DE10047287A1 - Anordnung und Verfahren zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspannungen mit einem Wechselstromgenerator - Google Patents
Anordnung und Verfahren zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspannungen mit einem WechselstromgeneratorInfo
- Publication number
- DE10047287A1 DE10047287A1 DE10047287A DE10047287A DE10047287A1 DE 10047287 A1 DE10047287 A1 DE 10047287A1 DE 10047287 A DE10047287 A DE 10047287A DE 10047287 A DE10047287 A DE 10047287A DE 10047287 A1 DE10047287 A1 DE 10047287A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- stator
- configuration
- arrangement according
- stator windings
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- H02J7/1469—Regulation of the charging current or voltage otherwise than by variation of field
- H02J7/1492—Regulation of the charging current or voltage otherwise than by variation of field by means of controlling devices between the generator output and the battery
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H02P9/305—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 controlling voltage
- H02P9/307—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 controlling voltage more than one voltage output
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Wechselstromgenerator (10) zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspannungen, wobei der Wechselstromgenerator (10) einen Rotor (12) und einen Stator (14) mit mehreren Statorwicklungen (16) aufweist und die Statorwicklungen (16) zum Erzeugen einer Ausgangsspannung in einer bestimmten Weise konfiguriert sind, wobei die Konfiguration der Anschlüsse der Statorwicklungen (16) zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspannungen durch eine Konfigurationsschaltung (18) veränderbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren, welches in vorteilhafter Weise mit der erfindungsgemäßen Anordnung durchführbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Wechsel
stromgenerator zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspan
nungen, wobei der Wechselstromgenerator einen Rotor und
einen Stator mit mehreren Statorwicklungen aufweist und
die Statorwicklungen zum Erzeugen einer Ausgangsspannung
in einer bestimmten Weise konfiguriert sind. Die Erfin
dung betrifft ferner ein Verfahren zum Erzeugen verschie
dener Ausgangsspannungen mit einem Wechselstromgenerator,
wobei der Wechselstromgenerator einen Rotor und einen
Stator mit mehreren Statorwicklungen aufweist und die
Statorwicklungen zum Erzeugen einer Ausgangsspannung in
einer bestimmten Weise konfiguriert sind.
Bei gattungsgemäßen Systemen zum Erzeugen verschiedener
Ausgangsspannungen ist beispielsweise ein Drehstromgene
rator vorgesehen, dessen Ausgangsphasen einem Transforma
tor zugeführt werden. Indem man die Ausgangsspannung des
Transformators an unterschiedlichen Stellen der Transfor
matorwicklungen abgreift, ist es zum Beispiel möglich,
dem Transformator zwei unterschiedliche Ausgangsspannun
gen zu entnehmen. Diese Ausgangsspannungen des Transfor
mators werden daraufhin einer Gleichrichtung zugeführt,
so dass letztlich zwei Gleichspannungen von unterschied
lichem Niveau vorliegen. Bei einem anderen System zum Er
zeugen verschiedener Ausgangsspannungen wird die Aus
gangsspannung eines Wechselstromgenerators zunächst
gleichgerichtet und daraufhin unter Verwendung eines DC-
DC-Wandlers in andere Spannungen umgesetzt. Bei den Sys
temen des Standes der Technik ist man zwar in der Lage,
beispielsweise zwei unterschiedliche Gleichspannungen zur
Verfügung zu stellen. Die Variabilität der Systeme im
Hinblick etwa auf unterschiedliche und insbesondere höhe
re Leistungsanforderungen sind jedoch nicht zufrieden
stellend.
Die Erfindung baut auf der gattungsgemäßen Anordnung da
durch auf, dass die Konfiguration der Anschlüsse der Sta
torwicklungen zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspannun
gen durch eine Konfigurationsschaltung veränderbar ist.
Auf diese Weise lässt sich je nach den Anforderungen im
Hinblick auf den Wert der Ausgangsgleichspannung und die
Ausgangsleistung eine Anpassung über die Konfigurations
schaltung vornehmen. Es stehen somit mehrere stabile Aus
gangsspannungsniveaus zur Verfügung.
Vorzugsweise ist die Konfigurationsschaltung mit einer
schaltbaren Gleichrichterstufe kombiniert. Durch das
Schalten der Gleichrichterstufe lassen sich selektiv die
unterschiedlichen Ausgangsspannungsniveaus erzeugen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Steuerung zum
Steuern der Konfigurationsschaltung und der schaltbaren
Gleichrichterstufe vorgesehen ist. Mit einer derartigen
Steuerung lassen sich von zentraler Stelle die Konfigura
tion der Anschlüsse der Statorwicklungen und das ge
wünschte Ausgangsspannungsniveau variabel einstellen.
