DE1282142B - Spannungsregler fuer einen Mehrphasengenerator - Google Patents

Spannungsregler fuer einen Mehrphasengenerator

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DE1282142B
DE1282142B DEB85101A DEB0085101A DE1282142B DE 1282142 B DE1282142 B DE 1282142B DE B85101 A DEB85101 A DE B85101A DE B0085101 A DEB0085101 A DE B0085101A DE 1282142 B DE1282142 B DE 1282142B
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voltage
semiconductor rectifier
generator
regulator according
phase
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Dipl-Ing Franz Dietl
Dipl-Ing Edgar Kuhn
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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Description

  • Spannungsregler für einen Mehrphasengenerator Die Erfindung betrifft einen Spannungsregler für einen mit wechselnden Drehzahlen und wechselnder Last betreibbaren Mehrphasengenerator, der mit einer Feldwicklung versehen ist, welcher ein dem Mehrphasengenerator entnommener Erregerstrom über einen steuerbaren Halbleitergleichrichter zugeführt wird, der von einer Phase des Generators gespeist wird, wobei eine mit der Generatorfrequenz synchronisierte Wechselspannung einer von der Generatorausgangsspannung abhängigen Gleichspannung überlagert wird und der Augenblickswert der so erzeugten Summenspannung den Einschaltzeitpunkt des Halbleitergleichrichters, bezogen auf die an ihn angeschlossene Phasenspannung, bestimmt.
  • Aus der USA.-Patentschrift 3121836 und der französischen Patentschrift 1317 343 ist es bekannt, bei Spannungsreglern für Drehstromgeneratoren einen im Feldkreis liegenden Halbleitergleichrichter durch einen Impulsgeber zu steuern, der einen Zweibasistransistor und einen Kondensator enthält. Dieser Kondensator wird abhängig von der Ausgangsspannung des Generators schnell oder langsam aufgeladen, und dementsprechend wird der Halbleitergleichrichter früh oder spät, bezogen auf den Verlauf der an ihn angelegten Wechselspannung, gezündet. Derartige Regeleinrichtungen erfordern einen erheblichen Aufwand, besonders dann, wenn der Erregerstrom aus mehreren Phasen entnommen werden soll. Ein Impulsgeber für dreiphasigen Betrieb ist z. B. gezeigt in den AEG-Mitteilungen 1964, S.177. Außerdem sind diese Schaltungen vorwiegend für eine konstante Betriebsfrequenz geeignet, wie sie bei einem Generator mit wechselnden Drehzahlen nicht gegeben ist.
  • Aus der USA.-Patentschrift 3 032 701 ist ferner ein Spannungsregler fier einen Drehstromgenerator bekannt, der den Erregerstrom über drei Halbleitergleichrichter steuert, denen über Magnetverstärker Zündimpulse zugeführt werden, deren zeitliche Lage von der Generatorausgangsspannung abhängt. Durch die Magnetverstärker und die dazu notwendigen Wandler wird diese Anordnung aufwendig. Sie eignet sich außerdem nur für eine Drehrichtung.
  • Aus der britischen Patentschrift 1013 803 ist eine Spannungsregeleinrichtung ähnlicher Art bekannt, bei der von einem Magnetverstärker jeweils dann ein Zündimpuls abgegeben wird, wenn eine pulsierende Gleichspannung durch Null geht. Diese pulsierende Spannung ist abhängig von der Ausgangsspannung des Generators. Fällt diese Ausgangsspannung, so kann die genannte pulsierende Spannung dauernd negativ werden, so daß nicht mehr gezündet wird und sich der Generator entregt. Dies wird bei vielen Anwendungsfällen als Nachteil empfunden.
  • Aus der britischen Patentschrift 983519 ist eine Spannungsregeleinrichtung mit einem Sperrschwingoszillator bekannt; diese Spannungsregeleinrichtung ist nur für eine konstante Frequenz geeignet. Bei einer Änderung der Frequenz müssen die Bauteile geändert werden.
