DE2144394A1

DE2144394A1 - Batterieladeeinrichtung mit einem in Stern geschalteten Drehstromgenerator

Info

Publication number: DE2144394A1
Application number: DE19712144394
Authority: DE
Inventors: Kenichiro Kariya Aichi Banzai (Japan)
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1970-10-09
Filing date: 1971-09-04
Publication date: 1972-04-13
Also published as: FR2109979A5

Description

R. ND 87

Es/Vu

Anlage zur

Patent- «aid·

anmeldung

NIPPONDMSO CO., LTD.. Kariva-shi. Aichi-ken CJapan)

Batterieladeeinrichtunp; mit einem in Stern geschalteten Drehstromgenerator

Die Erfindung betrifft eine Batterieladeeinrichtung, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem in Stern geschalteten Drehstromgenerator, einem Spannungsregler, einem an die drei Phasen des Drehstromgenerators angeschlossenen, ein Gleichstromnetz speisenden Drehstrom-Brückgleichrichter und mit mindestens einer
weiteren zwischen den Sternpunkt des Generators und das Gleichstromnetz oingeschalteten Zusatzdiode.

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Bei bekannten Batterieladeeinrichtungen ist die in der Ankerwicklung erzeugte Wechselstromenergie durch 6 Gleichrichterelemente eines in den Lagerschild des Wechselstromgenerators eingebauten Drehstrom-Brückengleiehrichters einer Dreiphasen-Doppelweggleichrichtung unterworfen und in Gleichstrom umgewandelt worden, welcher der im Wagen eingebauten Batterie sowie den anderen im Wagen vorhandenen Lasten zugeführt wurde.

Weiterhin ist in einer älteren Anmeldung bereits vorgeschlagen worden, die Sternpunktausgangsleistung eines im Stern geschalteten Drehstromgenerators über zwei zusätzliche Dioden dem Gleichstromnetz zuzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Batterieladeeinrichtung zu schaffen, bei welcher ohne eine nennenswerte änderung des Generators die im Sternpunkt anfallende Leistung als zusätzliche Wirkleistung den Verbrauchern zugeführt werden

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens die positive und die negative Gleichstromanschlußklemme des Gleichstromnetzes sowie der Sternpunktanschluß des Generators an von außen zugängliche Anschlußklemmen am Generator angeschlossen sind, und daß die Zusatzdiode in einem getrennten, von außen an den Anschlußklemmen befestigbaren Bauteil angeordnet ist.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn zwischen dem Generatorsternpunkt und der positiven bzw. negativen Gleichstroisar— schlußklemme je eine Zusatzdiode angeordnet ist. Hierdurch wird eine Leistungssteigerung gegenüber einer Batterieladeeinrichtung mit nur einer Zusatzdiode erreicht.

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Zweckmäßig ist es weiterhin, wenn "beide Zusatzdioden in dem gleichen Bauteil angeordnet sind, da man hierdurch eine konstruktive Vereinfachung und auch eine Verringerung des Schaltüngsaufwändes erzielt. Die Anschlußklemmen am Generator sowie an dem Bauteil werden gemäß einer Ausgestaltung einer Erfindung vorteilhafterweise als Flachstecker ausgeführt, wobei am Generator und auf einer Seite des Bauteils eine Steckvorrichtung und auf der anderen Seite des Bauteils eine Kupplung angeordnet ist. Die Generator-Anschlußklemmen werden zweckmäßigerweise an dem von der Antriebsseite abgekehrten Lagerschild des Generators angeordnet. Je nach dem, wo das Bauteil angeordnet und befestigt werden soll, kann es vorteilhaft sein, die elektrische Verbindung zwischen den verschiedenen Steckanschlüssen am Generator, am Bauteil und am Regler entweder mittels elektrischer Kabel oder mittels direkter, starrer Steckerverbindungen herzustellen. Für die Anordnung der Zusatzdioden ist es ausschlaggebend, daß einerseits eine gute Kühlung erreicht wird und daß andererseits die Verbindungsleitungen so kurz wie möglich sind, um zusätzliche Verluste und mechanische Beschädigungen auszuschließen. Das Bauteil wird daher in vielen Fällen in einfacher und zweckmäßiger V/eise mittels einer Lasche am Lagerschild des Generators befestigt.

Nähere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind anhand der dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein elektrisches Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild eines zweiten AusführungEbeispiels,

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Fig. 3 eine Seitenansicht des Generators, teilweise, im Schnitt,

Fig. 4 eine Frontansicht des Generators,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines mit Anschluß— kabeln versehenen, die Zusatzdioden enthaltenden Bauteils,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Bauteils ohne Anschlußkabel,

Fig. 7 eine erste bekannte Ausführungsform einer Batterieladeeinrichtung und

Fig. 8 eine zweite bekannte Ausführungsform einer Batterieladeeinrichtung.