Vorzugsweise ist ein Stator mit drei Phasen vorgesehen.
Die Erfindung ist somit vorteilhaft in Verbindung mit ei
nem Drehstromgenerator verwendbar.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Konfiguration der
drei Phasen des Stators in der Weise veränderbar ist,
dass wahlweise eine Sternschaltung oder eine Dreieck
schaltung vorliegt. Bei einer Sternschaltung sind die An
fänge der drei Phasen in einem Punkt zusammengeschaltet.
Bei der Dreieckschaltung sind die drei Phasen hinterein
ander zu einem geschlossenen Stromkreis geschaltet. Je
nach Anwendung kann die eine oder die andere Schaltung
bevorzugt sein, so dass eine variable Umschaltungsmög
lichkeit besonders vorteilhaft ist.
Bevorzugt weist jede Phase des Stators zwei Stator
wicklungen auf. Dies erhöht nochmals die Variabilität des
Systems, insbesondere im Hinblick auf die Ausgangsleis
tung.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Konfiguration der
Anschlüsse der Statorwicklungen einer Phase in der Weise
veränderbar ist, dass wahlweise eine Reihenschaltung oder
eine Parallelschaltung vorliegt. Es können somit je nach
den Anforderungen entweder die Spannungen der Stator
wicklungen einer Phase addiert werden, so dass letztlich
eine erhöhte Ausgangsgleichspannung zur Verfügung ge
stellt werden kann, oder es kann eine Parallelschaltung
realisiert werden, so dass bei geringerer Spannung poten
ziell ein größerer Strom geführt werden kann. Unter Wei
terverfolgung dieses Gedankens ist es ebenfalls möglich,
mehr als zwei Statorwicklungen pro Phase vorzusehen, so
dass die Variabilität nochmals erhöht wird.
Es kann vorteilhaft sein, wenn der Rotor vom Spulentyp
ist. Durch einen Strom in der Rotorspule lässt sich somit
die Stärke des Magnetfeldes und letztlich das Ausgangs
verhalten der Anordnung beeinflussen.
Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn der Rotor ein
Permanentmagnet ist. Dies hat Vorteile im Hinblick auf
eine möglichst geringe Komplexität des Systems.
Bevorzugt weist die Konfigurationsschaltung bidirektiona
le Schalteinheiten auf. Hierdurch lassen sich die alter
nierenden Phasen in den Statorwicklungen in vorteilhafter
Weise zu den unterschiedlichen Konfigurationen verschal
ten.
Es kann vorteilhaft sein, wenn eine bidirektionale
Schalteinheit durch zwei parallele Thyristoren realisiert
ist. Das Schaltverhalten von Thyristoren ist in zuverläs
siger Weise einsetzbar, um die variablen Schaltfunktionen
der Konfigurationsschaltung zu bewerkstelligen.
Es ist jedoch mitunter von Vorteil, wenn eine bidirektio
nale Schalteinheit durch eine Reihenschaltung von zwei
MOSFETs realisiert ist. MOSFETs haben gegenüber den Thy
ristoren den Vorteil, dass sie mit geringerem Energiever
lust aufgrund des geringeren Spannungsabfalls in Durch
lassrichtung arbeiten.
Bevorzugt weist die schaltbare Gleichrichterstufe Thy
ristoren und Dioden auf. Bei einer gegebenen Polarität
werden die Thyristoren beispielsweise zum Gleichrichten
der positiven Halbwelle verwendet, während die Dioden die
negative Halbwelle gleichrichten.
Vorzugsweise überwacht die Steuerung den Phasenverlauf
des Wechselstromgenerators. Hierdurch werden die optima
len Schaltzeiten zwischen den unterschiedlichen Konfigu
rationen der Anschlüsse der Statorwicklungen bestimmt.
Man kann so insbesondere die Totzeit des Systems minimie
ren, da beispielsweise eine Änderung von einer Sternkon
figuration zu einer Dreieckkonfiguration eine gesamte e
lektrische Periode benötigt, während derer kein Strom
durch die Statorschaltung fließen kann.