  • Aus der deutschen Auslegeschrift 1206 065 ist ein Spannungsregler für einen Drehstromgenerator bekannt, bei dem ein Kondensator je nach Ausgangsspannung des Generators verschieden rasch aufgeladen wird und eine Kippschaltung steuert, durch die ein Halbleitergleichrichter im Erregerkreis dieses Generators gesteuert wird. Diese Schaltung neigt besonders im Leerlauf, d. h. bei sehr kurzen Einschaltzeiten des Halbleitergleichrichters, zu Instabilitäten, und erlaubt es auch nicht, den Halbleitergleichrichter voll auszusteuern, da durch die Aufladung des Kondensators am Phasenbeginn eine Zeitverzögerung entsteht.
  • Schließlich ist es aus der französischen Patentschrift 1368 351. bekannt, einen im Feldkreis eines Wechselstromgenerators liegenden Halbleitergleichrichter durch eine Spannung zu steuern, die aus der Überlagerung einer Gleichspannung und einer um 90° phasenverschobenen Wechselspannung erzeugt wird. Zur Erzeugung dieser um 90° verschobenen Spannung wird ein besonderer Generator benötigt, der die Anlage verteuert. Außerdem eignet sich diese Schaltung nicht für variable Drehzahlen, da diese um 90° verschobene Spannung drehzahlproportional ansteigen und den Halbleitergleichrichter gefährden würde.
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Spannungsregler zu vermeiden und einen Spannungsregler zu schaffen, der für wechselnde Drehzahlen und wechselnde Last geeignet ist, ein gutes Betriebsverhalten zeigt und es insbesondere auch erlaubt, den zugehörigen Generator in beiden Richtungen anzutreiben.
  • Nach der Erfindung wird dies bei einem eingangs genannten Generator dadurch erreicht, daß die überlagerte Wechselspannung einer anderen Phase des Mehrphasengenerators entnommen ist als derjenigen, an die der Halbleitergleichrichter angeschlossen ist, daß ein einen Energiespeicher enthaltendes Netzwerk vorgesehen ist, das die Rückflanke der entnommenen Phasenspannung verlängert, daß ferner für die von der Generatorausgangsspannung abhängige Gleichspannung ein Verstärker vorgesehen ist und daß die Summenspannung einem Vergleicher zuführbar ist, der an einer Referenzspannung liegt und seinerseits den steuerbaren Halbleitergleichrichter steuert.
  • Mit diesem Spannungsregler ist es möglich, den Halbleitergleichrichter in jedem Augenblick zu zünden, solange seine Anode positiver ist als seine Kathode, und man erhält auch im Leerlauf eine sehr gute Regelung. Selbst bei umgekehrter Phasenfolge arbeitet ein solcher Spannungsregler noch zufriedenstellend und ist deshalb unempfindlich gegen Fehlanschlüsse, wie sie gerade in der Autoelektrik oftmals kaum zu vermeiden sind. Durch die Referenzspannung wird der Spannungsregler unabhängig von temperatur- oder alterungsbedingten Änderungen im Halbleitergleichrichter selbst.
  • In vorteilhafter Weiterbildung wird dabei der Spannungsregler so ausgebildet, daß als Energiespeicher ein Kondensator vorgesehen ist, dem über einen Gleichrichter die Spannung der anderen Phase zugeführt wird, und daß diesem Kondensator ein Entladekreis zugeordnet ist. Ein solches Netzwerk ist sehr einfach aufzubauen und gegen überspannungen unempfindlich.
  • Um eine besonders gute Empfindlichkeit des Verstärkers im Bereich der zu regelnden Spannung zu erreichen, wird der Spannungsregler mit Vorteil so ausgebildet, daß dem Eingang des als Gleichspannungsverstärker ausgebildeten Verstärkers eine Zenerdiode vorgeschaltet ist, die bei Erreichen der einzuregelnden Spannung leitend wird. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Spannungsregler so auszubilden, daß der Gleichspannungsverstärker einen steuerbaren Halbleitergleichrichter enthält, zu dessen Basis-Kollektor-Strecke ein Kondensator parall"l geschaltet ist. Dadurch erreicht man, daß kurzzeitige Spannungsschwankungen am Eingang des Gleichspannungsverstärkers an dessen Ausgang kaum wirksam werden.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird der Spannungsregler so ausgebildet, daß zum Erzeugen der Summenspannung Widerstände vorgesehen sind, deren Ströme einen gemeinsamen Abschlußwiderstand durchfließen, und die Spannung an diesem Abschlußwiderstand als Summenspannung dient. Diese Ausbildung ermöglicht es in sehr einfacher Weise, die Summenspannung zu erzeugen, und zwar ohne Zuhilfenahme von Transformatoren oder potentialfreien Spannungsquellen, wie das bei den bisher bekannten Lösungen der Fall ist.
