch den
Feldstrom bewirkte Erregung abgeschaltet ist, und es tritt lediglich eine leichte Spannungserzeugung durch
den Restmagnetismus in den Feldpolen auf, der jedoch nicht ausreicht, die Batterie 1 aufzuladen. Die
oben beschriebene Arbeitsweise wird hierauf wiederholt, wodurch die Klemmenspannung VB der Batterie
1 auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.
Im folgenden wird an Hand der Fig. 4 und 5 der
Schaltvorgang des Spannungsreglers 6 beschrieben, der während des im vorhergehenden erläuterten Arbeitsvorganges
stattfindet.
Fig. 4zeigt die Beziehung zwischen der Klemmenspannung
VB der Batterie 1 und dem Feldstrom IL,
der durch die Feldwicklung 3 fließt, wobei die Klemmenspannung VB auf der Abszisse und der Feldstrom
/; auf der Ordinate aufgetragen ist. Fig. 5 zeigt die
Wellenform der Spannung, wenn zwei Phasen des Dreiphasenausganges von dem Generator 2 durch die
Dioden 19 und 20 und die Dioden Sa und Sb doppelweggleichgerichtet
worden sind und an die Klemmen 17 und 18 angelegt werden. Bei dieser Figur stellt die
Abszisse die Zeit t und die Ordinate die Spannung V
ίο dar. Vc auf der Ordinate ist gleich einem vorbestimmten
Wert, auf den die Klemmenspannung V8 der Batterie
1 begrenzt ist. Um die Transistoren 8 und 9 leitend zu machen, muß der Steuertransistor 7 ausgeschaltet
werden, d.h. es muß eine Beziehung derart hergestellt werden, daß das Potential an dem Punkt a
kleiner als die Ansprechspannung V1 der Zenerdiode
12 ist, d. h. Va Si V1. Befinden sich die Transistoren 8
und 9 im Sperrzustand, ist die Spannung bei 17 im wesentlichen gleich der Spannung am positiven An-
ao Schluß der Batterie. Daher werden die Widerstände
16 und 10 als parallel zueinander angenommen. Damit ergibt sich für diesen Zustand ein unterer Wert
Vx für die Batteriespannung, der in Fi g. 4 angegeben
isl.
Andererseits kann die Klemmenspannung V2 der
Batterie 1, bei der die Transistoren 8 und 9 vom Leitzustand zum Sperrzustand übergehen, d. h. die Spannung
V2 auf der horizontalen Achse der Fi g. 4, durch
den Zustand bestimmt werden, bei dem sich die Transistoren 8 und 9 im leitenden Zustand befinden.
Somit kann die Schalthysterese Δ V des Spannungsreglers
6, d. h. die Differenz Δ V zwischen der Spannung K1, bei der die Transistoren 8 und 9, die
inlermiitierTid den Feldstrom steuern, leitend werden,
und der Spannung V1, bei der diese Transistoren 8 und 9 in den gesperrten Zustand übergehen, erhühen
werden.
Diese Schalthysterese Δ V ist in Fig. 4 in gestrichelten
Linien in Form eines Spannungs-Zeit-Diagramms dargestellt und kann durch geeignete Wahl
der Widerstandswerte der Widerstände 10,11 und 16 in ihrer Größe bestimmt werden.
Der diese Hysterese Δ V aufweisende Spannungsregler 6 ist bei Durchführung der Umschaltung nicht
frei von der in der Klemmenspannung V8 der Batterie
1 erzeugten Pulsation. Die Spannung, die an den Klemmen 17 und 18 des Spannungsreglers 6 anliegt,
weist die in Fig. 5 dargestellte rechteckige Impulswellenform auf und ist synchron der Zweiphase nausgangsspannung
von dem Generator 2. Die dem Spannungsregler zugeführte Spannung wird für ein Sechstel
einer Periode jeder Phase, nämlich während einer Zeit h - !/6 Tgleich Null. In diesem Stadium ist ein Ende
des Widerstandes 16 durch die Diode 4 und die Widerstände 15 und 14 geerdet, wodurch sich unter Berücksichtigung
der Werte der einzelnen Schaltkreiselemente die Klemmenspannung V3 der Batterie 1 in
diesem Zustand ergibt.
Mit dieser Spannung V3 als Bezugsspannung und
mit einersolchen Bezugsspannung V3 als Grenze führt
der Spannungsregler 6 seine Schaltungen aus, um den Feldstrom intermittierend zu unterbrechen. Somit befindet
sich in Fig. 4, wenn die Klemmenspann iig VB
der Batterie 1 in dem Gebiet A liegt, das du, ^h die
Schraffierung nach rechts oben dargestellt ist, der Steuertransistor 7 im vollständig ausgeschalteten Zustand,
während die Transistoren 8 und 9 sich im vollständigeingeschalteten
Zustand selbst dann befinden.
