DE1814387A1

DE1814387A1 - Buerstenloser Stromerzeuger mit Erregerhilfsmaschine

Info

Publication number: DE1814387A1
Application number: DE19681814387
Authority: DE
Inventors: Zimmermann Dipl-Ing Kurt; Viktor Stroppa
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1968-12-13
Filing date: 1968-12-13
Publication date: 1970-07-09
Also published as: FR2026063A1; ES374482A1; BR6915035D0; GB1293358A; US3602747A

Description

R. 9330 Bü/Ep
7.12.1968

Anlage zur
Gebmuchsmusterhilfs-^Anmeldung

R ODJiRT BOSCH GMBH, '{ Stuttgart W, Breitscheidstr.

Bürstenloser Stromerzeuger mit Erregemilfsmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf einen bürstenlosen, insbesondere für Kraftfahrzeuge bestimmten Stromerzeuger, der in seinem Ständer Gleichrichter für den Verbraucherstrom enthält, mit einer auf dem Läufer angeordneten Erregerwicklung, die über mit dem Läufer umlaufende Gleichricnter von einer mit dem Läufer umlaufenden Hilf'smaschiiie gespeist wird, wobei deren umlaufende Wechselstrornwicklung unter dem Einfluß einer im Ständer untergebrachten Wicklung

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steht, die über einen Regler von der den Verbraucherstrorn liefernden Ständerwicklung der Hauptmaechine gespeist wird.

Derartige Stromerzeuger sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.

So kann die Hilfsmaschine ein Luftspalttransformator sein, dessen Primärwicklung die im Ständer sitzende Wicklung ist und von der den Verbraucherstrom liefernden Ständerwicklung mit Wechselstrom gespeist wird, während die Sekundärwicklung von der Wechselstromwicklung des Läufers gebildet ist. Bei dieser Ausführung dient die Hilfsmaschine nur dazu, anstelle von Schleifringen die ürregerleistung auf den Läufer zu übertragen; eine Umsetzung vor. Bewegungsenergie in elektrische Energie findet in der Hilfsmaachlrie nicht statt; vom Verbraucherstrom muß vielmehr die volie ürregerleistung abgezweigt werden.

Bei einer anderen Ausführung ist die Hilfsiiiaschine als einphasiger Stromerzeuger ausgebildet, dessen Ständerwicklung von der den Verbraucherstrom liefernden Ständerwicklung über Gleichrichter gespeist wird. Da die Hilfsmaschine den von dem Verbrauche rs t rom abgezweigten Strom verstärkt, kann die Hauptmaschine entsprechend schwächer und kleiner ausgelegt sein.

Bei wieder einer anderen Ausführung ist die Hilfsr:.aschi:iU als Drehstromerzeuger ausgebiluet. Dieser kann bei gleicher Leistung kleiner und leichter gebaut werden als ein Eiriphasenstromerzeuger; außerdem bietet er den besonderer. Vorteil, üaß die von ihm gelieferte Sekundärspannung nach dem Gleicnrichten eine wesentlich geringere Welligkeit hat, als dies bei Einphasenstrom der Fall ist. Die bei dieser Ausführung erforderliche höhere Diodenzahl gleicht den durch die bessere Stoffausnutzung und die damit

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ermöglichten geringeren Abmessungen der Hilfsmaschirie gegebenen Vorteil zum Teil wieder aus; wegen der an die Erregerwicklung abgegebenen gleichmäßigeren Spannung wird jedoch die Drehstromausführung bevorzugt.

Diese verschiedenen Formen von Hilfsmaschinen können mit einem Einzelpol- oder einem Klauenpol-Stromerzeuger als Hauptmaschine zusammengebaut sein.

Die bekannten Ausführungen haben einen schwerwiegende!; Nacnteil. Durcn das Zusammenwirken uer Kormnutierungsvorgänge der Gleicnrichterdioden mit der Induktivität der Erregerwicklung der Hauptmaschine entstehen in dem gleichgßricnteten Erregerstrorn Spannungsspitzen, welche die umlaufenden Gleichrichterdioden zerstören können bzw. welche dazu zwingen, diese Dioden für eine sehr hohe Spitzensperrspannung auszulegen.

Diese störenden Spannungsspitzen können in bekannter V/eise dadurch zum Verschwinden gebracht werden, daß die Dioden durch einen Kondensator überbrückt werden. Dieser Kondensator muü hitzebeständig sein und mui3 der Höhe der aufzunehmenden Spannungen entsprechend groß ausgelegt werden; dadurch ist er nur schwer auf dem Läufer unterzubringen. Wan kann aie Dioden auch durch einen Widerstand überbrücken und dadurch die Spannungsspitzen verringern. Jedoch machen Gröie und Gewicht des '.viderstandes Schwierigkeiten, und die vom Widerstand verbrauchte elektrische Leistung, die in Form von Wän:;e wieder abgegeben wird, bedingt einen entsprechend größer bemessenen Stromerzeuger unu erh'.'ht dessen Wärmebelastung.

