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Regeleinrichtung für die Ausgangsspannung eines Wechselstromgenerators
Die Erfindung betrifft eine Regoleinrichtung für dio Außgungsspannung eines Wechselstromgenerators,
insbesondere eines Drehstromgenerators für Kraftfahrzeuge, mit einem eine Feldwioklung
des Generators steuernden Ausgangstransistor und einem ohmschen Widerstand, der
beim Anlassen der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs in Reihe mit der Feldwicklung
liegt und den Spannungsanstieg den Generators verzögert.
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Bei frUhor gebräuchlichen Generatoren und den zugehörigen Regeleinrichtungen
erfolgte der Anstieg der vom Generator erzeugten Spannung entsprechend dem Anstieg
der Motordrehzahl sehr rasch,
uld auch im Leerlauf würde die Batterieladespannung
schnell erreicht. Dies hatte den Nachteil, daß das Anlassen der Brennkraftmaschine
in vielen Fällen Schwierigkeiten bereitete, weil die bekannten Anlasserschutzeinrichtungen
in der Regel auf die Höhe der Generatorausgangsspannung abgestimmt sind und den
Anlasser häufig abschalteten, bevor die zum Anspringen des Motors erforderliche
Drehzahl erreicht war. Um dies zu verhindern, schaltete man bei bekannten Regeleinrichtungen
beim klassen der Brennkraftmaschine einen Widerstand über Relaiskontakte in Reihe
mit der Erregerwicklung des Generators, Diese Schaltungen haben jedoch den Nachteil,
daß sie wegen des Vorhandenseins mechanischer Kontakte störanfällig sind, daß sie
einen erheblichen Platzbedarf haben und verhältnismäßig teuer sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Vermeidung dieser Nachteile
eine bekannte Regeleinrichtung mit elektronischen Mitteln so zu verbessern, daß
beim Anlassen der Brennkraftmaschine der Anstieg der vom Generator erzeugten Spannung
verzögert wird.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der ohmsche Widerstand
über ein Anlaßrelais parallel zur Schaltstrecke des Ausgangstransistors geschaltet
ist und daß dessen Steuerelektrode beim Anlassen der Brennkraftmaschine an einem
den Ausgangstransistor sperrenden Potential liegt.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen.
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Es zeigen: Fig. 1 die Schaltung einer Regeleinrichtung nach der Erfindung
und
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der ersindungsgemaßen
Regeleinrichtung.
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In Fig. 1 ist 1 ein Anlasser, 2 dessen Haltespule und 3 seine Anzugsspule.
Ein Schalter mit zwei Festkontakten 4 und einem beweglichen Kontakt 5 wird geschlossen,
sobald Strom von einer Batterie 6 durch die Wicklungen 2, 3 des Anlassers fließt.
Das Einschalten der Regeleinrichtung erfolgt über einen Zündstart-Schalter 7 mit
einem im Betrieb dauernd geschlossenen Festkontakt 8 und mit einem weiteren Festkontakt
9, an den die Batteriespannung nur während des Anlaßvorganges angelegt wird.
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Mit 10 ist eine Baueinheit bezeichnet die aus einem Drehstromgenerator
mit drei in Stern geschalteten Wicklungen 11 mit ausgeführtem Sternpunkt 12 und
einer Feldwicklung 13 und aus einer ioppelweggleichrichtergruppe 14 besteht. 15
ist ein nicht in allen Einzelheiten dargestellter Spannungsregler und 16 ist ein
Anlasserrelais mit Wicklungen 17, 18 und Festkontakten 19 und 21, die je mit einem
beweglichen Kontakt 20 bzw. 22 zusammenarbeiten. Ein ohmscher Widerstand 24 und
eine zu diesem parallel geschaltete Ladeanzeigelampe 28 liegen während des Anlaßvorganges
über einen Gleichrichter 29 parallel zum Ausgangstransistor 30 der Regeleinrichtung
in Reihe mit der Feldwicklung 17 des Generators. 31 ist ein Vorstufentransistor.
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Die Regeleinrichtung wirkt folgendermaßen: Wenn im Zündstartschalter
7 die Batteriespannung an den Festkontakt 8 angelegt wird, fließt von der Batterie
6 ein~Strom zum Ausgangstransistor 30, welcher leitend ist, solange ein vorgegebender
Mindestwert der Generatorspannung nicht erreicht und der zunächst gesperrte Vorstufentransistor
31 leitend wird. Es fließt der volle Erregerstrom durch die Feldwicklung 13 des
Generators.
