DE1214310B

DE1214310B - Three-phase alternator for vehicles, in particular motor vehicles

Info

Publication number: DE1214310B
Application number: DEB73908A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Dietl
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1963-10-17
Filing date: 1963-10-17
Publication date: 1966-04-14
Also published as: GB1083306A

Description

Drelistromlichtmaschine für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbare Drehstromlichtmaschine, für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einer vom Lichtmaschinenladestrom durchflossenen Dreiphasen-Brückengleichrichteranordnung, die drei nichtsteuerbare Gleichrichter und drei steuerbare Gleichrichter enthält, und mit einem Spannungsregler, der an die gleichgerichtete Ausgangsspannung der Gleichrichteranordnung angeschlossen ist und auf die steuerbaren Gleichrichter über einen Transistor einwirkt, der mit seiner Basis über eine Zenerdiode an die gleichgerichtete Ausgangsspannung angeschlossen ist.Drelist alternator for vehicles, in particular motor vehicles The invention relates to a drivable with strongly changing speeds Three-phase alternator, for vehicles, in particular motor vehicles, with one of the Three-phase bridge rectifier arrangement flowing through the alternator charging current, which contains three non-controllable rectifiers and three controllable rectifiers, and with a voltage regulator, which is connected to the rectified output voltage of the Rectifier arrangement is connected and on the controllable rectifier over a transistor acts with its base via a Zener diode to the rectified Output voltage is connected.

Es sind bereits Regeleinrichtungen für Drehstromlichtmaschinen der eingangs beschriebenen Art bekanntgeworden, bei welchen die Zenerdiode an dem verstellbaren Abgriff eines unmittelbar über der Batteriespannung liegenden Potentiometers angeschlossen und mit der Basis eines Steuertransistors verbunden ist, dessen Kollektorstrom die Vormagnetisierun- in drei als Sättigungsdrosseln wirkenden Transformatoren bestimmt, deren Wechselstromwicklung jeweils eine Steuerelektrode eines der steuerbaren Gleichrichter mit der zugehörigen Wechselstromwicklung der Lichtmaschine verbindet. Solche Sättigungsdrosseln haben jedoch eine unvermeidbare zeitliche Verzögerung von mindestens 0,1 sec, die es unmöglich macht, daß die für einen flackerfreien Betrieb der Lichtmaschine erforderliche Regelfrequenz von mindestens 20 Hz entstehen kann und daß der Regler bei Sollwertabweichungen in der für elektronische Regler üblichen Geschwindigkeit einzugreifen vermag.Control devices for three-phase alternators of the type described above have already become known, in which the Zener diode is connected to the adjustable tap of a potentiometer lying directly above the battery voltage and is connected to the base of a control transistor, the collector current of which determines the pre-magnetization in three transformers acting as saturation chokes, whose alternating current winding each connects a control electrode of one of the controllable rectifiers with the associated alternating current winding of the alternator. Such saturable chokes, however, have an unavoidable time delay of at least 0.1 sec, which makes it impossible for the control frequency of at least 20 Hz required for flicker-free operation of the alternator to occur and for the controller to intervene in the event of setpoint deviations at the speed usual for electronic controllers able.

Es sind auch bereits mit Phasenanschnittsteuerung arbeitende Batterieladegeräte bekanntgeworden, die auf der Sekundärseite ihres an ein Drehstromnetz anschließbaren Transformators über drei steuerbare Gleichrichter mit der Plusladeleitung und über drei nichtsteuerbare, Gleichrichter mit der Minusladeleitun- verbunden sind und einen Transistorimpulsgeber für die steuerbaren Gleichrichter sowie ein diesem Impulsgeber vorgeschaltetes Transistorregelgerät enthalten. Bei Beginn des Ladevorganges regeln diese Geräte zunächst auf konstanten Ladestrom bis zur Gasungsspannung, dann auf konstante Ladespannung bei absinkendem Batterieladestrom und schließlich auf niedrigen Nachladestrom bei dann stetig ansteigender Batteriespannung. Derartige Regelgeräte erfordern einen beträchtlichen Aufwand, wenn die Netzspannungsschwankungen und in Verbindung damit die zur Gleichrichtung vorgesehenen Phasenspannungen oder die Schwankungen der Netzfrequenz sich um mehr als einige Prozent ändern. Beim Betrieb auf Fahrzeugen wird jedoch schon bei möglichst niedrigen Drehzahlen eine die Batteriespannung übersteigende Ladespannung gefordert, um eine ausreichende Batterieladung sicherzustellen, während die höchsten Drehzahlen etwa zehnmal höher liegen und ebenfalls vom Regelbereich erfaßt werden müssen.There are also battery chargers that already work with phase control became known, which can be connected to a three-phase network on the secondary side of their Transformer via three controllable rectifiers with the plus charge line and via three non-controllable rectifiers are connected to the negative charging line and a transistor pulse generator for the controllable rectifier and this pulse generator upstream transistor control device included. Regulate at the beginning of the charging process These devices first of all to a constant charging current up to the gassing voltage, then to constant charging voltage when the battery charging current drops and finally to a low one Recharge current with then steadily increasing battery voltage. Such control devices require considerable effort when the mains voltage fluctuations and in Connection with this is the phase voltages intended for rectification or the fluctuations the network frequency change by more than a few percent. When operating on vehicles However, even at the lowest possible speeds, a voltage that exceeds the battery voltage Charging voltage required to ensure sufficient battery charge while the highest speeds are about ten times higher and also out of the control range must be recorded.

