ITVI20000252A1 - Dispositivo di regolazione della tensioneper un generatore di corrente alternata - Google Patents

Dispositivo di regolazione della tensioneper un generatore di corrente alternata Download PDF

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ITVI20000252A1
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Diego Carraro
Luigi Malesani
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P9/305Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling voltage
    • HELECTRICITY
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Description

DESCRIZIONE
L’invenzione concerne un dispositivo regolatore di tensione di un generatore di corrente alternata con eccitazione del tipo a condensatore provvisto di un dispositivo di autoregolazione della tensione generata.
Come noto un generatore di corrente alternata, o alternatore, è una macchina elettrica rotante sincrona che trasforma la potenza meccanica fornita all’albero in potenza elettrica. Più precisamente la potenza elettrica è generata sotto forma di corrente alternata sinusoidale avente una frequenza rigidamente collegata alla velocità di funzionamento della macchina stessa.
Nella macchina in esame al rotore è riservata la funzione di induttore ossia di generare il campo magnetico che si concatena con i due avvolgimenti indotti rispettivamente primario ed ausiliario presenti sullo statore.
In particolare il rotore comprende un corpo rotante sul quale è avvolto un avvolgimento di eccitazione chiuso su uno o più diodi raddrizzatori per formare il circuito induttore.
Per quanto concerne lo statore, esso comprende un corpo sul quale sono avvolti un avvolgimento primario che alimenta il carico ed un avvolgimento ausiliario chiuso su di un condensatore tra loro ortogonali.
Ponendo in rotazione la macchina il campo magnetico residuo del corpo rotore genera nel circuito ausiliario una corrente che fa aumentare la corrente nel circuito induttore, incrementando il flusso di induzione. L’aumento del flusso di induzione fa aumentare la corrente nel circuito ausiliario che a sua volta provoca un aumento della corrente nel circuito induttore che incrementa ulteriormente il flusso di induzione. Si innesca così una reazione positiva che porta la macchina ad aumentare il flusso di induzione fino a raggiungere un valore massimo corrispondente al valore di saturazione del materiale costituente il corpo rotore,
L'inconveniente principale di tali macchine è costituito dal fatto che la tensione di uscita applicata al carico varia al variare del carico stesso.
Come noto infatti mentre nel funzionamento a vuoto il flusso di induzione della macchina è prodotto unicamente dalla forza magneto motrice generata dal circuito induttore, ed è direttamente proporzionale alla forza elettro motrice indotta, nel funzionamento a carico il flusso di induzione dipende anche dalla reazione d’indotto dell avvolgimento primario. Tale reazione si manifesta sia nel circuito induttore ove è funzione della intensità della corrente nel circuito di indotto e dalla differenza di fase tra corrente e forza elettro motrice indotta che la produce, sia nel circuito ausiliario.
In particolare chiudendo l’avvolgimento primario su di un carico puramente resistivo la corrente circolante sul circuito di eccitazione tende a diminuire contrastata in ciò dall'azione del circuito ausiliario.
La macchina si porta così a lavorare in una condizione di equilibrio tale da garantire la tensione al carico desiderata. Chiudendo l'avvolgimento primario sii di un carico prevalentemente induttivo, la corrente sul carico provoca, a parità di condizioni, una reazione d'indotto sul circuito ausiliario inferiore rispetto al caso precedente.
Conseguentemente, la macchina si porta a lavorare in una condizione di equilibrio caratterizzata da una tensione inferiore rispetto alla tensione desiderata.
Viceversa chiudendo l’avvolgimento primario su di un carico prevalentemente capacitivo, la macchina si comporta in modo complementare rispetto al caso precedente, portandosi a lavorare in una condizione di equilibrio caratterizzata da una tensione superiore rispetto alla tensione desiderata.
Un ulteriore inconveniente è costituito dal fatto che la tensione di uscita applicata al carico varia sensibilmente al variare del numero dei giri del rotore.
Non ultimo inconveniente è costituito dal fatto che la tensione di uscita varia al variare della temperatura di lavoro del generatore stesso, temperatura che come noto aumenta durante l’utilizzo del generatore a causa delle perdite per effetto Joule.
