DE9317073U1 - Exciter power supply - Google Patents

Exciter power supply

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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
    • H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/26—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P9/30—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices

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Beschreibung " " ·; ·; j j ·Description " " ·; ·; j j ·

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Erreger-Netzteil (Excitation Power Supply)Excitation Power Supply

Die Erfindung betrifft ein Erreger-Netzteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an excitation power supply according to the preamble of claim 1.

Besonders bei kleinen Verbrennungsmotor-getriebenen Generatoren, welche sinusförmige Wechselspannungen erzeugen, ist es schwer, gleichzeitig eine konstante Frequenz und Amplitude unter wechselnden Lastbedingungen zu gewährleisten, weil die Frequenz, und oft auch die Amplitude, ausschließlich durch die Rotationsgeschwindigkeit bestimmtEspecially with small combustion engine-driven generators that generate sinusoidal alternating voltages, it is difficult to ensure a constant frequency and amplitude under changing load conditions, because the frequency, and often also the amplitude, is determined exclusively by the rotation speed

wird .
15becomes .
15

Die Wo-Veröffentlichung 88/04113 offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Wechselspannung. Die Vorrichtung weist einen Wechselstromgenerator, einen Gleichrichter und einen Umrichter auf. Der Generator kann beispielsweise eine Kraftfahrzeug-Lichtmaschine sein. Die Wechselspannung des Wechselstromgenerators wird durch den Gleichrichter gleichgerichtet. Die Gleichspannung, welche die Amplitude der produzierten Wechselspannung bildet, wird durch einen Gleichspannungs-Regelkreis gemessen und dadurch stabilisiert, daß der Erregerwicklung des Wechselstromgenerators ein Signal, welches in dem Regelkreis erzeugt wird, zugeführt wird. Die Frequenz der erzeugten Wechselspannung wird mit einem Oszillator erzeugt.WO publication 88/04113 discloses a device for generating an alternating voltage. The device has an alternating current generator, a rectifier and a converter. The generator can be, for example, a motor vehicle alternator. The alternating voltage of the alternating current generator is rectified by the rectifier. The direct voltage, which forms the amplitude of the alternating voltage produced, is measured by a direct voltage control circuit and stabilized by supplying a signal, which is generated in the control circuit, to the excitation winding of the alternating current generator. The frequency of the alternating voltage generated is generated by an oscillator.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Systeme zu verbessern. Das erfindungsgemäße Erreger-Netzteil ist gemäß der beiliegenden Ansprüche hauptsächlich dadurch gekennzeichnet, daß das Erreger-Netzteil aktiviert wird, wenn die Gleichspannung gleich der Remanenzspannung des Wechselstromgenerators ist, woraufhin die Erreger-Regeleinheit damit beginnt, die Erregerwicklung zu erregen.The object of the present invention is to improve the known systems. The excitation power supply according to the invention is, according to the appended claims, mainly characterized in that the excitation power supply is activated when the direct voltage is equal to the remanence voltage of the alternating current generator, whereupon the excitation control unit starts to excite the excitation winding.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Wechselstromgenerator ohne ein externes Netzteil, z.B. eine Batterie, zu aktivieren.With the help of the present invention it is possible to activate the alternator without an external power supply, e.g. a battery.

Die Erfindung wird im folgenden ausführlich anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, welches sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, in denen Fig. 1 die erfindungsgemäße Erreger-Stromversorgung zeigt, welche an ein Gleichspannungsnetz angeschlossen ist, undThe invention is described in detail below using an embodiment which refers to the attached drawings, in which Fig. 1 shows the excitation power supply according to the invention, which is connected to a DC voltage network, and

Fig. 2 die Erreger-Stromversorgung im Detail.Fig. 2 the excitation power supply in detail.

Fig. 1 zeigt einen Drei-Phasen-Wechselstromgenerator mit einer Statorwicklung 1 und einer Erregerwicklung 2, welcher eine Wechselspannung generiert. Diese Wechselspannung wird durch eine Drei-Phasen-Gleichrichter-Dioden-Vollbrücke zu einer Gleichspannung LL gleichgerichtet. Diese Gleichspannung U. kann dann einem Umrichter zugeführt werden, um eine Wechselspannung zu erzeugen, wie es beispielsweise in der zitierten WO-Veröffentlichung 88/04113 gezeigt wird.Fig. 1 shows a three-phase alternating current generator with a stator winding 1 and an excitation winding 2, which generates an alternating voltage. This alternating voltage is rectified by a three-phase rectifier diode full bridge to a direct voltage LL. This direct voltage U can then be fed to a converter in order to generate an alternating voltage, as shown for example in the cited WO publication 88/04113.

Die Gleichspannung L)., welche man durch die Gleichrichterbrücke 3 erhält, wird einer Erreger-Stromversorgung 4 zugeführt, welche die Erregerspannung LL· für einen Erregungs-Leistungs-Regelkreis 5 erzeugt.The direct voltage L), which is obtained by the rectifier bridge 3, is fed to an excitation power supply 4, which generates the excitation voltage LL· for an excitation power control circuit 5.

Die Gleichspannung U. wird dadurch stabilisiert, daß die Erregerwicklung 2 mit einem Signal, welches im Regelkreis 5 erzeugt wird, versehen wird. Ein solcher Regelkreis 5 wird beispielsweise in der oben erwähnten WO-Veröffentlichung 88/04113 beschrieben.The direct voltage U is stabilized by providing the excitation winding 2 with a signal which is generated in the control circuit 5. Such a control circuit 5 is described, for example, in the above-mentioned WO publication 88/04113.