  • Falls ein möglichst kontinuierlicher Erregerstrom gewünscht wird, um bei Vollast die Erregerwicklung optimal ausnutzen zu können, wird der Spannungsregler mit Vorteil so ausgebildet, daß mehreren Phasen des Mehrphasengenerators je ein steuerbarer Halbleitergleichrichter und ein an eine Referenzspannung angeschlossener Vergleicher zugeordnet ist und daß jedem Vergleicher jeweils eine Summenspannung zuführbar ist, die aus einer von der Generatorausgangsspannung abhängigen Gleichspannung und einer Wechselspannung gebildet ist, welche einer anderen Phase entnommen wurde als derjenigen, an die der dem Vergleicher zugeordnete Halbleitergleichrichter angeschlossen ist. Dabei kann man mit Vorteil einen gemeinsamen Gleichspannungsverstärker und eine gemeinsame Referenzspannungsquelle für alle Vergleicher vorsehen, wobei es sich als sehr zweckmäßig erwiesen hat, zur Entkopplung der einzelnen Vergleicher den Abschlußwiderstand zum Erzeugen der Summenspannung jeweils über eine Diode an die zur Summenspannungsbildung dienenden Widerstände anzuschließen. Auf diese Weise ergeben sich keine störenden Rückwirkungen der verschiedenen Vergleicher aufeinander.
  • Eine besonders einfache Schaltung ergibt sich weiterhin dadurch, daß der Vergleicher einen Transistor enthält, dessen eine Steuerelektrode über einen Widerstand mit dem einen Pol einer Gleichspannungsquelle und über eine Zenerdiode mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist, an den auch der eine Anschluß der Feldwicklung des Mehrphasengenerators angeschlossen ist, daß die Summenspannung zwischen diesem anderen Pol und der anderen Steuerelektrode dieses Transistors angel.,gt ist, daß die Kathode des Halbleitergleichrichters mit dem anderen Anschluß der Feldwicklung verbunden ist und daß die Steuerelektrode dieses Halbleitergleichrichters mit einer Ausgangselektrode des Transistors verbunden ist, so daß bei leitendem Halbleitergleichrichter durch den Spannungsabfall an der Feldwicklung der Zündstrom zum Halbleitergleichrichter mindestens reduziert wird. Dieser Transistor hat also zwei Funktionen: einmal wirkt er zusammen mit dem Abschlußwiderstand als Vergleicher, und zum anderen steuert er den Zündstrom im zugeordneten Halbleitergleichrichter. Dabei ist der Zündstrom im wesentlichen impulsförmig, da er unterbrochen wird, wenn der Halbleitergleichrichter leitend ist. Der Transistor muß also nur für diesen impulsförmigen Zündstrom bemessen werden. Dabei wird die Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters mit Vorteil über eine Diode mit der Ausgangselektrode des zum Vergleicher gehörenden Transistors und über einen Widerstand mit der Kathode des Halbleitergleichrichters verbunden, um sicherzustellen, daß der Zündstrom innerhalb der zulässigen Werte liegt.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt F i g. 1 eine Schaltung mit einem Drehstromgenerator, bei der die Feldwicklung über einen steuerbaren Halbleitergleichrichter gespeist wird, F i g. 2 verschiedene Spannungs- und Stromdiagramme zum Erläutern der Wirkungsweise und F i g. 3 eine Schaltung entsprechend F i g. 1, bei der jedoch zum Speisen der Feldwicklung drei gesteuerte Halbleitergleichrichter verwendet werden.
  • In F i g. 1 bezeichnet 11 einen Drehstromgenerator, der eine Nebenschlußfeldwicklung 12 und eine dreiphasige, im Stern geschaltete Wicklung 13 aufweist. Eine der Wicklungen 12 oder 13 wird angetrieben, z. B. durch den Motor eines Nutzfahrzeuges. Die drei Phasenwicklungen der Wicklung 13 sind mit einem Dreiphasen-Brückengleichrichter verbunden, der mit 14 bezeichnet ist. Der Ausgang dieses Brückengleichrichters liegt an zwei Laststromleitungen 15, 16, die ihrerseits mit einer Batterie 1.7 in Verbindung stehen und dieser einen Ladestrom vom Generator 11 zuführen. Parallel zur Batterie 17 können noch weitere Gleichstromverbraucher geschaltet sein, die jedoch nicht dargestellt sind. Die Laststromleitung 15 wird im folgenden auch als Plusleitung, die Laststromleitung 16 auch als Minusleitung bezeichnet.
