DE19920221A1 - Verfahren zur Erzeugung einer Spannung - Google Patents
Verfahren zur Erzeugung einer SpannungInfo
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Abstract
Es ist bekannt, daß mit Hilfe eines Generators und einer Reglerbox aus 12 Volt Gleichspannung 230 Volt Wechselspannung gewonnen werden können. Dieses hat den Nachteil, daß entweder nur wenig Energie zur Verfügung steht bzw. die 12 Volt Gleichspannung jeweils nochmal separat gewonnen werden müssen. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Generator zu schaffen für verschiedene Spannungsarten und Spannungswerte. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung einer Spannung, insbesondere bei einem Motorboot, mit einem Generator und einer Steuereinheit, die mittels Steuerleitungen und Energieleitungen miteinander verbunden sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Generator eine Spannungsart an die Steuereinheit liefert und daß die Steuereinheit mindestens eine Gleichspannung als auch eine Wechselspannung liefert.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Erzeugung einer Spannung.
Es ist bekannt, daß ein Generator vom Typ. Travelpower, der von einem Motor
angetrieben wird, eine Gleichspannung liefert, die dann mit Hilfe einer Steuereinheit und
elektronischen Bauteilen in eine 220 Volt Wechselspannung umgewandelt wird. Bei
dem System wird ein zusätzlich Generator verwandt, um eine 12 Volt Gleichspannung zu
liefern. Die Regelung für den 12 Volt Gleichspannungsgenerator befindet sich in dem
Generator. Nachteilig bei dem System ist, daß zwei Regelungen und zwei Generatoren
verwandt werden. Damit hat zwar jede Spannung das optimale Regelverfahren, dies ist
jedoch sehr platz- und kostenintensiv.
Ferner ist auch bekannt z. B. im Campingbereich, daß mit Hilfe eines Generators und
einer Reglerbox aus 12 Volt Gleichspannung 230 Volt Wechselspannung gewonnen
werden können. Dieses hat den Nachteil, daß entweder nur wenig Energie zur Verfügung
steht bzw. die 12 Volt Gleichspannung jeweils nochmal separat gewonnen werden
müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Generator für verschiedene
Spannungsarten und Spannungswerte zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die in den
Ansprüchen angegebenen Merkmale der Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung einer Spannung insbesondere bei
einem Motorboot, mit einem Generator und einer Steuereinheit, die mittels
Steuerleitungen und Energieleitungen miteinander verbunden sind ist dadurch
gekennzeichnet, daß der Generator eine Spannungsart an die Steuereinheit liefert und
daß die Steuereinheit mindestens eine Gleichspannung als auch eine Wechselspannung
liefert.
Dieses hat den Vorteil, daß mit Hilfe eines Generators unterschiedliche Spannungsarten
und Spannungswerte erzeugt werden können. Die Regelung des Generators würde über
die Steuerleitungen von der Steuereinheit erfolgen. Entsprechend könnte der Generator
optimal dimensioniert werden um möglichst viel Energie zu liefern und würde nicht Platz
für interne Regelungsvorgänge vorsehen. Es wäre jedoch möglich, daß
Überlastungsschutzregelungen in den Generator mit integriert werden. Ferner wäre es
möglich, daß platzsparende Regelungen für das Erregerfeld auch mit integriert werden.
Vorteilhaft ist jedoch, daß ein Großteil der Regelung dann in der Steuereinheit
angeordnet ist, die jederzeit leicht zugänglich und modifizierbar wäre.
Die Steuereinheit würde vorzugsweise 12 bzw. 24 Volt Gleichspannung und 230 bzw.
400 Volt Wechselspannung liefern. Die Spannungen sind vorzugsweise getrennt an- und
abschaltbar.
Ferner zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, daß die Steuereinheit über eine erste
Steuerleitung den Generator ansteuert. Wird z. B. die Regelung bzw. Steuerung für die
Erregung von der Steuereinheit vorgenommen, ist dieses über eine erste Steuerleitung
möglich. D. h., wenn die Steuereinheit bemerkt, daß mehr Energie dem Generator
abverlangt wird, wird sie die Erregung als solches erhöhen, damit auch mehr Energie
geliefert werden kann.
