DE3116315C2

DE3116315C2 -

Info

Publication number: DE3116315C2
Application number: DE19813116315
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Phys. 7022 Leinfelden-Echterdingen De Conzelmann; Karl 7413 Gomaringen De Nagel; Adolf Ing.(Grad.) 7250 Leonberg De Kugelmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-04-24
Filing date: 1981-04-24
Publication date: 1990-11-29
Also published as: WO1982003731A1; DE3116315A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für einen Drehstrom generator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a protective device for a three-phase current generator according to the preamble of claim 1.

Eine solche Schutzvorrichtung ist bereits aus der DE-OS 23 43 912 bekannt. In dieser Druckschrift wird ein Batterieladesystem be schrieben, das einen Wechselstromgenerator zum Laden einer Batterie aufweist, dessen Ausgangsspannung durch einen Spannungsregler, der den Stromfluß in der Feldwicklung beeinflußt, geregelt wird. Pa rallel zur Feldwicklung liegt ein erster Freilaufweg, der nach dem Abschalten der Stromzufuhr zur Feldwicklung den abklingenden Strom übernehmen soll. Weiterhin liegt noch ein zweiter Freilaufweg, der eine höhere Verlustrate aufweist, parallel zur Feldwicklung, wobei bei Überschreiten einer vorgebbaren Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators der erste Freilaufweg unterbrochen wird, so daß der Strom dann aus schließlich durch den zweiten Freilaufweg fließen muß und dort in folge der hohen Verlustrate unschädlich gemacht wird.Such a protective device is already from DE-OS 23 43 912 known. In this document, a battery charging system is wrote that an alternator for charging a battery has, the output voltage by a voltage regulator, the influences the flow of current in the field winding, is regulated. Pa Parallel to the field winding there is a first freewheel path, which after the Switching off the current supply to the field winding the decaying current should take over. There is also a second freewheel path, the has a higher loss rate, parallel to the field winding, whereby when a predeterminable output voltage of the AC generator is exceeded the first freewheel path is interrupted, so that the current is then off finally must flow through the second freewheel path and in there is made harmless by the high loss rate.

Weiterhin ist aus der DE-OS 21 32 719 ein Spannungsregler zur Rege lung der Ausgangsspannung eines mit einer Erregerwicklung versehenen Generators bekannt, bei dem der Erregerstrom in üblicher Weise ein- und ausgeschaltet wird. Die beim Unterbrechen des Erregerstroms wäh rend einer Abklingphase auftretende Überspannung wird durch einen der Erregerwicklung zugeordneten Endladekreis der eine Zenerdiode enthält, unschädlich gemacht. Furthermore, from DE-OS 21 32 719 a voltage regulator to the rule development of the output voltage of an excitation winding Generator known, in which the excitation current in the usual way and is turned off. Which is when the excitation current is interrupted Overvoltage occurring during a decay phase is replaced by a the discharge winding associated with the excitation circuit of a Zener diode contains, made harmless.