  • Um die Spannung zwischen den Leitungen 15 und 16 etwa konstant zu halten, ist der Generator mit einer Spannungsregeleinrichtung versehen. die im wesentlichen aus zwei Transistoren 18,19 und einem gesteuerten Halbleitergleichrichter 20 besteht. Der Transistor 19 dient dazu, eine Spannung zu erzeugen, die der positiven Regelabweichung etwa proportional ist, also der Spannung, um die die Spannung zwischen den Leitern 15 und 16 die gewünschte Sollspannung übersteigt. Der Transistor 18 dient zur Steuerung des Halbleitergleichrichters 20, der je nach Größe der Regelabweichung früher oder später gezündet wird und dadurch einen Erregerstrom 1P durch die Feldwicklung 12 steuert.
  • Zwischen den Leitungen 15 und 16 liegt ein Spannungsteiler, der aus vier in Reihe geschalteten Widerständen 23, 24, 25, 26 besteht, von denen der Widerstand 24 als Potentiometer ausgebildet ist. Parallel zum Widerstand 26 liegt ein Heißleiterwiderstand 27, der zur Temperaturkompensation dient. An den Potentiometerarm 28 des Widerstandes 24 ist die Anode einer Zenerdiode 29 angeschlossen, deren Kathode mit der Basis des Transistors 19 und über einen Widerstand 30 sowie einen diesem parallelgeschalteten Kondensator 31 mit der Leitung 15 verbunden ist. Ebenso ist diese Anode über einen weiteren Kondensator 32 mit dem Kollektor des Transistors 19 verbunden, der über einen Kollektorwiderstand 33 an die Leitung 16 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 19 liegt an der Plusleitung 15. An den Kollektor des Transistors 19 ist die Anode einer Diode 36 angeschlossen, deren Kathode über einen Kondensator 37 mit der Leitung 16 und über einen Widerstand 38 und eine weitere in gleicher Richtung gepolte Diode 39 mit der Basis des Transistors 18 verbunden ist. Zwischen der Basis des Transistors 18 und der Leitung 16 liegt ein Abschlußwiderstand40. An die Anode der Diode 39 ist ein Widerstand 41 angeschlossen, dessen anderer Anschluß über einen Kondensator 44 mit der Leitung 16 und über einen Widerstand 45 und eine mit diesem in Serie geschaltete Diode 46 mit der T-Phasenwicklung des Generators 11 verbunden ist, also einer Phase, die zeitlich derjenigen nacheilt, an die der Halbleitergleichrichter 20 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 18 ist über einen Widerstand 47 mit der Leitung 15 sowie direkt mit der Kathode einer Zenerdiode 48 verbunden, deren Anode an der Leitung 16 liegt. Der Kollektor des Transistors 18 liegt über einen Kollektorwiderstand 49 an der Leitung 16 und ist mit der Anode einer Diode 50 verbunden, deren Kathode an der Steuerelektrode des gesteuerten Halbleitergleichrichters 20 liegt. Zwischen der Kathode der Diode 50 und der mit der Feldwicklung 12 verbundenen Kathode des Halbleitergleichrichters 20 liegt ein Widerstand 51. Die Anode des Halbleitergleichrichters 20 ist mit der R-Phasenwicklung des Generators 11 verbunden, und das andere Ende der Feldwicklung 12 liegt an der Leitung 16. Parallel zur Feldwicklung 12 liegt eine Löschdiode 52, die den Erregerstrom il. in der Feldwicklung 12 während der negativen Halbwelle aufrechterhält und Spannungsspitzen verhindert.
  • Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Zunächst wird angenommen, daß die Spannung zwischen den Leitern 15 und 16 dem gewünschten Sollwert entspricht. Der Potentiometerarm 28 am Potentiometer 24 ist so eingestellt, daß bei dieser Spannung die Zenerdiode 29 noch nicht ihre Durchbruchsspannung erreicht. Im Transistor 19 fließt also in diesem Betriebszustand kein Basisstrom, und dementsprechend ist auch sein Kollektorstrom gleich Null, so daß auch die Spannung u, am Kollektorwiderstand 33 gleich Null ist. An der Basis des Transistors 18 liegt dann als Summenspannung uss nur die Spannung u, am Kondensator 44, die diesem über die Diode 46 zugeführt wird und die sich nach jeder Periode über die Widerstände 40 und 41 und die Diode 39 entlädt. Durch die Entladung ergibt sich der aus F i g. 2 Reihe 2 ersichtliche, verzögerte Abfall der Spannung u" gegenüber der in Reihe 1 dargestellten Spannung Ur. Da die Summenspannung u" in diesem Fall zu jedem Zeitpunkt kleiner ist als die an der Zenerdiode 48 liegende feste Referenzspannung UZ, die auch die Kollektor-Emitter-Spannung des Transistors 18 darstellt, befindet sich der Transistor 18 dauernd in seinem leitenden Zustand, da seine Basis stets negativ gegenüber dem Emitter ist. Sein Kollektor liegt also fast auf dem Potential der Plusleitung 15, so daß die Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters 20 über die Diode 50 eine positive Spannung erhält; der Halbleitergleichrichter 20 leitet also, solange zwischen seiner Anode und seiner Kathode eine positive Spannung liegt. Die Feldwicklung 12 erhält dadurch ihren vollen Erregerstrom.
  • Wenn sich nun die Spannung zwischen den Leitungen 15 und 16 über ihren Sollwert hinaus erhöht, z. B. von 14 auf 14,1 Volt, wird die Spannung am Potentiometerarm 28 so groß, daß die Zenerdiode 29 ihre Durchbruchsspannung erreicht und am Transistor 19 ein Basisstrom fließt. Diese Durchbruchsspannung kann, wie ersichtlich, am Potentiometerarm 28 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Wenn die Durchbruchsspannung der Zenerdiode 29 überschritten worden ist, ist der Basisstrom des Transistors 19 proportional der Spannung, um die die Spannung am Potentiometerarm 28 die Durchbruchsspannung übersteigt. Deshalb ist auch der Kollektorstrom des Transistors 19 proportional dieser Differenzspannung und dementsprechend auch der Spannungsabfall u, am Kollektorwiderstand 33. Durch die Verstärkung des Transistors 19 wird diese Spannung u, größer als der Spannungsanstieg. Zum Beispiel können dem obenerwähnten Spannungsanstieg von 0,1 Volt eine Spannung u, von 0,8 Volt entsprechen.
  • Die Spannung u, addiert sich zur Spannung u, am Kondensator 44, und es ergibt sich die in F i g. 2 in der zweiten Reihe dargestellte Spannungsform der Summenspannung u" an der Basis des Transistors 18. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist diese Summenspannung im vorliegendem Fall zeitweilig größer als die Spannung UZ an der Zenerdiode 48. Während dieser Zeitspanne leitet der Transistor 18 nicht, so daß sein Kollektorpotential praktisch dem der Minusleitung 16 entspricht. An der Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters 20 liegt dann ein negatives Potential, so daß er gesperrt bleibt bzw. löscht, wenn die Spannung zwischen seiner Anode und Kathode negativ wird. Erst wenn der Augenblickswert der Summenspannung u" kleiner geworden ist als die Spannung Uz an der Zenerdiode 48, wird der Transistor 18 wieder leitend und steuert dann über die Diode 50 auch den Halbleitergleichrichter 20 in den leitenden Zustand. Bei der in F i g. 2 dargestellten Größe von ui geschieht dies jeweils zum Zeitpunkt t1, (t1+3600) usw:, d. h. die Feldwicklung 12 erhält, wie in F i g. 2 in der dritten Reihe gestrichelt dargestellt, nur noch einen Teil des vollen Stroms. Die Erregung wird also verkleinert, und dadurch vermindert sich auch die Ausgangsspannung des Generators 11 so lange, bis die Spannung am Potentiometerarm 28 wieder unter die Durchbruchsspannung der Zenerdiode 29 gesunken ist. Dadurch, daß zum Erzeugen der Spannung u2 eine vorhergehende Phase (Phase T) benutzt wird, wird es möglich, den »Zünd«-Zeitpunkt des Halbleitergleichrichters 20 über den ganzen Bereich zu verschieben, in dem die Anode des Halbleitergleichrichters 20 positiver ist als dessen Kathode. Dazu trägt weiterhin die Anordnung des Kondensators 44 mit der Diode 46 und dem Entladekreis aus den Widerständen 40 und 41 und der Diode 39 bei. Durch diese Anordnung erreicht man, daß der »Zünd«-Zeitpunkt in einem wesentlich größeren Bereich verschoben werden kann und daß man auch bei Rückwärtslauf noch eine befriedigende Regelung erhält.
