使用根据本发明的方法，发电机以这样的方式工作，即它们输出的
输出电压处于预定范围内，而不用复杂的电压调节器。
正如众知的，发电机包括静止的定子1和转动的转子2。发电机绕
组3通常设置在定子1上，当转子2转动时在所述绕组中感应出电压。
为了便于说明本发明原理，将考虑连接于一个DC发电机单元4的
三个发电机绕组3(图2)。
每个产生电压的三个绕组的相位根据三相电彼此偏移120°。三个绕
组3被连接在由6个二极管构成的三相整流器上，所述整流器本身是公
知的。因此，该DC发电机单元4构成一个直流电源，它在发电机工作
期间发出电流ICG及电压UGG。
根据本发明的方法，这些DC发电机单元4在发电机低转速时串联
连接，及在增高转速时分级地并联连接。图1表示使用四个电路级Ⅰ-Ⅳ
的根据本发明的方法，其中示出6个DC发电机单元4，它们在所有6个
DC发电机单元4直接串联的电路情况下产生UG=6UGG的总发电机电压(=
第一电路级Ⅰ)。
如果发电机转子旋转的转速增加，则在单个DC发电机单元4中发
出的电压也增加。因此第一电路级Ⅰ的直接串联电路转换成每支路有三
个DC发电机单元4的并联电路(=第二电路极Ⅱ)，结果是总电压变
为UG=3UGG。作为其后果，随着转速上升而上升的各个DC发电机单元4
的总电压下降了。
在电压进一步升高的情况下，6个DC发电机单元4并联连接成相应
的三对DC发电机单元4(=第三电路级Ⅲ)。在此情况下产生出发电
机总电压UG=2UGG。
在最后电路级Ⅳ中，所有的DC发电机单元均并联连接，结果是总
电压UG=1UGG。
其DC发电机单元4或绕组根据图1中所示四个电路级Ⅰ-Ⅳ连接
的发电机电压曲线U表示在图5中，并同时注上了发电机工作时的转速
N。
如图1中所示，发电机以四个电路级Ⅰ-Ⅵ操作，在第一电路级Ⅰ
期间情况为，发电机电压UG随转速增高非常陡地上升，因为所有的DC
发电机单元4均串联连接。在约150rpm时已获得10伏电压。在电压值
约30伏时，作出到第二电路级Ⅱ的转换，结果是发电机电压U急剧地
下降到约25伏。
然后，电压再随着转速的升高而上升，约在35伏时作出到下一电
路级Ⅲ的转换，结果是，发电机电压再下降到例如约25伏的值。
至最后电路级Ⅳ的转换是在约40伏时作出的，结果是发电机电压
再次下降到约25伏。在接近6000rpm时获得约40伏的最大电压值。因
此，根据本发明的方法仅通过转换DC发电机单元4的连接，使得将发
电机输出电压保持在譬如约20至40伏的预定范围内成为可能。由于在
低转速时多个DC发电机单元4串联地连接，在非常低的转速、譬如150rpm
时，就已获得能使电装置、尤其是电喷装置或喷射泵及类似装置工作的
输出电压。
在图3中表示出适用于根据本发明方法的一种电路。
该电路具有两根主导线5,6，在它们之间布置着DC发电机单元4。
各DC发电机单元4用其正输出端经由各自的支线7连接到主导线5，及
用其负输出端经由各自支线8连接到另一主导线6。
在支线7、8中分别设置了支线开关9、10，它们能截断各个支线7、
8中流过的电流。与DC发电机单元4的正输出端相连接的每个支线7经
由各自的交叉连接线11连接到另外一个、最好相邻的一个DC发电机单
元4的负输出端。因此该交叉连接线11使一个DC发电机单元4的正输
出端连接到另一相邻DC发电机单元的负输出端。在每种情况下，交叉
连接线11布置在两DC发电机单元4及各自支线开关9、10之间的区域
中的支线7、8上。在每个交叉连接线11中设置一个开关12。
在该电路中，通过使设置在两相邻DC发电机单元4之间的交叉连
接线11中的开关12闭合，并必须使连接于该交叉连接线11的支线7、
8上的支线开关9、10断开，两个相邻DC发电机单元4将相应形成串联。
以此方式，可使任何所需数目的DC发电机单元4形成串联，串联连接
的各DC发电机单元4在它们外侧的两DC发电机单元4上通过相应的支
