DE1156162B - Einrichtung zur Erzeugung von Gleichstrom - Google Patents

Einrichtung zur Erzeugung von Gleichstrom

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DE1156162B
DE1156162B DES79497A DES0079497A DE1156162B DE 1156162 B DE1156162 B DE 1156162B DE S79497 A DES79497 A DE S79497A DE S0079497 A DES0079497 A DE S0079497A DE 1156162 B DE1156162 B DE 1156162B
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DE
Germany
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rectifier
winding
phase
generator
elements
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Pending
Application number
DES79497A
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Heinz Rosenberg
Dipl-Ing Walter Schmid
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/04Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for rectification
    • H02K11/049Rectifiers associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/05Rectifiers associated with casings, enclosures or brackets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Erzeugung von Gleichstrom Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung von Gleichstrom unter Verwendung eines Wechselstrom-, insbesondere Drehstromgenerators mit nachgeschaltetem Gleichrichter, vorzugsweise einem Vollweggleichrichter mit Halbleitergleichrichterelementen. Wechselstrom-, insbesondere Drehstronigeneratoren können durch den Fortfall eines Stromwenders, bei gewissen Typen außerdem durch Vermeidung rotierender Wicklungen, mit höheren Maximaldrehzahlen und dadurch in einem größeren Drehzahlbereich arbeiten als Gleichstrorngeneratoren, die außerdem mehr Raumbedarf haben. Diese Eigenschaft macht es für Kraftfahrzeuge interessant, Wechsel-oder Drehstromaeneratoren an Stelle der üblichen Gleichstromgeneratoren einzusetzen und den erzeuaten Wechsel- bzw. Drehstrom durch einen nachgeschalteten Gleichrichter in die bei Bordnetzen üb- liche, für die Speicherung zwingend notwendige Stromart umzuformen.
  • Vorzugsweise für kommerzielle Fahrzeuge ist es ferner von Interesse, als Stromerzeuger Maschinen zu haben, die weitgehend wartungsfrei sind. Aus diesen Forderungen heraus wurde vorgeschlagen, schleifringlose Drehstromgeneratoren einzusetzen. Es kommen hieriffir sowohl Gl.eichpol- als auch Wechselpoltypen in Betracht.
  • Für die Erz:,ugung von Gleichstrom einer bestimmten Stromstärke ist es häufig erforderlich, mehrere Gleichrichtereleriiente in einem S'rompfad parallel zu schalten. Bedingt durchFertigungsungenauigkeiten ergeben sich häufig unterschiedliche Stronicharakteristiken bei den verschiedenen Elementen, selbst dann, wenn diese Elemente aus inehreren in Serie geschalteten Gleichrichterzellen bestehen, so daß sich bei Parailelschaltung von Gleichrichterelementen unter Umständen eine -erheblich ungleiche Stromverteilune, einstellt. Mun muß, um überlastungen der Gleichrichterelemente zu vermeiden, deshalb beim Parallelschalten von Gleichrichtern mit einer entsprechend geringeren Stromtragf ähigkeit der Elemente rechnen. Vor allem bei Niedervoltgleichrichtern, wie sie für Kraftfahrzeuggeneratoren eingesetzt werden, macht sich eine unterschiedliche Durchlaßcharakteristik besonders störend bemerkbar. Die Wirtschaftlichkeit der Parallelschaltung von Gleichrichtern, die unter Umständen schon aus Gründen der Verwendung einheitlicher Typen geboten erscheint, kann durch den angegebenen Effekt fallweise in Frage gestellt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung der angegebenen Art durch geeignete Maßnahmen den Ausnutzungsgrad der Gleichrichterzellen zu verbessern. Die Einrichtung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder Phasenstrang der Generatorlastwicklung, entsprechend der für die maximal zulässige Stromstärke erforderlichen Anzahl von parallel arbeitenden Gleichrichterelementen, in eine Mehrzahl von auf die volle Spannung angelegten Teilwicklungen unterteilt und jede einzelne dieser Wicklungen an je einen der gleichstromseitig parallel liegenden Gleichrichterelemente geschaltet ist. Hierbei ist es besonders vorteilha:ft, wenn der Generator mit mehreren Wicklungen auf (Ye , trennten Wicklungspaketen ausgestattet ist, eine Maßnab.nie, die sich beispielsweise bei gewissen Ausführungen von Drehstromgeneratoren der Gleichpoltype als zweckmäßig erwiesen hat.