Ebenfalls ist es nützlich, wenn die Steuerung die Aus
gangsspannungen überwacht. Hierdurch kann auf die variab
len Anforderungen am Gleichspannungsausgang reagiert wer
den. Wenn die Spannung an einer speziellen Anschlussstel
le unter einen gewissen vorgegebenen Wert abfällt, kann
durch Veränderung der Konfigurationsschaltung die er
wünschte Spannung wieder zur Verfügung gestellt werden.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass an jedem
Ausgang die erforderlichen Ströme und Spannungen jeder
zeit zur Verfügung stehen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Konfigurations
schaltung und/oder die schaltbare Gleichrichterstufe als
integrierte Schaltung realisiert sind. Damit wird eine
besonders kompakte Anordnung zur Verfügung gestellt.
Die Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren da
durch auf, dass die Konfiguration der Anschlüsse der Sta
torwicklungen zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspannun
gen durch eine Konfigurationsschaltung verändert wird.
Auf diese Weise lässt sich je nach den Anforderungen im
Hinblick auf den Wert der Ausgangsgleichspannung und die
Ausgangsleistung eine Anpassung über die Konfigurations
schaltung vornehmen. Es stehen somit mehrere stabile Aus
gangsspannungsniveaus zur Verfügung.
Vorzugsweise werden die Konfigurationsschaltung und eine
mit der Konfigurationsschaltung kombinierte schaltbare
Gleichrichterstufe von einer Steuerung gesteuert. Durch
das Schalten der Gleichrichterstufe lassen sich selektiv
die unterschiedlichen Ausgangsspannungsniveaus erzeugen.
Mit einer Steuerung lassen sich von zentraler Stelle die
Konfiguration der Anschlüsse der Statorwicklungen und das
gewünschte Ausgangsspannungsniveau variabel einstellen.
Bevorzugt werden von dem Stator drei Phasen erzeugt. Die
Erfindung ist somit vorteilhaft in Verbindung mit einem
Drehstromgenerator verwendbar.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Konfiguration der
drei Phasen des Stators in der Weise verändert wird, dass
wahlweise eine Sternschaltung oder eine Dreieckschaltung
vorliegt. Bei einer Sternschaltung sind die Anfänge der
drei Phasen in einem Punkt zusammengeschaltet. Bei der
Dreieckschaltung sind die drei Phasen hintereinander zu
einem geschlossenen Stromkreis geschaltet. Je nach Anwen
dung kann die eine oder die andere Schaltung bevorzugt
sein, so dass eine variable Umschaltungsmöglichkeit be
sonders vorteilhaft ist.
Ebenfalls kann es besonders vorteilhaft sein, wenn bei
zwei Statorwicklungen pro Phase des Stators die Konfigu
ration der Statorwicklungen einer Phase in der Weise ver
ändert wird, dass wahlweise eine Reihenschaltung oder ei
ne Parallelschaltung vorliegt. Es können somit je nach
den Anforderungen entweder die Spannungen der Stator
wicklungen einer Phase addiert werden, so dass letztlich
eine erhöhte Ausgangsgleichspannung zur Verfügung ge
stellt werden kann, oder es kann eine Parallelschaltung
realisiert werden, so dass bei geringerer Spannung poten
ziell ein größerer Strom geführt werden kann. Unter Wei
terverfolgung dieses Gedankens ist es ebenfalls möglich,
mehr als zwei Statorwicklungen pro Phase vorzusehen, so
dass die Variabilität nochmals erhöht wird.
Vorzugsweise wird der Phasenverlauf des Wechselstromgene
rators von der Steuerung überwacht. Hierdurch werden die
optimalen Schaltzeiten zwischen den unterschiedlichen
Konfigurationen der Anschlüsse der Statorwicklungen be
stimmt. Man kann so insbesondere die Totzeit des Systems
minimieren, da beispielsweise eine Änderung von einer
Sternkonfiguration zu einer Dreieckkonfiguration eine ge
samte elektrische Periode benötigt, während derer kein
Strom durch die Statorschaltung fließen kann.