E’ scopo della presente invenzione superare gli inconvenienti detti.
In particolare è un primo scopo dell'invenzione realizzare un dispositivo di regolazione della tensione di un generatore di corrente alternata che autoregoli la tensione applicata al carico in modo da mantenere la tensione sul carico sostanzialmente costante al variare del carico.
E' un altro scopo realizzare un dispositivo di autoregolazione che abbia un costo che incida in modo limitato sul costo complessivo del generatore stesso.
E’ un ulteriore scopo realizzare un dispositivo applicabile anche a generatori già installati sostanzialmente sprovvisti del dispositivo di regolazione della tensione in uscita.
E’ un altro scopo realizzare un dispositivo di regolazione da applicare ad un generatore particolarmente robusto ed affidabile.
Gli scopi detti sono raggiunti da un dispositivo di regolazione della tensione di un generatore di corrente alternata con eccitazione del tipo a condensatore che in accordo con la rivendicazione principale comprende:
- un gruppo statore avente un corpo statore su cui è avvolto almeno un avvolgimento indotto avente almeno una coppia di morsetti atti ad essere collegati ad un carico ed almeno un avvolgimento ausiliario disposto sostanzialmente a 90° gradi elettrici a detto avvolgimento indotto ed elettricamente connesso ad almeno un condensatore di eccitazione;
- un gruppo rotore avente un corpo rotante su cui è avvolto almeno un avvolgimento di eccitazione elettricamente connesso ad almeno un circuito raddrizzatore;
detto dispositivo si caratterizza per il fatto di comprendere almeno un interruttore pilotato connesso elettricamente a detto avvolgimento ausiliario ed a detto almeno un condensatore, detto interruttore avendo almeno un ingresso di comando elettricamente connesso ad un dispositivo di controllo che apre/chiude detto interruttore pilotato in funzione delle variazioni della tensione ai capi di detto avvolgimento indotto.
Il dispositivo di controllo può essere realizzato indifferentemente secondo una tecnologia del tipo analogico o del tipo digitale o anche mista.
Secondo una preferita forma di esecuzione dell’invenzione l’interruttore pilotato da un dispositivo di controllo è connesso in serie all’avvolgimento ausiliario ed al condensatore di eccitazione.
Secondo un’ulteriore forma di realizzazione dell’invenzione, l’interruttore è connesso in serie ad un’ulteriore impedenza sostanzialmente capacitiva ed entrambi sono posti in parallelo rispetto al condensatore di eccitazione.
Secondo un’altra forma realizzativa dell’invenzione l'interruttore è direttamente connesso in parallelo al condensatore di eccitazione.
Vantaggiosamente un generatore dotato del dispositivo dell’invenzione tollera variazioni di velocità del gruppo rotore superiori rispetto ai generatori di tipo noto, garantendo tensioni di uscita sostanzialmente costanti, Ancora vantaggiosamente il generatore con il dispositivo dell'invenzione consente di controllare la tensione applicata al carico agendo sulla corrente circolante suH’avvolgimento ausiliario che ha, come noto, intensità inferiore rispetto alle altre correnti in gioco permettendo il controllo di grandi potenze con piccole potenze.
Ulteriori vantaggi e particolarità dell’invenzione verranno meglio evidenziati nella descrizione di tre preferite forme di esecuzione dell’invenzione date a titolo indicativo, ma non limitativo, illustrate con l’ausilio dei disegni in cui:
- la fig. 1 è una rappresentazione schematica di un generatore presentante una prima forma di realizzazione del dispositivo dell’invenzione;
- la fig. 2 rappresenta uno schema a blocchi del dispositivo di controllo del generatore di fig. t ;
- la fig. 3 rappresenta una particolare esecuzione dell'interruttore del dispositivo illustrato in fig. 1 ;
- la fig. 4 rappresenta un grafico relativo alle tensioni e alle correnti ricavate durante il funzionamento, del generatore di fig. 1 eccitato secondo gli schemi di fig. 7 o fig. 8;
- la fig. 5 rappresenta uno schema a blocchi di una variante del dispositivo di regolazione di fig. 1 ;
- la fig. 6 rappresenta uno schema a blocchi di un’altra variante del dispositivo di regolazione di fig. 1 ;
- la fig. 7 rappresenta uno schema di principio deH’avvolgimento ausiliario con l'interruttore dell'invenzione disposto in serie a detto avvolgimento; - la fig. 8 mostra una variante esecutiva del dispositivo dell’invenzione in cui l’interruttore è posto in serie ad un condensatore ed entrambi sono posti in parallelo rispetto al condensatore di eccitazione;
- la fig. 9 mostra un’ulteriore variante del dispositivo dell’invenzione in cui l'interruttore dell’invenzione è disposto direttamente in parallelo al condensatore di eccitazione appartenente al circuito ausiliario;
- la fig. 10 mostra l'andamento della tensione dell’interruttore e della corrente dell'interruttore durante i periodi di apertura e chiusura dell’interruttore stesso per ogni semiperiodo in accordo con il circuito di cui alla fig.