  • F i g. 3 zeigt eine Schaltung, die im wesentlichen mit der Schaltung nach F i g. 1 übereinstimmt, bei der jedoch für jede der drei Phasen R, S, T ein gesteuerter Halbleitergleichrichter, und zwar für die Phase R der Halbleitergleichrichter 20, für die Phase S der Halbleitergleichrichter 120 und für die Phase T der Halbleitergleichrichter 220 vorgesehen ist. Die einzelnen Steuersysteme entsprechen völlig dem in F i g.1 dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel, und zwar wurden für das Steuersystem des Halbleitergleichrichters 20 die gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 1, für das des Halbleitergleichrichters 120 die Bezugsziffern nach Fi g. 1, jedoch um 100 erhöht und für die Steuereinrichtung des Halbleitergleichrichters 220 die Bezugsziffern nach F i g. 1, jedoch um 200 erhöht, benutzt. Wie ersichtlich, wird dem Steuertransistor jeder Phase eine Phasenspannung zugeführt, die der vorhergehenden Phase entnommen ist, z. B. dem Steuertransistor 18, der den in der R-Phase liegenden Halbleitergleichrichter 20 steuert, die Phasenspannung der T-Phase. Die Eingangsschaltung mit dem Transistor 19, die zur Messung der positiven Regelabweichung dient; ist allen drei Steuertransistoren 18, 118 und 218 gemeinsam, ebenso die an der Zenerdiode 48 gewonnene Referenzspannung Uz.
  • Im Betrieb steuern nunmehr die drei Halbleitergleichrichter 20, 120 und 220 zusammen den Erregerstrom ip durch die Feldwicklung 12, und zwar in der Weise, wie es in F i g. 2 in der untersten Reihe dargestellt ist, nämlich durch sogenannte Phasenanschnittssteuerung. Solange die Zenerdiode 29 nicht leitet, hat dieser Strom iF die in F i g. 2 in der letzten Reihe gestrichelt dargestellte Form. Mit wachsender positiver Regelabweichung verschieben sich die Steuerzeitpunkte r1, (t1+220°), (t1+240°) usw. immer weiter nach rechts, so daß der Erregerstrom immer mehr abnimmt, jedoch immer noch den Charakter eines oberwelligen Gleichstroms behält. Die Halbleitergleichrichter 20, 120 und 220 können bei dieser Anordnung für geringere Ströme bemessen werden; und die Schaltung hat den besonderen Vorteil, daß sie auch bei einer Vertauschunä der Phasenfolge zufriedenstellend arbeitet, da durch die Kondensatoren 44, 144 und 244 der Abfall der Summenspannung uss verzögert wird, und daß deswegen auch noch die vorhergehende Phase in der Lage ist, den jeweiligen Halbleitergleichrichter richtig zu steuern, wie dies bei der vorliegenden Schaltung bei Antrieb mit umgekehrter Drehrichtung der Fall ist. Außerdem bringt die Schaltung nach F i g. 3, wie ersichtlich, den Vorteil, daß sie mit einer sehr geringen Anzahl von Bauelementen auskommt, da ein wesentlicher Teil der Einrichtungen nur einmal und nicht für jeden Halbleitergleichrichter besonders benötigt wird.