Es sollen nun zunächst die bekannten Batterieladeeinrichtungen anhand der Figuren 7 und 8 näher erklärt werden. Darin ist 1 ein. Drehstromgenerator, 2 ist die in Stern geschaltete Ankerwicklung dieses Generators, 3 ist ein Drehstrom-Brückengleichrichter mit den positiven und negativen Gleichrichterelementen 31 und 32. Die gesamte Gleichrichtereinheit besteht dort aus sechs Gleichrichterelementen. Mit 4 ist die Feldwicklung, mit 5 und 6 sind die Gleichstromanschlußklemmen des Generators 1 bezeichnet, und zwar ist 5 die positive und 6 die negative Gleichstromanschlußklemme. Die negative Anschlußklemme 6 sitzt am Gehäuse des Generators 1. Mit 7, 8, 9 und 10 sind weitere Anschlußklemmen des Generators 1 bezeichnet, 7 -ist eine mit dem Sternpunkt der Ankerwicklung 2 des Generators verbundene Sternpunktanschlußklemme, 8 ist eine mit der Feldspule 4 verbundene Anschlußklemme für die Zuführung des Erregerstromes, 9 ist eine den Erregerstrora zurückführende Anschlußklemme, welche das gleiche elektrische Potential besitzt wie die negative Gleichstromanschlußklemme 6 des Generators 1. Eine Anschlußklemme 10, welche mit der positiven Gleichstromanschlußklemme 5 des Generators elektrisch verbunden ist

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besitzt das gleiche Potential wie diese. Mit 11 ist eine Last bezeichnet, 12 ist eine Batterie und 13 ist ein Spannlingsregler. Die Anschlußklemmen 7■> 8, 9 ¹JHd 10 des Generators 1 sind im allgemeinen durch Stecker mit dem Spannungsregler 13 verbunden.

Wie oben dargelegt, wird bei dieser bekannten Einrichtung lediglich die in der Ankerwicklung 2 erzeugte Dreiphasen-Wechselstromenergie einer Doppelweggleichrichtung unterworfen, zu Gleichstrom gemacht und so entnommen, während eine wirksame Entnahme der vollen Ausgangsleistung des Generators nicht erfolgt. Nun hat der Anmelder der vorliegenden Erfindung zunächst den Sternpunkt der Ankerwicklung über ein Gleichrichterelement mit einer Gleichstromanschlußklemme verbunden und er hat so die Schwankungen des Sternpunktpotentials zu dem Gleichstromausgang hinzuaddiert; er hat also in seiner älteren Erfindung bereits den Vorschlag gemacht, den Ausgang des obenerwähnten Generators auf die genannte Weise zu steigern (japanische Patentbekanntmachung Nr. 44-4451). Dies bedeutet, daß außer den sechs Gleichrichterelementen einer üblichen Drehstrom-Brückengleichrichterschaltung zum Aufbau der Gleichrichterschaltung noch ein den Sternpunkt der Ankerwicklung mit der positiven Gleichstromanschlußklemme verbindendes Gleichrichterelement und ein die negative Gleichstromanschlußklemme mit dem Sternpunkt verbindendes Gleichrichterelement oder wenigstens eines von diesen hinzugenommen werden muß, so daß man insgesamt sieben bis acht Gleichrichterelemente braucht.

Bei der oben beschriebenen Schaltung werden also im Höchstfalle acht Gleichrichterelement verwendet, d. h., die konstruktive Anordnung der Gleichrichterelemente wird kompliziert und nimmt viel Raum in Anspruch, so daß es schwierig ist, eine solche Anordnung bei den in großen Fertigungsmengen hergestellten Maschinen, wie etwa bei Kraftfahrzeuglichtmaschinen, praktisch einzu-

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führen. Gerade bei diesen Maschinen sind kleine Abmessungen und geringes Gewicht besonders wünschenswert.

Andererseits haben nun in den letzten Jahren die im Fahrzeug eingebauten Lasten dank der erstaunlichen Entwicklung auf dein Gebiete des Kraftfahrzeuges ganz erheblich zugenommen, so daß man bei den heutigen Generatoren, wenn die elektrische Leistung nicht mehr ausreicht, zu Maßnahmen zur Leistungssteigerung gezwungen ist. Da nun diese Generatoren für Fahrzeuge in großen Mengen hergestellt werden und da ihre Fertigung auf Transferstraßen erfolgt, bei denen sehr viele Einrichtungen mit großem Aufwand benötigt werden, kann man selbst dann, .wenn die Forderung nach einer Leistungssteigerung ganz energisch erhoben wird, nicht einfach eine Modelländerung des Generatorgehäuses durchführen.