Über dies ist es möglich, daß die Steuereinheit über eine zweite Steuerleitung den Motor
ansteuert. Dieses ist von Vorteil, wenn beispielsweise bei Anheben der Erregung
festgestellt wird, daß keine zusätzliche Energie vom Generator geliefert werden kann,
daß mit Hilfe der Steuereinheit die Motordrehzahl erhöht wird und so der Generator die
erforderliche Energie liefert. Zu diesem Zweck ist es hilfreich, daß die Steuereinheit
Drehzahlinformationen von dem Motor über eine dritte Steuerleitung bekommt. In
Abhängigkeit davon kann das System Motor, Generator und Steuereinheit
zusammenwirken um entsprechende Energien bereitzustellen.
Weiterhin ist es möglich, daß sobald der Generator bei einer ersten Stufe den
Energiebedarf nicht mehr abdeckt ein Warnsignal geliefert wird. Dieses ist hilfreich,
damit der Bediener z. B. beim Zuschalten von unterschiedlichen Energien frühzeitig
gewarnt wird und daß nicht das System als solches zusammenbricht. Beispielsweise
wenn Energie für Navigationssystem, Motorsteuerung, Radio und Kühlfach bereitgestellt
wird, zusätzlich jedoch über 220 Volt noch eine Kaffeemaschine und ein Rasierapparat
betrieben wird, soll dem Benutzer dieses signalisiert werden, damit er sich entscheiden
kann, welches Gerät er dann nicht hinzuschaltet.
Ebenfalls ist es möglich, daß sobald der Generator eine zweite Stufe erreicht, in dem er
den Energiebedarf nicht mehr abdecken kann, der Spannungsbereich abgeschaltet wird,
der für das System am wenigsten wichtig ist. In der Regel wird dieses die
Wechselspannung sein, da mit Hilfe der 12 Volt Gleichspannung das Steuer- und
Regelsystem arbeitet. Dieses ist sehr hilfreich, wenn z. B. bei einem Boot mit
automatischer Navigation nachts gefahren wird, sozusagen mit einer Art Autokapitän und
beim Einschatten der Kühlung und laufendem Fernseher dann diese abgeschaltet
werden. Selbst wenn das System nicht unterteilt ist, daß zuerst der Fernseher und evtl.
später die Kühlung abgeschaltet wird, wäre der Verlust dieser Einheiten nicht so schlimm
als wenn das ganze System zusammenbricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Gleichspannung
eine Batterie geladen wird und daß die Batterie bei Energieengpässen bis zu einem
Grenzwert entladen wird. D. h., wenn das System Energiespitzen abdecken muß, werden
alle Ressourcen hinzugezogen, unter anderem auch die Batterie. Dieses aber nur bis zu
einem Grenzwert, d. h. den Bereich der später benötigt wird, um ein
zusammengebrochenes System wieder zu starten.
Eine Anordnung für das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß
die Steuereinheit in den Kühlluftstrom des Generators angeordnet ist. Die Steuereinheit
könnte vorzugsweise auch die Motorsteuerung beinhalten. Es ist auch möglich, daß
vorzugsweise nur die Motorsteuereinheit sich dort befindet. In der Regel befindet sich auf
dem Generator ein Flügelrad, welches den Luftstrom durch den Generator bläst. Dieses
dient zur Kühlung. Da bei Motorbooten oder bei Motoren in engen Bauräumen die
Kühlung der Motoren als solches häufig mittels Wasser vorgenommen wird, wäre zum
einen eine Kühlung der Steuereinheit auch durch eine Wasserkühlung möglich; zum
anderen aber wäre es auch möglich diesen Luftstrom zu nutzen, um die Steuereinheit zu
kühlen. Vorzugsweise ist ein Wärmedetektor in bzw. an der Steuereinheit vorzusehen,
der dem Bediener ein Warnsignal ausgibt, wenn dennoch ein zu hoher
Temperaturanstieg erfolgen würde. Es wäre dann möglich einen weiteren Kühlventilator
zu verwenden oder ansonsten dem System, z. B. durch Öffnen einer Klappe oder
sonstigen Kühlung zuzuführen. Bei einer Wasserkühlung würde insbesondere darauf
geachtet werden, daß die elektronischen Bauelemente nicht einen Kurzschluß
verursachen würden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an mehreren
Ausführungsbeispielen erläutert. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung von Generator und Steuereinheit und
Fig. 2 eine bekannte Anordnung von Generatoren und Steuereinheit.
