DE2116209A1

DE2116209A1 - Charging current generating device

Info

Publication number: DE2116209A1
Application number: DE19712116209
Authority: DE
Inventors: Toshimitsu Inazawa Nagasawa Masao Kanya Aichi Higashino (Japan)
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1970-04-03
Filing date: 1971-04-02
Publication date: 1971-10-21
Also published as: AT308243B; FR2089190A5; GB1347098A; SE367741B

Description

R. ND 78 R. ND 78

26.3.1971March 26, 1971

Anlage zur
PatentanmeldungAttachment to
Patent application

NIPPONDENSO KABUSHIKI KAISHA., Karyia Shi, Aichi Ken (Japan)NIPPONDENSO KABUSHIKI KAISHA., Karyia Shi, Aichi Ken (Japan)

Charging current generation unit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ladestromerzeugungseinrichtung, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbaren, in Stern geschalteten Drehstromgenerator, einer ein Gleichstromnetz speisenden Dreiphasen-Doppelweggleichrichtereinrichtung sowie mit hieran angeschlossenen Verbrauchern, wie z. B. einer Batterie und elektrischen Lasten.The invention relates to a charging current generating device, especially for vehicles with a star-connected one that can be driven at rapidly changing speeds Three-phase generator, a three-phase full-wave rectifier device feeding a direct current network as well as with consumers connected to it, such as B. a battery and electrical loads.

Bei dem modernen Verkehr in den Städten werden wegen der größer werdenden Zahl von Kraftfahrzeugen die prozentualen Haltezeiten derselben immer größer, während andererseits durch das sich ausdehnende Netz der Schnellstraßen auch die Fahrt mit hoher Geschwindigkeit immer häufiger wird. Deshalb weistIn modern urban traffic, because of the increasing number of motor vehicles, the percentage Holding times of the same always larger, while on the other hand through As the network of expressways is expanding, driving at high speed is becoming more and more common. Therefore points

109843/1?63109843/1? 63

2116-203-2116-203-

Nippondenso Kabushiki Kaisha R. ND 78 Rs/SzNippondenso Kabushiki Kaisha R. ND 78 Rs / Sz

Kariya Shi, AicM KenKariya Shi, AicM Ken

. die Verteilung der Drehzahlen starke Maxima und Minima auf, da wir einmal Drehzahlen in der Nähe der Leerlauf drehzahl und zum anderen verhältnismäßig hohe Drehzahlen haben. Durch die Zunahme des Kraftfahrzeugzubehörs ergibt sich eine deutliche Tendenz zu einer sich steigernden elektrischen Belastung des Generators. Deshalb wird von einem Generator verlangt, daß er schon bei einer äußerst niedrigen Drehzahl die Batteriespannung erreicht und andererseits werden immer größere Maximalausgangsleistungen gefordert.. the distribution of the speeds strong maxima and minima on, there we have speeds close to idling speed on the one hand and relatively high speeds on the other. Because of the increase of the motor vehicle accessories there is a clear tendency towards an increasing electrical load of the Generator. A generator is therefore required to have the battery voltage at an extremely low speed and on the other hand, ever greater maximum output powers are achieved required.

Bei den bisher gebräuchlichen Ladestromerzeugungseinrichtungen macht man gewöhnlich, um den modernen hohen Anforderungen des Automobilverkehrs zu entsprechen, das Gewicht und die Abmessungen des Generators größer, wodurch jedoch auch seine Kosten steigen. Da man in neuerer Zeit die Fertigung vorwiegend auf Transferstraßen verlagert hat, bei welchen man für die Fertigungseinrichtung einen außerordentlich hohen Aufwand braucht, ist es heute einfach oft nicht möglich, für das Generatorgehäuse neue Formen zu schaffen, auch wenn dies im Hinblick auf die verlangte Leistungssteigerung notwendig wäre.In the case of the previously used charging current generating devices, one usually makes in order to meet the modern high requirements of the Automobile traffic to match, the weight and dimensions of the generator larger, but this also increases its cost rise. Since in recent times production has mainly been shifted to transfer lines, which are used for the production facility requires an extraordinarily high effort, it is simply not possible today for the generator housing to create new forms, even if this were necessary in view of the required increase in performance.

eine Batterieladeeinrichtung mit einem Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, / Generator mit kleinen Außenabmessungen und wenig Kupfer zu schaffen, die bereits bei niedrigen Drehzahlen einen Ladestrom für den Generator erzeugt und dennoch bei hohen Drehzahlen eine große Ausgangsleistung liefert.a battery charger with a The present invention is based on the object / Generators with small external dimensions and little copper to create a charging current even at low speeds generated for the generator and still delivers a large output power at high speeds.

