DE3226426A1

DE3226426A1 - Spannungsregler fuer permanentfeldgenerator

Info

Publication number: DE3226426A1
Application number: DE19823226426
Authority: DE
Inventors: Edgar Dipl.-Ing. 7016 Gerlingen Kuhn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-07-15
Filing date: 1982-07-15
Publication date: 1984-01-19
Also published as: JPS5928845A; GB2124805B; GB2124805A; GB8311397D0

Description

R. USU.

13.7.1982 Lr/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1

Spannungsregler für Permanentfeldgenerator

Die Erfindung betrifft eine Spannungsregeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Aus der DE-AS 1 538 320 (R. 8571) ist eine Spannungsregeleinrichtung für einen permanentmagnetisch erregten Mehrphasenwechselstromgenerator bekannt, bei welcher ein Sperrschwingoszillator einen Übertrager mit einer im Kollektorkreis eines Transistors liegenden ersten Wicklung und mit einer an die Basis dieses Transistors angeschlossenen Rückkopplungswicklung sowie einer dritten Wicklung enthält, die an die Steuerelektroden der steuerbaren Gleichrichter angeschlossen ist und diese in stromleitenden Zustand so lange bringt, solange die Spannung des Gleichstromnetzes unterhalb eines vorgegebenen Sollwertes bleibt. Sobald die Spannung des Gleichstromnetzes ihren Sollwert erreicht oder überschreitet, setzen die Schwingungen des Sperrschwingers aus, so daß diese Gleichrichter nicht mehr stromleitend werden können.

-J.

Für einen Betrieb auf Fahrzeugen ist es notwendig, den Sperrschwinger und den zugehörigen Transformator luftdicht zu vergießen, wobei die Vergußmasse vor allem bei Einbau in den Generator die mechanische Schüttelfestigkeit gewährleisten muß. Außerdem erfordert der Sperrschwinger ein Gehäuse mit geeignet großem Volumen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung für einen zum Betrieb auf Kraftfahrzeugen geeigneten Mehrphasenwechselstromgenerator zu schaffen, der einen sehr geringen Raumbedarf hat und eine lange Lebensdauer gewährleistet. Hierzu sind erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen vorgesehen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert, das in Figur 1 der Zeichnung in einem Übersichtsbild und in Figur 2 in einigen schaltungstechnischen Einzelheiten dargestellt ist.

In Figur 1 ist mit 10 ein permanentmagnetisch erregter Drehstromgenerator bezeichnet, der drei im Stern geschaltete Phasenwicklungen 11, 12 und 13 aufweist, die elektrisch gegeneinander um 120 versetzt sind und durch den bei 1k angedeuteten, mit Permanentmagneten besetzten Anker induziert werden.

Jede der Phasenwicklungen ist mit einer Anode eines von drei steuerbaren Gleichrichtern 15₅ 16, 17 und mit einer Kathode eines Gleichrichters 21, 22 und 23 verbunden. Die Anoden dieser Gleichrichter 21 bis 23 sind miteinander und mit einer Minusleitung 26 verbunden, während die Kathoden der steuerbaren Gleichrichter 15 bis 17 miteinander und

mit einer gemeinsamen Plusleitung 27 in Verbindung stehen, Die beiden Leitungen 26 und 27 gehören zu einem Gleichstrom-Bordnetz eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges» dessen Starterbatterie bei 28 angedeutet ist und unabhängig von dem jeweiligen Strombedarf der Stromverbraucher des Kraftfahrzeuges auf einer wenigstens annähernd konstanten Ladung gehalten werden soll, damit diesen Verbrauchern eine konstante Gleichspannung zur Verfugung gestellt werden kann.

Zu diesem Zweck ist der nachstehend beschriebene, erfindungsgemäße Spannungsregler vorgesehen. Die steuerbaren Gleichrichter 15 "bis 17» welche nur jeweils während der positiven Halbwellen der induzierten Wechselspannungen stromleitend sein können und dann Ladestrom in die Batterie liefern können, werden von einem Steuertransistor T gesteuert, der an einem mit unterbrochenen Linien angedeuteten Multivibrator MV angeschlossen ist. Die Schwingfrequenz dieses Multivibrators ist so hoch gewählt, daß sie ein Mehrfaches der bei höchsten Antriebsdrehzahlen auftretenden Generatorf re<iuenz beträgt. Der Multivibrator wird in Abhängigkeit von der zwischen den Leitungen 26 und 27 herrschenden Gleichspannung so gesteuert, daß der Multivibrator schwingt, solange der Sollwert der Gleichspannung nicht erreicht ist, und zu schwingen aufhört, sobald der Sollwert erreicht oder überschritten wird.

Damit auf einfache Weise die vom Multivibrator MV erzeugten Steuerschwingungen auf die Steuerelektroden 18, 19» 20 der Gleichrichter 15, -16 und 17 übertragen werden können, ist an den mit der Plusleitung 27 verbundenen Arbeitswiderstand 29 des Steuertransistors T ein Konden-