Fig. 2 zeigt eine bekannte Anordnung von Generatoren und Steuereinheit. Mit Hilfe des
Motors M wird der Generator G1 und der Generator G2 über einen Riemen R
angetrieben. Beim Generator G1 ist die Regeleinheit R innerhalb des Generators
angeordnet. Der Generator G1 liefert ± 12 Volt Gleichspannung. Der Generator G2 ist
mit Versorgungsleitungen VL mit einer Regelbox RB verbunden. Die Regelbox RB liefert
220 Volt Wechselspannung.
Fig. 1 zeigt den Generator und die Steuereinheit für das erfindungsgemäße Verfahren.
Der Generator G12 ist mit einer ersten Steuerleitung SL1 mit der Steuereinheit SE
verbunden. Ferner sind zwischen der Steuereinheit SE und dem Generator G12 eine
bzw. mehrere Versorgungsleitungen vorgesehen. Die Steuereinheit SE ist mit einer
zweiten Steuerleitung SL2 mit dem Motor M verbunden. Über eine dritte Leitung SVL
wird der Anlasser angesteuert bzw. mit Energie versorgt. Die Steuereinheit liefert 12 Volt
Gleichspannung, 230 Volt Wechselspannung und ist weiterhin mit der Batterie BAT
verbunden. Auf dem Generator befinden sich Lüftungsflügel LF. Gestrichelt dargestellt ist
ein weiterer Lüfter L, der im Bedarfsfall ergänzend einen Luftstrom liefert. Vorzugsweise
ist der Luftstrom, hier nicht dargestellt, in der gleichen Richtung wie der Luftstrom des
Generators G12.
Im folgenden wird die Wirkungsweise erläutert. Wenn der Benutzer mittels eines
Starters, hier nicht dargestellt, das System in Betrieb nimmt, wird mit Hilfe der Batterie
BAT über die Steuereinheit SE der Anlasser AN den Motor M in Betrieb setzen. Der
Motor ist in der Regel ein Verbrennungsmotor, wobei in die Verbrennungsmotorregelung
hier im Detail nicht eingegangen wird. Die Steuereinheit regelt über die Steuerleitung SL2
den Motor auf die Standdrehzahl. Der Generator G12 liefert Energie über die
Versorgungsleitungen VL zur Steuereinheit. Diese Energie dient zum einen zur
Versorgung des Motors als solches, zum anderen zum Laden der Batterie, und ferner
steht sie über 12 Volt Gleichspannung und 230 Volt Wechselspannung dem Benutzer zur
Verfügung um beispielsweise Funkgerät oder einen kleinen Fernseher zu betreiben. Die
Lüftungsflügel LF liefern den Luftstrom LS der einerseits den Generator G12 und
andererseits die Steuereinheit SE kühlt. Wenn der Motor nun mit einer höheren Drehzahl
betrieben wird, jedoch die Steuereinheit als solches nicht mehr Energie zur Verfügung
stellen muß, wird über die Steuerleitung SL1 die Erregung vom Generator G12
herabgesetzt. Die Steuerleitungen LS1, LS2 und SVL sind hier nur symbolisch als eine
Leitung dargestellt worden; sie können jedoch auch aus mehreren Leitungen gebildet
werden. Dieses ist hilfreich, damit nicht zu viele Regelinformationen über nur eine
Leitung fließen bzw. damit die Regelinformationen getrennt übermittelt werden können.
Wenn bei konstanter Standlaufdrehzahl, d. h. der Motor wird nicht zum Antreiben eines
Bootes oder sonstiges verwendet, der elektrische Energiebedarf bei einer normalen
Erregung im Generator G12 nicht abgedeckt wird, wird mit Hilfe der Steuereinheit und
der Steuerleitung LS1 die Erregung erhöht, so daß der Energiebedarf abgedeckt wird.