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch Mittel zum Umschalten der Doppelweggleichrichtereinrichtung in eine Einweggleichrichtereinrichtung in Abhängigkeit von der Drehzahl des Generators und/oder in Abhängigkeit des vom Generator abgegebenen Laststromes sowie durch Mittel zum Abtrennen eines Poles des Gleichstromnetzes bzw. der Batterie von der Gleichrichterein-According to the invention, this is achieved by means for switching the full-wave rectifier device in a half-wave rectifier device depending on the speed of the generator and / or depending on the output from the generator Load current as well as means for disconnecting a pole of the direct current network or the battery from the rectifier

_ 3 _ 109843/1263 _ 3 _ 109843/1263

Kariya Shi, Aichi KenKariya Shi, Aichi Ken

richtung und zum Anschluß desselben an den Sternpunkt des Generators.direction and for the connection of the same to the star point of the generator.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die die Umschaltung bewirkende Vorrichtung aus einem Relais besteht, welches zwischen die eine Ausgangsanschlußklemme der obengenannten Doppelweggleichrichtereinrichtung und die gleichpolige Anschlußklemme des Gleichstromnetzes bzw. der Batterie eingeschaltet ist und bei niedrigen Drehzahlen des Generators zwischen den beiden zuvor genannten Anschlußenden eine Verbindung herstellt, bei hohen Drehzahlen jedoch die obengenannte gleichpolige Anschlußklemme des Gleichstromnetzes bzw. der Batterie auf den Sternpunkt des Generators umschaltet. Hierdurch wird mit einfachen Mitteln und mit geringem Aufwand eine unkomplizierte und betriebssichere Umschaltvorrichtung geschaffen. Zum Schutz der Kontakte des Umschaltrelais, bei entsprechender Dimensionierung aber auch zur Übernahme der Sternpunktlast hat es sich als vorteilhafte Weiterbildung erwiesen, wenn zwischen die obengenannte gleichpolige Anschlußklemme des Gleichstromnetzes bzw. der Batterie und den Sternpunkt der Dreiphasen-. Wicklung des Generators eine Diode mit Durchlaßrichtung in Richtung des Laststromflusses eingeschaltet ist. Eine weitere Steigerung der Ausgangsleistung des Generators erreicht man dadurch, daß man in entgegengesetzter Richtung zu der zuvor genannten Diode eine weitere Diode zwischen den Sternpunkt des Generators und die andere der beiden Leitungen des Gleichstromnetzes schaltet, wodurch man eine Doppelweggleichrichtung der Sternpunktleistung erhält. It has proven to be advantageous if the device causing the switchover consists of a relay which is connected between the one output terminal of the aforementioned full wave rectifying device and the homopolar connection terminal of the direct current network or the battery is switched on and at low speeds of the generator establishes a connection between the two aforementioned connection ends, at high speeds, however, the above-mentioned homopolar connection terminal of the direct current network or the battery switches to the star point of the generator. This is with simple Means and with little effort created an uncomplicated and reliable switching device. For protection the contacts of the changeover relay, if dimensioned accordingly but also to take over the star point load, it has proven to be an advantageous further development when between the above-mentioned homopolar connection terminal of the direct current network or the battery and the star point of the three-phase. Winding of the generator a diode with forward direction is switched on in the direction of the load current flow. Another increase in output power of the generator is achieved by moving another diode in the opposite direction to the aforementioned diode Diode switches between the star point of the generator and the other of the two lines of the direct current network, whereby a full-wave rectification of the star point power is obtained.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß die mechanische Umschaltvorrichtung durch eine Halbleiter-Schalteinrichtung ersetzt wird. Dies kann entweder so geschehen, daß an gleicher Stelle wie das zuvor genannteA further advantageous embodiment of the invention is that the mechanical switching device by a Semiconductor switching device is replaced. This can either be done in the same place as the above

109843/17R3109843 / 17R3

Kariya Shi, Aichi KenKariya Shi, Aichi Ken

Relais ein Halbleiterschalter angeordnet oder aber auch dadurch, daß die Dreiphasen-Doppelweggleichrichtereinrichtung drei normale und drei steuerbare Gleichrichter enthält und daß die miteinander verbundenen Hauptelektroden der steuerbaren Gleich-• richter über eine Diode mit dem Generatorsternpunkt verbunden sind. Eine derartige Anordnung enthält keine verschleißanfälligen Kontakte mehr. Hierbei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Steuerelektroden der steuerbaren Gleichrichter, vorzugsweise über je eine Diode und je einen Widerstand, ψ mittels einer elektrischen Schaltvorrichtung gemeinsam an den positiven Pol des Gleichstromnetzes angeschlossen sind.Relay a semiconductor switch arranged or that the three-phase full-wave rectifier device contains three normal and three controllable rectifiers and that the interconnected main electrodes of the controllable rectifier • are connected to the generator star point via a diode. Such an arrangement no longer contains any contacts susceptible to wear. This has proved to be advantageous if the control electrodes of the controllable rectifier, preferably via a respective diode and a respective resistor ψ, are connected by means of an electrical switching apparatus together to the positive pole of the DC network.