Eine weitere Einrichtung zum Schutz einer elektrischen Anlage, bei spielsweise eines Kraftfahrzeug-Bordnetzes ist aus der DE-OS 27 08 981 bekannt. Dabei werden die durch Schaltvorgänge ausgelösten Über spannungen mittels Zenerdioden unschädlich gemacht. Da beim Abschal ten der Verbraucher bei voll erregtem Generator Spannungsspitzen großer Energie auftreten können, müßten große Zenerdioden eingesetzt werden, die diese Energie unschädlich machen könnten. Es ist deshalb vorgesehen, zusätzlich eine Spannungschutzvorrichtung zu verwenden, die erst bei Spannungsspitzen mit größerem Energieinhalt anspricht, so daß Spannungsspitzen mit geringem Energieinhalt über Zenerdioden und Spannungsspitzen mit großem Energieinhalt über die Spannungs schutzvorrichtung abgeführt werden.Another device to protect an electrical system, at example of a motor vehicle electrical system is from DE-OS 27 08 981 known. The over triggered by switching processes voltages made harmless by means of Zener diodes. Since the scarf ten of the consumers with fully excited generator voltage peaks large energy can occur, large Zener diodes would have to be used that could render this energy harmless. That is why intended to additionally use a voltage protection device, which only responds to voltage peaks with greater energy content, so that voltage peaks with low energy content via Zener diodes and voltage peaks with high energy content over the voltage protection device can be removed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Schutzvorrichtung für einen Drehstromgenerator so weiterzubilden, daß sie störunanfälliger wird und kostengünstig hergestellt werden kann.The object of the present invention is a protective device for to develop a three-phase generator so that they are less prone to failure is and can be produced inexpensively.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An spruchs 1 gelöst. Vorteile der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung liegen darin, daß die Stoßenergie, die die Übernahmevorrichtung zum Schutz des Hauptnetzes gegenüber Spannungen bei einem batterielosen Betrieb aufnehmen muß, drastisch gesenkt wird. Weiterhin ist vor teilhaft, daß einerseits serienmäßige Bauteile verwendet werden kön nen, andererseits sich dieses System weitgehend integrieren läßt. Schließlich ist von Vorteil, daß das erfindungsgemäße System nur we nig störanfällig ist.This task is characterized by the characteristics of the contractor spell 1 solved. Advantages of the protective device according to the invention lie in the fact that the impact energy that the transfer device for Protection of the main network against voltages in a battery-free system Operation must be drastically reduced. Furthermore is before partial that on the one hand standard components can be used NEN, on the other hand, this system can be largely integrated. Finally, it is advantageous that the system according to the invention is only us is less prone to failure.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen An sprüchen gekennzeichnet.Appropriate developments of the invention are in the dependent An sayings marked.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung darge stellten Ausführungsform näher erläutert.The invention is illustrated below with reference to the Darge in the drawing presented embodiment explained in more detail.

Fig. 1 zeigt die übliche Schaltung eines Generatorsystems mit einer Freilaufdiode und einem Überspannungsschutz. Fig. 1 shows the usual circuit of a generator system with a free-wheeling diode and overvoltage protection.

Fig. 2 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Übernahmevorrichtung mit einer Freilaufdiode, einer Zenerdiode und einer Steuereinheit, in FIG. 2 schematically shows the takeover device according to the invention with a free-wheeling diode, a zener diode and a control unit, in

Fig. 3 ist schließlich der vollständige Stromlaufplan eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Fig. 3 finally the complete circuit diagram is shown of an embodiment.