7 ϊ, ·': 5
wenn die an die Klemmen 17 und 18 angelegte Spannung auf Null absinkt, da sich die Spannung an dem
Punkt α auf einem kleineren Wert als die Ansprechspannung K3 der Zenerdiode 12 befindet. Deshalb
fließt, wenn wieder eine Spannung an den Klemmen 17 und 18 liegt, ein Strom 1L in die Feldwicklung 3
über die Transistoren 8 und 9, um den Generator 2 zu erregen und die Klemmenspannung VB der Batterie
1 steigt stetig an. Wenn jedoch die Klemmenspannung VB der Batterie in den Bereich B kommt, der
durch die Schraffierung nach rechts unten gekennzeichnet ist, überschreitet die Spannung an dem
Punkt α die Ansprechspannung V. der Zenerdiode 12, so daß plötzlich der Steuertransistor 7 eingeschaltet
und die Transistoren 8 und 9 ausgeschaltet werden, wodurch das Fließen des Feldstromes IL unterbunden
wird, und die erzeugte Spannung des Generators 2 fällt plötzlich ab. Somit sinkt auch die Klemmenspannung
VB der Batterie 1 gleichfalls ständig ab, da ja Gleichstrom an die nicht dargestellten Verbraucher
abgegeben wird. Wenn die Klemmenspannung VB wieder in den Bereich A gelangt, unterschreitet die
Spannung Va an dem Punkt α ι1' * '—"""""η
K. der Zenerdiode 12, so daß
ausgeschaltet und die Transis
eingeschaltet werden, so daß wieder ein Feiosirom iL fließen kann, und der Generator beginnt wieder die Batterie 1 aufzuladen. Der oben beschriebene Regedurch die anfängliche Energieerzeugung des Generators 2 eingeleitet werden kann. Durch die Einfügung des Amperemeters 23 in den Aufladekreis des Generators 2 zu der Batterie 1 kann der Wert des Aufladestromes zu der Batterie 1 abgelesen werden. Überdies fließt während der Spannungserzeugung in dem Generator 2 ein doppelweggleichgerichteter Einphasen-Wechselstrom von dem Generator über den Widerstand 22 durch das Amperemeter 23, jedoch ist ίο diesei Strom zu klein, als daß er die Bewegung des Zeigers in dem Amperemeter 23 beeinflussen könnte, d-> die Spannung an dem Punkt b an der Anodenseite der Diode 19 im wesentlichen gleich der Spannung an dem Punkt c ist, an dem der Widerstand 22 und der Schalter 21 miteinander verbunden sind. Weiterhin ist, wenn die Batterie 1 nicht aufgeladen wird, die Spannung an dem Punkt b an der Anodenseite der Diode 19 um den Wert des Spannungsabfalles, der durch den Widerstand 22 hervorgerufen wird, niedrigcr als die Klemmenspannung Vn der Batterie 1. Deshalb fließt ein Strom durch denselben Kreis, durch den auch der Strom für die Anfangserregung fließt, und deshalb kann die Tatsache, daß keine Aufladung der Batterie 1 stattfindet, durch die Abweichung des Zeigers in dem Amperemeter 23 festgestellt werden. Während des oben beschriebenen Arbeitsvorganges fließt, wenn die Spannung an den Klemmen 17 und io des Spannungsreglers 6 auf Null absinkt oder während der Zeit T1 in der in Fig. 5 gezeigten Wellen-
ausgeschaltet und die Transis
eingeschaltet werden, so daß wieder ein Feiosirom iL fließen kann, und der Generator beginnt wieder die Batterie 1 aufzuladen. Der oben beschriebene Regedurch die anfängliche Energieerzeugung des Generators 2 eingeleitet werden kann. Durch die Einfügung des Amperemeters 23 in den Aufladekreis des Generators 2 zu der Batterie 1 kann der Wert des Aufladestromes zu der Batterie 1 abgelesen werden. Überdies fließt während der Spannungserzeugung in dem Generator 2 ein doppelweggleichgerichteter Einphasen-Wechselstrom von dem Generator über den Widerstand 22 durch das Amperemeter 23, jedoch ist ίο diesei Strom zu klein, als daß er die Bewegung des Zeigers in dem Amperemeter 23 beeinflussen könnte, d-> die Spannung an dem Punkt b an der Anodenseite der Diode 19 im wesentlichen gleich der Spannung an dem Punkt c ist, an dem der Widerstand 22 und der Schalter 21 miteinander verbunden sind. Weiterhin ist, wenn die Batterie 1 nicht aufgeladen wird, die Spannung an dem Punkt b an der Anodenseite der Diode 19 um den Wert des Spannungsabfalles, der durch den Widerstand 22 hervorgerufen wird, niedrigcr als die Klemmenspannung Vn der Batterie 1. Deshalb fließt ein Strom durch denselben Kreis, durch den auch der Strom für die Anfangserregung fließt, und deshalb kann die Tatsache, daß keine Aufladung der Batterie 1 stattfindet, durch die Abweichung des Zeigers in dem Amperemeter 23 festgestellt werden. Während des oben beschriebenen Arbeitsvorganges fließt, wenn die Spannung an den Klemmen 17 und io des Spannungsreglers 6 auf Null absinkt oder während der Zeit T1 in der in Fig. 5 gezeigten Wellen-
30
KJerrimenspaniiuiig r B vj>_. ^„
bestimmten Wert gehalten wird. Folglich schwankt di Klemmenspannung VB der Batterie 1 nicht wesentlich.