Der Erfindung, lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung für mit stark wechselnden Drehzahlen antreibbare Fahrzeuglichtmaschinen der eingangs beschriebenen Art, vorzugsweise für Lichtmaschinen mit permanenter Erregung, zu schaffen, die bei einem möglichst einfachen Einbau eine hohe Regelgenauigkeit ergibt und auch beim Antrieb ün oberen Dretzahlbereich unter geringer Last eine überladung der Batterie und eine überlastung der an die Batterie angeschlossenen Verbraucher mit Sicherheit verhindert. Dies läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß der Spannungsregler eine Doppelbasisdiode enthält, die bei unter ihrem Sollwert liegender Ausgangsspannung eine die steuerbaren Gleichrichter in ihrem stromleitenden Zustand haltende Kippschwingung erzeugt und hierzu mit ihrer Steuerelektrode über einen Kopplungswiderstand an den mit einem Arbeitswiderstand verbundenen Kollektor des Transistors anaeschlossen ist und an einer der beiden Elektroden eines Kondensators liegt, der mit dem Arbeitswiderstand und mit dem Kopplungswiderstand in Reihe geschaltet ist.The invention was therefore based on the object of a control device for vehicle alternators that can be driven at rapidly changing speeds described type, preferably for alternators with permanent excitation create that results in a high level of control accuracy with the simplest possible installation and also when driving in the upper speed range under low load an overload the battery and an overload of the consumers connected to the battery certainly prevented. This can be achieved according to the invention in that the voltage regulator contains a double base diode that works when below its setpoint lying output voltage a controllable rectifier in its current-conducting State holding tilting oscillation generated and this with its control electrode over a coupling resistor to the collector connected to a working resistor of the transistor is connected and to one of the two electrodes of a capacitor which is connected in series with the working resistor and with the coupling resistor is.

In diesem Fall können die Steuerelektroden der steuerbaren Gleichrichter untereinander verbunden und unmittelbar oder mittelbar über je einen Vorwiderstand an diejenige- Basiselektrode der Doppelbasisdiode angeschlossen werden, die über einen Widerstand mit der Minusleitung in Verbindung steht.In this case, the control electrodes of the controllable rectifiers connected to each other and the double base diode be connected directly or indirectly via a respective resistor to diejenige- base electrode is connected via a resistor to the negative line in connection.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben. Es zeigt F i g. 1 eine Drehstromlichtmaschine mit eingebautem Spannungsregler und eingebauten Gleichrichtern in ihrem axialen Längsschnitt, F i g. 2 in axialer Draufsicht und F i g. 3 in ihrem elekirischen' Schaltbild; F i g. 4 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel in seinem Schaltbild; F i g. 5 bis 7 b zeigen Schaubilder zur Erläuterung der Wirkungsweise.Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows F i g. 1 shows a three-phase alternator with built-in voltage regulator and built-in rectifiers in its axial longitudinal section, FIG. 2 in an axial plan view and FIG. 3 in its electrical circuit diagram; F i g. 4 shows a modified embodiment in its circuit diagram; F i g. 5 to 7 b show diagrams to explain the mode of operation.

Die zum Betrieb auf Kraftfahrzeugen bestimmte Drehstromlichtmaschine nach den F i g. 1 bis 3 weist einen auf ihrer Ankerwelle 10 sit2enden Klauenpolanker 11 auf, der vier Polpaare hat. Jeder der Pole wird von einem klauenartigen Ansatz 1-2 an aus Weicheisen bestehenden Stirnplatten 13 und 14 gebildet, zwischen denen ein die Erregung der Maschine liefernder Dauermagnet 15 sitzt. Die Stirnplatten 13 und 14 werden durch eine an ihren Stirnseiten umgebördelte Messinghülse 16 gegen den in Achsrichtung polarisierten Magnet 15 gespannt gehalten. Die ineinandergfeifenden Ansätze 12 haben jeweils die Polarität der mit ihnen verbundenen Stirnseite des Dauermagneten und ergeben daher in einer -in Umfangsrichtung abwechselnden Folge die Nord- und Südpole des Ankers.The particular for use on motor vehicles alternator according to F i g. 1 to 3 has a claw-pole armature 11 which sits on its armature shaft 10 and has four pole pairs. Each of the poles is formed by a claw-like extension 1-2 on end plates 13 and 14 made of soft iron, between which a permanent magnet 15 , which supplies the excitation of the machine, is seated. The end plates 13 and 14 are held tensioned against the magnet 15 polarized in the axial direction by a brass sleeve 16 beaded at their end faces. The interlocking lugs 12 each have the polarity of the end face of the permanent magnet connected to them and therefore produce the north and south poles of the armature in an alternating sequence in the circumferential direction.