In Fig. 1 enthält ein Generator 1 in bekannter Art eine Phasenwick lung und einen der Phasenwicklung nachgeschalteten Gleich richter sowie eine Erregerwicklung 2. An den Generator 1 ist in bekannter Weise ein Spannungsregler 3 angeschlossen, der eine Freilaufdiode 13 enthält. Die Freilaufdiode 13 ist eine Gleichrichterdiode, sie dient als Übernahmevorrichtung 4 zum Übernehmen des Stroms, der nach dem Ausschalten des Tran sistors 30 durch die Erregerwicklung 2 weiterfließt. Die Frei laufdiode 13 liegt elektrisch mit ihrer Kathode an Klemme 5 (D+) und mit ihrer Anode an Klemme 6 (DF). Das Ein- und Ausschal ten der Erregerwicklung 2 wird über den als Leistungsschal ter dienenden Transistor 30 bewirkt. An die positive Aus gangsklemme 7 (B+) und die negative Ausgangsklemme 8 (Masse) des Generators 1 ist eine Z-Diode 9 angeschlossen. Zwischen Klemme 8 und Z-Diode 9 kann ein niederohmiger Widerstand 52, Klemme 51, geschaltet sein, an dem ein Spannungsabfall ent steht, sobald durch die Z-Diode 9 ein Strom fließt. Diese Z-Diode 9 dient als Überspannungsschutz des Bordnetzes für den Fall, daß eine Last 11 beispielsweise mit einem Schal ter 10 abgeschaltet wird. Der Überspannungsschutz mit der Z-Diode 9 dient also als Aufnahmevorrichtung für die Stoß energie, die der Generator 1 bei plötzlicher Entlastung abgibt. Statt einer Z-Diode 9 kann der der Phasenwicklung nachgeschaltete Gleichrichter Gleichrichterdioden mit Ave lanche-Charakter enthalten. Auch kann die Kathode der Z- Diode 9 anstatt mit Klemme 7 (B+) mit Klemme 5 (D+) ver bunden sein.In Fig. 1, a generator 1 in a known manner contains a development phase Wick and a downstream of the phase winding and a rectifier exciter winding 2. A voltage regulator 3 , which contains a free-wheeling diode 13 , is connected to the generator 1 in a known manner. The freewheeling diode 13 is a rectifier diode, it serves as a takeover device 4 for taking over the current which continues to flow through the excitation winding 2 after the transistor 30 has been switched off. The free-wheeling diode 13 is electrically connected with its cathode to terminal 5 (D +) and with its anode to terminal 6 (DF) . The switching on and off of the excitation winding 2 is effected via the transistor 30 serving as a power switch. A Z-diode 9 is connected to the positive output terminal 7 (B +) and the negative output terminal 8 (ground) of the generator 1 . Between terminal 8 and Z-diode 9 , a low-resistance resistor 52 , terminal 51 , can be connected, at which a voltage drop occurs as soon as a current flows through the Z-diode 9 . This Zener diode 9 serves as overvoltage protection of the vehicle electrical system in the event that a load 11 is switched off, for example, with a switch 10 . The overvoltage protection with the Zener diode 9 thus serves as a receiving device for the shock energy that the generator 1 emits when there is a sudden discharge. Instead of a Zener diode 9 , the rectifier connected downstream of the phase winding can contain rectifier diodes with Ave lanche character. Also, the cathode of the Zener diode 9 can be connected to terminal 5 (D +) instead of terminal 7 (B +).

Ist die Last 11 gerade so groß, daß sie die Nennleistung des Generators 1 aufnimmt, dann ist der Generator 1 bei geschlos senem Schalter 10 voll erregt. Wird jetzt der Schalter 10 ge öffnet, so muß der Erregerstrom in der Erregerwicklung 2 von seinem Maximalwert auf seinen Leerlaufwert gesteuert werden. Während dieser ganzen Übergangsphase gibt der Generator 1 eine höhere Leistung ab, als nötig ist. Die erhöhte Lei stungsabgabe bewirkt einen Energiestoß, der von der Auf nahmevorrichtung 9 aufgenommen werden muß. Der Energie stoß ist umso größer, je länger die Übergangsphase dauert bis der Erregerstrom auf den neuen kleineren Wert abge fallen ist. Besteht die Übernahmevorrichtung 4 nur aus einer Freilauf diode 13, so hat die Übergangsphase den längsten möglichen Wert.If the load 11 is just so large that it takes up the nominal power of the generator 1 , then the generator 1 is fully excited when the switch 10 is closed. If the switch 10 opens now, the excitation current in the excitation winding 2 must be controlled from its maximum value to its idle value. During this entire transition phase, the generator 1 delivers a higher output than is necessary. The increased Lei stungsabgabe causes an energy surge, which must be taken up by the recording device 9 . The energy surge is greater the longer the transition phase lasts until the excitation current has dropped to the new smaller value. If the takeover device 4 consists only of a freewheeling diode 13 , the transition phase has the longest possible value.