Die vorliegende Erfindung hat nun dieser Situation Rechnung getragen. Um der Forderung nach einer Leistungssteigerung des Generators auf wirtschaftliche V/eise zu entsprechen, wird durch die vorliegende Erfindung eine Hilfsgleichrichtereinrichtung vorgeschlagen, welche so aufgebaut ist, daß sie von den die Boppelweggleichrichterschaltung bildenden sechs "Gleichrichterelementen getrennt und selbständig ist. Die genannte Hilfsgleichrichtereinrichtung wird an den außen am Generator bef ine liehen Steueranschlußklemmen des Generators angeordnet und dadurch wird erreicht, daß man ohne eine Modelländerung des Generatorgehäuses der Forderung nach Leistungssteigerung entsprechen und eine äußerst wirksame Batterieladeeinrichtung vorschlagen kann.

Im folgenden soll nun die vorliegende Erfindung anhand der in den Abbildungen dargestellten praktischen Ausführungsbeispiele näher erklärt werden. In den Abbildungen 1, J5 und 4- ist 1 ein Drehstromgenerator, 2 ist die Ankerwicklung des genannten Generators, 4 ist die "Feldspule; aus drei Sätzen von in ihrer PoIa-

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ritäfc verschiedenen Gleichrichterelementen 31, 32 hat man einen Brehstrom-Brüekengleichrichter 3 aufgebaut und ringförmig im Lagerschild 14- angeordnet. An dem Lagerschild 14 sind auch die positiven und die negativen Gleichstromanschlußkiemmen 5 und 6 sowie die drei Anschlußklemmen 7i 8 und 9 als flache Anschlußstecker I5 befestigt.

Mit 16 ist ein das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung darstellendes Bauteil mit der Hilfsgleichrichtereinrichtung bezeichnet, in welches zwei hintereinander geschaltete Gleichrichterelemente 16a und 16b eingebaut sind; dieses Bauteil 16 besitzt drei mit den Steueranschlußklemmen 7» 8 und 9 des Generators 1 elektrisch verbundene Klemmen 7a» 8a und 9a, sowie drei mit dem Eingangsanschlußklemmen 7'» 8' und 9¹ eines Spannungsreglers 13 elektrisch verbundene Zwischenklemmen 7'a, 8'a und 9'a, sowie eine mit der positiven Gleichstromanschlußklemme 5 des Generators 1 elektrisch verbundene Anschlußleitung 5a. Die beiden hintereinander geschalteten Zusatzdioden 16a und 16b sind mit ihrem gemeinsamen Kontakt, nämlich der Anode der Diode 16a und der Kathode der Diode 16b, mit den Klemmen 7a und 7'a verbunden; die Kathode der Diode 16a ist mit der Anschlußleitung 5a und die Anode der Diode 16b ist mit den Klemmen 9a und 9'a verbunden.

Im folgenden soll nun der konstruktive Aufbau des Bauteils 16 mit der Hilfsgleichrichtereinrichtung anhand der Figur 5 näher erklärt werden. 16' ist ein Gehäuse, in welches zwei hintereinander geschaltete Gleichrichtereleinente eingebaut sind. Die oben erwähnten Klemmen 7a, ßa.und 9a sowie die Zv.'ischenklemraen 7'a, 8'a und 9'a sind zu einer Kupplung 17 und einer Steckvorrichtung zusammengefaßt und mit dem Gehäuse 16' durch das Anschlußkabel und das Kabel 20 verbunden. Die Anschlußleitung 5a ist selb-,

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ständig. Mit 21 ist eine Befestigungslasche bezeichnet.

Bei dem in der Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel hat man die oben erwähnten Anschlußkabel weggelassen und die An— schlußteile 17 und 18 unmittelbar an dem Gehäuse 16' befestigt. Die Kupplung 17 des Bauteils 16 ist auf den an dem Lagerschild 14 des Generators 1 nach außen vorstehenden Anschlußstecker 15 aufgesteckt und die Anschlußleitung ^a, ist an der positiven Gleichstromanschlußklemme 5 befestigt.

) , Die Lasche 21 ist entweder an dem oben genannten Lagerschild 14 oder in dessen Nähe an einer geeigneten Stelle befestigt. •Auf die Steckvorrichtung 18 des Bauteils 16 wird der Mutterteil-Anschlußstecker des Spannungsreglers 13 aufgesteckt. Dieser war bei der bisher bekannten Ausführung der Batterieladeeinrichtung 15 am Lagerschild 14 unmittelbar aufgesteckt.