  • An Stelle bzw. in Ergänzung der Anordnung von mehreren Wicklungen auf verschiedenen Paketen können Teilwicklungen, die erfindungsgemäß einzeln mit zugeordneten Gleichrichterelementen verbunden sind, auch durch Unterteilung der auf einem Paket befindlichen Phasenstränge in Wicklungszweige erzielt werden.
  • Die gleichphasigen Wicklungszweige können sowohl verschiedenen Polen oder Polgruppen zugeord-net und dadurch zumindest teilweise auf verschiedene Umfangsteile des Wicklungspaketes erstreckt sein, als auch gemeinsam auf den Polen angeordnet sein. Im letztgenannten Fall hegen die Leiter der betreffenden Wicklungszweige in den gleichen Nuten.
  • Zur Verkürzung der Leitungswege sowie zur Sicherstellung einer ausreichenden Kühlluftströmung ist es vorteilhaft, die Gleichrichterelemente unmittelbar in oder an den Lagerschilden zu befestigen. Werden die Gleichrichterelemente in axial zur Generatorwelle ansetzbaren Schildträgem eingesetzt, so ergibt sich eine leichte Austauschbarkeit und ferner die Möglichkeit, bei Verwendung von z. B. zwei solcher Träger, den einen dieser Träger isoliert anzuordnen, so daß die eingesetzten Gleichrichterelemente jeweils unmittelbar mit der Masse des Trägers und damit mit einer guten Kühlfläche verbunden sind.
  • An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
  • Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung, zum Teil im Schnitt, einen Drehstromgenerator der Gleichpoltype, bestehend aus dem Gehäusemantel 1, den Lagerschilden 2 und 3, dem auf die Welle 4 aufgesetzten Anker 5, den Blechpaketen 6 und 7, den Drehstromwicklungen 8 und 9 sowie der Gleichstromerregerwicklung 10. Im Gegensatz zu anderen Gleichpoltypen sind bei der dargestellten Ausführungsforrn zwei Drehstromwicklungen 8 und 9 mit ihren Wicklungsenden UI, Vl und W, sowie UII, VI, und Wil benutzt. Die Wicklungsenden der Erregerwicklung 10 sind mit P und N bezeichnet. Selbstverständlich können die b--iden Wicklungen 8 und 9 auch mehrdrähtig ausgeführt und hintereinandergeschaltet werden.
  • Aus Fig. 2 ist nun ersichtlich, wie an das Lagerschild. 2 ein Gleichrichterschildträger 11 mit den eingesetzten Gleichrichterelementen 12 und 13 angesetzt werden kann. Während die Gleichrichterelemente 12 mit ihrer Halterung unmittelbar mit der Masse des Trägers 11 verbunden sind, sind die Gleichrichterelernente 13 in metallische Träger 14 eingesetzt, die unter Verwendung von Schrauben 15 an einer isolierenden Trägerplatte 16 befestigt sind. Die Trägerplatte 16 nimmt auch den massefreien Anschluß 17 auf. Es ist ersichtlich, daß durch diese Auf- bauform eine gute räumliche Verteilung sichergestellt ist und daß ferner durch die Zuordnung der Kühlflächen der Gleichrichter zu den Luftauslaßöffnungen 18 des Generators eine gute Kühlung der Gleichrichterelemente erreicht ist. Die Verbindung zwischen den Wicklungen 8 und 9 und den Gleichrichterelementen kann auf kürzestem Weg hergestellt werden.
  • Wird eine größere Anzahl von Gleichrichtereleinenten eingesetzt, so können beiderseits der Lagerschilde 2 und 3 entsprechende Schildträger angesetzt werden.
  • Die Fig. 3 zeigt die Schaltung der Anschlüsse eines Drehstromgenerators, z. B. der vorbeschriebenen Bauart an zwei Drehstrombrückenschaltungen, die gleichstromseitig auf das gleiche Netz arbeiten. Die Generatoranschlüsse sind wiederum mit UI, V, und W, sowie UII, VI, und WIll bezeichnet. Die Gleichrichterelemente tragen entsprechend der Fig. 2 die Ziffern 12 bzw. 13. Das Gleichstromnetz ist wiederum mit P und N bezeichnet.
