DE2426956A1

DE2426956A1 - Wechselstromgenerator

Info

Publication number: DE2426956A1
Application number: DE19742426956
Authority: DE
Inventors: Peter Pfeffer; Peter Dipl Ing Storz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-06-04
Filing date: 1974-06-04
Publication date: 1976-01-02
Also published as: JPS5116414A; US3984750A

Description

R, 2091
21.5.197¹» Chr/Sm

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmuster-Hilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH» Stuttgart Wechselstromgenerator

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselstromgenerator, insbesondere einen Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, nach der Gattung des Hauptanspruchs. Generatoren mit zwei oder mehr Gleichrichterbrücken an zwei oder mehr getrennten ein- oder mehrphasigen Wicklungen in einem gemeinsamen Generatorständerpaket machen durch entsprechende Schaltungen eine oder mehrere Variationen des Generatorausgangstromverlaufes bei gleicher Generatorspannung'möglich. Generatoren üblicher Bauart können nicht allen Anforderungen gerecht werden. Entweder können sie schon im Motorleerlauf Strom abgeben,

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•dann bleibt der Maximalstrom klein, oder der Maximalstrom wird groß gewählt j dann können sie im Motorleerlauf noch keinen Strom liefern. Beides führt bei den heutigen Verkehrs-Verhältnissen zu einer negativen Batterieladebilanz. Um eine ausgeglichene Ladebilanz zu erreichen, muß ein entsprechend großer Generator gewählt werden.

Einer weiteren Vergrößerung des Generators, bei weiter steigendem elektrischem Energiebedarf im Fahrzeug, steht aber der zur Verfugung stehende Platz entgegen. Außerdem spielt der Wirkungsgrad dann eine immer wichtiger werdende Rolle, denn der Generator beansprucht einen steigenden Anteil der Mo tor ge samt-leistung.

Der erfindungsgemäße Generator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hi.uptanspruchs hat den Vorteil, die vom Kraftfahrzeug-Konstrukteur und vom Kraftfahrzeug-Benutzer gestellten Aufgaben weitgehend zu erfüllen. Durch die erfindungsgemäßen Schaltungen ergeben sich Strom-Spannungs-Kennlinien, die Nachteile üblicher Generatoren vermeiden.

Die·, erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht zwei Kennlinien. Die erste Kennlinie hat eine niedrige Nullwattdrehzahl bei geringem Maximalstrom, die zweite Kennlinie eine hohe Nullwattdrehzahl bei hohem Maximalstrom. Dadurch wird eine bessere Anpassung des Generators an den Anwendungszweck erreicht. Die Batterieladung erfolgt schon bei niedrigen Drehzahlen. Ein hoher Ladestrom ist bei hohen Drehzahlen und gleichzeitiger guter Kühlung des Generators möglich. Der Verlauf des Wirkungsgrades über den gesamten Last- und Drehzahlbereich wird erheblich verbessert.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Generators möglich. Die erfindungsgemäße

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Anordnung läßt sich bei allen bekannten G'eneratorsystemen verwenden, insbesondere bei allen Mehrphasensystemen mit Ein- und Zweiweggleichrichtungobrückenschaltungen. Auch die bekannte Schaltung der Erregerdioden ist in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Anordnung möglich. Die Umschaltung der Gleichrichterbrücken vom Parallelbetrieb auf den Serienbetrieb kann durch ein Relais erfolgen, aber auch durch Halbleiter, beispielsweise durch Thyristoren. Die Umschaltung kann von Hjind vorgenommen werden, sie kann aber auch durch ein Strom-, Frequenz- oder Wärmesignal erfolgen. Jie Zusatzdioden, die Entkopplungsdioden und die Schaltvorrichtung können innerhalb des Generatorgehäuses angeordnet werden. Sollte die Schaltvorrichtung ausfallen, bleibt der Generator in einer der beiden Schaltmöglichkeiten weiterhin in Betrieb; bei einem Ausfsll der Schaltvorrichtung gibt es also keinen Ausfall des Generators. ;