9.
II generatore di corrente alternata, con eccitazione del tipo a condensatore oggetto della presente invenzione, è rappresentato schematicamente in fig. 1 ove è indicato complessivamente con 1 e comprende sostanzialmente un gruppo statore 2 ed un gruppo rotore 3.
II gruppo statore 2 comprende un corpo statore 4 nelle cui cave è avvolto un avvolgimento indotto monofase 5 avente una coppia di morsetti 6a, 6b collegati al carico Z ed un avvolgimento ausiliario 8 disposto a 90° elettrici all’avvolgimento indotto 5, elettricamente connesso ad un condensatore Cv
Il gruppo rotore 3 comprende un corpo rotante 10 su cui è avvolto un avvolgimento di eccitazione 11 elettricamente connesso ad un circuito raddrizzatore indicato complessivamente con 12.
L’invenzione prevede che il dispositivo di autoregolazione del generatore 1 comprenda un interruttore pilotato 13, disposto in serie aH’avvolgimento ausiliario 8 ed al condensatore C1 P avente un ingresso di comando 14 elettricamente connesso ad un dispositivo di controllo, indicato complessivamente con 15, che apre/chiude l’interruttore 13 per impedire/consentire la circolazione della corrente ic neH’avvolgimento ausiliario 8 in funzione delle variazioni della tensione ai capi dell’avvolgimento indotto 5, e del carico Z.
L’apertura e la chiusura dell’interruttore pilotato 13 ha l’effetto di variare la corrente ic circolante neH’avvolgimento ausiliario 8 variando così la forza elettromotrice indotta sull’avvolgimento di eccitazione 11 e quindi sul carico Z.
E’ comprensibile che variando opportunamente il rapporto delle durate di apertura e chiusura dell’interruttore, si ottiene una corrente di eccitazione nell'avvolgimento ausiliario variabile così da indurre nel circuito di eccitazione una corrente tale da mantenere la tensione sul carico costante.
II dispositivo di controllo 15, rappresentato in dettaglio in fig.
2, comanda l’apertura dell'interruttore 13 quando la tensione ai capi dell'avvolgimento indotto 5 differisce dalla tensione prestabilita. Più precisamente esso comanda l'apertura dell’interruttore 13 se la tensione ai capi deM’avvolgimento ausiliario 8 è superiore alla differenza tra una tensione di riferimento ed il valore medio in un semiperiodo della tensione ai capi dell'indotto 5.
Il dispositivo di controllo che determina le durate del tempo di apertura e chiusura dell’interruttore in un semiperiodo presenta:
- un primo ingresso 16 elettricamente connesso ad un generatore di tensione di riferimento 17;
- un secondo ingresso 18 collegato ai capi dell'avvolgimento indotto 5;
- un terzo ingresso 19 elettricamente connesso ai capi dell’avvolgimento ausiliario 8 tramite dispositivi differenziali 51 a;
- un'uscita 20 collegata all’ingresso di comando 14 dell’interruttore pilotato 13.