Die Ansätze 12 stehen mit geringem radialem Lüftspalt der nicht bezeichneten Bohrung . eines Ständerblechpakets 17 gegenüber, das zwischen einem vorderen Lagerschild 18 und einem rücki»ättigdn Lagerideckel 19 mit Hilfe von Spannschrauben 20 festgezogen ist. Das Ständerblechpaket trägt drei entlang seinem Bohrungsumfang gleichipäßig verteilte Drehstromwicklungen 21, 22 und 23, die miteinander in Sternschaltung oder, wie in den F i g. 3, 4 dargestellt, in Dreieckschaltung verbunden sein können. Von den Verbindungspunkten jeweils zweier dieser Wicklungen - führt einer von drei steuerbardn Gleichrichtern 24, 25 und 26 zu einer gemeinsamen Plusleitung_ 27, die mit dem Pluspol einer Sammlerbatterie 28 verbunden ist. An die mit dein Minuspol der - Batterie verbundene Minusleitung 29 sind die Anoden von drei nicht steuerbaren Gleichrichtern 30, 31 und _ 32 angeschlossen, von denen jeder mit seiner Kathode an zwei der Drehstroinwicklungen und an die Anode eines zugehörigen steuerbaren Gleichrichters 24 bzw. 25 bzw. 26 angeschlossen ist. Die Stromzuleitung von den einzelnen Verliindungspunkten zweier Drehstromwicklungen zu je -einem nichtsteuerbaren Gleichrichter und dem zugehörigen steuerbaren - Gleichrichter erfolgt jeweils über eine Spannplatte33, die mit einer Stehbolzenschraube 34 gegenüber dieser isoliert so gegen je eine der nicht - dargestellten radialen- Rippen des rückwärtigen Lagerdeckels 19 festgezogen ist, daß die Gleichrichter 30, 31, 32 mit ihrer Anode gegen den Lagerdeckel 19 - und die steuerbaren Gleichrichter 24, 25, 26 mit ihrer Kathode gegen die gemeinsame, als Stromschiene ausgebildete Plusleitung 27 sich abstützen.The approaches 12 are with a small radial air gap of the bore, not designated . a stator core 17 opposite, which is tightened between a front bearing plate 18 and a rear bearing cover 19 with the aid of clamping screws 20. The stator core carries three three-phase windings 21, 22 and 23 which are evenly distributed along its circumference of the bore and which are connected to one another in a star connection or, as in FIGS. 3, 4 shown, can be connected in a delta connection. From the connection points of two of these windings each - one of three controllable rectifiers 24, 25 and 26 leads to a common positive line 27, which is connected to the positive pole of a collector battery 28 . Are connected to the negative battery cable 29, the anodes of three non-controllable rectifiers 30, 31 are connected and _ 32, each of which with its cathode connected to two of the Drehstroinwicklungen and to the anode of a respective controllable rectifier 24 and 25, respectively - on with your negative terminal of the 26 is connected. The power supply of the individual Verliindungspunkten two three-phase windings each with -this non-controllable rectifier and the associated controllable - rectifier is made via a Spannplatte33 provided with a stud screw 34 isolated from these so against each one of the non - tightened radialen- ribs shown of the rear bearing cover 19 is that the rectifiers 30, 31, 32 are supported with their anode against the bearing cover 19 - and the controllable rectifiers 24, 25, 26 with their cathode against the common positive line 27 designed as a busbar.

Wegen der vom Dauermagneten 15 ausgehenden, gleichbleibenden Erregung werden in den Drehstromwicklungen 21 bis 23 Wechselspannungen induziert, die um so größer, sind, je schneller die Lichtniaschine über ihre, auf dem durth den vorderen Lage'rschild 18 herausragenden Wellenstümpf sitzende Keilriemenscheibe 35 angetrieben wird. Sobald der Scheitelwert dieser Wechselspannung die jeweilige Spannung der Batterie 18 überschreitet, soll der Batterie Ladestrom über die dann - sttomleitenden, steuerbaren Halbleiter 24, 25 und 26 zufließen. Die Spannung der Batterie steigt darin an, wobei der ihr zufließende LäUestroni #Iiit zit:Ihehmeirde Ladung bewirkt. Um jedoch ein' Übeilädung der Batterie zu verhindern, ist an dem iÜbk#Värtigen Lagerdeckel 19 innerhalb des von einem Kunststoffring 36 umschlossenen Raumes, der außerdem die sechs, den Laststioffi liefernden Gleidhrichter 1.4 bis 26 bzw. 30 bis 32 aufnimmt, ein Spannungsregler 40 untergebracht. Dieser ist in F ig. 3 mit unterbrochenen Linien umiahmt ünd enthält einen Eingangstransistor 41 vom npn-Typ und eine Doppelbasisdiode 42. Der Eingangstransistor ist mit seiner Basis über eine als Sollwertgeber dienende Zenerdiode 43 an den Ab- griff 44 eines Potentiometers 45 angeschlossen, das in Reihe mit einer Eisendrossel 46 zwischen der Plusleitung 27 und der Minusleitung 29 angeordnet ist. Von der Plusleitung zweigt über eine zweite Eisendrossel 47 eine Hilfsleitung 48 ab. Zwischen dieser Hilfsleitung und dem KoRektor des Eingangstransistors 41, der mit seiner Basis außerdem über einen Widerstand 49 an die Minusleitung angeschlossen ist, liegt ein Arbeitswiderstand 50. Vom Kollektor des Eingangstransistors 41 zur Steuerelektrode 51 der Doppelbasisdiode 42 zweigt ein Kopplungswiderstand 52 ab. Mit der Steuerelektrode und dem Kopplungswiderstand 52 ist eine der beiden Elektroden eines Kondensators 53 verbunden, der mit seiner anderen Elektrode an die Minusleitung 29 angeschlossen und daher zusammen mit dem Arbeitswiderstand 50 und dem Kopplungswiderstand 52 in Reihe geschaltet ist. Von der Hilfsleitung 48 führt ein Widerstand 55 zu einer der beiden Basiselektroden der Doppelbasisdiode 42. Diese Basiselektrode ist in F i g. 1 mit 56 bezeichnet. Die andere Basiselektrode 57 der Doppelbasisdiode steht über d - ie -Primärwicklung 58 eines mit einem Eisenkern 59 versehenen Niederfrequenztransformators mit der Minusleitung 29 in Verbindung. Die Sekundärwicklung 60 dieses Transformators ist einerseits an die Plusleitung 27 angeschlossen und steht andererseits mit jeder der Steuerelektroden 61, 62 und 63 der drei steuerbaren Gleichrichter 24, 25 und 26 über je einen, zur gegenseitigen Entkopplung dieser Steuerelektroden dienenden Widerstand 64, 65 und 66 in Verbindung. Die Sekundärwicklung 60 ist außerdem mit einem Widerstand 67 überbrückt.Because of the constant excitation emanating from the permanent magnet 15 , alternating voltages are induced in the three-phase windings 21 to 23 , which are greater, the faster the light niveting machine is driven via its V-belt pulley 35 protruding through the front end plate 18 . As soon as the peak value of this alternating voltage exceeds the respective voltage of the battery 18 , charging current is to flow to the battery via the then current - conducting, controllable semiconductors 24, 25 and 26. The voltage of the battery rises in it, with the flowing LäUestroni #Iiit zit: Ihehmeirde charge. However, to prevent overcharging of the battery, a voltage regulator 40 is housed on the iÜbk # Värtigen bearing cover 19 within the space enclosed by a plastic ring 36 , which also accommodates the six sliding rectifiers 1.4 to 26 and 30 to 32 that deliver the load . This is in Fig. 3 with broken lines umiahmt Uend includes an input transistor 41 of the npn type and a double base diode 42. The input transistor has its base via a serving as a reference value generator Zener diode 43 to the exhaust handle 44 of a potentiometer connected 45 in series with an iron throttle 46 is arranged between the positive line 27 and the negative line 29 . An auxiliary line 48 branches off from the positive line via a second iron throttle 47. A working resistor 50 is located between this auxiliary line and the coordinator of the input transistor 41, whose base is also connected to the negative line via a resistor 49. A coupling resistor 52 branches off from the collector of the input transistor 41 to the control electrode 51 of the double base diode 42. The control electrode and the coupling resistor 52, one of the two electrodes of a capacitor 53 is connected, which is connected with its other electrode to the negative line 29 and therefore, together with the load resistor 50 and the feedback resistor is connected in series the 52nd A resistor 55 leads from the auxiliary line 48 to one of the two base electrodes of the double base diode 42. This base electrode is shown in FIG. 1 denoted by 56. The other base electrode 57 of the double-base diode is about d - ie -Primärwicklung 58 of a low-frequency transformer provided with an iron core 59 to the negative line 29 in connection. The secondary winding 60 of this transformer is one turn is connected to the positive line 27 and is on the other hand with each of the control electrodes 61, 62 and 63 of the three controllable rectifier 24, 25 and 26 via a respective, serving for mutual decoupling of the control electrodes resistor 64, 65 and 66 in Link. The secondary winding 60 is also bridged with a resistor 67.