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Sobald nun der Zündstartschalter auf die Seite des Anlasser-Festkontaktes
9 weiterbewegt wird, fließt Strom über die Wicklung 18, den Festkontakt 19 und den
beweglichen Kontakt 20 des Anlasserrelais 16 zur Masse. Die Kontakte 21 und 22 werden
geschlossen und über die Haltespule 2, die Anzugsspule 3 und die kontakte 4, 5 wird
der Anlasser betätigt. Das Ritzel schnellt heraus und kommt mit einem Zahnkranz
am Schwungrad einer Brennkraftmaschine zum Eingriff Ober die geschlossenen Kontakte
4, 5 wird der Anlasser in Bewegung versetzt.
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Gleichzeitig mit der Betätigung des Anlasserrelais 16 wird die Batteriespannung
an die Basis des Transistors 30 angelegt und dieser gelangt in den Sperrzustand.
Der Erregerstrom fließt nun über die Kontakte 21, 22, die Diode 29 und den zur Verringerung
des Erregerstromes vorgesehenen Widerstand 24. Dabei leuchtet auch die Ladeanzeigelampe
28 auf und zeigt das Fließen eines Erregerstromes im Generator an.
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Hand in Hand mit der Erhöhung der Drehzahl der Brennkraftmaschine
steigt die Spannung im Sternpunkt 12 des Generators an, und sobald der Motor eine
vorgegebene Drehzahl erreicht hat, fließt in der Spule 17 des Anlasserrelais 16
ein zum Öffnen der bis dahin geschlossenen Kontakte 19 und 20 ausreichender Strom.
Hierdurch wiederum wird die Spule 18 stromlos und die Kontakte 21 und 22 kehren
in ihren geöffneten Ruhezustand zurück. Der Anlasserstromkreis wird unterbrochen,
und das Ritzel des Anlassers kehrt in seine Ausgangsstellung zurück; der Anlasse
kommt zum Stillstands Darüber hinaus wird beim öffnet der Kontakte 21, 22 des Relais
16 der bis zu diesem Zeitpunkt über den Widerstand 24 fließende Erregerstrom unterbrochen,
welchen nun der Transistor 30 übernimmt, da das positive Potential an seiner Basis
verschwunden und er stromleitend geworden ist. Der Generator befindet sich im normal
erregten Zustand.
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Während des Betriebes der Brennkraftmaschine sind die gewöhnlich geschlossenen
Kontakte 19 und 20 geöffnet. Wenn der Zündstartschalter 7 versehentlich betätigt
wird, so wird trotz des Anlegens einer Spannung an dessen Festkontakt 9 das Anlasserrelais
nicht erregt, wodurch ein fehlerhaftes, meist mit Beschädigungen verbundenes Einspuren
des Ritzels verhindert wird.
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Abbildung 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Für die im wesentlichen gleichen Schaltelemente sind dabei die gleichen Bezugszeichen
verwendet wie in Fig. 1. Die Feldwicklung 13 ist bei dieser Anordnung auf der Plusseite
des Generators bzw. der Doppelweggleichrichtergruppe angeschlossen.
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Bei gesperrtem Ausgangstransistor 30, für den hier ebenso wie für
den Vorstufentransistor 31 ein Transistor vom npn-?yp verwendet ist, liegt die Feldwicklung
13 wiederum in Serie mit dem zur Steuerung des Erregerstromes dienenden Widerstand
24, der über die Kontakte 19 und 20 des Anlasserrelais 16 mit Masse verbunden ist.
Zur Erzielung der Anfangserregung während des Anlaßvorganges ist (bei leitendem
Vorstufentransistor 31) der :husgangstransi3tor der Regeleinrichtung wiederum gesperrt,
so daß die Ausgangsspannung des Generators nur allmählich ansteigt und das Anspringen
der Brennkraftmaschine wegen des in gleiche Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel
verzögerten Abschaltens des Anlassers gewährleistet ist.
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Da der Ausgangstransistor 30 fllr den Normalbetrieb der Regeleinrichtung
ohnehin erforderlich ist, erhält man ohne susitzlichen Aufwand eine sehr einfache,
preiswerte und dennoch äußerst betriebssichere Anordnung zur Verzögerung den Spannungsanstieges
während des Anlaßvorganges der Brennkraftmaschine.