Ebenfalls kann nützlich sein, wenn die Ausgangsspannungen
von der Steuerung überwacht werden. Hierdurch kann auf
die variablen Anforderungen am Gleichspannungsausgang re
agiert werden. Wenn die Spannung an einer speziellen An
schlussstelle unter einen gewissen vorgegebenen Wert ab
fällt, kann durch Veränderung der Konfigurationsschaltung
die erwünschte Spannung wieder zur Verfügung gestellt
werden. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass
an jedem Ausgang die erforderlichen Ströme und Spannungen
jederzeit zur Verfügung stehen.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrun
de, dass durch eine variable Umschaltung der Anschlüsse
der Statorwicklungen unterschiedliche Ausgangsspannungen
zur Verfügung gestellt werden können. Diese Variabilität
betrifft sowohl den Wert der Ausgangsspannungen als auch
die zur Verfügung stehende Leistung, wobei insbesondere
auch möglich ist, im Betrieb variabel auf die sich verän
dernden Anforderungen zu reagieren.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen bei
spielhaft erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der
Erfindung;
Fig. 2 eine Schaltskizze zur Veranschaulichung der Er
findung; und
Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der unterschiedli
chen Konfigurationsmöglichkeiten.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zur Erläuterung der
Erfindung dargestellt. Ein Drehstromgenerator 10 weist
einen Rotor 12 und einen Stator 14 auf. Der Rotor 12 er
zeugt ein Magnetfeld. Der Stator 14 hat zwei Wicklungen
16 pro Phase, welche durch die Rotation des Rotors 12 an
geregt werden. Die Statorwicklungen 16 sind mit einer
Konfigurationsschaltung 18 verbunden. Diese Konfigurati
onsschaltung ist beispielsweise in der Lage zwischen ei
ner Dreieckkonfiguration und einer Sternkonfiguration um
zuschalten. Ferner ist es möglich zwischen einer Serien
schaltung von Statorwicklungen und einer Parallelschal
tung von Statorwicklungen zu wählen. Die Ausgänge der
Konfigurationsschaltung führen zu einer Gleichrichterstu
fe 20. Diese Gleichrichterstufe 20 ist in der Lage zwei
unterschiedliche Ausgangsgleichspannungen +V und ++V zur
Verfügung zu stellen. Weiterhin ist eine Steuerung 22
vorgesehen, welche als elektronische Steuerungseinheit
realisiert ist. Diese Steuerung 22 erhält als Eingangs
signal einen Phasenausgang des Wechselstromgenerators 10
sowie die Werte der von der Anordnung erzeugten Ausgangs
spannungen. Die Steuerung 22 steuert sowohl die Konfigu
rationsschaltung 18 als auch die Gleichrichterstufe 20.
Die Anordnung gemäß Fig. 1 arbeitet wie folgt. Von dem
Drehstromgenerator 10 werden drei Phasen eines Drehstroms
erzeugt. Dies erfolgt durch die Rotation des Rotors 12,
welcher ein Magnetfeld erzeugt und somit die Stator
wicklungen 16 des Stators 14 anregt. Jede Phase des Sta
tors 14 ist mit zwei Statorwicklungen 16 ausgestattet, so
dass insgesamt sechs Ausgangsspannungen von dem Wechsel
stromgenerator 10 an die Konfigurationsschaltung 18 wei
tergegeben werden. Die Konfigurationsschaltung 18 ist nun
in der Lage, die Phasen zu einer Sternkonfiguration oder
zu einer Dreieckkonfiguration zu verschalten und zwischen
diesen Konfigurationen umzuschalten. Ferner gelingt es
mit der Konfigurationsschaltung, zwischen einer Serien
schaltung (5) und einer Parallelschaltung (P) der Stator
wicklungen einer Phase umzuschalten. Diese Schaltfunktio
nen der Konfigurationsschaltung 18 werden von der Steue
rung 22 gesteuert. Die Ausgangsspannungen der Konfigura
tionsschaltung 18 werden an eine Gleichrichterstufe 20
weitergegeben. Von dieser Gleichrichterstufe 20 werden
die Spannungen gleichgerichtet und schließlich als Aus
gangsspannungen +V und ++V ausgegeben. Die Ausgangsspan
nungen +V und ++V werden ebenfalls als Eingangsspannungen
für die Steuerung 22 verwendet, so dass die Steuerung 22
variabel auf eine Veränderung der Ausgangsspannungen +V
und ++V reagieren kann. Ebenfalls erhält die Steuerung 22
einen Phasenausgang des Drehstromgenerators 10 als Ein
gangsinformation, so dass die optimalen Schaltzeiten zwi
schen den unterschiedlichen Konfigurationen der Konfigu
rationsschaltung 18 bestimmt werden können. Dies hat den
Hintergrund, dass beispielsweise eine Änderung von einer
Sternkonfiguration zu einer Dreieckkonfiguration oder ei
ne Änderung von der Dreieckkonfiguration zu der Sternkon
figuration einen Zeitraum von einer gesamten elektrischen
Periodendauer, was einer vollständigen Umdrehung des Ro
tors 12 entspricht, beansprucht, so dass während dieser
Zeit kein Strom in der Statorschaltung fließen kann.
Fig. 2 zeigt einen Schaltplan, anhand dessen insbesonde
re Aspekte in der Konfigurationsschaltung 18 und der
Gleichrichterstufe 20 im Detail erläutert werden können.