  • Es ist ersichtlich, daß durch die erfindungsgemäße Einrichtung ein außerordentlich hoher Ausnutzungsgrad der Gleichrichter ohne Gefahr einer überbelastung einzelner Elemente erreicht werden kann, da die Unterschiede zwischen den einzelnen Gleichrichterelementen durch die vorgeschalteten Wirk- und Blindwiderstände der Teilwicklungen weitgehend unwirksam gemacht werden. Damit eröffnet sich auch die Möglichkeit, für verschiedene Generatorgrößen weitgehend einheitliche Gleichrichterelemente einzusetzen. Bei Verwendung in Zweige unterteilter, z. B. mehrdrätiger Wicklungen ergibt sich damit bei geringstem Aufwand an Typen eine sehr große Variationsmöglichkeit, insbesondere auch dadurch, weil z. B. einzelne Wicklungszweige bzw. einzelne Drähte einer mehrdrähtigen Wicklung auch unmittelbar zur Versorgung von Wechsel- bzw. Drehstromverbrauchem herangezogen werden können, ohne daß die Gleichstromversorgung aus den parallel liegenden Drähten über die nachgeschalteten Gleichrichter beeinträchtigt wird.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur Erzeugung von Gleichstrom unter Verwendung eines Wechselstrom-, insbesondere Drehstromgenerators mit nachgeschaltem Gleichrichter, vorzugsweise einem Vollweggleichrichter mit Halbleitergleichrichterelernenten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Phasenstrang der Generatorlastwicklung, entsprechend der für die maximal zulässige Stromstärke erforderlichen Anzahl von parallel arbeitenden Gleichrichterelementen, in eine Mehrzahl von auf die volle Spannung ausgelegten Teilwicklungen unterteilt und jede einzelne dieser Wicklungen an je einem der gleichstromseitig parallel liegenden Gleichrichterelemente geschaltet ist.
  2. 2. Einrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den parallel arbeitenden Gleichrichterelementen zugeordneten Teilwicklungen zumindest teilweise auf getrennten Wicklungspaketen angeordnet sind. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Gleichrichterelementen zugeordnete Teilwicklungen durch Unterteilung jedes Phasenstranges in auf dem gleichen Paket angeordnete Wicklungszweige gebildet sind. 4. Einrichtung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß gleichphasige Wicklungszweige zumindest teilweise auf verschiedenen Umfangsteilen des Wicklungspaketes angeordnet sind. 5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß gleichphasige Wicklungszweige zur Gänze in den gleichen Nuten angeordnet sind. 6. Einrichtung nach Ansprach 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator als schleifringloser Drehstromgenerator, insbesondere der Gleichpoltype ausgebildet ist. 7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterelemente in oder an den Lagerschilden befestigt sind. 8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterelemente in axial zur Generatorwelle ansetzbare Schildträger eingesetzt sind. 9. Einrichtung nach Ansprach 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schildträger gegenüber dem Generatorgehäuse isoliert befestigt ist, derart, daß in ihm die bezüglich ihrer Halterung von der Masse zu isolierenden Gleichrichterelemente von zwei oder mehr Brückenschaltungen befestigt sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2366158C3 (de) * 1973-02-28 1981-06-25 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrische Maschine

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JP3374776B2 (ja) 1999-02-05 2003-02-10 株式会社デンソー 車両用交流発電機

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DE2366158C3 (de) * 1973-02-28 1981-06-25 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrische Maschine

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GB1043555A (en) 1966-09-21

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