SE457575B - Elektronisk regulator foer anslutning mellan en vaexelstroemsgenerator och en sroemfoerbrukare - Google Patents

Description

457 575 10 15 20 25 30 35 2.

I det följande antages emellertid att generatorn just är en cykelgenerator för strömförsörjning av en cykel- lykta 20.

Den visade reglerkretsen l enligt uppfinningen är anordnad som en effektreglerkrets, som är speciellt fördelaktig genom att den inom vissa hastighetsgränser håller effekten konstant. Fördelarna är att cykelbelys- ningen blir utmärkt redan vid låg cykelhastighet, att överbelastning undvikes vid hög hastighet och att strömförbrukaren blir relativt okänslig för spån- ningen. Man kan t ex använda glödlampor med viss märk- effekt men med inom relativt vida gränser varierande märkspänningar, t ex 4-10 V, med tillfredsställande resultat vad ljusstyrkan beträffar och utan att glöd- tråden smälter.

Strömförbrukaren 20 i fig 1 är inkopplad mellan jord och anslutningen B och generatorn G är inkopplad mellan jord och anslutningen A.

Reglerkretsen 1 omfattar en tyristoranordning och är styrd på ett speciellt sätt. Under tiden tl i fig 3 är de tvâ i fig l visade tyristorerna Tyl, Ty2 stängda (släckta). Effekten över förbrukaren 20 är då noll. Den av generatorn levererade sínusformiga spänningen verkar över reglerkretsens anslutnings- kontakter A, B, men under ovan beskrivna tillstånd är strömmen genom de yttre kretsarna A-G-J och B-20-J noll.

I det följande betraktas först en positiv halv- period, men händelseförloppet därunder är analogt med händelseförloppet under nästföljande negativa halvperiod.

Efter tiden tl (se fig 3) öppnas den ena tyristorn och reglerkretsen släpper fram ström genom den yttre kretsen A-B och sålunda genom strömförbrukaren 20, dvs glödlampan i fig 2.

Den genomsläppta effekten, t ex 3 W, till lampan 20 blir väsentligen konstant genom att effekten mot- 10 15 20 25 30 35 457 575 3 svarar pulsenergimängden, som är konstant och väsent- ligen oberoende av varvtalet fr o m ett visst, rela- tivt lågt varvtal och uppåt genom att tändníngspunkten to vid varje halvperiod flyttas fram eller tillbaka beroende på varvtalet (ytan Al är lika stor som ytan A2 1 fig 3).

Reglerkretsen i fig l består av tvâ spänningsstyr- da strömkretsar betecknade med TKl och TK2. Den ena kretsen reglerar de positiva och den andra kretsen de negativa halvperioderna för den av generatorn över A, B levererade sinusformiga spänningen.

Följande händelseförlopp betraktas från det ögon- blick tyristorn Ty2 i kretsen TKl är stängd.

Positiv spänning verkar då mellan anslutningspunk- terna A och B och alstrar en ström, som ledes genom en likriktardiod D4 och ett par motstånd R6, R7 till en kondensator C2. Härvid stiger"spänningen över=konden- satorn C2. En viss spänning, t ex ca 7 V, över C2 öppnar vägen genom en unijunctiontransistor T3 och släpper fram den i C2 upplagrade energin till tyristorns tänd- elektrod, varvid tyristorn Ty2 öppnar och "kortsluter", dvs förbinder, punkterna A, B. Strömmen passerar då i huvudsak obehindrat till och genom strömförbrukaren.

Vid efterföljande nollgenomgáng för generatorspänningen stängs åter tyristorn Ty2. Tändningspunkten "to" (fig 3) bestämmes av laddningen av kondensatorn C2 och den till strömförbrukaren levererade effekten blir konstant inom ett mycket stort fartregister för en cykel, som driver generatorn.