Der Erfindu:".{t lie^t die Aufgabe zugrui.de, aie bei der. bekannten Ausfährui.$;»;.-. der Hilfsmaschine auftretenden störenden .Spitzenwerte in uer Spaur.ur.g des der *irre£erwicklu:.g uer Hauptiraschine zugeführter. Stromes zu beseitigen und dabei aie mit

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obenerwähnten Lösungen verbundenen Unzulänglichkelten zu vermeiden. Dies geschieht gemäß -der Erfindung dadurch, daß die umlaufende Wechselstromwicklung der Hilfsmaschine in einer an sich bekannten Bruchlochwicklung gewickelt wird.

In den bekannten Anwendungsfällen wird der erzeugte Wechselstrom als solcher, nicht über Gleichrichter, den Verbrauchern zugeführt. In diesen Fällen hat die Bruchlochwicklung die Aufgabe, von der erzeugenden Maschine herrührende Oberwellen der Spannung durch entsprechende Anordnung der Wicklung zu unterdrücken und dadurch einen möglichst sinusförmigen Verlauf der abgegebenen Spannung zu erzielen, überraschenderweise gelingt es mit diesem-bekannten Wickelverfahren auch, nicht vom Stromerzeuger,, sondern von dem ganz besonderen Fall eines Verbrauchers herrührende, nämlich sich aus dem Zusammenwirken zwischen den Kommutierungsvorgängen in den Dioden und der hohen Induktivität der Erregerwicklung ergebende periodisch auftretende erhöhte Spannungswerte auf normale Werte zurückzuführen und der abgegebenen gleichgerichteten .Spannung einen gleichmäßigeren Verlauf zu geben. Dabei besitzt, im Gegensatz zu den bekannten Anwendungen, die von der Hilfsmaschine erzeugte Spannung durchaus noch einen hohen Oberwellengehalt.

Hinsichtlich der Wickeltechnik hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Bruchlochwicklung der umlaufenden Wechselstromwicklung der Hilfsmaschine so auszuführen, daß das Produkt q . m, wobei q die Nutenzahl je Pol und Phase, und m die Phasenzahl der Maschine ist, eine ganze Zahl und einen echten Bruch £ ergibt,

bei dem sich der Wert des Zählers Z im Bereich Ei 2 < N ^um 1 oder 2 vom Wert des Nenners unterscheidet und im Bereich 1 ί Z <| der Zähler selbst den Wert 1 oder 2 hat.

Zur Kupfer-Ersparnis ist es dabei zweckmäßig, die Wicklung gesehnt auszuführen.

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Zur Veranschaulichung ist in der Zeichnung der Spannungsverlauf eines bürsteniosen Stromerzeugers mit Krregerhilfsmaschine abhängig von der Zeit dargestellt. Ks «eigen:

Pig. 1 den Spannungsverlauf ohne Bruchlochwicklung, Fig. 2 den Spannüngsverlauf mit Bruchlochwicklung.

Der Stromerzeuger, an dem die Messungen ausgeführt worden sind, ilei bei dem Versuch mit 40QÖ U/min. In der Zeichnung ist der Öpannungsverlauf so dargestellt, daß eine Einheit der Ordinate' 50 V Spannung und eine Einheit der Abszisse 0,5 see"' bedeutet. Die Zeichnung zeigt deutlich, daß durch die Bruchlochwicklung die Spannungsspitzen wesentlich verringert werden; bei dem untersuchten Stromerzeuger wurden die Spannungshöchstwerte etwa im Verhältnis b : 1 gesenkt.

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Claims

Robert Bosch GmbH C R. 93j>0 BU/Ep .: Stuttgart . y , ;: . ' ' " Ansprüche

1. EUrstenloser, insbesondere für Kraftfahrzeuge bestimmter ourornerzeuger, der in seinem Ständer Gleichrichter für den Verbraucherstrom enthält, mit einer auf dem Läufer angeordneten Erregerwicklung, die über mit dem Läufer umlaufende Gleichrichter von einer mit dem Läufer umlaufenden Hilfsmaschine fispelst wird, wobei deren umlaufende Wechselstromwicklung unter dem Einfluß einer im Ständer untergebrachten Wicklung steht, die über einen Regler von der den Verbraucherstrom liefernden Standerwicklung der Hauptmasehine gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Wechselstrornwieklung der Hili'smaschine in einer an sich bekannten Bruchlochwicklung gewickelt ist.

2. Stromerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchiochwicklung so ausgeführt wird, daß das Produkt aus der Phasenzahl und der Nutenzahl je Pol und Phase eine ganze Zahl und einen echten Bruch ergibt, bei welchem sich der Wert des Zählers in demjenigen Bereich, in welchem der Zähler mindestens so groß wie der halbe Nenner, aber kleiner als der ganze Nenner ist, um 1 oder 2 von dem Wert des Nenners unterscheidet, und bei welchem der Zähler in demjenigen Bereich, in dem er mindestens gleich 1, aber kleiner als der halbe Nenner ist, den Wert 1 oder 2 hat.

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3. Stromerzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchlochwicklung gesehnt ausgeführt ist.

4. Stromerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptmaschine als Schenkelpolmaschine ausgebildet ist.

i>. Stromerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptmaschine als Klauenpolmaschine

J gebildet ist.

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Cf¹

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