Die zuvor genannte Schalteinrichtung wird mit Vorteil als drehzahlabhängige Schalteinrichtung ausgebildet. Unter bestimmten Voraussetzungen kann es aber auch vorteilhaft sein, die Schaltung durch den vom Generator abgegebenen Laststrom zu steuern. Hierdurch kann man die Schalthäufigkeiten herabsetzen und insbesondere bei Verwendung eines Relais mit beweglichen Kontakten die Lebensdauer der Einrichtung erhöhen.The aforementioned switching device is advantageously designed as a speed-dependent switching device. Under certain However, it can also be advantageous to control the circuit by the load current delivered by the generator. This can reduce the switching frequencies and especially when using a relay with moving contacts, increase the service life of the device.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung liegt ferner. ^ noch darin, daß die die Umschaltung bewirkende VorrichtungThere is also an expedient development of the invention. ^ still in the fact that the device causing the switch

aus einem Relais besteht, welches zwischen die eine Ausgangs-,d,er„, Gleichrichter einrichtung. , ,·-,„,., , „-..·, anschlußkiemme /and die giexchpollge Anschlußklemme des Glexchstromnetzes bzw. der Batterie eingeschaltet ist und bis zu einem Laststrom vorgegebener Größe zwischen diesen beiden Anschlußenden eine elektrische Verbindung besteht, während bei einem über den vorgegebenen Wert hinaus steigenden Laststrom die obengenannte gleichpolige Anschlußklemme des Gleichstromnetzes bzw. der Batterie durch den Relaiskontakt mit dem Sternpunkt des Generators verbunden ist. Der Wert des die Umschaltung bewirkenden Laststromes wird dabei in vorteilhafter Weise größer gewählt als der dem Schnittpunkt der Strom-Dreh-consists of a relay, which is between the one output, d, he ", Rectifier device. ,, · -, ",.,," - .. ·, anschlusskiemme / and the giexchpollge connection terminal of the Glexchstromnetzes or the battery is switched on and up to a load current of a predetermined size between these two Connection ends an electrical connection exists, while with a load current rising above the predetermined value the above-mentioned homopolar terminal of the direct current network or the battery through the relay contact with the Star point of the generator is connected. The value of the load current causing the switchover becomes more advantageous Way larger than that of the intersection of the current-rotation

- 5 -109843/1263- 5 -109843/1263

211SlO8211S108

. Kariya Shi, Aichi Ken. Kariya Shi, Aichi Ken

zahlkurven bei Ein- "bzw. Doppelweggleichrichtung entsprechende Laststrom. Diese Ausführungsform ist in Abbildung 5 dargestellt. Wie aus der dort gezeigten Schaltung sofort ersichtlich ist* fließt in der Spule des die Umschaltung bewirkenden Relais der volle Laststrom, und zwar bei jeder Drehzahl des Generators, Der bewegliche Schaltkontakt des Relais bleibt also auch bei hohen Drehzahlen mit dem an den Sternpunkt des Generators angeschlossenen Festkontakt stets verbunden. Durch die Anordnung einer Diode zwischen dem Sternpunktanschluß und dem beweglichen Schaltkontakt wird einerseits die Lebensdauer der Relaiskontakte erheblich verlängert und andererseits eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Ladestromerzeugungseinrichtung erzielt. Bei der in Fig. 5 dargestellten Schaltung erfolgt die Umschaltung von Doppelweggleichrichtung auf Einweggleichrichtung auf der Plusseite der Gleichrichtereinrichtung, es ist jedoch ebensogut möglich, die Umschaltung auf der Minusseite der Gleichrichtereinrichtung vorzunehmen. Dies konnte dann von Vorteil sein, wenn die wärmeabstrahlenden Metallteile der negativen Gleichrichter unmittelbar am Generatorgehäuse befestigt sind, weil dann die in jedem Betriebszustand des Generators belasteten Gleichrichter besser gekühlt sind.number curves for single or double wave rectification Load current. This embodiment is shown in Figure 5. As can be seen immediately from the circuit shown there, the * flows in the coil of the relay causing the switchover full load current, at any speed of the generator, so the moving switching contact of the relay also remains high speeds with the fixed contact connected to the star point of the generator. By the arrangement a diode between the star point connection and the movable switching contact, on the one hand, increases the service life of the relay contacts considerably extended and, on the other hand, an improvement in the efficiency of the charging current generating device is achieved. In the circuit shown in FIG. 5, the switchover from full-wave rectification to one-way rectification takes place the plus side of the rectifier device, but it is just as possible to switch to the minus side of the Make rectifier device. This could be advantageous if the heat radiating metal parts of the negative rectifiers are attached directly to the generator housing, because then in every operating state of the generator loaded rectifiers are better cooled.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, die Umschalteinrichtung auf der Wechselstromseite der Dreiphasen-Doppelweggleichrichtereinrichtung anzuordnen. Bei dieser Ausführung hat es sich bewährt, wenn die Umschalteinrichtung aus einem elektromagnetischen Relais besteht, das drei mit der Kathode je einer der drei negativen Gleichrichter verbundene bewegliche Schaltkontakte sowie drei als Ruhekontakte ausgebildete Festkontakte, die einerseits an die Ausgänge der Drehstromwicklung und andererseits an die Anoden der drei positiven Gleichrichter angeschlossen sind, und außerdem drei als Arbeitskontakte ausgebildete, gemeinsam mit dem Sternpunkt des Generators verbundene Festkontakte hat.Another advantageous embodiment of the invention is the switching device on the alternating current side of the Arrange three-phase full-wave rectifier device. In this design, it has proven useful if the switching device consists of an electromagnetic relay, the three with the cathode each one of the three negative rectifiers connected moving switching contacts and three fixed contacts designed as normally closed contacts, which on the one hand to the outputs the three-phase winding and on the other hand to the anodes of the three positive rectifiers are connected, and also three designed as working contacts, together has fixed contacts connected to the star point of the generator.