Reglerkretsen TK2 kan arbeta på samma sätt som TKl, men i det visade föredragna utförandet laddas kondensatorn Cl i denna krets TK2 med konstant ström _fràn en konstantströmgenerator bestående av motstànden Rl, R2, R3, dioderna Dl, D2 och transistorn Tl, vilken här är en pnp-transistor och vilken icke, liksom ej heller motståndet R1 och de seriekopplade dioderna Dl, D2, ingår i den ovan beskrivna kretsen TKl. 457 575 10 15 20 25 30 35 4 Anledningen till den beskrivna skillnaden mellan kretsarna TKl, TK2 är önskemålet att så mycket som möjligt utnyttja generatoreffekten vid låga varvtal och avstå från en del vid höga varvtal.

Den som konstantströmgeneratorn arbetande kretsen TK2, som är mycket känslig, omvandlar varje negativ halvperiod från generatorn till i huvudsak rektangulär form och laddar kondensatorn Cl med i huvudsak konstant ström under varje negativ halvperiod redan vid mycket lågt varvtal, t ex redan vid hastigheten 3-5 km/h, och upphör att arbeta vid relativt högt varvtal, 15 km/h, när pulsfrekvensen är så hög, t ex att konstant- strömpulsen inte hinner ladda upp kondensatorn Cl till tändspänning för T2. Fram till denna situation samarbetar de båda kretsarna TKl, TK2 och därefter arbetar endast kretsen TKl, levererar konstant effekt. vilken därefter själv De båda kretsarna TKl och TK2 har sålunda i det vi- sade fallet olika arbetskarakteristikor, vilka är valda så, att kretsen förmår leverera en i huvudsak konstant effekt av 3 W redan från och med ett lågt generatorvarv- tal (cykelhastighet). För fullt utnyttjande av den goda reglerfunktionen, som dessa båda samarbetande reglerkret- sar TKl, TK2 möjliggör, bör som generator företrädesvis användas en generator, t ex av det i DE-A-8š9 059 eller US-A-4 349 761 visade slaget, som har en magnet- krets som är i huvudsak helt sluten av magnetfälts- ledande material, medan generatorgodset i övrigt i huvudsak består av elektriskt isolerande material, så att både magnetfältförluster och virvelströmförluster hålles vid en låg och av generatorns varvtal i så obetyd- lig grad varierande nivå, att variationsgraden är för- sumbar för den elektroniska regulatorns reglerfunktion.

En kombination av en generator av ovan angivet slag och en effektreglerkrets enligt uppfinningen ar- betar med anmärkningsvärt små totalförluster, själva reglerkretsen l, varvid som arbetar som en helvâgslik- l0 15 20 25 30 35 457 575 5 riktande konstanteffektupprätthâllande strömleverantör, förbrukar obetydligt och med tanke på totalnyttan för- sumbar energi. Vad kretsen i fig 1 beträffar bör sålunda observeras att den gör effektleveransen i huvudsak obe- roende av växelspänningens frekvens och storlek och så- lunda oberoende av generatorns varvtal inom ett mycket stort varvtalsområde. Dessutom bör observeras att reg- lerkretsen l genom att den levererar en i huvudsak kon- stant effekt, t ex 3 W, möjliggör användning av en 3 W-lampa 20 avsedd för andra märkspänningar än den rätta, som t ex är 6 V. Sålunda kan glödlampor för 4, 8, 10 eller 12 V användas utan risk för glödtràds- smältning eller alltför làg ljusstyrka, vilket är en stor fördel i situationer, vid vilka glödlampor för rätt märkspänning inte går att skaffa vid ett visst tillfälle.

