DE1817669A1

DE1817669A1 - UEberspannungsschutz

Info

Publication number: DE1817669A1
Application number: DE19681817669
Authority: DE
Inventors: Klotz Dipl-Ing Hugo; Bopp Dr-Ing Karl
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1968-12-24
Filing date: 1968-12-24
Publication date: 1970-09-17

Description

Überspannungsschutz Die Erfindung betrifft einen Überspannungsschutz für Fahrzeug-Bordnetzanlagen, die von spannungsgeregelten, selbsterregten Klauenpol-Drehstromgeneratoren mit nachgeschalteten Gleichrichtern versorgt werden.
Erfolgt bei Bordnetzanlagen während des Generatorbetriebes ein äußerer Lastabwurf, z.B. durch Drahtbruch, durch den der Generatorstrom ganz unterbrochen oder wesentlich verändert wird, dann treten infolge der fehlenden Generatorrückwirkung erhebliche Überspannungen an der Maschine auf. Diese Überspannungen erreichen Werte von 150 V und mehr bei Nennspannungen von z.B.
28 V. Solche Überspannungen gefährden nicht nur den Spannungsregler, der heute meist transistorisiert ist, sondern auch empfindliche Verbraucher, wie Leuchtstofflampen, Kondensatoren usw.
Besondere Schutzmaßnahmen wurden, falls überhaupt, bislang für die gefährdeten Geräte getroffen ohne daß die Ursache, nämlich die ansteigende Spannung, bereits am Generator unterdrückt wur-Die Erfindung, die sich auf eine Einrichtung der eingangs genann ten Art bezieht, löst die Aufgabe einer Unterdrückung der ansteigenden Spannung infolge äußeren Lastabwurfs auf eine besondes einfache und wirkungsvolle Weise dadurch, daß ab einer definierten Überspannung an den Ausgangsklemmen des Generators ein künstlicher Kurzschluß zwischen diesen bei gleichzeitiger Sperrung des Erregerstroms erfolgt.
Damit wird der unterbrochene Generatorstrom als Kurzschlußstrom wieder auf eine Größe gebracht, die etwa der des Nennstroms entspricht, und die Klemmenspannung kann gar nicht erst die schädlichen Werte erreichen. Gleichzeitig wird die erregung bis auf die Remanenz abgebaut und die Anlage außer Betrieb gesetzt.
In einer besonders günstigen Ausführung ist zwischen die Ausgangsklemmen des Generators ein von der herrschenden Spannung selbst gesteuerter Thyristor ohne Löscheinrichtung gelegt, wobei die Löschung des Thyristors durch Stillsetzung des Generators erfolgt. Es ist zweckmäßig, den Thyristor weiterhin so zu schalten, daß bei einem Ansprechen auch der Eingangskreis des Spannungsreglers kurzgeschlossen wird. Die Steuerung des Thyristors erfolgt dabei von der Durchbruchsspannung einer an der Klemmenspannung des Generators liegenden Zenerdiode.
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher beschrieben.
Es zeigen: Figur 1 den schematischen Anschlußplan für einen Überspannungsschutz gemäß der Erfindung, Figur 2 die Schaltung des Überspannungsschutzes.
In Figur 1 ist mit 1 eine bekannte Drehstrom-Klauenpollichtmaschine mit feststehender Drehstromwicklung 2, nachgeschaltetem Lastgleichrichter 3 und separatem Erregergleichrichter 4 bezeichnet. 5 deutet die Erregerwicklung an. Bie Pibrseugbsttone 6 ist an die Ausgangsklemmen 7 und 8 des Generators angeschlossen. Die "Plus"-Ausgangsklemme 8 ist dabei über eine Ladeanzeigeleuchte 9 mit einer auch vom Erregergleichrichter 4 gespeisten "Plus"-Anschlußklemme 10 für den Anschluß eines smbolisierten Transistorreglers 11 verbunden. git 12 ist eine weitere Anschlußklemme filr den Regler bezeichnet. Letztere führt Minuspotential und ist mit der Ausgangsklemme 7 verbunden. Zwischen Anschlußklemme 12 und einer weiteren Anschlußklemme 13, die vom Regler 11 an das positive Potential von Klemme 10 gelegt werden kann, ist die Erregerwicklung 5 des Generators gelegt. Der Regler 11 weist drei Eingänge A,3,O auf, die mit den Klemmen 10,12,13 verbunden sind. Zwischen den Klemmen 10 und 12 liegt der symbolisierte Überspannungsschutz mit einem Thyristor 14. Die Einzelheiten des Überspannungsschutzes sind der Bigur 2 entnehmbar. Danach wird der Thyristor 14 mit Zündelektrode 19 und Kathode 20 von einer Spannungsteilerkette, , bestehend aus den Widerständen 16,17 und der Zenerdiode 15 gesteuert.
18 ist der Anschlußpunkt zur Zündelektrode 19; 21 stellt einen Kondensator dar.
Zur Funktion ist folgendes zu sagen: Will infolge eines äußeren Lastabwurfs die Spannung an den Klemmen 7,8 bzw. 10,12 des Generators 1 steil ansteigen, dann wird bei einem durch die Spannungsteilerkette 15,16,17 definierten Spannungswert die Zenerdiode 15 leitend und zündet den Thyristor 14. Demit wird ein Kurzschluß zwischen den Klemmen 10 und 12 und somit auch 7 und 8 bereits zu einem Zeitpunkt eingeleitet, in dem die Spannung noch keine gefährlichen Werte angenommen hat.
Durch den Kurzschluß wird dabei ein Strom vorgegeben, der etwa dem Nennstrom des mit Strombegrenzung arbeitenden Klauenpolgenerators entspricht. Die Spannung geht also wieder zurück.
Gleichzeitig ist der Regler über den Eingang A,B kurzgeschlossen. Neben der Schutzwirkung ergibt sich eine "Zu"-Steuerung des Reglers derart, daß die Feldwicklung 5 stromlose wird. Der Generator ist damit abgeschaltet. Die während der Fahrt normalerweise dunkle Ladeanzeigeleuchte 9 zeigt in diesem Fall den Zustand des Ansprechens des Überspannungsschutzes an. Wird der Generator 1 durch Anhalten des Fahrseugs stillgesetzt, dann erlischt der Thyristor 14 infolge Fehlens der Betriebsspannung, und die Anlage ist wieder betriebsbereit. Ist der Fehler behobon, so bleibt der thyristor 14 bei Weiterfahrt gelöscht; andernfalle spricht er sofort wieder an, was der Fab.rer am Brennen der Leuchte 9 sofort erkennt und das Fahrzeug aus dem Verkehr ziehen kann. Kurzzeitig ist der Netzbetrieb aus der Batterie möglich.
Der Kondensator @4 ist in den Überspannungsschutz eingebaut um sicherzustellen, daß kurzzeitige, z.B. von Schalthandlungen herrührende Spannungsspitzen nicht zu einer unbeabsichtigten Zündung des kurzschließenden Thyristors führen können.
4 Seiten Beschreibung 5 Patentansprüche Blatt Zeichnungen