Im Schema nach Fig. 2 enthält die Übernahmevorrichtung 4 außer der Freilaufdiode 13, eine Einrichtung 14 mit Durchbruchscharak teristik, wie etwa eine Z-Diode. Die Diode 13 und die Ein richtung 14 liegen mit einem Anschluß beispielsweise an der Klemme 6 (DF). Weiter enthält die Übernahmevorrichtung 4 eine Umschaltvorrichtung 12 mit einer Schaltbrücke 112. Ein Kon takt 16 der Umschaltvorrichtung 12 ist mit dem freien An schluß der Freilaufdiode 13, ein Kontakt 17 mit dem freien Anschluß der Einrichtung 14 verbunden. Die Schaltbrücke 112 liegt einseitig an der Klemme 5 (D+) und schaltet die Klemme 5 entweder auf den Kontakt 16 oder den Kontakt 17 durch. Ge steuert wird die Umschaltvorrichtung 12 durch eine Steuer einheit 15 mit zwei Eingangsklemmen 8, 50, von denen die Klemme 8 mit Masse und die Klemme 50 mit der Klemme 5 (D+) oder mit der Klemme 7 (D+) verbunden ist. Die Klemme 50 kann aber auch mit der Klemme 51 des Widerstands 52 in Reihe zur Aufnahemvorrichtung 9 verbunden sein.In the diagram of FIG. 2, the takeover device 4 contains, in addition to the free-wheeling diode 13 , a device 14 with breakdown characteristics, such as a Zener diode. The diode 13 and the device 14 are connected with a connection, for example, to the terminal 6 (DF) . The takeover device 4 further contains a switching device 12 with a switching bridge 112 . A con tact 16 of the switching device 12 is connected to the free circuit of the freewheeling diode 13 , a contact 17 to the free connection of the device 14 . The switching bridge 112 is located on one side on the terminal 5 (D +) and connects the terminal 5 to either the contact 16 or the contact 17 . Ge controls the switching device 12 by a control unit 15 with two input terminals 8, 50 , of which the terminal 8 is connected to ground and the terminal 50 with the terminal 5 (D +) or with the terminal 7 (D +). The terminal 50 can also be connected to the terminal 51 of the resistor 52 in series with the receiving device 9 .

Wie man sieht, ist im Schema nach Fig. 2 die Freilaufdiode 13 der Fig. 1 ersetzt die Gleichrichterdiode 13 und die Ein richtung 14. Im Normalbetrieb steht die Schaltbrücke 112 der Umschaltvorrichtung 12 auf dem Kontakt 16, also der Frei laufdiode 13. Die Freilaufdiode 13 klammert die Erregerwick lung 2 auf ihre Durchlaßspannung. Während der schon er wähnten Übergangszeit wird die Schaltbrücke 112 durch die Steuereinheit 15 auf den Kontakt 17 geschaltet, damit ist die Erregerwicklung 2 mit der Einrichtung 14 geklammert, deren Durchbruchspannung viel höher als die Durchlaßspannung der Diode 13 gewählt ist, beispielsweise zu 50 Volt. Nach dem In duktionsgesetz ist damit die Änderungsgeschwindigkeit des Er regerstroms durch die Erregerwicklung 2 ebenfalls sehr viel größer und damit die Zeit für den Abbau des Erregerstroms sehr viel kleiner. Dementsprechend wird auch die von der Auf nahmevorrichtung 9 aufnehmende Stoßenergie sehr viel kleiner.As shown, the free-wheeling diode, is in the diagram of FIG. 2 13 of FIG. 1 replaces the rectifier diode 13 and the A direction 14. In normal operation, the switching bridge 112 of the switching device 12 is on the contact 16 , that is, the free-wheeling diode 13 . The freewheeling diode 13 clamps the excitation winding 2 to its forward voltage. During the transition period already mentioned, the switching bridge 112 is switched by the control unit 15 to the contact 17 , so that the excitation winding 2 is clamped to the device 14 , whose breakdown voltage is chosen much higher than the forward voltage of the diode 13 , for example 50 volts. According to the In duction Act, the rate of change of the excitation current through the excitation winding 2 is also very much larger and the time for the degradation of the excitation current is therefore much smaller. Accordingly, the impact energy received by the receiving device 9 is very much smaller.