109843/1763 " ⁶ "109843/1763 " ⁶ "

Kariya Shi, Aichi KenKariya Shi, Aichi Ken

Diese Ausführung ist in Fig. 6 dargestellt. Ihr Vorteil liegt insbesondere darin, daß durch die Anordnung der Ümschalteinrichtung auf der Wechselspannungsseite eine längere Lebensdauer der Schaltkontakte erreicht wird.This embodiment is shown in FIG. Your advantage lies in particular that by the arrangement of the switching device A longer service life of the switching contacts is achieved on the AC voltage side.

Eine mit sehr geringem Aufwand für die Umschaltvorrichtung verbundene Ausgestaltung der Erfindung liegt schließlich noch darin, daß das Relais einen beweglichen, mit einem Pol des Gleichstromnetzes bzw. der Batterie verbundenen Schaltkontakt, drei als Ruhekontakte ausgebildete, gemeinsam mit dem beweglichen Kontakt in Berührung stehende Festkontakte und einen mit dem Sternpunkt des Generators verbundenen Arbeitskontakt hat. Durch die gleichzeitige Kontaktierung von beispielsweise drei mit den Anoden der negativen Gleichrichter verbundenen Festkontakten kann die Mechanik des Relais wesentlich vereinfacht werden.One associated with very little effort for the switching device Finally, an embodiment of the invention is that the relay has a movable, with one pole of the DC network or switching contact connected to the battery, three fixed contacts which are designed as normally closed contacts and are in contact with the movable contact and has a normally open contact connected to the star point of the generator. By simultaneously contacting, for example three fixed contacts connected to the anodes of the negative rectifier can significantly affect the mechanics of the relay be simplified.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus dem im folgenden dargestellten und beschriebenenlAusführungsbeispiel zu entnehmen. Further details of the invention are set forth below The illustrated and described exemplary embodiment can be found.

Es zeigen;Show it;

Fig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Ladestromerzeugungseinrichtung,1 shows a circuit diagram of a first exemplary embodiment of the charging current generating device,

Fig. 2 ein Kennliniendiagramm der eifindungs gemäßen Einrichtung, 2 shows a characteristic diagram of the device according to the invention,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel mit steuerbaren Halbleitergleichrichtern als Teil der Doppelweggleichrichtereinrichtung und drehzahlabhängiger Steuerung,Fig. 3 shows a second embodiment with controllable Semiconductor rectifiers as part of the full-wave rectifier device and speed-dependent Steering,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit laststrunabhängiger, durch die Steuerung von steuer-Fig. 4 shows a further embodiment of the invention load-independent, through the control of tax-

— 7 — 109843/1263- 7 - 109843/1263

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"Nippondenso Kabushiki Kaisha E. ND 78 Rs/Sz"Nippondenso Kabushiki Kaisha E. ND 78 Rs / Sz

Kariya Shi, Aichi KenKariya Shi, Aichi Ken

baren Gleichrichtern bewirkter Umschaltung der Ladestromerzeugungseinrichtung von einer Doppelweggleichrichtereinrichtung auf eine Einweggleichrichter einrichtung, undble rectifiers caused switching of the charging current generating device from a full-wave rectifier device to a half-wave rectifier establishment, and

Fig. 5-7 weitere Ausführungsbeispiele.Fig. 5-7 further embodiments.