Per quanto concerne il primo 16 ed il secondo 18 ingresso, essi sono elettricamente connessi agli ingressi di un blocco sommatore 21 che fornisce un segnale di uscita proporzionale alla differenza degli ingressi 18 e 16 e che costituisce il primo ingresso di un blocco comparatore 22. Per quanto concerne il terzo ingresso 19, esso è elettricamente connesso all'altro ingresso del blocco comparatore 22 il quale confronta le tensioni presenti ai propri ingressi e fornisce un segnale di uscita 20 di tipo logico che, riportato all’uscita del dispositivo di controllo 15, comanda l’apertura/chiusura dell’interruttore 13.
Più precisamente il comparatore 22 comanda la chiusura dell'interruttore 13 quando la tensione ai capi dell’avvolgimento ausiliario 8 è inferiore alla tensione fornita in uscita dal blocco sommatore 21.
Per quanto concerne l’interruttore pilotato 13, esso si comporta come un interruttore di potenza bidirezionale, comandato tramite il morsetto di comando 14.
In particolare, come rappresentato in dettaglio nell'esempio in fig. 3, l'interruttore bidirezionale comprende una pluralità di diodi raddrizzatori 23 tra loro collegati ad un transistore di potenza 24, preferibilmente costituito da un IGBT, o da un MOSFET o da un transistore bipolare.
In particolare i diodi 23 realizzano un ponte DI GRAETZ avente i morsetti di ingresso 25, 26 elettricamente connessi ai capi deM’avvolgimento ausiliario 8 ed i morsetti di uscita, positivo 27 e negativo 28, collegati rispettivamente al collettore ed all’emettitore del transistore di potenza 24.
Per quanto concerne il morsetto di comando 14, esso è costituito dalla base del transistore di potenza 24 la quale, come noto, consente/impedisce il passaggio della corrente tra il collettore e l’emettitore.
E' importante osservare che la configurazione descritta consente di utilizzare un unico transistore di potenza che, come noto, è di per sé un interruttore comandato unidirezionale per realizzare un interruttore comandato bidirezionale.
Va osservato inoltre che l'apertura dell’interruttore 13 provoca la reazione dell'avvolgimento ausiliario 8 il quale genera una tensione di reazione che, come noto, è proporzionale alla variazione della corrente ic circolante nell'avvolgimento stesso e potrebbe provocare il danneggiamento del transistore 24 se quest’ultimo non è stato opportunamente dimensionato.
Per ovviare a tale limitazione l’invenzione prevede la presenza di un bipolo Z2, visibile in fig. 1 , collegato in parallelo all’interruttore 13 che mantiene anche ad interruttore aperto un valore minimo di corrente ic circolante nell'avvolgimento ausiliario 8. Più precisamente il bipolo Z2 presenta ai propri capi un’impedenza sostanzialmente capacitiva ed è preferibilmente costituito da un condensatore C2.
In questo modo l’avvolgimento ausiliario 8 vede sempre un carico capacitivo, applicato ai propri capi, variabile a seconda della posizione di aperto/chiuso assunta dall'interruttore 13.
Il carico capacitivo varia da un valore massimo C., , quando l’interruttore è chiuso, ad un valore minimo pari a (C1xC2)/(C1+C2), quando l’interruttore è aperto.
Ciò consente di avere alternativamente un’eccitazione massima ed una eccitazione minima dell avvolgimento di eccitazione 4 in corrispondenza del massimo e del minimo carico capacitivo applicato aH’avvolgimento ausiliario 8.
E' importante notare inoltre che le tensioni prelevate dagli avvolgimenti 8 e 5 ed utilizzate dal dispositivo di controllo 15 vengono tutte preventivamente raddrizzate tramite una pluralità di circuiti raddrizzatori 32a e 32b di tipo di per sé noto e che quindi per brevità non vengono di seguito descritti.
Si analizza ora più in dettaglio il funzionamento del generatore con il dispositivo dell'invenzione, facendo riferimento al circuito di fig. 2, con l’ausilio di un grafico mostrato in fig. 4 e rappresentante le forme d’onda relative alla corrente ic circolante sull’avvolgimento ausiliario 8 ed alle tensioni raddrizzate presenti rispettivamente ai capi dell’avvolgimento ausiliario Vaux e dell’interruttore Vjnt in funzione dello stato di apertura e chiusura dell’interruttore 13.