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1.) Überspannungsschutz für Pafrzeug-Bordnetzanlagen, die von spannungsgeregelten, selbsterregten Klauenpol-Drehstromgeneratoren mit nachgeschalteten Gleichrichtern versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ab einer definierten Überspannung an den Ausgangsklemmen (7,8) des Generators (1) ein künstlicher Kurzschluß zwischen diesen bei gleichzeitiger Spannung des Erregerstroms erfolgt.
2.) Überspannungsschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Ausgangsklemmen (7,8) des Generators (1) ein von der herrschenden Spannung selbst gesteuerter Thyristor (14) ohne Löscheinrichtung gelegt ist, und daß die Löschung des Thyristors durch Stillsetzung des Generators erfolgt.
3.) Überspannungsschutz nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristor (14) so geschaltet ist, daß bei einem Ansprechen auch der Eingangskreis (Klemmen A,B) des Spannungsreglers (11) kurzgeschlossen ist.
4.) Überspannungsschutz nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristor (14) von der Durchbruchspannung einer an der Klemmenspannung des Generators (1) liegenden Zenerdiode (15) gesteuert ist.
5.) Überspannungsschutz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerdiode (15) zwischen zwei an der Klemmenspannung des Generators (1) liegenden Widerständen (16,17) geschaltet ist, einen Abgriff (18) zur Zündelektrode (19) des Thyristors (14) aufweist, und daß dem zwischen Zündelektrode (19) und Kathode (20) des Thyristors (14) liegenden Widerstand (17) ein Kondensator (21) parallelgeschaltet ist.