Die Steuereinheit 15 erhält die Anweisung zum Schalten aus einer geeigneten Größe des Generatorsystems. Als geeignete Größe kann die Information gewählt werden "durch die Auf nahmevorrichtung 9 fließt Strom". Zum Steuern kann aber auch die Information herangezogen werden "die Spannung des Generators 1 an seinen Ausgangsklemmen 7 und 8 oder 5 und 8 ist größer als die vorgegebene maximale Betriebsspannung, jedoch noch kleiner als die kleinste mögliche Durchbruch spannung der Aufnahmevorrichtungen 9". Die Umschaltvorrich tung 12, die Freilaufdiode 13 und die Einrichtung 14 sind zweckmäßig durch Halbleiterschalter, beispielsweise durch Transistoren gebildet, die beide Schaltzustände erlauben. Die höhere Spannung kann aus einer niedrigeren Referenzspannung des Spannungsreglers 3 mittels einer Regelschleife in der Steuereinheit 15 verhältnismäßig exakt gewonnen werden. Dabei kann vorteilhafterweise der Übergang von der niedrigen (Spannung) der Freilaufdiode 13 zu der hohen (Spannung) der Z-Diode 14 so verzögert werden, daß der Leistungsschalter 30 des Spannungsreglers 3 nur auf seine Kollektor-Basis-Durchbruchspannung und nicht auf seine Kollektor-Emitter-Durchbruchspannung be ansprucht wird.The control unit 15 receives the instruction to switch from a suitable size of the generator system. As a suitable size, the information can be selected "current flows through the recording device 9 ". To control but can also be used the information "the voltage of the generator 1 at its output terminals 7 and 8 or 5 and 8 is greater than the predetermined maximum operating voltage, but still less than the smallest possible breakdown voltage of the recording devices 9 ". The Umschaltvorrich device 12 , the freewheeling diode 13 and the device 14 are expediently formed by semiconductor switches, for example by transistors, which allow both switching states. The higher voltage can be obtained relatively precisely from a lower reference voltage of the voltage regulator 3 by means of a control loop in the control unit 15 . The transition from the low (voltage) of the freewheeling diode 13 to the high (voltage) of the Zener diode 14 can advantageously be delayed in such a way that the power switch 30 of the voltage regulator 3 only to its collector base breakdown voltage and not to its collector voltage. Emitter breakdown voltage is claimed.