Più precisamente in fig. 4 è riportato l’andamento:
- a tratto interrotto della corrente ic circolante nell’avvolgimento ausiliario 8;
- a tratto punto e linea della tensione Vaux rappresentata raddrizzata ai capi dell'avvolgimento ausiliario 8;
- a tratto continuo della tensione Vint rappresentata raddrizzata ai capi dell'interruttore pilotato 13;
- a tratto punteggiato il valore VL della tensione all'uscita del blocco sommatore 21.
Come si può osservare il dispositivo di controllo 15 comanda l’apertura dell’interruttore 13 appena la tensione ai capi deH’avvolgimento ausiliario Vaux supera la tensione di riferimento VL.
Nel medesimo istante dell’apertura dell’interruttore 13, la corrente ic sull’avvolgimento ausiliario 8 si annulla mentre la tensione dell’interruttore Vint ai capi dell’interruttore 13, che prima era ovviamente nulla, cresce.
Si osserva che l’apertura dell’interruttore 13 può generare una serie di oscillazioni pur restando il segnale Vjnt sostanzialmente ad andamento sinusoidale.
Il comando di chiusura dell’interruttore 13 viene dato dal dispositivo di controllo 15 appena la tensione Vaux ai capi dell’avvolgimento ausiliario 8 diventa inferiore alla tensione di riferimento VL.
L’apertura/chiusura dell’interruttore 13 provoca una modulazione della corrente ic circolante neH’avvolgimento ausiliario 8 ed una conseguente variazione dell'eccitazione del generatore 1 la quale, come noto, comporta una variazione della tensione ai capi del carico Z.
Una variante esecutiva rappresentata in dettaglio in fig. 5, sempre in accordo con l’invenzione, si differenzia dalla precedente per il fatto che l’interruttore 13 è portato nella posizione di chiusura solamente se la tensione ai suoi capi Vjnt è prossima a zero.
Tale accorgimento permette vantaggiosamente di utilizzare come interruttore un transistore di potenza 24 avente caratteristiche di corrente massima sopportabile inferiore rispetto alla soluzione precedentemente descritta, diminuendo così la dissipazione di potenza ed il costo complessivo del regolatore.
Infatti se la chiusura dell’interruttore 13 avviene quando ai suoi capi è presente una tensione Vint elevata il transistore 24 si riscalda e può, se non adeguatamente dimensionato, danneggiarsi irreparabilmente.
A tal fine il generatore 4 dell’invenzione comprende un dispositivo 35 di abilitazione alla chiusura dell'interruttore 13 avente l'uscita 36 elettricamente connessa al morsetto di comando 14 dell'apertura/chiusura dell’interruttore.
Il dispositivo di abilitazione è costituito da una porta logica 37 di tipo AND la quale combina l’uscita 20 del dispositivo di controllo 15 con il segnale proveniente da un blocco rivelatore dei passaggi per lo zero 38 della tensione ai capi dell'interruttore Vint. Tale tensione Vint è la tensione in uscita dal dispositivo differenziale 51b al cui ingresso pervengono le tensioni ai capi dell'interruttore 13.
Il rivelatore di passaggi per lo zero 38 della tensione Vint ai capi dell’interruttore 13 è costituito da un comparatore 39 avente ad un ingresso 40 la tensione raddrizzata Vint ai capi dell’interruttore 13 ed all’altro ingresso una tensione di riferimento sostanzialmente pari a zero.
Un’ulteriore variante esecutiva rappresentata in dettaglio in fig. 6, sempre in accordo con l’invenzione, si differenzia dalla precedente per il fatto che l’interruttore 13 viene chiuso almeno una volta per ogni semi onda della tensione presente ai capi dell’avvolgimento ausiliario 8, anche se il dispositivo di controllo 15 non invia il segnale di chiusura dell’interruttore 13.
A tal fine il generatore dell’invenzione è provvisto di un dispositivo di forzatura 40 della chiusura dell’interruttore pilotato 13 avente l’uscita elettricamente connessa al morsetto di comando 14 dell’interruttore 13.