Im folgenden soll nun die vorliegende Erfindung anhand des in Fig. 1 dargestellten praktischen Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Darin ist 1 ein Dreiphasen-Wechselstromgenerator (Drehstromgenerator), la, Ib und Ic sind seine in Stern geschalteten Wicklungen. Mit Id ist der Sternpunkt des Generators bezeichnet und mit Ie die Feldwicklung. 2a, 2b, 2c, 2d, 2e und 2f sind Halbleitergleichrichter, welche eine den Wechselstromausgang der Dreiphaen-Wicklung einer Doppelweggleichrichtung unterwerfende, in Brückenschaltung geschaltete Doppelweggleichrichtereinrichtung bilden. Der positive Ausgang der Doppelweggleichrichtereinrichtung trägt die Nummer 3a, der negative Ausgang die Nummer 3b. Weiter sind in Abbildung 1 ein Spannungsregler 4, eine im Wagen eingebaute Batterie 5 ,sowie ebenfalls im Wagen eingebaute elektrische Lasten 6 wie etwa die Scheinwerfer dargestellt. Mit 7, 8 und 9 sind wichtige Teile der vorliegenden Erfindung bezeichnet, wobei 7 ein Umschaltrelais ist, welches aus einem mit dem negativen Ausgang 3b der Doppelweggleichrichtereinrichtung 2 verbundenen festen Kontakt 7^ai einem mit dem Sternpunkt Id der Dreiphasen-Wicklung verbundenen festen Kontakt 7b und einem bei niedrigen Drehzahlen des Generators mit dem Kontakt 7^a unä bei hohen Drehzahlen des Generators durch die Anzugsspule 7d angezogenen, mit dem Kontakt 7b verbundenen beweglichen Kontakt 7c besteht. Der zuvor genannte bewegliche Kontakt 7c ist mit der negativen Leitung 11 des Gleichstromnetzes verbunden. Die Anzugsspule 7<i wird bei einer im voraus genau festgelegten Drehzahl des Generators mit einem ReglerIn the following, the present invention will now be explained in more detail with reference to the practical embodiment shown in FIG. 1 is a three-phase alternator (alternator), la, Ib and Ic are its star-connected windings. The star point of the generator is designated with Id and the field winding with Ie. 2a, 2b, 2c, 2d, 2e and 2f are semiconductor rectifiers which form a bridge-connected full-wave rectifier device that subjects the AC output of the three-phase winding to full-wave rectification. The positive output of the full wave rectifier device is numbered 3a, the negative output is numbered 3b. Figure 1 also shows a voltage regulator 4, a battery 5 built into the car, and electrical loads 6 also built into the car, such as the headlights. 7, 8 and 9, important parts of the present invention are referred to give 7, a change-over relay is that of a to the negative output of the Doppelweggleichrichtereinrichtung 3b 2 associated fixed contact 7 ^a i a connected to the neutral point Id of the three-phase winding fixed contact 7b and is at low rotational speeds of the generator with the contact 7 ^a UNAE at high rotational speeds of the generator attracted by the attraction coil 7d is connected to the contact 7b movable contact 7c. The aforementioned movable contact 7c is connected to the negative line 11 of the direct current network. The pull-in coil 7 <i is operated with a controller at a speed of the generator that is precisely defined in advance

- 8 10 9 8 4 3/1263- 8 10 9 8 4 3/1263

— ο —- ο -

Kariya Shi, Aichi KenKariya Shi, Aichi Ken

verbunden, welcher zur Steuerung des Umschaltrelais dient und der Anzugsspule 7d die zum Anziehen notwendige Spannung liefert. Der Kegler hat den Zweck, nach einem bekannten Verfahren Signale beispielsweise des Hauptgeneratοrs oder eines zur Erzeugung von Signalen für den Motor dienenden Generators oder Signale des Zündsystems in eine der Drehzahl des Generators entsprechende Spannung umzuwandeln. Mit 8 ist eine dem Schutz des Relais 7 dienende Diode bezeichnet, welche zwischen den Sternpunkt Id des Generators und die negative Leitung 11 des * Gleichstromnetzes derart eingeschaltet ist, daß sie einen Strom von der negativen Leitung 11 zum Sternpunkt Id führt. Die positive Leitung des GIeichstromnetzes trägt die Nummerconnected, which is used to control the changeover relay and the tightening coil 7d supplies the voltage necessary for tightening. The purpose of the bowler is to send signals, for example from the main generator or one, to a known method Generation of signals for the generator serving the engine or signals of the ignition system in one of the speed of the generator convert corresponding voltage. With a protection of the relay 7 is referred to as a diode, which is between the The neutral point Id of the generator and the negative line 11 of the * direct current network is switched on in such a way that it has a Current from the negative line 11 leads to the neutral point Id. The positive line of the DC network bears the number

In den Pig. 3 bis 7 sind die einzelnen Teile der Einrichtung nicht näher bezeichnet. Die dort gezeigten AusführungsbeispieleIn the pig. 3 to 7 are the individual parts of the facility not further described. The exemplary embodiments shown there

sind im Prinzip ebenso aufgebaut wie die Ausführung nach Fig. 1, - . - ausare in principle constructed in the same way as the embodiment according to FIG. 1, -. - the end

lediglich sind die Dioden 2d, 2e und 2f / Fig. 1 durch steuerbare Halbleiter ersetzt worden und die Fig. 3 und 4- sind durch eine Anordnung zur Steuerung dieser steuerbaren Halbleitergleichrichter ergänzt. Diese Steueranordnung kann ebenfalls drehzahlabhängig (Fig. 3) oder beispielsweise laststromabhän-only the diodes 2d, 2e and 2f / Fig. 1 have been replaced by controllable semiconductors and Figs. 3 and 4- are replaced by an arrangement for controlling these controllable semiconductor rectifiers is added. This control arrangement can also speed-dependent (Fig. 3) or, for example, load current-dependent

dabex gig (Fig. 4-) arbeiten. In jedem Fall ist/ein Relais vorgesehen,dabex gig (Fig. 4-). In each case a relay is provided,