Die Durchbrurlisspannung der Zenerdiode 43 ist zusammen mit - der Einstellung des Abgriffs44 am Potentiometer45 so gewählt, daß bei stillstehender Lichtmaschine die dann etwa 12,6 V betragende Spannung der Batterie 28 nicht ausreicht, die Zenerdiode in stromleitenden Zustand zu bringen. In diesem Fall bleibt. der Eingangstransistor41 gesperrt. Dann kann sich der Kondensatör 53 über den Arbeitswiderstand 50 und den Kopplungswiderstand 52 aufladen. Bei diesem Aufladevorgang erreicht er rasch einen Spannungswert, bei welchem über die Steuerelektrode 51 und die Basiselektrode 57 in der mit einem Pfeil angedeuteten Richtung ein starker Durchbruchstrom..fließen kann, der die Doppelbasisdiode 42 stromleitend macht. Der dann über die Primärwicklung 58 fließende Strom induziert in der Sekundärwicklung 60 eine Spannung, welche die Steuerelektroden 61 bis 63 stark negativ macht und daher die steuerbaren Gleichrichter 24 bis 26 in strornleifenden Zustand bringt. Infolge- des starken, über die Steuerelektrode 51 der Doppelbasisdiode 42 fließenden Stromes entlädt sich der Kondensator 53 so weit, daß die zwischen seinen Elektroden wirksame Spannung unter denjenigen - Wert absinkt, bei welchem die Doppelbasisdio-de42 stronfleitend gehalten werden kann. Infolge des fehlenden Entladungsstromes über die Steuierelektrode 51 kann sich der Kondensator53 rasch wieder aufladen und die Doppelbasisdiode 42 erneut in stromleitenden Zustand bringen. Infolge des dauernden Wechsels zwischen stromleitendem- und- nicht leitendem Zustand der Doppelbasisdiode42 entsteht eine selbsterregte SchWingung, durch welche die steuerbaren Gleichrichter 24, 25, 26 zeitweise stronileitend gehalten werden. Bei genügend hoher Antriebsdrehzahl der Lichtmaschine kann daher über diese Gleichrichter der Batterie 28 ein beträchtlicher, jedoch durch die Wirkung, des Luftspalts zwischen den Klauen 12 und der Bohrungs.wand des Blechpakets 17 begrenzter Ladestrom fließen, der zur Folge hat, daß die Spannung der Batterie rasch auf etwa .14V ansteigt. Bei diesem Wert wird die Zenerdiode 43 stromleitend und bringt den Eingangstran#i - stor 41 ebenfalls in stromleitenden Zustand. Dessen Emitter-Kollektor-Strecke bildet dann nahezu einen Kurzschluß zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände 50 und 52 und der Minusleitung 29. Infolgedessen bricht die Spannung an der Steuerelektrode 51 auf einen Wert zusammen, bei welchem weder der Kondensator 5i aufaeladen noch die Doppelbasi - sdiode 42 stromleitend C werden kann. Solange die Batteriespannung den Wert von 1,4 V beibehält und daher der Eingangstransistor41 stromleitend ist, verbleiben die steuerbaren Gleichrichter 24, 25 und 26 in ihrem Sperrzustand, bei welchem der Batterie 28.kein Ladestrom zutließen.kann. Wenn die Spannung der Batterie 28 unter den Soll#Vert abgesunken ist, kehrt der Eingangstransistor 41 in seinen Sperrzustand zurück und macht es dann möglich, daß die vorher beschriebenen, durch abwechselnde Lade- und Entladevorgänge des Kondensators 53 hervorgerufenen Schwingungen entstehen können, die einen stron-Aeitenden Zustand der steuerbaren Gleichrichter hervorrufen.- Um während dieser Schwingungen eine gleichbleibende Spannung der Hilfsleitun.9 48 sicherzustellen" ist zwischen dieser und der Minusleitung 29 ein Kondensator 68 von etwa j J vorgesehen.The Durchbrurlisspannung of the Zener diode 43, together with - the setting of the Abgriffs44 selected on Potentiometer45 that the then about 12.6 V voltage amount of the battery 28 is not sufficient at a standstill alternator to bring the Zener diode in the current-conducting state. In this case it remains. the input transistor41 blocked. The capacitor 53 can then be charged via the load resistor 50 and the coupling resistor 52 . During this charging process, it quickly reaches a voltage value at which a strong breakdown current can flow through the control electrode 51 and the base electrode 57 in the direction indicated by an arrow , which makes the double base diode 42 conductive. The current then flowing through the primary winding 58 induces a voltage in the secondary winding 60 which makes the control electrodes 61 to 63 strongly negative and therefore brings the controllable rectifiers 24 to 26 into a current-conducting state. Conse- of the strong, via the control electrode 51 of the double base diode 42 flowing current, the capacitor 53 discharges to such an extent that the effective voltage between its electrodes among those - value decreases, wherein the Doppelbasisdio-DE42 can be kept stronfleitend. As a result of the lack of discharge current via the control electrode 51 , the capacitor 53 can quickly recharge and bring the double-base diode 42 into a current-conducting state again. As a result of the constant change between the current-conducting and non-conducting state of the double base diode 42, a self-excited oscillation arises, by means of which the controllable rectifiers 24, 25, 26 are temporarily held in a current-conducting manner. If the drive speed of the alternator is high enough, a considerable charging current, however limited by the effect of the air gap between the claws 12 and the wall of the laminated core 17 , can flow through this rectifier of the battery 28 , which has the effect of reducing the voltage of the battery rises rapidly to around .14V. At this value, the Zener diode 43 conducts current and brings the Eingangstran # i - also stor 41 in the current-conducting state. Whose emitter-collector path then substantially forms a short circuit between the connection point of the two resistors 50 and 52 and the negative line 29. As a result, interrupts the voltage on the control electrode 51 to a value together, wherein neither the capacitor 5i aufaeladen nor the Doppelbasi - sdiode 42 can become conductive C. As long as the battery voltage maintains the value of 1.4 V and the input transistor 41 is therefore conductive, the controllable rectifiers 24, 25 and 26 remain in their blocking state, in which the battery 28 cannot be charged. When the voltage of the battery 28 has dropped below the target # Vert, the input transistor 41 returns to its blocking state and then makes it possible that the oscillations previously described, caused by alternating charging and discharging processes of the capacitor 53 , can cause a stron -Cause the controllable rectifier to be in a conduction state. - In order to ensure a constant voltage of the auxiliary line 9 48 during these oscillations, a capacitor 68 of approximately j J is provided between this and the negative line 29.