Il dispositivo di forzatura 40 è costituito da una porta OR 41 la quale combina il segnale di uscita 36 del dispositivo di abilitazione 35 con il segnale proveniente da un rivelatore di passaggi per lo zero 47 della tensione Vaux ai capi dell’avvolgimento ausiliario 8.
Il rivelatore di passaggi per lo zero 47 della tensione Vaux ai capi dell’avvolgimento ausiliario 8 è costituito anch’esso da un comparatore 48 avente ad un ingresso 49 la tensione raddrizzata Vaux ai capi deM’avvolgimento ausiliario 8 ed all'altro ingresso 50 una tensione di riferimento sostanzialmente pari a zero.
Per quanto detto risulta evidente come il generatore dell'invenzione raggiunga gli scopi detti.
Secondo una variante esecutiva rappresentata in forma schematica in fig. 8, l'interruttore pilotato 13 anziché essere posto in serie come rappresentato nelle figg. 1 e 7 rispetto all’avvolgimento ausiliario 8 ed al condensatore di eccitazione è posto in parallelo rispetto al condensatore di eccitazione Cv
Più precisamente il ramo di parallelo a cui appartiene l<’>interruttore 13 presenta un’ulteriore condensatore C3 in serie all’interruttore 13. Anche in questa situazione circuitale l'apertura dell’interruttore avviene da parte del dispositivo di controllo quando la tensione ai capi dell’avvolgimento ausiliario Vaux è uguale o superiore ad una tensione limite VL data dal dispositivo di controllo. La chiusura dell'interruttore avviene sempre quando la tensione ai suoi capi è sostanzialmente nulla. Il pilotaggio dell’interruttore secondo questa variante avviene sostanzialmente con le stesse modalità dei pilotaggio dell’interruttore disposto in serie secondo il circuito delle fig. 1 e 7.
Secondo un’altra possibile variante dell'invenzione rappresentata schematicamente in fig. 9, l’interruttore 13 è posto in parallelo al condensatore di eccitazione C1 P entrambi posti in serie a loro volta all’avvolgimento ausiliario 8.
In queste condizioni circuitali, mentre l’interruttore viene sempre chiuso dal dispositivo di controllo quando la tensione ai suoi capi è sostanzialmente nulla, per quanto concerne l’apertura dell’interruttore, questa avviene quando il dispositivo di controllo dell’interruttore avverte che la corrente che attraversa l’interruttore supera un certo limite prefissato dal dispositivo di controllo stesso.
L’andamento della tensione e della corrente dell’interruttore, nel caso di fig. 9, sono rappresentati nei diagrammi di fig. 10 che mostrano l’andamento di queste grandezze elettriche durante la fasi di apertura e chiusura dello stesso.
Quantunque l’invenzione sìa stata descritta in riferimento alle allegate tavole di disegno, essa potrà essere soggetta in fase realizzativa a modifiche tutte espressioni dell’idea inventiva riassunta nelle rivendicazioni e quindi protette dal presente brevetto.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1 ) Dispositivo di regolazione della tensione in un generatore di corrente alternata (1 ) con eccitazione del tipo a condensatore comprendente: - un gruppo statore (2) avente un corpo statore (4) su cui è avvolto almeno un avvolgimento indotto (5) avente almeno una coppia di morsetti (6a, 6b) collegati ad un carico (Z) ed almeno un avvolgimento ausiliario (8) disposto sostanzialmente a 90° elettrici rispetto a detto avvolgimento indotto (4) ed elettricamente connesso in serie ad almeno un condensatore di eccitazione (C.,); - un gruppo rotore (3) avente un corpo rotante (10) su cui è avvolto almeno un avvolgimento di eccitazione (11 ) elettricamente connesso ad almeno un circuito raddrizzatore (12); caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un interruttore (13), elettricamente connesso a detto avvolgimento ausiliario (8) ed a detto almeno un condensatore (C 1 ), detto interruttore essendo comandato da un dispositivo di controllo (15) che apre/chiude detto interruttore (13) per regolare la circolazione di corrente (ic) in detto avvolgimento ausiliario (8) in funzione delle variazioni della tensione ai capi di detto avvolgimento indotto (5).
  2. 2) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che detto interruttore è connesso in serie a detto avvolgimento ausiliario (Fig. 4, fig. 7).