线7、8并借助两个支线开关9、10连接到主导线5、6上。
如果所有交叉连接线11的开关12均断开，并相应地，所有支线开
关9、10均闭合，则所有DC发电机单元4并联连接。这相应于根据图1
的第四电路级Ⅳ。
在本发明的一个简化实施例(图4)中，所有支线的支线开关9、10
被二极管13取代。仅是最外侧的DC发电机单元4上无交叉连接线11
侧的支线7、8构成无开关或二极管的连续导线。各个开关12被相继地
以字母A至E表示。
如果一个开关12闭合，则与此开关12相邻的DC发电机单元4通
过其中设有该开关12的交叉连接线11串联地连接。升高的电压电位使
最靠近(高电位)的二极管导通，由此升高了主导线5、6间的电位差。
所有其它二极管自动地关断。因此，所有其它二极管13成为截断另外
并联支路电流的无源开关元件。
如果开关12再被断开，电流将再流过二极管13，与该开关12相邻
的DC发电机单元4再并联在主导线5、6之间。
当开关12闭合时，二极管13附带地防止发电机单元4通过一根主
导线5、6及一根交叉连接线11形成短路。
对于图1所示的电路级Ⅰ-Ⅳ，将各开关(A至E)的开关状态列在
下表中，
电路级/开关 A B C D E
Ⅰ 1 1 1 1 1
Ⅱ 1 1 0 1 1
Ⅲ 1 0 1 0 1
Ⅳ 0 0 0 0 0
表1
在电路级Ⅰ中，所有开关A至E闭合，结果是电流从负主导线6流
出经过第一DC发电机单元4.1再通过所有交叉线11及DC发电机单元4.2
至4.5直至最后的DC发电机单元4.6，并在那里流入正主导线5。所有
DC发电机单元4.1至4.6形成串联连接。
在第二电路级Ⅱ中，仅是中间开关C断开，结果是DC发电机单元
4.1至4.3和4.4至4.6分别形成串联，而这两个串联连接的DC发电机
单元并联地连接在两个主导线5、6之间。
在第三电路级Ⅲ中，每第二开关A、C、E闭合，结果是DC发电
机单元成对地(4.1,4.2),(4.3,4.4),(4.5,4.6)串联连接，
及这些DC发电机单元对并联地连接在主导线5、6之间。
在第四电路级Ⅳ中，所有的开关打开，结果是所有DC发电机单元
4.1至4.6彼此并联地连接。
驱动各个开关的控制电路是有一个电压比较器，该电压比较器测量
由单个DC发电机单元4产生的电压UGG，并作为测量电压UGG的函数在三
个数字输出通道K1、K2、K3上输出以下数字状态：
K1 K2 K3 电路状态
UGG＜6.7V 1 1 1 Ⅰ
6.7V＜UGG≤13.3V 0 1 1 Ⅱ
13.3V＜UGG≤20.0V 0 0 1 Ⅲ
20.0V＜UGG 0 0 0 Ⅳ
表2
表2中规定的电压范围相应于电路状态Ⅰ至Ⅳ，结果是，通道K1
至K3的数字状态可通过简单的逻辑电路转换成各个开关A至E的开关
状态。
必须由该电路满足的逻辑表规定如下，其输入值由K1,K2及K3给
出，及开关A至E的开关状态给出其输出值：
K1 K2 K3 = A B C D E
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 1 0 1
0 1 1 1 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
表3
由此产生出以下用于逻辑电路的等式：
A=K3
B=K2
C=(K1 xor K2)xor K3
D=K2
E=K4
C也可以用NAND(与非)门来表示：
C=(((1 NAND K1)NAND K2)NAND K3)NAND1
在以上解释的本发明说明中，在每种情况下DC发电机单元根据所
需电压进行连接。但是，对于本发明方法的实施，不一定要在发电机中
设置DC发电机单元，而也可使发电机绕组直接地串联，以取代DC发电
机单元，并假设这些绕组产生相同或至少相似相位的电压。
在本发明以下说明中，各个绕组进行连接，并预先假定这些绕组产