Ausführungsbeispiele der-Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der zugehörigen Beschreibung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Drehstromgenerator mit zwei getrennten Phasenwicklungen 11, 12 und zwei getrennten Gleichrichtereinrichtungen 13, 14. Eine Erregerwicklung 15 wird über einen an die Klemmen 16 und 17 angeschlossenen in der Zeichnung nicht dargestellten Spannungsregler gespeist. Im Generator ist eine Schaltvorrichtung 19 enthalten. Mit der Plusklemme 21 der. ersten Gleichrichtereinrichtung 13 ist die Anode einer ersten Entkopplungsdiode 22 und der erste Schaltkontakt 23 eines in der Schaltvorrichtung 19 enthaltenen ersten Kurzschlußschalters 24 verbunden. Die Plusklemme 25-der zweiten Gleichrichtereinrichtung 14 ist an die Kathode der ersten Entkopplungsdiode 22 und an die Plusklemme 26 des Generatorausgangs angeschlossen. Mit der Minusklemme 27 der ersten Gleichrichtereinrichtung 13 ist die Anode einer zweiten Entkopplungsdiode 23 und die Minusklemme 28 des Generatorausgangs

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verbunden. Die Minusklemrae 29 der zweiten Gleichrichtereinrichtung 14 ist an die Kathode der zweiten Entkopplungsdiode 23 und an den zweiten Schaltkontakt 31 des ersten Kurzschlußschalters 24 angeschlossen. Die Schaltvorrichtung 19 enthält ein Relais 25· Dieses Relais wird durch einen Frequenzdetektor 32 gesteuert, der einerseits an die Minusklemme 28 des Generatorausgangs und andererseits an eine Klemme 33 einer der Phasenwdcklungen, beispieIsweise an eine Phasenwicklung 11, angeschlossen ist. Falls es gewünscht wird, können in dem Generator Zusatzdioden 35* 36, 37» 38 vorgesehen werden, die einerseits an die Sternpunkte 41, 42 der Phasenwicklungen 11, 12 und andererseits ε·.η die zugehörigen Plusklemraen 21, 25 und Minusklemmen 27* 29 der zugehörigen Gleichrichtereinrichtungen 13, 14 angeschlossen sind. Die Zusatzdioden 35* 36_} 37_S 38 dienen zum Nutzbarmachen der Obers2hwingungen der in den Phasenwicklungen 11, 12 erzeugten Weciiselspannungen.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine Variante des ersten Ausführungsbeispiels gezeigt. 'Sei der Variante sind die Entkopplungsdioden 22, 23 durch eine Kunstschaltung mit mechanischen Schaltern ersetzt. Mit der Plusklemme 21 der ersten Gleichrichtereinrichtung 13 is": der erste Schaltkontakt 43 eines in der Schaltvorrichtung 19 enthaltenen ersten Umschalters 44 und die Plusklemme 26 des Generatorausgangs verbunden. An die Plusklemme 25 der zweiten Gleichrichtereinrichtung 14 ist der Schaltarm 45 des ersten Umschalters 44 angeschlossen. Mit der Minusklemme 27 der ersten Gleichrichtereinrichtung 13 ist der zweite Schaltkontakt 46 des ersten Umschalters 44 und der erste Schaltkontakt 47 eines zweiten Umschalters 48 verbunden. Der zweite Umschalter 48 ist mit dem ersten Umschalter 44 mechanisch gekoppelt. An die Minusklemme 29 der zweiten Gleichrichtereinrichtung 14 ist der Schaltarm 49 des zweiten Umschalters 48 und die Minusklemme 28 des Generatorausgangs verbunden.

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Fig. 3 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1. Statt einer Vollweggleichrichtung mit den Brückengleichrichtern 13 und m ist eine Einweggleichrichtung mit den Einweggleichrichtern 51 und 52 vorgesehen. Außerdem ist in der Umschaltvorrichtung 19 das Relais 25 durch einen Thyristor 53 ersetzt. An einer Eingangsklemme 5^ der Umschaltvorrichtung 19 kann auch dieser Thyristor - ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel - durch einen Frequenzdetektor gesteuert werden, aber auch durch einen Stromdevektor, einen Wärmedetektor oder einer Vorrichtung zum Bestimmen des Wirkungsgrads des Generators. Schließlich kann auch der Benutzer des Kraftfahrzeugs durch einen direkten Schalfroefehl den Umschalter 19 betätigen.