Claims (12)

  1. Patentansprüche: 1: Spannungsregler für einen mit wechselnden Drehzahlen und wechselnder Last betreibbaren Mehrphasengenerator, der mit einer Feldwicklung versehen ist, welcher ein dem Mehrphasengenerator entnommener Erregerstrom über einen steuerbaren Halbleitergleichrichter zugeführt wird, der von einer Phase des Generators gespeist wird, wobei eine mit der Generatorfrequenz synchronisierte Wechselspannung einer von der Generätörausgängsspannung abhängigen Gleichspannung überlagert wird und der Augenblickswert der so erzeugten Summensparnnung den Einschaltzeitpunkt des Halbleitergleichrichters, bezogen auf die an ihn angeschlossene Phasenspannung, bestimmt, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die überlagerte Wechselspannung (u,2) einer anderen Phase (T) des Mehrphasengenerators (11) entnommen ist als derjenigen - Phase (R) -, an die der Halbleitergleichrichter (20) angeschlossen ist, daß ein einen Energiespeicher (44) enthaltendes Netzwerk (40, 41, 44, 45, 46) vorgesehen ist, das die RüCkflanke der entnommenen Phasenspannung (uT) verlängert, daß ferner für die von der Generatorausgangsspannung abhängige Gleichspannung (u) ein Verstärker vorgesehen ist und daß die Summenspannung (u") einem Vergleicher (18, 40) zuführbar ist, der an einer Referenzspannung (uz) liegt und seinerseits den steuerbaren Halbleitergleichrichter (20) steuert.
  2. 2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiespeicher ein Kondensator (44) vorgesehen ist, dem über einen Gleichrichter (46) die Spannung der anderen Phase (T) zugeführt wird, und daß diesem Kondensator (44) ein Entladekreis (40, 41) zugeordnet ist.
  3. 3. Spannungsregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingang des als Gleichspannungsverstärker ausgebildeten Verstärkers eine Zenerdiode (29) vorgeschaltet ist, die bei Erreichen der einzüregelnden Spannung leitend wird.
  4. 4. Spannungsregler nach einem der Ansprüche 1 bi's 3, dadurch gekennzeichnet, daß der GleichspannungsVerstärker einen Transistor (19) enthält, zu dessen Basis-Kollektor-Strecke ein Kondensator(32) parallel geschaltet ist.
  5. 5. Spannungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der Summenspannung (u") Widerstände (38, 41) vorgesehen sind, deren Ströme einen gemeinsamen Abschlußwiderstand (40) durchfließen, und daß die Spannung an diesem Abschlußwiderstand als Summenspannung dient.
  6. 6. Spannungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren Phasen (R, S, T) des Mehrphasengenerators (11) je ein steuerbarer Halbleitergleichrichter (20, 120, 220) und ein an eine Referenzspannung (uz) angeschlossener Vergleicher (18, 40; 118, 140; 218, 240) zugeordnet ist und daß jedem Vergleicher jeweils eine Summenspannung (u") zuführbar ist, die aus einer von der Generatorausgangsspannung abhängigen Gleichspannung (u1) und einer Wechselspannung (u2) gebildet ist, welche einer anderen Phase entnommen wurde als derjenigen, an die der dem Vergleicher zugeordnete Halbleitergleichrichter angeschlossen ist (F i g. 3).
  7. 7. Spannungsregler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Gleichspannungsverstärker für alle Vergleicher (18, 40; 118, 140; 218, 240) vorgesehen ist (F i g. 3). B.
  8. Spannungsregler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Referenzspannungsquelle - Zenerdiode (48) -für alle Vergleicher vorgesehen ist (F i g. 3).
  9. 9. Spannungsregler nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entkopplung der einzelnen Vergleicher der Abschlußwiderstand (40, 140, 240) jeweils über eine Diode an die Widerstände (38, 41; 138, 141; 238, 241) angeschlossen ist.
  10. 10. Spannungsregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (18, 40) einen Transistor enthält, dessen eine Steuerelektrode (Emitter) über einen Widerstand (47) mit dem einen Pol (15) einer Gleichspannungsquelle und über eine Zenerdiode (48) mit dem anderen Pol (16) der Gleichspannungsquelle verbunden ist, an den auch der eine Anschluß der Feldwicklung (12) des Mehrphasengenerators (11) angeschlossen ist, daß die Summenspannung zwischen diesem anderen Pol (16) und der anderen Steuerelektrode (Basis) dieses Transistors angelegt ist, daß die Kathode des Halbleitergleichrichters (20) mit dem anderen Anschluß der Feldwicklung (12) verbunden ist und daß die Steuerelektrode dieses Halbleitergleichrichters (20) mit einer Ausgangselektrode (Kollektor) des Transistors (18) verbunden ist, so daß bei leitendem Halbleitergleichrichter (20) durch den Spannungsabfall an der Feldwicklung (20) der Zündstrom zum Halbleitergleichrichter mindestens reduziert wird.