Vid provdrift med en cykelgenerator av viss typ och som vid normal användning på en cykel strömförsörjde en glödlampa, som hade en märkeffekt av 3 W, erhölls följande värden. l. Hastighet 30 km/h Total effekt 9,95 W Lampan 3,0 W Lagerförluster 3,78 W Elförluster 3,21 W ' Verkningsgrad 48 % 2. Hastighet 15 km/h Total effekt 5,57 W Lampan 3,0 W Lagerförluster 0,71 W Elförluster l,86 W Verkningsgrad 61 % 3. Hastighet 5 km/h Total effekt 2,66 W Lampan 1,33 W Lagerförluster 0,19 W Elförluster 1,16 W Verkningsgrad S0 % 457 575 6 Såsom framgår av det ovanstående drevs lampan vid den låga hastigheten av 5 km/h icke längre med full effekt, men strax över 5 km/h och uppåt levererade kretsen 1 konstant och i huvudsak full effekt, 5 i detta fall 3W. dvs Genom att parallellt med lampan 20 ansluta ett batteri och en batteriladdníngskrets 50 som komplement, kunde ständigt, dvs även vid O km/h, 3 W levereras till glödlampan.

Claims (1)

1. 457 575 PATENTKRAV Elektronisk regulator avsedd att anslutas mellan en strömförbrukare, t ex en cykelbelysning (20), och en växelströmsalstrande generator av typen cykelgenerator (G), vilken regulator (25, fig 3) innefattar tvâ parallellt med varandra till tvâ anslutningar (A, B) kopplade regler- kretsar (TK1, TK2), vilka anslutningar är avsedda att anslutas den ena till generatorn (G) och den andra till strömförbrukaren (20), varvid de båda reglerkretsarna innefattar dels var sin likriktaranordning (Dl, D2, D3 resp D4), av vilka den ena (Dl, D2, D3) är anordnad att genomsläppa de negativa och den andra (D4) de positiva spänningspulserna fràn generatorn, dels var sin konden- satoranordning (Cl resp C2) och var sin spänningsavkän- nande och strömframsläppande anordning (T2, Tyl resp T3, Ty2), varvid den spänningsavkännande och därav be- roende strömframsläppande anordningen i vardera av de båda reglerkretsarna (TKl, TK2) innefattar en spännings- styrd transistoranordning (T2 resp T3) och en tyristor- anordning (Tyl resp Ty2), vars tändelektrodanordning är ansluten till transistoranordningens utgång, som _ i vardera kretsen är ansluten till den anslutningskon- takt (B) som är avsedd att anslutas till strömförbru- karen (20), och varvid respektive spänningsavkännande anordning (T2 resp T3) är anordnad att avkänna den medelst varje negativ resp positiv puls alstrade laddningsspän- ningen över respektive kondensatoranordning (Cl resp C2) och att vid uppnàendet av en förutbestämd spännings- tröskel öppna en normalt stängd strömpassage (Tyl resp Ty2) i respektive reglerkrets, vilken passage är anordnad att därvid ansluta generatorn (G) till strömförbrukaren (20), att urladda kondensatorn och att åter stängas vid strömnollgenomgång i regulatorn, så att av varje negativ puls och av varje positiv puls från generatorn framsläppes en energimängd, som är i huvudsak propor- 457 575 8 tionell mot öppningstídens längd i respektive strömpassage, k ä n n e t e c k n a d därav, att den är så anordnad, att öppningstidernas längd i den ena kretsen är oberoende av öppningstidens längd i den andra kretsen och att båda är beroende av generatorns varvtal, samt att den ena reglerkretsen (TK2) pà ingångssidan har en till motsvarande kondensatoranordning (Cl) an strömgenerator (Rl, R2, R3, D1, sluten konstant- D2, Tl), som är anordnad att omforma varje framsläppt puls från generatorn till kondendsatorn till nârmelsevis rektangulär form, varvid anordningen är sådan, att denna krets (TK2) för varje t ex negativ puls levererar en konstant energímängd inom ett relativt lågt varvtalsområde för generatorn intill dess att pulsfrekvensen är för snabb för att medgiva tillräcklig tid för uppladdning av motsvarande kondensator (Cl) till tändspänningen för motsvarande transistor/tyrristoranordning (T2, Tyl). 1