ψ welches die positive Leitung des Gleichstromnetzes über Je einen Widerstand und je eine Diode mit den Steuerelektroden der steuerbaren Gleichrichter verbindet. Selbstverständlich kann auch bei diesen Ausführungen das Relais durch eine Halbleiterschal tan Ordnung ersetzt werden. ψ which connects the positive line of the direct current network to the control electrodes of the controllable rectifier via a resistor and a diode each. Of course, the relay can also be replaced by a semiconductor switch in these designs.

Anhand von Abbildung 2 soll im folgenden nun die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1 ausführlich erläutert werden.The mode of operation of the device according to FIG. 1 will now be explained in detail below with reference to FIG.

. Die Darstellung in Fig. 2 zeigt die Strom-Drehzahl-Charakteristik der erfindungsgemäßen Ladestromerzeugungseinrichtung.. The illustration in FIG. 2 shows the current-speed characteristic the charging current generating device according to the invention.

- 9 109 8 43/1283- 9 109 8 43/1283

Nippondenso Kabushiki Kaisha E. ND 78 Hs/SzNippondenso Kabushiki Kaisha E. ND 78 Hs / Sz

Kariya Shi, Aichi KenKariya Shi, Aichi Ken

Dabei ist auf der Ordinatenachse der Ausgangsstrom I des Generators aufgetragen, während auf der Abszissenachse die Drehzahl N aufgetragen ist. Die Kurve a zeigt die Gleichstromausgangscharakteristik des Generators bei einer Dreiphasen-Doppelweggleichrichtung, d. h., die Charakteristik, wie man sie mit einer gebräuchlichen Ladestromerzeugungseinrichtung erhält. The output current I of the generator is on the ordinate axis plotted, while the speed N is plotted on the abscissa axis. The curve a shows the DC output characteristic of the generator in a three-phase full wave rectification, d. i.e., the characteristic of how to get them with a conventional charging current generating device.

Wenn man bei einer Ladestromerzeugungseinrichtung in der bekannten Ausführung die Windungszahl der stromerzeugenden Wicklung kleiner macht, so erhöht sich die aus dem Generator maximal entnehmbare Leistung bei hohen Drehzahlen; dabei wird jedoch diejenige Drehzahl, bei welcher die Ausgangsspannung des Generators die Höhe der Batteriespannung erreicht, höher, so daß bei niedrigen Drehzahlen des Generators die von ihm abgegebene Leistung nicht ausreicht, um der Batterie einen Ladestrom zuzuführen. Wenn man dagegen, um die bei niedrigen Drehzahlen abgegebene Leistung zu erhöhen, die Windungszahl der stromerzeugenden Wicklung größer macht, dann wird die maximale Leistung bei hohen Drehzahlen niedriger; die Leistung reicht zur Batterieladung zumindest dann nicht aus, wenn Verbraucher mit hohem Energiebedarf an die Leitungen 10 und 11 angeschlossen sind.If you look at a charging current generating device in the known Execution makes the number of turns of the power-generating winding smaller, the maximum from the generator increases available power at high speeds; However, the speed at which the output voltage of the Generator reaches the level of the battery voltage, higher, so that at low speeds of the generator the output from it There is not enough power to supply the battery with charging current. If you contrast it to the at low speeds To increase the output power, the number of turns of the power-generating winding increases, then the maximum Lower power at high speeds; the power is not sufficient to charge the battery, at least when consumers are connected to lines 10 and 11 with high energy requirements.

Gemäß der Ausführung nach Fig. 1 der vorliegenden Erfindung ist während des Betriebes des Generators mit niedrigen Drehzahlen der bewegliche Schaltkontakt 7c des Relais 7 mit dem Festkontakt 7a in Berührung, so daß der Ausgang des Generators über die Dreiphasen-Doppelweggleichrichtereinrichtung 2 die Batterie 5 u^ eine Last 6 mit einer Gleichstromleistung versorgt. Die Charakteristik der Stromversorgung ist durch die. Kurve a angegeben. Beim Erreichen einer höheren Drehzahl N,-werden die Potentialschwankungen des Sternpunktes Id größerAccording to the embodiment of FIG. 1 of the present invention is during operation of the generator at low speeds the movable switch contact 7c of the relay 7 with the Fixed contact 7a in contact, so that the output of the generator Via the three-phase full-wave rectifier device 2, the battery 5 u ^ a load 6 is supplied with a direct current power. The characteristic of the power supply is due to the. Curve a given. When reaching a higher speed N, -will the potential fluctuations of the star point Id are greater