  11. 11. Spannungsregler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters (20) über eine Diode (50) mit der Ausgangselektrode (Kollektor) des zum Vergleicher gehörenden Transistors (18) verbunden ist.
  12. 12. Spannungsregler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode des Halbleitergleichrichters (20) über einen Widerstand (51) mit der Kathode verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 812688; deutsche Auslegeschriften Nr. 1206 065, 11143906: österreichische Patentschrift Nr. 237118; französische Patentschriften Nr. 1317 343, 1368 351; britische Patentschriften Nr. 983 519, 1013 803; USA.-Patentschriften Nr. 3 032 701, 3121836; AEG-Mitteilungen 1964, S. 177.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3868563A (en) * 1968-01-11 1975-02-25 Mitsubishi Electric Corp Voltage regulator for generator
US3575654A (en) * 1969-01-16 1971-04-20 Siemens Ag Series connection of alternator excitation winding and thyristor for controlling the alternator voltage

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE812688C (de) * 1948-10-22 1951-09-03 Concordia Elek Zitaets Ag Ladetafel zum Aufladen von Akkumulatoren
US3032701A (en) * 1959-06-12 1962-05-01 Siegler Corp Static excitation system for generators
FR1317343A (fr) * 1961-12-29 1963-02-08 Cybermeca Sa Perfectionnements aux régulateurs de tension pour alternateurs triphasés
DE1143906B (de) * 1959-09-04 1963-02-21 Licentia Gmbh Elektronische Spannungsregeleinrichtung fuer Generatoren elektrischer Fahrzeuganlagen
US3121836A (en) * 1962-08-31 1964-02-18 Gen Electric Control system for a generator
FR1368351A (fr) * 1963-06-21 1964-07-31 Comp Generale Electricite Régulateur de tension d'alternateur
AT237118B (de) * 1962-08-28 1964-11-25 Bosch Gmbh Robert Lichtanlage für Fahrzeuge mit einem Transistorregler
GB983519A (en) * 1962-07-06 1965-02-17 Mullard Ltd Improvements in or relating to automatic voltage regulator circuits
DE1206065B (de) * 1963-07-17 1965-12-02 Siemens Ag Anordnung zur Steuerung von Thyristoren mit periodisch wiederkehrenden Zuendimpulsen
GB1013803A (en) * 1961-10-16 1965-12-22 American Mach & Foundry Pulse type regulating system for generators

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS36002763B1 (de) * 1958-07-19 1961-04-10
DE1132224B (de) * 1960-12-03 1962-06-28 Bosch Gmbh Robert Spannungsregler fuer mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbare Nebenschluss-generatoren niederer Spannung

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE812688C (de) * 1948-10-22 1951-09-03 Concordia Elek Zitaets Ag Ladetafel zum Aufladen von Akkumulatoren
US3032701A (en) * 1959-06-12 1962-05-01 Siegler Corp Static excitation system for generators
DE1143906B (de) * 1959-09-04 1963-02-21 Licentia Gmbh Elektronische Spannungsregeleinrichtung fuer Generatoren elektrischer Fahrzeuganlagen
GB1013803A (en) * 1961-10-16 1965-12-22 American Mach & Foundry Pulse type regulating system for generators
FR1317343A (fr) * 1961-12-29 1963-02-08 Cybermeca Sa Perfectionnements aux régulateurs de tension pour alternateurs triphasés
GB983519A (en) * 1962-07-06 1965-02-17 Mullard Ltd Improvements in or relating to automatic voltage regulator circuits
AT237118B (de) * 1962-08-28 1964-11-25 Bosch Gmbh Robert Lichtanlage für Fahrzeuge mit einem Transistorregler
US3121836A (en) * 1962-08-31 1964-02-18 Gen Electric Control system for a generator
FR1368351A (fr) * 1963-06-21 1964-07-31 Comp Generale Electricite Régulateur de tension d'alternateur
DE1206065B (de) * 1963-07-17 1965-12-02 Siemens Ag Anordnung zur Steuerung von Thyristoren mit periodisch wiederkehrenden Zuendimpulsen

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