  3. 3) Dispositivo secondo la rivendicazione 2) caratterizzato dal fatto che in parallelo a detto interruttore è presente un bipolo (Z2) presentante ai capi impedenza sostanzialmente capacitiva.
  4. 4) Dispositivo secondo la rivendicazione 3) caratterizzato dal fatto che detto bipolo (Z2) è costituito da almeno un condensatore (C2).
  5. 5) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che detto interruttore è connesso in serie ad almeno un’ulteriore impedenza sostanzialmente capacitiva, entrambi posti in parallelo a detto condensatore (CO (Fig. 8).
  6. 6) Dispositivo secondo la rivendicazione 5) caratterizzato dal fatto che detta impedenza sostanzialmente capacitiva è costituita da almeno un condensatore (C3).
  7. 7) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che detto interruttore è direttamente connesso in parallelo a detto condensatore di eccitazione (Fig. 9).
  8. 8) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 ) a 7) caratterizzato dal fatto che detto interruttore viene chiuso dal dispositivo di controllo quando la tensione ai suoi capi è sostanzialmente nulla.
  9. 9) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2) a 5) caratterizzato dal fatto che detto interruttore viene aperto dal dispositivo di controllo quando la tensione ai capi dell’avvolgimento ausiliario (Vajx) è non inferiore ad una tensione limite (VL) data dal dispositivo di controllo.
  10. 10) Dispositivo secondo la rivendicazione 9) caratterizzato dal fatto che detta tensione limite (VL) è la differenza tra una tensione di riferimento (Vrif) ed il valore medio in un semiperiodo della tensione ai capi dell’indotto (5). 1 1 ) Dispositivo secondo la rivendicazione 6) o 7) caratterizzato dal fatto che detto interruttore viene aperto dal dispositivo di controllo quando la corrente di detto interruttore supera un limite prefissato dal dispositivo di controllo dell’interruttore. 12) Dispositivo secondo la rivendicazione 2) caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di controllo (15) presenta: - un primo ingresso (16) elettricamente connesso ad un generatore di una tensione di riferimento (17); - un secondo ingresso (18) elettricamente connesso ai capi di detto avvolgimento indotto (5); - un terzo ingresso (19) elettricamente connesso ai capi di detto avvolgimento ausiliario (8); - almeno una uscita (20) elettricamente connessa a detto ingresso di comando (14) di detto interruttore pilotato (13); detta uscita (20) comandando l'apertura di detto interruttore (13) quando la tensione (Vaux) ai capi di detto avvolgimento ausiliario (8) è superiore alla differenza tra la tensione di riferimento (Vrif) ed il valore medio in un semiperiodo della tensione ai capi di detto avvolgimento indotto (5). 13) Dispositivo secondo la rivendicazione 12) caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di comando (15) comprende un blocco sommatore (21 ) avente un ingresso elettricamente connesso a detto primo ingresso (16) e un ulteriore ingresso elettricamente connesso a detto secondo ingresso (18), detto sommatore (21 ) fornendo un segnale di uscita (21 1 ) proporzionale alla differenza tra detti ingressi e costituente un ingresso di un blocco comparatore (22) avente un ulteriore ingresso elettricamente connesso a detto terzo ingresso (19) e l'uscita (20) elettricamente connessa a detta uscita (20), detto blocco comparatore (22) comandando la chiusura di detto interruttore (13) quando la tensione (Vaux) ai capi di detto avvolgimento ausiliario (5) è inferiore alla tensione (VL) fornita in uscita da detto blocco sommatore (21 ). 14) Dispositivo secondo la rivendicazione 12) o 13) caratterizzato dal fatto che tra detta uscita (20) di detto dispositivo di comando (15) e detto ingresso di comando (14) di detto interruttore pilotato (13) è interposto un dispositivo di abilitazione (35) alla chiusura dell’interruttore (13) stesso avente: - un primo ingresso elettricamente connesso ad un blocco rilevatore (38) dei passaggi per lo zero della tensione (Vint) ai capi di detto interruttore (13); - un secondo ingresso elettricamente connesso aM’uscita (20) di detto dispositivo di controllo (15); - una uscita elettricamente connessa a detto ingresso di comando (14) di detto interruttore pilotato (13); detto circuito di abilitazione (35) abilitando la chiusura di detto interruttore pilotato (13) solo se la tensione (Vint) ai capi di detto interruttore pilotato (13) è. sostanzialmente zero (Fig. 5). 