- 10 109843/1263 - 10 109843/1263

Kariya SM, McM KenKariya SM, McM Ken

und erreichen einen Wert, der über der Klemmenspannung der 3atterie liegt. Die Spannung im Stempunkt Id erfährt durch die Diode 8 eine Halbwellengleichrichtung und erzeugt einen Strom, der dem im Dreiphasen-Doppelweggleichrichter gleichgerichteten Strcm hinzuaddiert wird} so erhält man die Kurve b. Wenn die Drehzahl des Generators weiter ansteigt und den Wert Ef erreicht, dann wird von dem der Steuerung des Umschaltrelais 7 dienenden Regler 9 eine Spannung geliefert, welche ausreicht, um die Anzugsspule 7d des Relais so weit zu erregen, daß der "bewegliche Kontakt 7c angezogen und die Verbindung des Festkon taktes 7^a nri-t der negativen Leitung 11 des Gleichstromnetzes unterbrochen wird. Der bewegliche Kontakt 7c kommt nun mit dem sternpunktseitigen Festkontakt 7b in Berührung, wodurch die negative Leitung des Gleichstromnetzes nun mit dem Sternpunkt Id verbunden wird. Die Dioden 2d, 2e und 2f der negativen Seite der Doppelweggleichrichtereinrichtung 2 sind also abgeschaltet und aus der Doppelweggleichrichtereinrichtung ist eine Eimveggleichrichtereinrichtung geworden. Die Ausgangscharakteristik, des Generators 1 verläuft nun nach der Kurve c in Abbildung 2. Die maximal entnehmbare Ausgangsleistung ist bei hohen Drehzahlen im Falle einer Dreiphasen-Halb-Wellengleichrichtung ungefähr doppelt so groß, wie die Ausgangsleistung im Falle einer Dreiphasen-Doppelweggleichrichtung. and reach a value that is above the terminal voltage of the battery. The voltage at the star point Id is half-wave rectified by the diode 8 and generates a current which is added to the current rectified in the three-phase full-wave rectifier} so curve b is obtained. If the speed of the generator increases further and reaches the value Ef, then the regulator 9, which is used to control the changeover relay 7, supplies a voltage which is sufficient to excite the pull-in coil 7d of the relay to such an extent that the "movable contact 7c" is attracted and the connection of the fixed contact 7 ^a nri-t of the negative line 11 of the direct current network is interrupted. The movable contact 7c now comes into contact with the fixed contact 7b on the star point side, whereby the negative line of the direct current network is now connected to the star point Id 2d, 2e and 2f of the negative side of the full-wave rectifier device 2 are therefore switched off and the full-wave rectifier device has become a single-ended rectifier device. The output characteristic of generator 1 now follows curve c in Figure 2. Three-phase half-wave rectification unge about twice as large as the output power in the case of a three-phase full wave rectification.

Wenn man, wie dies in Abbildung 1 durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, zwischen die positive Leitung 10 des Gleichstromnetzes und den Sternpunkt Id des Generators 1 eine Diode 12 mit Durchgang in Richtung zum Sternpunkt zusätzlich einschaltet, werden die Potentialschwankungen des Sternpunktes einer Doppelweggleichrichtung unterworfen, so daß die durch die Diode 8 nicht erfaßte Leistung der Kurve a in Abbildung 2 noch zusätzlich überlagert wird. Die Ausgangscharakteristik, die man hierdurch erhält, ist in derIf you look like this in Figure 1 by a dashed Line is shown between the positive line 10 of the direct current network and the neutral point Id of the generator 1 a diode 12 with continuity in the direction of the star point also turns on, the potential fluctuations of the Star point subjected to a full-wave rectification, so that the power not detected by the diode 8 of the curve a in Figure 2 is also superimposed. The output characteristic obtained by this is in the

— 11 — 109843/1263- 11 - 109843/1263

Kariya Shi, Aichi KenKariya Shi, Aichi Ken

Kurve d dargestellt. Die Leistung kann so bei den zwischen N,- und N liegenden Drehzahlen noch weiter gesteigert werden.Curve d shown. The performance can thus with the between N, - and N lying speeds can be increased even further.

Die Diode 8 ist nur während einer äußerst kurzen Zeit, nämlich während der UmschaItdauer des Relais 7 vom Festkontakt 7a auf den Festkontakt 7t> strombelastet. Der durch die Einschaltung der Diode 8 beabsichtigte Hauptzweck besteht zwar darin, den Lichtbogen zwischen den Schaltkontakten und die Welligkeit der Ausgangsspannung klein zu machen, jedoch stellt die zuvor geschilderte Söigerung der aus dem Generator entnehmbaren Leistung beim Einschalten der Diode 8 eine erwünschte Zusatzwirkung dar. Wenn die Diode 8 eine große Kapazität hat, kann der Kontakt 7t> des Relais 7 entfallen.The diode 8 is only for an extremely short time, namely during the switching duration of the relay 7 from the fixed contact 7a on the fixed contact 7t> current loaded. The one by switching on Although the diode 8's main purpose is to reduce the arc between the switch contacts and the ripple to make the output voltage small, however, represents the The previously described increase in the power that can be drawn from the generator when the diode 8 is switched on is a desired one If the diode 8 has a large capacitance, the contact 7t> of relay 7 are omitted.