Aus einer Vielzahl möglicher Schaltungen ist in Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Neben den bereits ge schilderten Bauelementen ist ein Komparator 18 vorgesehen, dessen nicht invertierender Eingang 19 an einer Referenz spannung 35 liegt, und dessen invertierender Eingang 20 mit dem aus den Widerständen 21 und 22 bestehenden Schalt spannungsteiler verbunden ist. Das Teilverhältnis des Schaltspannungsteilers 21, 22 ist so gewählt, daß die Potentialdifferenz zwischen dem Eingang 20 und dem Masseanschluß 8 dann so groß wie die Referenzspannung 35 ist, wenn die Spannung des Generators 1 an den Aus gangsklemmen 7 und 8 - oder an den Klemmen 5 und 8 - etwa in der Mitte zwischen der vorgegebenen maximalen Nennspannung des Bordnetzes und der kleinsten möglichen Durchbruchspannung der Z-Diode in der Übernahmevor richtung 9 liegt. Bei der Nennspannung des Generators 1 von 14 Volt beispielsweise also etwa zwischen 16 und 20 Volt. Die Referenzspannung 35 wird im Spannungsregler 3 auf bekannte Weise erzeugt. Der Ausgang 23 des Komparators 18 ist einerseits über einen Widerstand 24 mit der Basis des Transistors 26, andererseits über den Konden sator 25 mit seiner Eingangsklemme 20 verbunden. Der Kollektor des Steuertransistors 26 liegt über einem Be grenzungswiderstand 32 an der Basis eines Halbleiter schalters 33, dessen Emitter mit der Klemme 6 des Ge nerators 1 und dessen Kollektor über eine Diode 34 mit der Klemme 5 (D+) oder 7 (B+) des Generators 1 verbunden ist; die Basis von 33 ist darüber hinaus in der ange gebenen Weise über eine Z-Diode 133 mit seinem Kollektor verbunden. Der Halbleiterschalter 33, die Diode 34 und die Z-Diode 133 bilden die Übernahmevorrichtung 4 zur Klammerung der Erregerwicklung 2 des Generators 1.An exemplary embodiment is shown in FIG. 3 from a large number of possible circuits. In addition to the components already described, a comparator 18 is provided, the non-inverting input 19 of which is connected to a reference voltage 35 , and whose inverting input 20 is connected to the voltage divider consisting of the resistors 21 and 22 . The partial ratio of the switching voltage divider 21, 22 is chosen so that the potential difference between the input 20 and the ground terminal 8 is as large as the reference voltage 35 when the voltage of the generator 1 at the output terminals 7 and 8 - or at the terminals 5th and 8 - is approximately in the middle between the predetermined maximum nominal voltage of the vehicle electrical system and the smallest possible breakdown voltage of the Zener diode in the Übernahmevor direction 9 . With the nominal voltage of the generator 1 of 14 volts, for example between 16 and 20 volts. The reference voltage 35 is generated in the voltage regulator 3 in a known manner. The output 23 of the comparator 18 is connected on the one hand via a resistor 24 to the base of the transistor 26 , and on the other hand via the capacitor 25 to its input terminal 20 . The collector of the control transistor 26 lies above a limiting resistor 32 at the base of a semiconductor switch 33 , the emitter of which is connected to the terminal 6 of the generator 1 and the collector of which is connected to the terminal 5 (D +) or 7 (B +) via a diode 34. the generator 1 is connected; the base of 33 is also connected in the manner indicated via a Zener diode 133 to its collector. The semiconductor switch 33 , the diode 34 and the Z diode 133 form the takeover device 4 for clamping the field winding 2 of the generator 1 .