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Claims

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Ansprüche

/ 1./Wechselstromgenerator, insbesondere Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, mit mindestens zwei getrennten Phasenwicklungen und mindestens zwei Gleichrichtereinrichtungen, von denen je eine einer der Phasenwicklungen nachgesehaltet ist, und mit einer Erregerwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (21, 27 und 25, 29.) der Gleiehrichtereinrichtiingen (13, 14) v/ahlweise in Serie und/oder parallel schaltbar sind.
2. Generator nach Anspruch 1 mit zwei Gleichrichtereinrichtungen, cadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge (21, und 25, ^9) der beiden Gleichrichtereinrichtungen (13> wahlweise in Serie oder parallel abhängig von äußeren Parametern schaltbar sind.
3. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Plusklemme (21) der ersten Gleichrichteranordnung (13) die Anode einer ersten Entkopplungsdiode (22) und der erste Schaltkontakt (23) eines in einer Schaltvorrichtung (19) enthaltenen ersten Kurzschlußschalters (24), mit der Plusklemme (25) der zweiten Gleichrichtereinrichtung (14) die Kathode der ersten Entkopplungsdiode (22)' und die Plusklemme (26) des Generatorausgangs, mit der Minusklemme (27) der ersten Gleichrichtereinrichtung (13)

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die Anode einer zweiten Entkopplungsdiode (23) und die Minusklemme (2 8) des Generatorausgangs sowie mit der Minusklemme (29) der zweit.en Gleichrichtereinrichtung (14) die Kathode der zweiten Entkopplungsdiode (23) und der zweite Schaltkontakt (3D des ersten Kurzschlußschalters (.24) verbunden ist (Fig. 1) .
4. Generate.]¹ nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Elusklemme (21) der ersten Gleichrichtereinrichtung (13? der erste Schaltkontakt (43) eines in einer Schaltvorrichtung (19) enthaltenen ersten Umschalters (44) und die ίlusklemme (26) des Generatorausgangs, mit der Plusklemne (25) der zweiten Gleichrichtereinrichtung (14) der Schultarm (45) des ersten Umschalters (44), mit der Minusklenime (2?) der ersten Gleichrichtereinrichtung (13) der zweite Schaltkontakt (46) des ersten Umschalters (44) und der erste Schaltkontakt (47) eines ebenfalls in der Schaltvorrichtung (19) enthaltenen, mit dem ersten Umschalter (44) mechanisch gekoppelten, zweiten Umschalters (48) sowie mit der Minusklemme 29 der zweiten Gleichrichtereinrichtung (14) der Schaltarm (49) des zweiten Umschalters (48) und die Minusklemme (28) des Generatorausgangs verbunden ist (Fig. 2) .
5. Generator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltvorrichtung (I9) ein den oder gegebenenfalls die Schalter (24; 44, 48) steuerndes Relais (25) enthalten ist.

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6. Generator nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußschalter (2*1) als Thyristor (53) ausgebildet ist (Fig. 3).
7· Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Urasehaltvorrichtung (19) durch die Frequenz der Generatorspannung, vorzugsweise über einen an die Minuisklemme (28) des Generatorausgangs und an eine Klemme (.'53) einer Phasenwicklung (11) angeschlossenen Frequenzdetektor (32), steuerbar ist (Fig. 1).
8. Generato:? nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Stern-/ Stern-Schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Sternpunkte (4l, kZ) der Phasenwicklungen (11, 12) und die zugehörigen Plus- (21, 25) und Minus- (27, 29) klemmen der zugehörigen .Gleichrichtereincichtungen (13, lh) Zusatzdioden (35j 36* 37·. 38) zum Nutzbarmachen der Oberschwingungen der Wechselspannungen geschaltet sind.
9. Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktion der als Brückengleichrichter ausgebildeten Gleichrichter einrichtungen (13_S I¹J) durch als Einweggleichrichter ausgebildete Gleichrichtereinrichtungen (51, 52) übernommen ist (Fig. 3).

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