Es sind drei Paare von Statorwicklungen 16 dargestellt,
welche mit U1, Z2 oder V1, V2 oder W1, W2 bezeichnet sind.
Ferner ist die Konfigurationsschaltung 18 mit ihren
Schaltern S1, S2, . . ., S15 dargestellt. Die Ausgänge die
ser Konfigurationsschaltung 18 führen zu der Gleichrich
terstufe 20 mit Thyristoren T1, T2, . . ., T6 und Dioden
D1, D2, D3. Die gesamte Schaltung wird durch mehrere Sig
nale gesteuert, die von der in Fig. 1 dargestellten
Steuerung 22 ausgegeben werden. Diese Signale werden den
Schaltern S1, S2, . . ., S15 beziehungsweise den Thyristo
reh T1, T2, . . ., T6 eingegeben. Die verschiedenen Signale
realisieren die folgenden Schaltungsfunktionen:
Δ: Dreieckschaltung
invΔ: Sternschaltung
S: Serienschaltung
invS: Parallelschaltung
H: Ausgabe einer hohen Ausgangsspannungen ++V
L: Ausgabe einer niedrigen Ausgangsspannung +V
Δ: Dreieckschaltung
invΔ: Sternschaltung
S: Serienschaltung
invS: Parallelschaltung
H: Ausgabe einer hohen Ausgangsspannungen ++V
L: Ausgabe einer niedrigen Ausgangsspannung +V
Soll beispielsweise eine Dreieckschaltung realisiert wer
den, so werden durch das Signal Δ die Schalter S5, S10 und
S15 geschlossen, während die Schalter S4, S9 und S14 offen
sind. Folglich sind die drei Phasen U, V und W in Reihe
geschaltet, und die Dreieckschaltung ist realisiert. Im
anderen Fall sind bei gesetztem Signal invΔ die Schalter
S4, S9 und S14 geschlossen, während die Schalter S5, S10
und S15 offen sind. Folglich sind die Anfänge der drei
Phasen U, V und W an einem gemeinsamen Punkt zusammenge
schaltet, wodurch eine Sternschaltung realisiert ist.
Will man die Statorwicklungen einer Phase in Serie schal
ten, so wird von der Steuerung 22 das Signal S ausgege
ben. Hierdurch werden die Schalter S2, S7 und S12 ge
schlossen, während die Schalter S1, S3, S6, S8, S9 und S13
offen sind. Auf diese Weise wird die Statorwicklung U1
mit der Statorwicklung U2 in Serie geschaltet. Die Sta
torwicklung V1 wird mit der Statorwicklung V2 in Serie
geschaltet, und die Statorwicklung W1 wird mit der Sta
torwicklung W2 in Serie geschaltet. Soll hingegen eine
Parallelschaltung der jeweiligen Statorwicklungen einer
Phase realisiert werden, so wird von der Steuerung 22 ein
Signal invS ausgegeben. Dies hat zur Folge, dass die
Schalter S1, S3, S6, S8, S11 und S13 geschlossen sind, wäh
rend die Schalter S2, S7 und S12 offen sind. Auf diese
Weise sind die Statorwicklungen U1 und U2 parallel ge
schaltet. Die Statorwicklungen V1 und V2 sind parallel
geschaltet, und die Statorwicklungen W1 und W2 sind eben
falls parallel geschaltet.
In Abhängigkeit der oben beschriebenen Konfigurationen
können somit von der Konfigurationsschaltung 18 unter
schiedliche Spannungen zur Verfügung gestellt werden.
Diese werden auf die Gleichrichterstufe 20 gegeben. Die
Gleichrichterstufe 20 wird ebenfalls von der elektroni
schen Steuerung 22 gesteuert, nämlich zur Ausgabe der ho
hen Spannung ++V durch Ausgabe des Signals H, und zur Be
reitstellung der niedrigen Spannung +V durch Ausgabe des
Signals 1. Der Thyristor T1 ist somit für die Gleichrich
tung der aufgrund einer Reihenschaltung der Stator
wicklungen U1 und U2 zur Verfügung gestellten positiven
Halbwelle der hohen Spannung verantwortlich, während der
Thyristor T2 für die Gleichrichtung der positiven Halb
welle der durch Parallelschaltung der Statorwicklungen U1
und U2 zur Verfügung gestellten niedrigen Spannung ver
antwortlich ist. Ebenso ist der Thyristor T3 für die
Gleichrichtung der hohen Spannung aufgrund der Reihen
schaltung von V1 und V2 verantwortlich, während der Thy
ristor T4 für die Gleichrichtung der niedrigen Spannung
bei Parallelschaltung der Statorwicklungen V1 und V2 ver
antwortlich ist. Der Thyristor T5 dient der Gleichrich
tung der hohen Spannung aufgrund der Reihenschaltung der
Statorwicklungen W1 und W2. Der Thyristor T6 ist für die
Gleichrichtung der niedrigen Spannung bei Parallelschal
tung der Statorwicklungen W1 und W2 vorgesehen. Die Diode
D1 dient der Gleichrichtung der negativen Halbwelle der
Statorphase U. Die Diode D2 ist für die Gleichrichtung
der negativen Halbwelle der Statorphase V vorgesehen. Die
Diode D3 dient der Gleichrichtung der negativen Halbwelle
der Statorphase W.