Im Normalbetrieb schaltet der als Leistungsschalter dienende Transistor 30 regelmäßig aus und ein, um den erforderlichen mittleren Strom durch die Erregerwicklung 2 zu bewirken. Ist der Transistor 30 eingeschaltet, so ist die Potential differenz zwischen den Klemmen 6 (DF) und 8 (Masse) gleich seiner Sättigungsspannung, also etwa 0,5 bis 1,5 Volt. Ist der Transistor 30 ausgeschaltet, so wird der induktions bedingte Strom durch die Erregerwicklung 2 zunächst in gleicher Höhe weiterfließen; hierzu ist es erforderlich, daß das Potential von 6 über das Potential der Klemme 5 bzw. der Klemme 7 hinaus ansteigt; wieweit es darüber hinaus ansteigt, hängt von der Übernahmevorrichtung 4 ab. Arbeitet der Generator 1 im normalen Betriebsspannungs bereich, so ist die an der Klemme 19 des Komparators 18 anstehende Referenzspannung 35, also das Potential zwischen Klemme 19 und Masse 8 größer als die zwischen der Eingangsklemme 20 und der Masse 8 anstehende Potentialdifferenz. Das Potential der Ausgangsklemme 23 des Komparators 18 liegt damit nur wenig unterhalb des Potentials der Klemme 5, bzw. 7; über den Widerstand 24 fließt der Basis des Transistors 26 Strom zu, der Transistor 26 ist leitend, der Transistor 33 erhält einen durch den Widerstand 32 vorgegebenen Basis strom und schaltet durch. Der Feldstrom fließt jetzt von der Klemme 6 durch den Transistor 33 und die Diode 34 zur Klemme 5; die Erregerwicklung 2 wird somit auf einem Spannungsniveau festgehalten, das durch die Sättigungsspannung des Schalttransistors 33 und die Durch laßspannung der Diode 34 gegeben ist, also auf einen Wert, der nur wenig größer ist als der einer normalen Freilauf diode 13. Wird nun der Lastwiderstand 11 mittels des Schalters 10 vom Generator 1 getrennt (siehe Fig. 1), so steigt seine Ausgangsspannung auf das Niveau der Durch bruchsspannung der Z-Diode 9 an. Jetzt ist das an der Ein gangsklemme 20 des Komparators 18 anstehende Potential höher als die an der Klemme 19 stehende Referenzspannung 35. Der Ausgang 23 des Komperators 18 liegt damit nahezu auf dem Massepotential 8; der Transistor 26 wird stromlos, und der Schalttransistor 33 zunächst ebenfalls. Damit steigt das Potential der Klemme 6 weiter an und zwar so weit, bis die Durchbruchsspannung der Z-Diode 133 er reicht ist; jetzt zieht der Schalttransistor 33 wieder Basis- und damit auch Kollektorstrom; die Erreger wicklung 2 wird jetzt näherungsweise auf einem Potential festgehalten, das dem der Durchbruchsspannung der Z-Diode 133 entspricht, also etwa 50 Volt. Um in diesem Betriebsfalle die Anstiegsgeschwindigkeit des Potentials der Klemme 6 zu reduzieren, ist die Ein gangsklemme 20 des Komparators 18 über den Konden sator 25 mit seiner Ausgangsklemme 23 verbunden.In normal operation, the transistor 30 serving as a circuit breaker switches off and on regularly in order to bring about the required average current through the excitation winding 2 . If the transistor 30 is switched on, the potential difference between the terminals 6 (DF) and 8 (ground) is equal to its saturation voltage, that is to say approximately 0.5 to 1.5 volts. If the transistor 30 is switched off, the induction-related current will initially continue to flow through the excitation winding 2 at the same level; this requires that the potential of 6 rise above the potential of terminal 5 or terminal 7 ; the extent to which it increases depends on the takeover device 4 . If the generator 1 is operating in the normal operating voltage range, then the reference voltage 35 present at the terminal 19 of the comparator 18 , that is to say the potential between terminal 19 and ground 8, is greater than the potential difference between the input terminal 20 and ground 8 . The potential of the output terminal 23 of the comparator 18 is thus only slightly below the potential of the terminal 5 or 7 ; Current flows through the resistor 24 to the base of the transistor 26 , the transistor 26 is conductive, the transistor 33 receives a base current predetermined by the resistor 32 and switches through. The field current now flows from terminal 6 through transistor 33 and diode 34 to terminal 5 ; The excitation winding 2 is thus held at a voltage level which is given by the saturation voltage of the switching transistor 33 and the pass-through voltage of the diode 34, that is to say to a value which is only slightly greater than that of a normal freewheeling diode 13 . If the load resistor 11 is now separated from the generator 1 by means of the switch 10 (see FIG. 1), its output voltage rises to the level of the breakdown voltage of the Zener diode 9 . Now the potential at the input terminal 20 of the comparator 18 is higher than the reference voltage 35 at the terminal 19 . The output 23 of the comparator 18 is thus almost at the ground potential 8 ; transistor 26 is de-energized, and switching transistor 33 also initially. So that the potential of the terminal 6 continues to rise and so far until the breakdown voltage of the Zener diode 133 is enough; now the switching transistor 33 draws base current and thus also collector current; the excitation winding 2 is now held approximately at a potential that corresponds to the breakdown voltage of the Zener diode 133 , that is about 50 volts. In order to reduce the rate of rise of the potential of the terminal 6 in this operating case, the input terminal 20 of the comparator 18 is connected via the capacitor 25 to its output terminal 23 .