Die Figur 2 zeigt ein Schaltungsbeispiel für den Fall, daß der Anschlußstecker 15 am Lagerschild 14 des Generators 1 außer den drei Anschlußklemmen 7·, 8 und 9 noch eine weitere Anschlußklemme 10 hat, welche das gleiche Potential besitzt wie die positive Gleichstromanschlußklemme 5· Ia diesem Falle .ist die Konstruktion des Bauteils 16 mit der Hilfsgleichrichtereinrichtung derart, daß * in den Figuren 5 und 6 die Zahl der Anschlüsse der Kupplung 17 und der Steckvorrichtung 18 jeweils um die Anschlußenden 10a und 10'a vermehrt ist, so daß man also vier Anschlußenden hat; so erhält man eine Konstruktion, bei welcher das Anschlußende 5& v/eggefallen ist.

Anhand der oben dargestellten praktischen Ausführungsbeispiele· wurde die Anordnung für den Fall erläutert, daß in dem Bauteil zwei Gleichrichterelemente 16a und 16b vorgesehen sind; es ge-

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nügt jedoch auch, wenn man für die Hilfsgleichrichtereinrichtung von den beiden oben beschriebenen Gleichrichterelementen nur eines verwendet.

Wie dargelegt wurde, ist bei der vorliegenden Erfindung mindestens ein Gleichrichterelement in die Strecke vom Sternpunkt zur positiven bzw. negativen Ausgangsanschlußklemme des Generators eingeschaltet, welches eine Hilfsgleichrichtereinrichtung darstellt, die von den sechs, die Dreiphasen-Doppelweggleichrichterschaltung aufbauenden Gleichrichterelementen getrennt und selbständig ist. Da diese Hilfsgleichrichtereinrichtung außen am Generator angeordnet ist, kann man eine Leistungssteigerung des Generators erzielen, ohne daß man eine Modelländerung am Gehäuse des Generators durchführt, was einen wesentlichen Vorteil der vorliegenden Erfindung bedeutet. Da man als Anschlußklemmen für den Sternpunktanschluß des Generators usw. Anschlüsse verwendet, welche am Lagerschild angebracht sind, braucht man den Sternpunktanschluß nicht eigens herauszuführen.

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Claims

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Ansprüche .

Batterieladeeinrichtung, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem in Stern geschalteten Drehstromgenerator, einem Spannungsregler, einem an die drei Phasen des Drehstromgenerators angeschlossenen, ein Gleichstromnetz speisenden Drehstrom-Brückengleichrichter und mit mindestens einer weiteren, zwischen den Sternpunkt des Generators und das Gleichstromnetz eingeschalteten Zusatzdiode, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die positive (5) und die negative (6) Gleichstromanschlußklemme, des Gleichstromnetzes sowie der Sternpunktanschluß des Generators (1) an von außen zugängliche Anschlußklemmen (7, 8_t 9» 10) am Generator (1) angeschlossen sind, und daß die Zusatzdiode (16a, 16h) in einem getrennten, von außen an den Anschlußklemmen (7,, 8, 9* 10) befestigbaren Bauteil (16) angeordnet ist.
2. Batterieladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Generat or sternpunkt und der positiven (5) bzw. der negativen (6) Gleichstromanschlußklemme ^e eine Zusatzdiode (16a, 16Ij) angeordnet ist.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Batterieladeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zusatzdioden (16a, 16h) in dem gleichen Bauteil (16) angeordnet sind.
4-. Batterieladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemmen (7, 8, 9» 10) als Steckeranschlüsse ausgebildet sind.
5. Batterieladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußklemmen (7, 8, 9» 10) an dem von der Antriebsseite abgekehrten Lagerschild (14) des Generators (1) angeordnet sind.
6. Batterieladeeinrichtung nach eines der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (16) mittels einer Lasche (21) am Lagerschild (14) des-Generators (1) befestigbar ist.
7· Batterieladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, cLaS das Bauteil (16) mittels eines Anschlußkabels (19) mit Kupplung (17) an die Anschlußkleirnen (7, 8, 9, 10) ansctließbar ist.

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8. Batterieladeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (16) selbst mit
einer Kupplung (17) versehen und direkt auf die Anschlußklemmen (7, 8, 9, 10) aufsteckbar ist.
9· Batterieladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (16) mit einer Steckvorrichtung (18) zum Anschluß an den Spannungsregler (13) versehen ist, welche unmittelbar oder über ein Kabel (20) mit dem Bauteil (16) verbunden ist.
10. Batterieladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (16) mit einer von der Steckvorrichtung (18) getrennten Anschlußleitung (5a) zur Verbindung der positiven Zusatzdiode (16a) mit der positiven Gleichstromanschlußklemme (5) und/oder mit dem zugehörigen-Anschluß am Spannungsregler (13) versehen ist.

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