Soweit beim Äusfährungsbeispiel nach Fi.g. 4 gleiche oder gleichwirkende Bauteile wie im Schaltbild nach F i g. 3 verwendet sind, tragen sie die gleichen Bezugszeichen. Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist jedoch insofern vereinfacht, als hier die Basiselektröde 51 der Doppelbasisdiode Ü zum Untersichied gegenüber F i g. 3 über einen Widerstand 70 mit der Minusleitung 29 Verbunden und außerdem direkt mit den Steuerelektroden 71"72 und 73 von drei steuerbaren dieichrichtern 74, 15 und 76 verbunden ist. Die Anoden dieser steuerbaren Gleichrichter sind mit der Minusleitung 29 verbunden; ihre Kathoden sind jeweils an den Verbindungspunkt von zwei der drei Wechselstromwicklungen,21, 22 und 23 sowie je eines von drei nicht steuerbaren i3ieichrichtern 8i, Ai und 83 angeschlossen. Diese -nicht steuerbaren Gleichrichter liegen im Gegensatz zu F i g. 3 an der gemeinsamen Plusleitung 27. As far as the example according to Fi.g. 4 identical or equivalent components as in the circuit diagram according to FIG. 3 are used, they have the same reference numerals. The embodiment according to FIG. 4 is, however, simplified insofar as here the base electrode 51 of the double base diode U differs from FIG . 3 is connected via a resistor 70 to the negative line 29 and also directly to the control electrodes 71 "72 and 73 of three controllable rectifiers 74, 15 and 76. The anodes of these controllable rectifiers are connected to the negative line 29 ; their cathodes are each connected the connection point of two of the three alternating current windings, 21, 22 and 23 and one each of three non-controllable i3ieichrichtern 8i, Ai and connected 83rd This -not controllable rectifier are in contrast to F i g. 3 in the joint Plus line 27.

Wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel entstehen aus dem Zusammenwirken des Kondensators 53 und der Doppelbasisdiode 42 selbsterregte Schwingungen, solange die Spannung der Batterie 28 unterhalb des Sollwertes von 14 V liegt und der Eingangstransistor 41 daher gesperrt bleibt. Bei diesen- selbs-terreggien Sch#Mrigünigen wird die Doppelbasisdiode abwechslungsweise stromleitend und darin wieder üic'htleitend, wobei jeweils während der siromleitenden Periode die steuerbaren Gleichrichter 74 bis 76 ebenfalls stromleitend gehalten werden und dann' einen Ladestrom für die Batterie 28 zulassen. Wenn jedoch dieser Sollwert überschritten wird, bleibi die Doppelbasisdiode 42 gesperrt. Die steuerbaren Gleichrichter sind dann ebenfalls gesperrt, bis die Batteriespannung ihren Sollwert wieder unterschreitet.As in the previously described embodiment, self-excited oscillations arise from the interaction of the capacitor 53 and the double base diode 42 as long as the voltage of the battery 28 is below the nominal value of 14 V and the input transistor 41 therefore remains blocked. With these self-energizing Sch # Mrigünigen, the double base diode is alternately conductive and then again conductive, the controllable rectifiers 74 to 76 are also kept conductive during the conductive period and then allow a charging current for the battery 28. However, if this target value is exceeded, the double base diode 42 remains blocked. The controllable rectifiers are then also blocked until the battery voltage falls below its setpoint again.

Zur Erklärung der Wirkungsweise wird auf die Schaubilder nach den F i g. 5, 6 a, 6 b sowie 7 a und 7b Bezug genommen, welche gleichzeitig erkennen lassen, daß mit zunehmender Näherung der Batterie-Spannung UB an ihren Sollwert von 14 V die steuerbaren Gleichrichter 24, 25 und 26 bzw. 74-, 75 und 76 m it größer werdenden zeitlichen Intervallen stromleitend werden, bis schließlich beim Erreichen des Sollwertes eine dauernde Sperrung dieser steuerbaren Gleichrichtrr eintritt.To explain the mode of operation, reference is made to the diagrams according to FIGS. 5, 6 a, 6 b and a and 7b referred 7 which can simultaneously recognize that, with increasing approximation of the battery voltage UB at its nominal value of 14 V, the controllable rectifiers 24, 25 and 26 or 74-, 75 and 76 become conductive with increasing time intervals, until finally, when the setpoint is reached, this controllable rectifier is permanently blocked.

F i g. 5 läßt erkennen, daß de r Eingangstransistor 41 von der- Zener-diode 43 erst dann stroiÜleitend ,:,effiacht wird, wenn die Batteriespan-nung UB über 13 #5 V hinaus ansteigt. Di e- Abhän- gigkeit JE (UB)' des Emitterstromes JE des Eingangstransistors 41 von der Batteriespannung UB zeigt, daß dieser Stro -in von 13,5 V ab sehr rasch ansteigt und dann am Kollektorwiderstand 50 einen' beträchilichen Spannüngsabfall erzeugt. Der Kondensator 53 kann sich dann höffisiehs auf eine Spähriung UL aufladen, welche der Differenz z -wischen der Batteriespannung U,6 und diesem Spannungsabfäll am Widerstand 50 entspricht. Wie F i g. 5 zeigt, sinkt diese. Ladespannung UL, wenn die Batten'espannung über 13,5 V hinaus ansteigt, sehr rasch ab und unterschreitet beieits bei 14J0 V die mit einer waagerechten Linie angedeutete Zündspannung Uz von 4 V, welche an der Zündel#ktrode 51 der- ljäpfielbasisdiode 42 erreicht #rird#ii mut, damit diese stromleitend wer'-deii kann-.F i g. 5 shows that the input transistor 41 of the Zener diode 43 only becomes stroiÜleitend when the battery voltage UB rises above 13 # 5V. Di e- dependence JE (UB) 'of the emitter current JE shows the input transistor 41 from the battery voltage UB that this Stro -in of 13.5 V very rapidly rises and then at a collector resistor 50' generates beträchilichen Spannüngsabfall. The capacitor 53 can then hopefully be charged to a level UL, which corresponds to the difference z between the battery voltage U, 6 and this voltage drop across the resistor 50 . Like F i g. 5 shows this decreases. Charging voltage UL, when the battery voltage rises above 13.5 V, drops very quickly and falls below the ignition voltage Uz of 4 V indicated by a horizontal line at 14J0 V, which reaches the ignition electrode 51 of the ljäpfiel base diode 42 # rird # ii courage so that these can become conductive.