Die Übernahmevorrichtung 4 läßt sich auch umschalten durch den Spannungsabfall, den der durch die Z-Diode 9 und den Widerstand 52 (siehe Fig. 1) fließende Strom erzeugt. In diesem Falle ist die Eingangsklemme 20 des Komparators 18 mit der Klemme 51 zu verbinden; die an der Eingangsklemme 19 des Komparators 18 an liegende Referenzspannung 35 ist dann zweckmäßig sehr klein zu wählen.The takeover device 4 can also be switched over by the voltage drop generated by the current flowing through the Zener diode 9 and the resistor 52 (see FIG. 1). In this case, the input terminal 20 of the comparator 18 is to be connected to the terminal 51 ; the reference voltage 35 at the input terminal 19 of the comparator 18 is then expediently chosen to be very small.

Einer oder mehrere der verwendeten bipolaren Transistoren kann auch durch MOS-Transistoren ersetzt sein. Auch kann die Anordnung hybrid- oder monolithisch integriert sein.One or more of the bipolar transistors used can also be replaced by MOS transistors. Can too the arrangement can be hybrid or monolithically integrated.

Claims

1. Protection device for a three-phase generator with a phase winding, the semiconductor rectifier are connected downstream and an excitation winding, which is connected in parallel to a freewheeling branch having a diode and in which the current is regulated via a voltage regulator as a function of the output voltage of the three-phase generator, characterized that in series with the diode (34) of the freewheeling branch is a transistor (33) is connected, that the base-collector path of the transistor (33) is bridged by a Zenerdio de (133) whose breakdown voltage is lower than the breakdown voltage of the collector-emitter path of the transi stors (33), that the base of the transistor (33) to the output (23) of a comparator (18) is connected and the emitter of Tran sistors (33) is connected to ground, and that a Input of the comparator ( 18 ) a reference voltage ( 35 ) and another input of the output voltage de s three-phase generator ( 1 ) correspond to the measuring signal.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that between the output ( 23 ) of the comparator ( 18 ) and the base of the transistor gate ( 33 ) a control transistor ( 26 ) is connected, the base of the control transistor ( 26 ) with the output ( 23 ) of the comparator ( 18 ) and the collector of the control transistor ( 26 ) with the base of the transistor ( 33 ) in connection, and the reference voltage ( 35 ) the non-inverting input ( 19 ) of the comparator ( 18 ) and that of Output voltage of the three-phase generator ( 1 ) corresponding measurement signal is fed to the inverting input ( 20 ) of the comparator ( 18 ).

3. Protection device according to claim 1, characterized in that between the output ( 23 ) and the inverting input ( 20 ) of the comparator ( 18 ), a capacitor ( 25 ) is arranged so that the comparator ( 18 ) switches with a delay.

4. Protection device according to one of claims 2 or 3, characterized in that a limiting resistor ( 32 ) is connected between the collector of the control transistor ( 26 ) and the base of the transistor ( 33 ).

5. Protection device according to one of claims 2 to 4, characterized in that between the output ( 23 ) of the comparator ( 18 ) and the base of the control transistor ( 26 ), a resistor ( 24 ) is connected.

6. Protection device according to one of claims 1 to 5, characterized in that an existing in the voltage regulator ( 3 ) source is used as a reference voltage source ( 35 ).

7. Protection device according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement signal is generated via a voltage divider ( 21, 22 ).

8. Protection device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a Zener diode ( 9 ) is connected as overvoltage protection between the ground and the output of the three-phase generator ( 1 ).

9. Protection device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the semiconductor rectifier on the three-phase generator gate output diodes with avalanche characteristics.

10. Protection device according to one of the preceding claims, characterized in that it and the voltage regulator ( 3 ) is designed as a single hybrid or monolithically integrated circuit.