In Fig. 3 ist ein Diagramm dargestellt, welches zwei un
terschiedliche Stromverläufe (i) in Abhängigkeit der Ro
torfrequenz (n) für verschiedene Konfigurationen dar
stellt. Es sind beispielhaft eine Parallelschaltung der
Statorwicklungen einer Phase bei Dreieckschaltung und ei
ne Reihenschaltung der Statorwicklungen einer Phase bei
Sternschaltung angegeben.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele
gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrati
ven Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Ände
rungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der
Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.
Claims (23)
1. Anordnung mit einem Wechselstromgenerator (10) zum
Erzeugen verschiedener Ausgangsspannungen, wobei der
Wechselstromgenerator (10) einen Rotor (12) und einen
Stator (14) mit mehreren Statorwicklungen (16) aufweist
und die Statorwicklungen (16) zum Erzeugen einer Aus
gangsspannung in einer bestimmten Weise konfiguriert
sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Konfiguration der
Anschlüsse der Statorwicklungen (16) zum Erzeugen ver
schiedener Ausgangsspannungen durch eine Konfigurations
schaltung (18) veränderbar ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Konfigurationsschaltung (18) mit einer schaltba
ren Gleichrichterstufe (20) kombiniert ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass eine Steuerung (22) zum Steuern der Konfi
gurationsschaltung (18) und der schaltbaren Gleichrich
terstufe (20) vorgesehen ist.
4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass ein Stator (14) mit drei Pha
sen (U, V, W) vorgesehen ist.
5. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Konfiguration der drei
Phasen (U, V, W) des Stators (14) in der Weise veränder
bar ist, dass wahlweise eine Sternschaltung oder eine
Dreieckschaltung vorliegt.
6. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass jede Phase (U, V, W) des Sta
tors (14) zwei Statorwicklungen (16) aufweist.
7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Konfiguration der An
schlüsse der Statorwicklungen (16) einer Phase (U, V, W)
in der Weise veränderbar ist, dass wahlweise eine Reihen
schaltung oder eine Parallelschaltung vorliegt.
8. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass der Rotor (12) vom Spulentyp
ist.
9. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass der Rotor (12) ein Permanent
magnet ist.
10. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Konfigurationsschaltung
(18) bidirektionale Schalteinheiten (Sn) aufweist.
11. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass eine bidirektionale Schaltein
heit (Sn) durch zwei parallele Thyristoren realisiert
ist.
12. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass eine bidirektionale Schaltein
heit (Sn) durch eine Reihenschaltung von zwei MOSFETs re
alisiert ist.
13. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die schaltbare Gleichrichter
stufe (20) Thyristoren (Tn) und Dioden (Dn) aufweist.
14. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Steuerung (22) den Phasen
verlauf des Wechselstromgenerators (10) überwacht.
15. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Steuerung (22) die Aus
gangsspannung überwacht.
16. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, dass die Konfigurationsschaltung
(18) und/oder die schaltbare Gleichrichterstufe (20) als
integrierte Schaltung realisiert sind.