In- tig.6-a und 6b ist angenommen, daß die 13atteriesp#uiigtiB 13,5V beträgt. Fig.6a zeigt in Abhängigkeit von der Zeii.t., wie Sich in diesem Fäll die a-ü! dem Kondensator 53 sitz -ende elektrische Ladung und demzufolge die Spannung UC ändert. Die' Spannung UC würde nach der mit einer unterbiochenen !Linie lOW wiedergegebenen Kurve auf die nach F i g. 5 #e-i einer Batteriespannung UB von 1315 V sich einstellende Ladespannung UL von ebenfalls 13,5 V ansteigen, weil bei diesem Batteriespannungswer - . . - - t d e r E , ingangstransistor 41 noch stromlos ist. Nac ' h einer kurzen,_ vom Zeitpunkt ti ab gerechneten Zeitspanne erreicht die Spannung Uc des Kondensatörs 53 den Wert der Zündspannung Uz. Die Do*ppelbasis-diode wird dann stromleitend und führt vom Zeitpunkt t2 ab den in F i g. 6 b wiedergegebenen Strom 4, wobei der Kondensator 53 sich über die Zündelektrode 51 und die haupielekirode 57 entlädt-. Die Könd e-n- sa"tor-spapnung sinkt dann abbis -sie im Zeitpunkt t. die Löschspannung U, der Doppelbas.i.sdio-de u'nters-chreitet. Im Zeitpunkt t.. wird. die 1)oppe-ibäsisdiode42"- daher stromlos, und der Kondensator53 kann sich dann erneut bis zum nächsten Zündzeitpunkt t2 _ aufladen'. Während der in Fig. 6b durch eine schräge Schraffur wiedergegebenen Zeiträume t bis t" kann dann über die C 2 steuerbaren Gleichrichter 24, 25, 26 bzw. 74, 75 und 76 der Batterie 28 Ladestrom zufließen.In- tig.6-a and 6b it is assumed that the battery voltage is 13.5V. Fig. 6a shows, depending on the time, how the a-ü! the electric charge sitting on the capacitor 53 and consequently the voltage UC changes. The voltage UC would, according to the curve shown with an interrupted line IOW, on the curve shown in FIG . 5 # With a battery voltage UB of 1315 V, the charging voltage UL that is established will also increase by 13.5 V, because at this battery voltage value -. . - - t e, ingangstransistor 41 is still energized. Nac 'h a short, _ from the time ti calculated from time reaches the voltage Uc of the Kondensatörs 53 the value of the ignition voltage Uz. The double-base diode then becomes conductive and, from time t2 onwards, leads to the in FIG . 6 b reproduced current 4, the capacitor 53 being discharged via the ignition electrode 51 and the main electrode 57 . The kand en- sa "gate voltage then decreases until it at the time t. The erase voltage U, the double base i.sdio-de unders-steps. At the time t ... - therefore currentless, and the capacitor 53 can then recharge until the next ignition time t2 _ '. During the periods of time t to t "shown in FIG. 6b by oblique hatching, charging current can then flow to the battery 28 via the C 2 controllable rectifiers 24, 25, 26 or 74, 75 and 76.

Wenn der Generator mit einer ausreichend hohen Drehzahl angetrieben wird, steigt die Batteriespannung UB rasch an, weil dann die zwischen dem je- weiligen Löschzeitpunkt t" und dem nachfolgenden erneuten Zündzeitpunkt t. liegenden Zeitspannen, während welcher der Batterie keine Ladung zugeführt wird, nur sehr kurz sind.If the generator is driven at a sufficiently high speed, the battery voltage UB rises rapidly because the time spans between the respective extinguishing time t "and the subsequent renewed ignition time t., During which the battery is not charged, are only very high are short.

Die F i g. 7 a und 7 b zeigen, daß mit zunehmender Annäherung der Batteriespannung UB an den Wert von 14 V die einzelnen, durch eine schräge Schraffur wiedergegebenen Ladevorgänge immer langsamer aufeinanderfolgen. In den F i g. 7 a und 7 b ist dies für einen Batteriespannungswert UB = 13,95 V dargestellt. Nach F i g. 5 steht bei diesem -Wert der Batteriespannung- für den Kondensator 53 nur eine Ladespannung UL von 4,8 V zur Verfügung, die nur wenig über der Zündspannung Uz von 4,0 V der Doppelbasisdiode 42 liegt. Die Kondensatorspannung Uc erreicht daher erst sehr viel später im Zeitpunkt t4 den Wert der Zündspannung Uz, bei welchem die Doppelbasisdiode stromleitend wird und dann den StromJ, fährt, während sich gleichzeitig der Kondensator 53 vom Zeitpunkt t4 ab entlädt und seine Spannung UC mit gleicher Geschwindigkeit wie in F i g. 6 a dargestellt absinkt. Im Zeitpunkt t. erreicht die Spannung UC des Kondensators 53 die Löschspannung U., so daß die Doppelbasisdiode vom Zeitpunkt t. ab stromlos wird und der Kondensator 53 sich bis zum nächstfolgenden Zündzeitpunkt t4 wieder aufladen kann. Während dieses Aufladev.organgs erfolgt jedoch der Spannungsanstieg wegen der sehr viel niedrigeren Ladespannung UL von 4,8 V wesentlich langsamer als für den in F i g. 6 a dargestellten Fall, bei welchem die Ladespannung UL den gleichen Wert von 13,5 V wie die Batteriespannung UB hat.The F i g. 7 a and 7 b show that as the battery voltage UB approaches the value of 14 V, the individual charging processes, represented by oblique hatching, follow one another more and more slowly. In the F i g. 7 a and 7 b this is shown for a battery voltage value UB = 13.95 V. According to FIG. 5 , with this value of the battery voltage, only a charging voltage UL of 4.8 V is available for the capacitor 53 , which is only slightly above the ignition voltage Uz of 4.0 V of the double base diode 42. The capacitor voltage Uc therefore only reaches the value of the ignition voltage Uz much later at time t4, at which the double base diode becomes conductive and then the current J, while at the same time the capacitor 53 discharges from time t4 and its voltage UC at the same speed as in Fig. 6 a shown drops. At time t. when the voltage UC of the capacitor 53 reaches the extinction voltage U., so that the double base diode from the time t. ab is de-energized and the capacitor 53 can recharge up to the next ignition time t4. During this charging process, however, the voltage increase takes place much more slowly than for the one in FIG. 6 a shown case in which the charging voltage UL has the same value of 13.5 V as the battery voltage UB.