15) Dispositivo secondo la rivendicazione 14) caratterizzato dal fatto che detto rivelatore (38) di passaggi per la zona della tensione (Vint) ai capi di detto interruttore pilotato (13) è costituito da un comparatore (39) avente ad un ingresso (391 ) la tensione ai capi di detto interruttore pilotato (13)e all'altro ingresso una tensione di riferimento sostanzialmente pari a zero. 16) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12) a 15) caratterizzato dal fatto che tra detta uscita di detto dispositivo di controllo (15) e detto ingresso di comando (14) di detto interruttore pilotato (13) è interposto un dispositivo di forzatura (40) della chiusura dell'interruttore (13) stesso avente: - un primo ingresso elettricamente connesso ad un circuito rilevatore (47) dei passaggi per lo zero della tensione (Vaux) ai capi dell’avvolgimento ausiliario (8); - un secondo ingresso elettricamente connesso all'uscita di detto dispositivo di controllo (15) della chiusura di detto interruttore (13); - una uscita elettricamente connessa a detto ingresso di comando (14) di detto interruttore pilotato (13); detto circuito di forzatura (40) abilitando la chiusura di detto interruttore pilotato (13) se la tensione (Vaux) ai capi di detto avvolgimento ausiliario (8) è sostanzialmente zero (Fig. 6). 17) Dispositivo secondo la rivendicazione 15) caratterizzato dal fatto che detto dispositivo di forzatura (40) è costituito da una porte logica OR. 18) Generatore (1 ) secondo la rivendicazione 16) o 17) caratterizzato dal fatto che detto circuito (47) rivelatore dei passaggi per lo zero della tensione (Vaux) ai capi di detto avvolgimento ausiliario (8) è costituito da un comparatore (48) avente ad un ingresso (49) la tensione ai capi di detto avvolgimento ausiliario (8) ed all’altro ingresso una tensione di riferimento sostanzialmente pari a zero. 19) Dispositivo secondo la rivendicazione 1 ) caratterizzato dal fatto che detto almeno un interruttore pilotato (13) comprende un interruttore di potenza bidirezionale. 20) Dispositivo secondo la rivendicazione 19) caratterizzato dal fatto che detto interruttore di potenza bidirezionale è costituito da un ponte di raddrizzatore a diodi (23) aventi i morsetti di ingresso (25, 26) elettricamente connessi ai capi di detto avvolgimento ausiliario (8) ed i morsetti di uscita (27, 28) elettricamente connessi al collettore ed all’emettitore di almeno un transistore di potenza (24) avente la base costituente detto ingresso di comando (14) di detto interruttore pilotato (13). 21 ) Dispositivo secondo la rivendicazione 20) caratterizzato dal fatto che detto almeno un transistore di potenza (24) presenta il collettore elettricamente connesso al morsetto positivo (27) di detto ponte di raddrizzamento a diodi (23) e l'emettitore elettricamente connesso al morsetto negativo (28) di detto ponte di raddrizzamento a diodi (23). 22) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12) a 19) caratterizzato dal fatto che tra detto secondo ingresso (18) di detto dispositivo di controllo e detto avvolgimento indotto (5) è interposto un circuito raddrizzatore (32b). 23) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12) a 19) caratterizzato dal fatto che tra detto secondo ingresso (18) e detto avvolgimento ausiliario (8) è interposto un secondo circuito raddrizzatore (32a). 24) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detto interruttore pilotato (13) viene chiuso almeno una volta per ciascuna semi onda della tensione (Vaux) ai capi deM’avvolgimento ausiliario (5). 25) Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detti circuiti raddrizzatori (12, 32a, 32b) comprendono almeno un diodo raddrizzatore.
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US4786853A (en) * 1987-03-23 1988-11-22 Kohler Co. Brushless capacitor excited generator
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