17. Verfahren zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspannun
gen mit einem Wechselstromgenerator (10), wobei der Wech
selstromgenerator (10) einen Rotor (12) und einen Stator
(14) mit mehreren Statorwicklungen (16) aufweist und die
Statorwicklungen (16) zum Erzeugen einer Ausgangsspannung
in einer bestimmten Weise konfiguriert sind, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Konfiguration der Anschlüsse der
Statorwicklungen (16) zum Erzeugen verschiedener Aus
gangsspannungen durch eine Konfigurationsschaltung (18)
verändert wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
dass die Konfigurationsschaltung (18) und eine mit der
Konfigurationsschaltung (18) kombinierte schaltbare
Gleichrichterstufe (20) von einer Steuerung (22) gesteu
ert werden.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn
zeichnet, dass von dem Stator (16) drei Phasen (U, V, W)
erzeugt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, dass die Konfiguration der drei Phasen
(U, V, W) des Stators (14) in der Weise verändert wird,
dass wahlweise eine Sternschaltung oder eine Dreieck
schaltung vorliegt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, dass bei zwei Statorwicklungen (16) pro
Phase (U, V, W) des Stators (14) die Konfiguration der
Statorwicklungen (16) einer Phase (U, V, W) in der Weise
verändert wird, dass wahlweise eine Reihenschaltung oder
eine Parallelschaltung vorliegt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, dass der Phasenverlauf des Wechselstrom
generators (10) von der Steuerung (22) überwacht wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, dass die Ausgangsspannungen von der Steu
erung (22) überwacht werden.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10047287A DE10047287A1 (de) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | Anordnung und Verfahren zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspannungen mit einem Wechselstromgenerator |
PCT/DE2001/003601 WO2002025802A1 (de) | 2000-09-20 | 2001-09-20 | Anordnung und verfahren zum erzeugen verschiedener ausgangsspannungen mit einem wechselstromgenerator |
JP2002528902A JP2004509600A (ja) | 2000-09-20 | 2001-09-20 | 種々の出力電圧を形成する交流発電機を備えた装置および交流発電機により種々の出力電圧を形成する方法 |
US10/130,038 US20030030344A1 (en) | 2000-09-20 | 2001-09-20 | Arrangement and method for producing different output volatges with an alternating current generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10047287A DE10047287A1 (de) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | Anordnung und Verfahren zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspannungen mit einem Wechselstromgenerator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10047287A1 true DE10047287A1 (de) | 2002-04-04 |
Family
ID=7657433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10047287A Withdrawn DE10047287A1 (de) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | Anordnung und Verfahren zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspannungen mit einem Wechselstromgenerator |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20030030344A1 (de) |
JP (1) | JP2004509600A (de) |
DE (1) | DE10047287A1 (de) |
WO (1) | WO2002025802A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10228226A1 (de) * | 2002-06-25 | 2004-01-29 | Motorenfabrik Hatz Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur Spannungsregelung an elektrischen Stromerzeugern mittels Wicklungsanzapfung und Steuerrelais |
DE102011082365A1 (de) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | Siemens Ag | Supraleitende Maschine und Verfahren zu deren Betrieb |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI299936B (en) * | 2002-05-13 | 2008-08-11 | Sunyen Co Ltd | Apparatus for re-generating a driving force |
GB2405749B (en) * | 2002-05-23 | 2006-05-03 | Sunyen Co Ltd | Apparatus for self-generating a driving force |
US7550953B2 (en) * | 2006-06-29 | 2009-06-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Coarse voltage regulation of a permanent magnet generator (PMG) |
IT1401829B1 (it) * | 2010-09-29 | 2013-08-28 | Magneti Marelli Spa | Macchina elettrica presentante un avvolgimento statorico con barre rigide e relativo metodo di costruzione |
JP5741556B2 (ja) * | 2012-11-07 | 2015-07-01 | 株式会社デンソー | 固定子および回転電機 |
EP3258592A1 (de) * | 2016-06-17 | 2017-12-20 | ABB Schweiz AG | Stromversorgungssystem |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1563389A1 (de) * | 1966-08-12 | 1970-05-21 | Siemens Ag | Anordnung zum stufenweisen Umschalten von Mehrphasen-,insbesondere Drehstromwicklungen |
DE19724356C1 (de) * | 1997-06-10 | 1998-05-07 | Daimler Benz Ag | Energieversorgungsschaltung für ein Kraftfahrzeugbordnetz mit drei Spannungsebenen |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2297513A1 (fr) * | 1975-01-09 | 1976-08-06 | Motorola Automobile | Alternateur a un seul stator et deux enroulements produisant un courant de sortie compose |
