DE19752241A1 - Generator zur Speisung von Verbrauchern in Bordnetzen - Google Patents

Generator zur Speisung von Verbrauchern in Bordnetzen

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/1423—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with multiple batteries

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Description

Die Erfindung betrifft einen Generator zur Speisung von Verbrauchern in Bordnetzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ausgehend von einer herkömmlichen Klauenpolmaschine als Kfz-Generator, die bereits eine zweidrähtige Statorwicklung aufweist, läßt sich mit geringfügigen Änderungen eine verbes­ serte Variante hinsichtlich einer sicheren Stromversorgung aufbauen. Hierbei wird von fol­ genden Eigenschaften Gebrauch gemacht:
  • - Die in Klauenpolmaschinen eingesetzten Rotoren sind äußerst robust und nur in sehr seltenen Fällen Ursache eines Generatorausfalls.
  • - Die Statorwicklung kann aufgrund ihrer Isolation sowie ihrer Festigkeit durch Ver­ gießen ebenfalls als sehr zuverlässig betrachtet werden.
  • - In Standard-Fahrzeuggeneratoren ist die Statorwicklung zweidrähtig ausgeführt. Zur Gleichrichtung sind in Hochleistungsgeneratoren generell bereits 12 Dioden einge­ baut.
  • - Häufigste Ausfallursache bei Generatoren ist ein Reglerdefekt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Speisung von Verbrauchern in Bordnetzen für sicherheitskritische Anwendungen im Kfz einen Generator anzugeben, der eine hohe Zuverlässigkeit aufweist sowie eine getrennte Speisung zweier Teilnetze gestattet.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Weiterführende und vorteilhafte Ausgestaltungen sind den weiteren Ansprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Der Generator besteht aus den Statorwicklungen W1 und W2, die jeweils eine eigene Di­ odenbrücke B1 und B2 als Vorwellengleichrichter besitzen und die beiden Bordnetzspan­ nung UBN1 und UBN2 erzeugen. Die Dioden sind auch durch gesteuerte Halbleiter ersetzbar, so daß eine Kurzschluß-Abschaltung des jeweiligen Stranges erfolgen kann oder eine unsym­ metrische Leistungsaufteilung ermöglicht wird. Eine Erregerwicklung W und die Schleifrin­ ge S1, S2 sind aus den eingangs beschriebenen Gründen nur einfach ausgeführt. Getrennte Spannungsregler 1 und 2 sind nach dem sogen. fail-silent-Konzept ausgeführt und werden redundant aus beiden Teilnetzen versorgt. Über ein jeweils eigenes Bürstenpaar, das auf den Schleifringen S1, S2 aufsitzt, wird die Erregerwicklung W des Generators angesteuert.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Generators zur Speisung von Ver­ brauchern in Bordnetzen mit einer Klauenpolmaschine mit zweidrähtiger Statorwicklung für Drehstrom mit nachgeschalteter Vollwellengleichrichtung und zwei Schleifringen zur Zu­ führung der Erregungsspannung auf die Rotorwicklung besteht darin, daß mindestens zwei galvanisch getrennte Statorwicklungen (W1, W2) vorgesehen sind, daß für sie mindestens zwei Vollwellengleichrichter (B1, B2) für die aus Drehstrom erzeugten Bordnetzspannungen (UBN1 UBN2) vorhanden sind, daß die Erregungsspannung der Rotorwicklung (W) von minde­ stens zwei parallelgeschalteten Reglern (R1, R2) über die Schleifringe (S1 und S2) zugeführt wird, die Spannungsregler (1 und 2) nach dem "fail-silent"-Konzept ausgeführt und redun­ dant aus beiden Teilnetzen versorgt sind, und daß die Erregerwicklung des Generators über ein jeweils eigenes Bürstenpaar, das auf den Schleifringen aufsitzt, angesteuert ist. Dadurch bleibt bei Ausfall eines Reglers oder einer Bordnetzspannung die Leistungsversorgung des anderen Bordnetzes voll erhalten.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist, daß Gleichrichter der Vollwellengleichrichter (B1, B2) gesteuerte Halbleiter sind, die derart gesteuert sind, daß bei Kurzschluß eine Abschaltung des jeweiligen Stranges erfolgt oder eine unsymmetrische Leistungsaufteilung erreicht ist.
Anwendungsbeispiel
Besonders bevorzugt ist der Einsatz eines erfindungsgemäßen Generators bei Fahrzeugen mit sogen. steer-by-wire oder sogen. brake-by-wire Systemen, welche besonders sichere Bordnetze benötigen, die vorzugsweise zweikreisig aufgebaut sind. Zur getrennten, rückwir­ kungsfreien Versorgung beider Netze lassen sich derartige Generatoren einsetzen.

Claims (2)

1. Generator zur Speisung von Verbrauchern in Bordnetzen mit einer Klauenpolma­ schine mit zweidrähtiger Statorwicklung für Drehstrom mit nachgeschalteter Voll­ wellengleichrichtung und zwei Schleifringen zur Zuführung der Erregungsspannung auf die Rotorwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei galvanisch getrennte Statorwicklungen (W1, W2) vorgesehen sind, daß für sie mindestens zwei Vollwellengleichrichter (B1, B2) für die aus Dreh­ strom erzeugten Bordnetzspannungen (UBN1 UBN2) vorhanden sind, daß die Erre­ gungsspannung der Rotorwicklung (W) von mindestens zwei parallelgeschalteten Reglern (R1, R2) über die Schleifringe (S1 und S2) zugeführt wird, die Spannungs­ regler (1 und 2) nach dem "fail-silent"-Konzept ausgeführt und redundant aus beiden Teilnetzen versorgt sind, und daß die Erregerwicklung des Generators über ein je­ weils eigenes Bürstenpaar, das auf den Schleifringen aufsitzt, angesteuert ist.
2. Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gleichrichter der Vollwellengleichrichter (B1, B2) gesteuerte Halbleiter sind, die derart gesteuert sind, daß bei Kurzschluß eine Abschaltung des jeweiligen Stranges erfolgt oder eine unsymmetrische Leistungsaufteilung erreicht ist.
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