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sator C angeschlossen, von dem ein Begrenzungswiderstand 25 zu den miteinander verbundenen Steuerelektroden der Gleichrichter 15 "bis 17 führt. Wenn der Transistor T leitend ist, wird der Kondensator C mit der in Figur 1 gezeigten Polarität aufgeladen, und wenn der Transistor T nichtleitend ist, entlädt sich.der Kondensator C über die Gitterkathodenstrecken der steuerbaren Gleichrichter bis 17/die dadurch gezündet werden. Die Batterie 28 wird

geladen. Überschreitet die Batteriespannung den durch die beiden Spannungsteilerwiderstände 30, 31 und die Durchbruchsspannung der Zenerdiode Z festgelegten Sollwert, so wird der Multivibrator MV ausgeschaltet. Beim Überschreiten des Sollwertes wird die Zenerdiode Z leitend und die steuerbaren Gleichrichter können nicht mehr in stromleitenden Zustand kommen. Die Diode D hat dabei die Aufgabe, den Kondensator C beim Entladevorgang von der Batteriespannung zu entkoppeln, derart, daß der Entladestrom des Kondensators über die steuerbaren Gleichrichter Vk bis 17 fließen kann.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung des Kondensators C besteht darin, daß auf einen seither üblichen Sperrschwinger verzichtet werden kann und wegen der geringeren Abmessungen des Kondensators ein kleineres Reglergehäuse vorgesehen werden kann. Es ist eine bestimmte Zündenergie erforderlich, die im wesentlichen durch die Größe des Kondensators C bestimmt wird. Dabei bringt der Kondensator C einen Kostenvorteil gegenüber einem Sperrschwinger, auch unter dem Gesichtspunkt, daß beim Einbau in den Generator der Sperrschwinger wegen der hohen Schüttelbeanspruchung noch zusätzlich vergossen werden müßte.

Figur 2 enthält eine der möglichen Ausführungsformen für den astabilen Multivibrator MV, wobei in Figur 2 gleich oder gleichwirkende Teile mit gleichen Bezugszahlen wie in Figur 1 versehen sind.

Der mit unterbrochenen Linien umrahmte Multivibrator MV enthält zwei zueinander komplementäre Transistoren T1 und T2, von denen der pnp-Transistor T1 mit seinem Emitter an eine Steuerleitung 33 angeschlossen ist, die zum Betrieb des Kraftfahrzeugs über einen Zündschalter ZS mit der Plusleitung 27 verbunden ist. Diese beiden Transistoren sind über einen Rückkopplungszweig miteinander verbunden, in welchem ein Widerstand R1 und ein Rückkopplungskondensator C1 miteinander in Reihe geschaltet zwischen dem Kollektor des Transistors T1 und der Basis des Transistors T2 liegen. An den Kollektor des Transistors T1 ist die Basis des Steuertransistors T über einen Widerstand R3 angeschlossen, während die Basis des Transistors T2 über einen Widerstand R2 mit dem für die zu erzeugenden Schwingungen notwendigen Basisstrom versorgt wird, solange die zwischen der Minus leitung 2β und der Plusleitung 27 herrschende Gleichspannung des Bordnetzes unterhalb des durch die Spannungsteilerwiderstände 30, 31 und die DurchbruchsspannUng der Zenerdiode Z festgelegten Sollwertes liegt. Die Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Höhe der Ausgangsgleichspannung des Generators wird durch einen Schalttransistor Tk erreicht, der mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke zur Basis-Emitter-Strecke des Transistors T2 parallel geschaltet ist und diese kurzschließt, sobald die Spannung am Abgriff des Spannungs-

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tellers 30, 31 die Durchtiruchsspannung der Zenerdiode Z und der Basis-Emitterstrecke des Transistors TU überschreitet. Der Emitter des Transistors Tk ist während des Betriebes dauernd auf die Zenerspannung der Zenerdiode Z vorgespannt.

Abweichend von der Anordnung in Figur 1 ist in der Schal tung nach Figur 2 die Zenerdiode Z mit der Minusleitung 26 verbunden und über einen Widerstand 3^ an die Steuerleitung 33 sowie direkt an die beiden Emitter der Transistoren T2 und Tl+ angeschlossen.

Wie oben angedeutet, können bei jeder der vom Multivibrator MV erzeugten Schwingungen die Gleichrichter 15s 16 und 17 von dem Steuertransistor T in stromleitenden Zustand gesteuert werden, solange die Gleichspannung des Bordnetzes unterhalb des eingestellten Sollwertes bleibt. Wird dieser Sollwert jedoch erreicht, dann schließt der Schalttransistor T^ den Transistor T2 kurz, so daß dann keine Schwingungen mehr erzeugt werden und die Gleichrichter 15, 16 und 17 gesperrt bleiben.

Leerseite

Claims

13.7.1982 Lr/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

1 J Spannungsregeleinrichtung für einen permanentmagnetisch erregten Mehrphasenwechselstromgenerator (10) mit einem nachgeschalteten, steuerbare Gleichrichter (Thyristoren) enthaltenden Gleichrichtersatz zum Speisen eines Gleichstromnetzes, bei der die Steuerelektroden (18, 19, 20) der steuerbaren Gleichrichter (15_S 16, 17) mit einem Stuertransistor (T) verbunden sind, der im Takte der Schwingungen eines Multivibrators (MV) aus dem leitenden in den nichtleitenden Zustand gesteuert wird, wobei der Schwingungseinsatz des Multivibrators von der jeweiligen Höhe der Spannung des Gleichstromnetzes durch ein Meßglied, insbesondere eine Zenerdiode (Z) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Transistor (T) und den Steuerelektroden ein Steuerkondensator (C) angeordnet ist, der vom Transistor geladen wird und mit seinem Entladestrom die steuerbaren Gleichrichter (15» 16, 17) in den leitenden Zustand bringt.

2. Einrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (C) mit dem Kollektor des Transistors (T) und mit einem Widerstand (29) verbunden ist, der an eine der beiden Hauptleitungen (26, 27) des Gleichstromnetzes zusammen mit einer Diode (D) angeschlossen ist, deren zweite Elektrode mit dem Kondensator und mit den Steuerelektroden verbunden ist.