Im folgenden wird an Hand der Fi g. 2 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben,
bei der die mit den Bezugszeichen 1 bis 21 bezeichneten Elemente mit den Elementen icle, tisch
i. für die diese Bezugszeichen in der oben beschrie-
S=?i SS. Sdi.«r 21 und ^andere 4S
Ende mit einem Punkt b an der Anodenseite der KiL Ti verbunden. Es ist gleichfalls em Amperemeter
23 vorgesehen Bei dieser Anordnung ist die Ar beitsweise ähnhch wie bei der beschriebenen ersten
Ausführungsform, da zwei Phasen des Dreiphasen
idem Generator 2. wie es in 1
dar-
auf die Klemmen 17 ^f^ gegeben w-erden und somit der heids
intermittierende Unterbrecnung b" auf ejnem
die Klemmenspannung vB oer πα
vorbestimmten Wert zu halten. gezeigten
Während bei der_ ersten in^ ^-
Ausfuhrungsform d e anfang icne ~ Erregung
des Generators 2 mit Hilfe dtr an tan 1 B e f
auf Grund des Resfnagnetismus mden b eldpo|en
denen die Feldwicklung J auipe ^ ^n zweiten
zu der Klemme 17 über das Amperemeter 23, den behälter 21. den Widerstand 22 und die Diode 19,
wodurch die Wellenform der Spannung, die an die Klemmen 17 und 18 angelegt wird, nicht beeinflußt
wird. Dies beruht darauf, daß während der Zeit T1 das Potential an dem Punkt b an der Anode der Diode
19 Null ist. so daß der Strom, der von dem positiven Pol der Batterie 1 über das Amperemeter 23, den
Schalter 21 und den Widerstand 22 fließt, in die Ankerwicklung des Generators 2, die sich über den
Punkt b gleichfalls auf Null-Potential befindet, und dann über die Diode 20 zu der Klemme
fließt.
In Fig. 3 sind die mit den Bezugszeichen 1 bis
bezeichneten Kreiselemente dieselben wie die bei der ersten Ausführungsform mit diesen Bezugszeichen
bezeichneten Elemente. Bei der dritten Ausführungsform sind eine Anzeigelampe 24 zur Anzeige des
nichtaufladenden Zustandes. ein Widerstand 25, dei
parallel zu der Lampe 24 geschaltet ist. und eine Induktionsspule 26 vorgesehen, die in Reihe mit derr
Parallelkreis geschaltet ist, der aus der Anzeigelampe 24 und dem Widerstand 25 gebildet wird. Dieser Rei
henkreis ist zwischen den positiven Pol der Batterie und die Feldwicklung 3 eingefügt. Der Widerstands
wert des Widerstandes 25 und der Induktionsspuli 26 entspricht dem Widerstand 22 in der beschriebenei
zweiten Ausführungsform. Für die in Fig. 3 gezeigt Anordnung gilt gleichfalls wie bei der ersten Ausfüh
rungsform, daß eine Spannung mit rechteckiger Im pulswellenform. wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, an di
Klemmen 17 und 18 des Spannungsreglers 6 celee
• l lJ_f1J__T-_lJ __ _ _ .....