Das Erreger-Netzteil 4 wird aktiviert, wenn die Gleichspannung U. = UR( wobei UR die Remanenzspannung ist, welche der Wechselstromgenerator ohne Erregung erzeugt. Die Aktivierungsspannung des Erreger-Netzteils 4 U„ &iacgr; UR. NachThe excitation power supply 4 is activated when the direct voltage U. = U R( where U R is the remanence voltage which the alternating current generator generates without excitation. The activation voltage of the excitation power supply 4 U„�iacgr; U R . After

Aktivierung des Erreger-Netzteils 4 beginnt der Erreger-Regelkreis 5, die Erregerwicklung 2 zu erregen. Auf diese Weise ist es möglich, den Wechselstromgenerator ohne externesActivation of the excitation power supply 4, the excitation control circuit 5 starts to excite the excitation winding 2. In this way, it is possible to operate the alternator without external

Netzteil zu aktivieren.
5to activate the power supply.
5

Fig. 2 zeigt das Erreger-Netzteil 4 im Detail. Die Gleichspannung IK, welche zwischen beispielsweise 5 und 400 V variieren kann, ist zunächt mit den Gates von zwei seriell gekoppelten, vollständig abschaltbaren Halbleiter-SchalternFig. 2 shows the excitation power supply 4 in detail. The direct voltage IK, which can vary between 5 and 400 V, for example, is initially connected to the gates of two series-coupled, fully switchable semiconductor switches

1^ {z.B. MOSFETs) CL und Q„ , über deren Treiber Driverl und Driver2 verbunden. Die Treiber sind von für diese Art von Schaltern bekanntem Typ. Die Schalter Q1 und CL erzeugen eine Puls-ähnliche Spannung, wobei die Spannung mit hoher Frequenz variiert. Der Ausgangs-Mittelanschluß der Schalter Q und Qp ist mit der Primärwicklung eines Transformators Tr verbunden. Die Sekundärwicklung des Transformators Tr ist über eine Gleichrichter-Diode D mit dem Erreger-Regelkreis 5 verbunden, so daß eine Gleichspannung LL· in den Regelkreis 5 gespeist wird. Einige andere Hilfs-Gleichspannungen Un ,. bis Un .„ für die Umrichter-Regelung können auch mit Hilfe ihrer entsprechenden Regler REGl bis REG3 erzeugt werden. Die notwendigen Kondensatoren C. bis C„ und Widerstände R. und R„ sind in diesem Stromkreis auf ebenfalls bekannte Weise enthalten. 1 ^ {e.g. MOSFETs) CL and Q„ , via their drivers Driverl and Driver2. The drivers are of a type known for this type of switch. The switches Q 1 and CL generate a pulse-like voltage, the voltage varying at a high frequency. The output center terminal of the switches Q and Qp is connected to the primary winding of a transformer Tr. The secondary winding of the transformer Tr is connected to the excitation control circuit 5 via a rectifier diode D, so that a DC voltage LL· is fed into the control circuit 5. Some other auxiliary DC voltages U n ,. to U n .„ for the converter control can also be generated by means of their corresponding regulators REGl to REG3. The necessary capacitors C. to C„ and resistors R. and R„ are included in this circuit in a likewise known manner.

Claims (2)

Ansprüche * I . IClaims * I . I 1. Erreger-Netzteil (Excitation Power Supply) (4) für eine Erreger-Regeleinheit (5), bei dem eine Gleichspannung LL erzeugt durch einen Wechselstromgenerator mit einer Statorwicklung (1) und einer Erregerwicklung (2) und einen Gleichrichter (3), welcher eine durch den Generator erzeugte Wechselspannung zu der Gleichspannung LL gleichrichtet, dadurch stabilisiert wird, daß der Erregerwicklung (2) ein Signal, welches in der Regeleinheit (5) erzeugt wird, zugeführt wird,1. Excitation power supply (4) for an excitation control unit (5), in which a direct voltage LL is generated by an alternating current generator with a stator winding (1) and an excitation winding (2) and a rectifier (3) which rectifies an alternating voltage generated by the generator to the direct voltage LL, is stabilized by supplying a signal generated in the control unit (5) to the excitation winding (2), dadurch gekennzeichnet,characterized, daß das Erreger-Netzteil (4) aktiviert wird, wenn die Gleichspannung LL gleich der Remanenzspannung des Wechselstromgenerators ist, woraufhin die Erreger-Regeleinheit (5) beginnt, die Erregerwicklung (2) zu erregen.that the excitation power supply (4) is activated when the DC voltage LL is equal to the remanence voltage of the alternating current generator, whereupon the excitation control unit (5) begins to excite the excitation winding (2). 2. Erreger-Netzteil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 2. Excitation power supply according to claim 1, characterized in daß es aus einer abschaltbaren Halbleiter-Schalter-Einheit (1) (fully gate controlled semiconductor switch unit) (Q Q) besteht, deren Gate(s) mit der Gleichspannung (LL) über Treibereinheiten (Driverl, Driver2) gekoppelt sind, um eine Puls-ähnliche Spannung zu erzeugen, einem Transformator (Tr), an den die Puls-ähnliche Spannung angeschlossen ist, einen Gleichrichter (D) zur Gleichrichtung der Ausgangssignale der Sekundärwicklung des Transformators (Tr), um die Erregungs-Leistung (U.,) für die Erregungs- Regeleinheit (5) zu erzeugen.that it consists of a switchable semiconductor switch unit (1) (fully gate controlled semiconductor switch unit) (Q Q), the gate(s) of which are coupled to the direct voltage (LL) via driver units (Driverl, Driver2) in order to generate a pulse-like voltage, a transformer (Tr) to which the pulse-like voltage is connected, a rectifier (D) for rectifying the output signals of the secondary winding of the transformer (Tr) in order to generate the excitation power (U.,) for the excitation control unit (5).
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