Wenn trotz ansteigender Erregung der Energiebedarf nicht abgedeckt werden kann, wird
mit Hilfe der Steuerleitung SL2 der Motor veranlaßt eine höhere Drehzahl zu fahren.
Wenn der Motor nicht zum Antreiben verwandt wird, wird dieses halt im Leerlauf
geschehen, so daß es zwar eine größere Geräuschentwicklung gibt, jedoch ansonsten
keinen negativen Einfluß auf den Benutzer hat.
Bei steigender Leerlaufdrehzahl und immer noch nicht genug bereitgestellter Energie
wird die Steuereinheit in einer ersten Stufe ein Warnsignal aussenden, so daß der
Benutzer eventuelle im Einsatz befindlicher elektrischer Geräte abschaltet und in einer
zweiten Stufe wird die Steuereinheit die Wechselspannung abschalten. Dann ist es
möglich, daß der Motor bei einer geringeren Drehzahl das Hauptsystem mit der
benötigten 12 Volt Gleichspannungsenergie versorgt.
Wenn das System im Normalbetrieb ist, d. h. bei einem Segelboot wird ein solcher Motor
eingesetzt; die Leerlaufdrehzahl befindet sich nicht bei Minimalwert, sondern d. h. im
oberen Drittel des Maximalwertes und die Steuereinheit, hier nicht dargestellt, ist ferner
mit der Tankanzeige verbunden, so wird die Steuereinheit bei Unterschreiten eines
bestimmten Pegels die Drehzahl herunterfahren und wiederum die 230 Volt
Wechselspannungsgeräte nicht mit Energie versorgen. Die 230 Volt
Wechselspannungsgeräte, die auch im vorhinein immer als erstes abgeschaltet wurden,
werden aus dem Grunde genannt, da derzeit davon ausgegangen wird, daß dieses die
unwichtigeren Geräte sind. Es ist denkbar, daß diese Wichtung sich nach Einsatz des
Verfahrens ändert.
Die Steuereinheit, weiche mit der Batterie verbunden ist, kann auch ohne Hinzunahme
des Verbrennungsmotors die 12 Volt Gleichspannung und 230 Volt Wechselspannung
liefern. Wenn die Batterie in einen kritischen Bereich kommt, in der sie den Motor nicht
mehr starten könnte, wird die Steuereinheit je nach Voreinstellung den Motor starten
oder die Energieversorgung abbrechen. Diese Voreinstellung kann vom Benutzer
vorgenommen werden. Diese Voreinstellung würde vorzugsweise mit einem
Schalterautobetrieb oder Handbetrieb, hier nicht dargestellt, vorgenommen werden.
Claims (9)
1. Verfahren zur Erzeugung einer Spannung, mit einem Generator und einer
Steuereinheit, die mittels Steuerleitung und Energieleitung miteinander verbunden
sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator eine Spannungsart an die
Steuereinheit liefert und daß die Steuereinheit mindestens eine Wechselspannung
als auch mindestens eine Gleichspannung liefert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit über
eine erste Steuerleitung den Generator ansteuert.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit über
eine zweite Steuerleitung den Motor ansteuert.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit, sobald
der Generator bei einer ersten Stufe den Energiebedarf nicht mehr abdeckt ein
Warnsignal liefert.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sobald der Generator bei
einer zweiten Stufe den Energiebedarf nicht mehr abdeckt, die Wechselspannung
abgeschaltet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Gleichspannung
eine Batterie geladen wird und daß die Batterie auch bei Energiebedarf bis zu einem
Grenzwert entladen wird.
7. Anordnung für das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinheit in den Kühlluftstrom des Generators angeordnet ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wasserkühlung
zum Kühlen der Steuereinheit eingesetzt wird.
9. Anordnung für das Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Ventilator zur Kühlung der Steuereinheit eingesetzt wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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PCT/EP2000/003361 WO2000067369A1 (de) | 1999-05-03 | 2000-04-14 | Verfahren zur erzeugung einer spannung |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=7906757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (2)
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