V ■
Ausführungsform ein „
durch Schüeßen des Schgen 21^^
: Feldwicklung 3 geleitet, wo-
er intermittierend unterbrochen wird, so daß di Klemmenspannung VB der Batterie 1 auf einem voi
bestimmten Wert F1 gehalten wird. Der anfänglich
Erregerstrom fließt wiederum von der Batterie 1 ζ der Feldwicklung 3 über den Schalter 21, die Anze
409 510/1
gelampe 24, den Widerstand 25 und die Induktionsspule
26. Ebenso ist die Spannung an dem positiven Pol der Batterie 1 während der Spannungserzeugung
des Generators 2 im wesentlichen gleich der Spannung an dem Punkt d an den gemeinsamen Kathodenseiten
der Dioden 19 und 20, und der Wert des Stromes, der von dem Punkt d zu dem positiven Pol
der Batterie 1 fließt, ist viel zu klein, um die Anzeigelampe 24 aufleuchten zu lassen. Wenn jedoch die
Spannung an dem positiven Pol der Batterie 1 größer als die Spannung an dem Punkt d wird, fließt ein
Strom von dem positiven Pol der Batterie 1 über den Schalter 21, die Anzeigelampe 24, den Widerstand
25, die Induktionsspule 26, die Feldwicklung 3 und die Transistoren 8 und 9, so daß die Anzeigelampe
24 aufleuchtet, wodurch nunmehr angezeigt wird, daß keine Aufladung der Batterie 1 stattfindet. Eine solche
Anzeigelampe 24 kann durch ein Amperemete! ersetzt werden, das jedoch nur den Auflade- oder
Nicht-Aufladezustand anzeigen kann.
Bei dieser dritten Ausführungsform kann ebenfalls eine Messung des Anfangsfeldstromes in der zu beschreibenden
Art und Weise durchgeführt werden, um zu verhindern, daß die Wellenform der Spannung des
Spannungsreglers 6 durch einen Strom beeinflußt wird, der von dem positiven Pol der Batterie 1 zu den
Klemmen 17 über den Schalter 21, die Anzeigelampe 24, den Widerstand 25 und die Induktionsspule 2i
fließt, wenn die Spannung des Spannungsreglers 6 zu Null wird. Dies kann durch die Bemessung der Induktionsspule
26 erreicht werden, die eine Induktivität L mit einer Zeitkonstanten aufweist, die größer ist ah
die spannungslose Pause Γ, zwischen den gleichgerichteten Halbwellen der Zweiphasenspannung ar
den Klemmen 17 und 18. Damit liegt während dei Spannungserzeugung des Generators 2 eine Spannung
mit der Wellenform, wie sie in Fig. 5 gezeigi
ist, an den Klemmen 17 und 18. Hierdurch ist verhindert, daß eine fehlerhafte Anzeige auftritt, bei der die
Anzeigelampe 24 jedesmal dann aufleuchtet, wem
ίο die Spannung, die an den Klemmen 17 und 18 liegt
zu Null wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Stromversorgungseinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, mit einem nebenschlußerregten
Dreiphasen-Synchrongenerator, einem Dreiphasen-Doppelweggleichrichter und einer Puffer-Batterie,
sowie mit einem Transistor-Spannungsregler, der mit seinem Meßkreis an der Batterie-Spannung,
mit seinem Steuerkreis aber an einem Hilfsgleichrichter Uegt, bei dem der Steuerkreis
einen in Abhängigkeit von der Regelabweichung schaltbaren Steuertransistor und einen von diesem
im Schaltbetrieb steuerbaren, in Reihe mit der Feldwicklung an dem Hilfsgleichrichter liegenden
Leistungstransistor aufweist, der mit seinem Kollektor auf die Basis des Steuertransistors mitgekoppelt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitkopplung nur durch einen Ohmschen Widerstand
(16) gebildet ist und daß der Hilfsgleichrichter ein Zweiphasen-Doppelweggleichrichter
(19, 20, 5a, 5b) ist, der an zwei der drei Generatorphasen angeschlossen ist, derart, daß der Steuerkreis
(7, 15, 8, 9) des Spannungsreglers (6) an einer pulsierenden, periodisch zu Null werdenden
Gleichspannung liegt.
2. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand
(22) zwischen die Batterie (1) und die Anode des Zweiphasen-Doppelweggleichrichters
(1, 20, 5a, Sb) geschaltet ist, dessen Widerstandswert größer ist als der Widerstandswert der
ihm parallelliegenden Diode (Sd) des Dreiphasen-Doppehveggieichrichiers
(S)
3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1, mit einer Anzeigelampe zwischen Batterie
und Hilfsgleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigelampe (24) ein Widerstand
(25) parallelliegt und daß eine Induktionsspule
(26) mit der Parallelschaltung (24, 25) in Reihe liegt, deren Zeitkonstante größer ist als die spannungslose
Pause (Γ,) zwischen den Halbwellen des zwciphasigen Hilfsgleichrichters (Fig. 3
und 5).
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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Legal Events
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