生类似相位的电压。同样可以使各个绕组由DC发电机单元替代，后者
相应地包含任何所需绕组系统或电流源。
图6表示根据本发明的另一电路，它无需有源开关。
该电路也具有两个主导线5、6，在其之间延伸着多个支线20.1至
20.3。在每个支线20.1至20.3中设有两个二极管21.1至21.6。发电
机绕组22及23分别布置在支线20.1至20.3之间，在所述发电机绕组
上感应出电压，及所述发电机绕组连接在支线20.1至20.3之间的二极
管21.1至21.6之间的区域中，第一绕组22布置在第一及第二支线
20.1,20.2之间，及第二绕组23布置在第二及第三支线20.2,20.3之
间。因此绕组22及23形成连续的串联电路。
第一绕组22由相对粗的导线构成并具有N圈。第二绕组23具有2N
圈并因而由相对细的导线构成。
如果发电机工作，则在绕组22、23、24中感应出各自电压U22,U23。
因为电压正比于圈数，以下等式成立：
U23=2U22。
如果发电机工作在低转速，则电流从主导线6经由二极管21.2、第
一绕组22、第二绕组23及二极管21.5流入主导线5。各绕组上的部分
电压相加，产生出UG=3U22的总电压。施加到图6中所示绕组相的电流
路径在右手侧形成正极及在左手侧形成负极。对于相反的相，电流路径
为经由二极管21.6、绕组24、23、22及二极管21.1。由这种本身公知
方式的装置获得了整流。为了简化起见，在以下本发明的说明中仅考虑
在绕组右手侧产生正极的相。
如果发电机转速增大，则由发电机产生的电压UG上升，并使流经绕
组的电流上升。由于绕组23是由细导线绕制的，它首先达到极限电流，
这就是说，流过绕组23的电流不能再增大。
由绕组23产生的电压下落到零伏及由它产生的电流流经二极管
21.5到主导线5、再经过负载到主导线6、及经过二极管21.2到绕组22
并返回绕组23。因为在绕组23上的合成电压几乎为零伏，其合成功耗
可视为忽略不计。可如下地计算：
PV=IG*dUDiode+Ricoil*I2G，式中
PV=功耗
IG=绕组极限电流
dUDiode=二极管差分电压=UDiode21.3-UDiode21.5
Ricoil=绕组内电阻。
根据本发明的方法是由该不使用有源开关的电路实现的。通常，有
源开关是晶体管，它甚至在导通状态也产生压降并由此产生电压损失。
在该无源地操作的电路情况下，在低转速时仅在电流路径中接有少数的
电阻元件，结果获得最大输出电压。绕组本身也起到开关作用，在达到
极限电流后所述绕组的电压消失。
原则上，该电路可以正好用两个不同的绕组来实现，在此情况下，
重要的是两个不同的绕组在发电机低转速时构成串联电路，并结果使它
们的电压加在一起。为此目的，必须使两个不同的绕组串联地连接，并
使这两个绕组的两端及中心各经由两个二极管以整流电路方式连接到两
根主导线上。
绕组的数目可按需要增加，在每种情况下相似相的绕组或DC发电
机单元能以此方式相互连接。
图7概要地表示根据本发明电路的另一实施例。
它在结构上相应于图6中所示的电路，设置了四个绕组31至34，
结果是需要总共五个支线20.1至20.5及十个二极管21.1至21.10。绕
组31、33用相对粗的导线绕制并具有n和2n圈。绕组32、34用较细
导线绕制并具有3n及4n圈。因此，在该电路中，具有小圈数的绕组及
具有大圈数的绕组这样的布置，即它们彼此交替地排列。在低转速时，
这四个绕组形成串联电路。在升高转速时，具有最多圈数的绕组32首
先达到其极限电流，结果是它的电压消失。
在具有最多圈数的绕组32的极限电流被达到后，从而绕组31与串
联的绕组33和34形成并联电路，在这些绕组上产生的交变电压被同时
地整流。如果转速及负载继续上升，绕组34上的电压也以已知方式消
失。因此，现在仅是绕组31和33并联地连接，电压再回到所需范围中。
因此，图6,7中所示电路能使根据本发明的方法不用有源开关来
实现。