Wie weiter oben bereits angedeutet wurde, ist es auch möglich, bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 anstelle des mit Kontakten arbeitenden Umschaltrelais eine mit Halbleitern, beispielsweise mit Thyristoren arbeitende kontaktlose Umschaltvorrichtung zu verwenden;· eine solche Schaltvorrichtung kann ebenfalls an die positive Leitung des Gleichstromnetzes angeschlossen werden. Auch der Antrieb für das genannte Relais ist keineswegs auf das in Fig. 1 beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Wie zuvor ebenfalls bereits dargelegt worden ist, kann z. B. der vom Generator abgegebene Strom zum Antrieb benutzt werden, wie in Fig. 4- dargestellt, und es gibt noch eine Reihe weiterer Möglichkeiten zum Steuern des Relais.As already indicated above, it is also possible in the embodiment according to FIG. 1 instead of with contacts working changeover relay a contactless switching device working with semiconductors, for example with thyristors such a switching device can also be connected to the positive line of the direct current network will. The drive for the said relay is by no means based on the exemplary embodiment described in FIG limited. As has also already been stated above, z. B. the electricity delivered by the generator is used for propulsion as shown in Figure 4- and there are a number of other ways to control the relay.

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Claims

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1.1 Charging current generating device, especially for vehicles, with a star-connected three-phase generator that can be driven at rapidly changing speeds, a three-phase full-wave rectifier device that feeds a direct current network and with consumers connected to it, such as. B. a battery and electrical loads, characterized by means for switching the full-wave rectifier device into a half-wave rectifier device as a function of the speed of the generator and / or as a function of the load current output by the generator and by means for disconnecting a pole of the direct current network or the battery from the rectifier means and for connecting the same to the star point of the 'generator.

2. Charging current generating device according to claim 1, characterized in that that the device causing the switch consists of a relay, which between the one Output terminal of the aforementioned full wave rectifier device and the homopolar terminal of the DC network or the battery is switched on and at low speeds of the generator between the two

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the aforementioned connection ends establish a connection, at high speeds, however, the above-mentioned homopolar connection terminal of the direct current network or the battery switches the neutral point of the generator.

3. charging current generating device according to claim 1 or 2, characterized in that between the above-mentioned homopolar connection terminal of the direct current network or the battery and the star point of the three-phase winding of the generator a diode with forward direction in Direction of load current flow is switched on.

4. charging current generating device according to claim 1, characterized in that the three-phase full-wave rectifier device contains three normal and three controllable rectifiers and that the interconnected main electrodes the controllable rectifier are connected to the generator star point via a diode (Fig. 3)

5 · charging current generating device according to claim 4, characterized characterized in that the control electrodes of the controllable rectifier, preferably via one diode and one each Resistance, jointly connected to the positive pole of the direct current network by means of an electrical switching device are (Fig. 3).

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6. charging current generating device according to claim 5, characterized by a speed-controlled switching device (Fig. 5).

7. Charging current generating device according to claim 4 or 5, characterized by using a load current controlled switching device (Fig. 4-).

8. charging current generating device according to one of the preceding claims, characterized in that the star point of the Generator via a diode each with the positive and with is connected to the negative pole of the direct current network.

9. charging current generating device according to claim 1, characterized in that the device effecting the switching consists of a relay which is connected between the one output terminal of the above-mentioned full wave rectifier device and the homopolar connection terminal of the direct current network or the battery is switched on is and up to a load current of a predetermined size establishes an electrical connection between these two connection elements, while with one over the predetermined The above-mentioned homopolar connection terminal of the direct current network or the battery increases the load current is connected to the neutral point of the generator by the relay contact (Fig. 5)

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10. Ladestromgeneriingseinrichtung according to claim 9 »thereby characterized in that the value of the causing the switchover Load current is selected to be somewhat larger than that of the intersection of the current-speed curves for one-way or full-wave rectification corresponding load current.

11. charging current generating device according to claim 1, characterized characterized in that the switching device is on the AC side the three-phase full wave rectifier device arranged (Fig. 6).

12. charging current generating device according to claim 11, characterized in that the Umsehalteinrichtung from one electromagnetic relay consists of three connected to the cathode of each of the three negative rectifiers movable switch contacts, as well as three pest contacts designed as normally closed contacts, which on the one hand the outputs of the three-phase winding and, on the other hand, connected to the anodes of the three positive rectifiers are, and also three designed as working contacts, connected together with the star point .des generator Has fixed contact (Fig. 6).

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13 charging current generating device according to claim 1, 2 or J, characterized in that the relay has a movable, connected to one pole of the direct current network or the battery Switching contact, three designed as normally closed contacts, which are in contact with the movable contact Fixed contacts and a normally open contact connected to the star point of the generator.

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