Steigt die Batteriespannung trotzdem über 13,95 V hinaus an, obwohl in diesem Fall die einzelnen jeweils vom Zeitpunkt t4 bis zum nachfolgenden Zeitpunkt t', dauernden Ladevorgänge für die Batterie durch erheblich längere Zeitintervalle unterbrochen sind, so sinkt die Ladespannung UL für den Kondensator 53 nach F i g. 5 noch weiter ab. Die Folge hiervon ist, daß dann die Kondensatorspannung Uc noch langsamer ansteigt und die Zündspannung Uz noch später erreicht. Wenn schließlich die Batteriespannung UB auf 14,0 V ansteigt, kann die Kondensatorspannung Uc den Wert der Zündspannung Uz nicht mehr erreichen, weil dann der Spannungsabfall am Widerstand 50 so groß ist, daß die Ladespannung UL auf die Zündspannung U7 absinkt. Dann kann die Doppelbasisdiode nicht mehr stronileitend werden, und die Gleichrichter 24, 25, 26 bzw. 74, 75, 76 bleiben dauernd gesperrt, solange die Batteriespannung nicht unter den Wert von 14,0 V absinkt.If the battery voltage nevertheless rises above 13.95 V, although in this case the individual charging processes for the battery, which last from time t4 to the subsequent time t ', are interrupted by considerably longer time intervals, then the charging voltage UL for the capacitor 53 drops according to FIG. 5 even further. The consequence of this is that the capacitor voltage Uc then rises even more slowly and the ignition voltage reaches Uz even later. When the battery voltage UB finally rises to 14.0 V, the capacitor voltage Uc can no longer reach the value of the ignition voltage Uz because the voltage drop across the resistor 50 is so great that the charging voltage UL drops to the ignition voltage U7. Then the double base diode can no longer conduct electricity and the rectifiers 24, 25, 26 and 74, 75, 76 remain blocked as long as the battery voltage does not drop below 14.0 V.

Der besondere Vorteil, den die Doppelbasisdiode 42 zusammen mit dem Kondensator 53 und dem die jeweilige Höhe der Ladespannung UL bestimmten Eingangstransistor 43 aufweist, besteht in der aus den F i g. 6 a bis 7 b ersichtlichenVergrößerung der Sperrintervalle, die zwischen den mit einer Schraffur verdeutlichten Ladevorgängen liegen und um so größer werden, je mehr sich die Batteriespannung U,6 ihrem Sollwert von 14,0 V nähert. Dadurch wird vermieden, daß die Batteriespannung ihren Sollwert überschreiten kann.The particular advantage that the double base diode 42 has together with the capacitor 53 and the input transistor 43 which determines the respective level of the charging voltage UL consists in the fact that the FIGS . 6 a to 7 b, the enlargement of the blocking intervals, which lie between the charging processes illustrated by hatching and which become greater the closer the battery voltage U, 6 approaches its target value of 14.0 V. This prevents the battery voltage from exceeding its nominal value.

Claims

Claims: 1. Three-phase alternator for vehicles, in particular motor vehicles, which can be driven at high speeds with alternating speeds, with a three-phase bridge rectifier arrangement through which the alternator charging current flows, which contains three non-controllable rectifiers and three controllable rectifiers, and with a voltage regulator which is connected to the rectified output voltage of the rectifier arrangement and acts on the controllable rectifier via a transistor having its base connected via a Zener diode to the rectified output voltage, d a d u rch g e -ke ichnct nn ze that the voltage regulator contains a double base diode (42) at less than its target value Lying output voltage generates a tilting oscillation that keeps the controllable rectifier (24, 25, 26 or 74, 75, 76) in its current-conducting state and for this purpose is connected to its control electrode (51) via a coupling resistor (52) to the working resistor (50) with one working resistor (50) rbunden KoRektor of the transistor (41) is connected and is connected to one of the two electrodes of a capacitor (53) which is connected in series with the load resistor and with the coupling resistor.

2. Alternator according to claim 1, characterized in that the primary winding (58) of a transformer is connected in series with the double base diode (42) , the secondary winding (60) of which with the control electrodes (61, 62, 63) of the controllable rectifier (24 , 25,26) is connected. 3. Alternator according to Claim 2, characterized in that the control electrodes (61, 62, 63) of the controllable rectifiers (24, 25, 26) are each connected to the secondary winding (60) via a resistor (64, 65, 66) . 4. Alternator according to Claim 2 and 3, characterized in that the secondary winding (60) of the transformer with a resistor (67). is bridged. - 5. Alternator according to claim 1, characterized in that the controllable rectifier (74, 75, 76) between the negative line (29) and the three-phase windings (21, 22, 23) of the alternator are arranged and that between the Nausleitung and a ( 57) of the base electrodes of the double base diode (42) there is a resistor (70) to which the control electrodes (71, 72, 73) of the controllable rectifiers (74, 75, 76) are connected. 6. Alternator according to spoke 1 to 5, characterized in that the control electrode (51) of the double base diode (42) is connected via a coupling resistor (52) to the collector of the input transistor (41). Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 121 181; French Patent No. 1300 302; AEG Nütteile, 3/4 (1962), p. 101.