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Spannungsregeleinrichtung für Generatoren, insbesondere für Lichtmaschinen von Motorfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannungsregeleinrichtung für Generatoren, insbesondere für Lichtmaschinen von Motorfahrzeugen, mit parallel angeschlossener Erregerwicklung, bei der zur Steuerung des über die Erregerwicklung gehenden Erregerstromes ein Transistor angeschlossen ist. Der Gene-. rator wird in diesem Falle meist von einem Motor oder einem andern Treibmittel angetrieben, das konstante Umdrehungen nicht garantieren kann.
Bei den bekannten Einrichtungen zur Spannungsregelung z. B. der Lichtmaschinen von Motorfahrzeugen werden gewöhnlich elektromechanische Systeme gebraucht, deren komplizierter Aufbau von grossem Nachteil ist, die Lebensdauer der Einrichtung ungünstig beeinflusst, eine Quelle unerwünschter elektrischer Bögen darstellt und die Abnützung der Regelkontakte, sowie das Entstehen von Hochfrequenzfeldern verursachen und die die Hochfrequenzeinrichtung stören.
Es sind auch elektronische Spannungsregeleinrichtungen fül Generatoren mit parallel angeschlossener Erregerwicklung bekanntgeworden, die das Entstehen von elektrischen Bögen und von dadurch hervorgerufenen unerwünschten Störungen völlig ausschliessen. Die ursprüngliche elektromechanische Funkton wird durch Halbleiterelemente ersetzt, die mit ihren Eigenschaften dieser Einrichtung eine hohe Lebensdauer verleihen.
Die erfindungsgemässe Spannungsregeleinrichtung stellt nun eine Verbesserung der bekannten elektronischen Regeleinrichtungen mit einem wesentlich einfacheren Schaltsystem dar und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Transistors über einen Widerstand an den Leiter der ersten Generatorklemme und über den Kollektor und Emitter eines weiteren Transistors an den Leiter der zweiten Gene-
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torklemme verbunden ist.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles, welches in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 ein Schema der Spannungsregelung von Generatoren mit parallel angeschlossener Selbsterregerwicklung und Fig. 2 eine Volt-Amperecharakteristik einer Tunneldiode.
Wenn die Drehzahl des Generators G erhöht wird, entsteht an den Bürsten und auch an den Leitern 1 und 2 eine durch den remanenten Magnetismus verursachte kleine Spannung. Diese Spannung treibt einen Strom durch den Widerstand R, und durch den Übergangbasisemitter des Transistors Tl, so dass sich der Transistor Tl "zu öffnen" beginnt. Damit aber beginnt auch der Strom durch den Erreger B zu flic ssen, der im Dynamo eine höhere Spannung verursacht, wodurch der Strom, der durch den Widerstand R1 und den Übergang Basisemitter des Transistors T. fliesst, weiter erhöht wird, was eine weitere "Öffnung" des Transistors Tl hervorruft. Dieser Vorgang wiederholt sich dann lawinenartig, die Erregung des Gene, rators G erfolgt sehr rasch.
Die Erhöhung der Spannung geht bis auf die verlangte Höhe weiter, weil die
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Strom, der durch den Widerstand R2 fliesst, über die Tunneldiode TD die Basisemitterstrecke des Transistors T2 kurzschliesst, der Strom erhöht sich im Abschnitt O-a der Voltampe ; : echarakteristik der Tunneldiode TD (Fig. 2).
Die Spannung an der Tunneldiode TD-Abschnitt O-a ist so niedrig, dass durch den Übergang Basisemitter des Transistors Tz kein Strom fliesst, womit der Transistor T geschlossen"ist. Bei weiterer Erhöhung der Spannung kommt es zum Umkippen des Punktes A in Punkt B, in der Voltamperecharakteristik der Tunneldiode TD, wodurch die Spannung an der Tunneldiode TD erhöht wird - Abschnitt a-b - und der Strom sinkt in der Charakteristik im Abschnitt A-B in den Punkt B. Eine erhöhte Spannung an der Tun-
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durch den Übergang Basisemitter des "Transistors Tl" zu fliessen aufhört, wodurch der Transistor Tl "geschlossen" wird. Da der Erregerstrom kleiner wird, sinkt auch die Spannung an dem Generator G und in den Leitern 1 und 2.
Es kommt auch zum Absinken der Spannung an der Tunneldiode TD,-was ein "Schliessen" des Transistors Te und ein "Öffnen" des Transistors Tl verursacht und damit eine neuerliche Erregung des Dynamos. Dieser Vorgang wiederholt sich ständig.
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Voltage regulating device for generators, in particular for alternators for motor vehicles
The invention relates to a voltage regulating device for generators, in particular for alternators of motor vehicles, with an excitation winding connected in parallel, in which a transistor is connected to control the excitation current passing through the excitation winding. The gene-. In this case, the rator is usually driven by a motor or some other propellant that cannot guarantee constant revolutions.
In the known devices for voltage regulation z. B. the alternators of motor vehicles electromechanical systems are usually used, the complicated structure of which is a major disadvantage, has an unfavorable effect on the service life of the device, is a source of undesired electrical arcs and causes wear of the control contacts, as well as the creation of high-frequency fields and disrupt the high-frequency device .
Electronic voltage regulating devices for generators with an exciter winding connected in parallel have also become known which completely exclude the occurrence of electrical arcs and the undesired interference caused thereby. The original electromechanical function is being replaced by semiconductor elements, which, with their properties, give this device a long service life.
The voltage regulating device according to the invention represents an improvement of the known electronic regulating devices with a much simpler switching system and is characterized in that the base of the transistor is connected to the conductor of the first generator terminal via a resistor and to the conductor of the second via the collector and emitter of a further transistor Genes
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gate terminal is connected.
The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment which is shown in the drawing. 1 shows a diagram of the voltage regulation of generators with self-exciting windings connected in parallel, and FIG. 2 shows a volt-ampere characteristic of a tunnel diode.
When the speed of the generator G is increased, a small voltage is generated on the brushes and also on conductors 1 and 2 caused by the remanent magnetism. This voltage drives a current through the resistor R and through the junction base emitter of the transistor Tl, so that the transistor Tl begins to "open". With this, however, the current also begins to flow through the exciter B, which causes a higher voltage in the dynamo, which further increases the current flowing through the resistor R1 and the base-emitter junction of the transistor T. "of the transistor Tl causes. This process then repeats itself like an avalanche, the excitation of the generator G occurs very quickly.
The increase in tension continues to the required level because the
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Current flowing through resistor R2 short-circuits the base-emitter path of transistor T2 via tunnel diode TD, the current increases in section O-a of the voltamp; : Characteristic of the tunnel diode TD (Fig. 2).
The voltage at the tunnel diode TD section Oa is so low that no current flows through the base-emitter junction of the transistor Tz, which means that the transistor T is closed. If the voltage is increased further, point A turns over to point B, in the volt-ampere characteristic of the tunnel diode TD, as a result of which the voltage at the tunnel diode TD is increased - section down - and the current drops in the characteristic in section AB to point B. An increased voltage at the tunnel
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ceases to flow through the base-emitter junction of the "transistor Tl", whereby the transistor Tl is "closed". As the excitation current becomes smaller, the voltage at generator G and in conductors 1 and 2 also decreases.
There is also a drop in the voltage across the tunnel diode TD, which causes the transistor Te to "close" and the transistor Tl to "open" and thus a renewed excitation of the dynamo. This process repeats itself over and over again.