US5714821A (en) * | 1994-02-16 | 1998-02-03 | Marathon Electric Mfg. Corp. | Alternating current generator with direct connected exciter winding |
DE19519298A1 (de) * | 1995-05-26 | 1996-11-28 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Spannungsversorgung mit zwei Ausgangsspannungen |
DE19628223A1 (de) * | 1996-07-15 | 1998-01-22 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Spannungsversorgung in einem Kraftfahrzeug |
AU2001274396A1 (en) * | 2000-05-23 | 2001-12-03 | Vestas Wind Systems A/S | Variable speed wind turbine having a matrix converter |
-
2000
- 2000-09-20 DE DE10047287A patent/DE10047287A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-09-20 US US10/130,038 patent/US20030030344A1/en not_active Abandoned
- 2001-09-20 WO PCT/DE2001/003601 patent/WO2002025802A1/de active Application Filing
- 2001-09-20 JP JP2002528902A patent/JP2004509600A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1563389A1 (de) * | 1966-08-12 | 1970-05-21 | Siemens Ag | Anordnung zum stufenweisen Umschalten von Mehrphasen-,insbesondere Drehstromwicklungen |
DE19724356C1 (de) * | 1997-06-10 | 1998-05-07 | Daimler Benz Ag | Energieversorgungsschaltung für ein Kraftfahrzeugbordnetz mit drei Spannungsebenen |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10228226A1 (de) * | 2002-06-25 | 2004-01-29 | Motorenfabrik Hatz Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur Spannungsregelung an elektrischen Stromerzeugern mittels Wicklungsanzapfung und Steuerrelais |
DE10228226B4 (de) * | 2002-06-25 | 2005-02-10 | Motorenfabrik Hatz Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur Spannungsregelung an elektrischen Stromerzeugern mittels Wicklungsanzapfung und Steuerrelais |
DE102011082365A1 (de) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | Siemens Ag | Supraleitende Maschine und Verfahren zu deren Betrieb |
US9257877B2 (en) | 2011-09-08 | 2016-02-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Superconducting machine and method for the operation thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004509600A (ja) | 2004-03-25 |
US20030030344A1 (en) | 2003-02-13 |
WO2002025802A1 (de) | 2002-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102005028945A1 (de) | Motorantriebsvorrichtung | |
DE102004001478B4 (de) | Stromrichterschaltungsanordnung zur Umformung einer Wechselspannung in eine Hochvoltgleichspannung | |
EP1864371B1 (de) | Matrix konverter | |
DE112005000294T5 (de) | Motorantriebsvorrichtung | |
DE10114075A1 (de) | Stromrichterschaltungsanordnung für Generatoren mit dynamisch veränderlicher Leistungsabgabe | |
DE102005053685A1 (de) | Systemverbindungsvorrichtung für erzeugte elektrische Energie | |
DE10330473A1 (de) | Frequenzumwandler für Hochgeschwindigkeitsgeneratoren | |
DE60120664T2 (de) | Pwm-frequenzwandler | |
DE1914485A1 (de) | Statischer Umformer ohne Ausgangstransformator | |
WO1999023745A1 (de) | Pulswechselrichter mit variabler schaltfrequenz und windenergieanlage mit einem pulswechselrichter | |
DE2225609A1 (de) | Mehrphasiger Wechselstrommotorantrieb mit einstellbarer Drehzahl | |
EP3136581A1 (de) | Modularer mehrpunktstromrichter und verfahren zum betreiben desselben | |
DE10252234A1 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Matrixkonverters sowie Matrixkonverter zur Durchführung dieses Verfahrens | |
WO2014206704A1 (de) | Umrichteranordnung mit parallel geschalteten mehrstufen-umrichtern sowie verfahren zu deren steuerung | |
DE3521082A1 (de) | Wechselrichter und verfahren zu seinem betrieb | |
DE102008042693B4 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Stromrichter-Schaltung mit Spannungserhöhung | |
DE10047287A1 (de) | Anordnung und Verfahren zum Erzeugen verschiedener Ausgangsspannungen mit einem Wechselstromgenerator | |
DE2920275A1 (de) | Elektrischer umformer fuer wechselstromgespeiste elektrofahrzeug | |
EP0015462B1 (de) | Einrichtung zur Versorgung von Nutzverbrauchern in einem Eisenbahnfahrzeug | |
EP2849327B1 (de) | Variabler Tiefsetzer und Batterieladestation mit einem solchen Tiefsetzer | |
DE3401164C2 (de) | ||
EP4378061A1 (de) | Stromrichterschaltung zum erzeugen einer potentialgetrennten gleichspannung | |
DE19832226A1 (de) | Vierquadrantenumrichter für mittlere und höhere Spannungen | |
EP4156479A1 (de) | Steuereinheit und verfahren für einen umrichter | |
DE3933524C2 (de) | Verfahren zum Betrieb eines umrichtergespeisten Drehstrommotors, der zwei galvanisch getrennte, elektrisch um 30 DEG versetzte dreiphasige Ständerwicklungen aufweist |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |