DE2238066B2 - Stromversorgungseinrichtung, vorzugsweise fuer lastkraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung, vorzugsweise für Lastkraftfahrzeuge, mit einem Mehrphasen-Wechselstromgenerator. der über einen Brückengleichrichter und verhältnismäßig stark verlustbehaftete Leitungen einen Verbraucher speist, mit einem Halbleiter-Spannungsregler, der eingangsseitig über ein Bezugselement an einem über einen HaIbwellen-Hilfsgleichrichter an der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators angeschlossenen Spannungsteiler liegt, bei dem der Spannungsteiler vom Spannungsabfall am Brückengleichrichter zusätzlich beeinflußbar ist und bei dem das Stellglied den Erregerstrom im Schaltbetrieb steuert, derart, daß die Spannung am Verbraucher im wesentlichen konstant gehalten wird.

Eine solche Einrichtung ist bekannt (DT-AS 12 82 772). so

Die üblichen Stromversorgungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge weisen in der Regel einen Spannungsregler auf, der nahe beim Wechselstromgenerator montiert ist, so daß eine zufriedenstellende Aufladung der Batterie erreicht wird, wenn diese in der Nähe des Wechselstromgenerators angeordnet ist. Wenn jedoch die Batterie über verhältnismäßig lange Zuführungsleitungen mit dem Wechselstromgenerator verbunden ist, wie es z. B. bei Lastkraftwagen der Fall sein kann, tritt längs dieser Verbindungsleitungen ein Spannungsabfall auf, so daß an der Batterie nicht mehr die volle vom Wechselstromgenerator erzeugte Spannung zur Verfügung steht.

Es ist bereits bekannt, diesen Nachteil dadurch zu vermeiden, daß der Spannungsregler nicht nahe beim Wechselstromgenerator, sondern direkt bei der Batterie angeordnet wird. Der Transistor-Spannungsregler ist dort mit Hilfe einer Schwachstromleitung und eines Schalttransistors von dem entfernt liegenden Zündschalter aus einschaltbar.

Dem Spannungsregler nach der DT-AS 12 82 772 wird als Istwert die Ausgangsspannung des getrennten Gleichrichters zugeführt. Dabei wird die fur die Steuerung des Felderregerstromes verwendete ipannungsdifferenz zwischen dem Ausgang des Gleichrichtersatzes und dem Ausgang des getrennten Gleichrichters

abgegriffen. . .

Die bekannten Regeleinrichtungen sind hinsichtlich der Maßnahmen, die zur Erreichung einer konstanten Spannung am Verbraucher vorgeschalgen werden, sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die es in konstruktiv und schaltungsmäßig einfacherer Weise als bisher ermöglicht, den Spannungsabfall zwischen Generator und Verbrauchern zu kompensieren und die letzteren mit einer konstanten Spannung zu versorgen.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht. daß der Brückengleichrichter Dioden enthält, die entsprechend der Länge der Leitungen so ausgewählt sind, daß ihr Spannungsabfall ein Abbild des Spannungsabfalls auf den Leitungen darstellt, daß der Spannungsteiler mit dem vom Hilfsgleichrichter abgewandten Ende an dem Verbindungspunkt jeweils zweier Dioden der Phasenleitungen liegt, derart, daß mit zunehmend negativem Spannungsabfall an den Dioden die Istspannung an Reglereingang während der negativen Halbwellcn vermindert wird.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben.

Gemäß dieser Zeichnung liefert eine Stromversorgungseinrichtung 10 einen Strom mit näherungsweise konstanter Spannung an eine elektrische Last mit einer Bitterie 12. Diese Batterie 12 ist über Leitungen 14 und Ki angeschlossen, die verhältnismäßig lang sein können, insbesondere wenn die Stromversorgungseinrichtung bei Großfahrzeugen Verwendung findet.

Die Stromversorgungseinrichtung 10 umfaßt einen Dreiphasen-Wechselstromgenerator 18, bestehend aus einem Stator 20 mit den Wicklungen 2Ο2, 20b und 20c und einem Rotor mit einer Feldwicklung 22. Die Wicklungen 20a. 20b, 20c sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Dreieck geschaltet.

Die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators wird über Phasenleitungen 24, 26 und 28 einem Brükkengleichrichter 30 zugeführt, der zwei Gruppen mit je drei einander entgegengesetzt gepolten Dioden 12, 34. 36 bzw. 38, 40. 42 umfaßt und über die Leitungen 14 sowie 16 mit der Batterie 12 verbunden ist.

Um die Ausgangsspannung des Wechselstromgencra:ors 18 zu stabilisieren, ist ein elektronischer Halbleiter-Spannungsregler 23 vorgesehen. Dieser Spannungsregler umfaßt einen Transistor 44 mit einem geerdeten Eriitter 46 sowie einem Kollektor 48, der über einen Widerstand 50, eine Leitung 51 und einen Hilfsgleichrichter 52 an die Phasenleitungen 24, 26 und 28 des Wechselstromgenerators angeschlossen ist. Die Basis 54 des Transistors ist über eine Zenerdiode 56 sowie einen Spannungsteiler 57 mit den Widerständen 58 und und ferner über die Leitung 62 im Verbindungspunkt mit der Phasenleitung 24 der Wicklungen 20a, 20c des Wechseistromgenerators 18 verbunden.

Der Kollektor des Transistors 44 ist ferner über eine Leitung 64 an das Stellglied einer Erregerstromquelle

66 herkömmlicher Art angeschlossen, die ihrerseits über eine Leitung 68 an der einen Seite der Feldwicklung 22 des Wechselstromgenerators liegt. Die entgegengesetzte Seite der Feldwicklung ist mit Masse verbunden. Die ausgangsseitige Phasenleitung 26 des Wechselstromgenerators ist ferner über eine Leitung 70 an die Erregerstromquelle 66 angeschlossen und liefert einen Erregerstrom an die Feldwicklung 22, wenn der Spannungsregler 23 dies zuläßt.

Im Betrieb wird die gleichgerichtete Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators über die Leitung 51 dem Spannungsregler 23 zugeführt. Diese Spannung wird durch den Spannungsteiler 57 aufgeteilt und am Verbindungspunkt 72 wirksam. Die zwischen die Basis 54 des Transistors 44 und diesen Verbindungspunkt 72 geschaltete Zenerdiode 56 hat eine bestimmte Durchbruchspannung, so daß die Zenerdiode leitend wird, wenn die angelegte Spannung diesen Wert übersteigt. Dadurch wird der Transistor 44 eingeschaltet. Durch das Einschalten des Transistors 44 wird die Erregerstromquelle 66 abgeschaltet und der der EIrregung dienende Stromfluß von der einen Wicklung 20£> des Wechselstromgenerators über die Leitung 70 an die Feldwicklung 22 unterbrochen.

Wegen der verhältnismäßig großen Länge der Lei-Hingen 14 und 16 entsteht auf diesen Leitungen ein Spannungsabfall, so daß die Spannung am Ausgang des Wechselstromgenerator* größer als an dem aus der Batterie 12 bestehenden Verbraucher ist. Damit erreicht die Spannung an der Batterie 12 nicht den für eine volle Ladung vorgesehenen Spannungswert, womit auch die Batterie nicht auf die volle Batteriespannung aufgeladen weiden kann.

Um diesen Spannungsabfall auf Grund der langen Leitungen 14 und 16 zu kompensieren, ist der Spannungsregler IZ über die Leitung 62 an den Verbindungspunkt 63 der Wicklungen 20a, 20c angeschlossen. Da der Spannungsabfall in Durchlaßrichtung an den Dioden 32 bis 42 von dem vom Wechselstromgenerator gelieferten Strom abhängt, ändert sich die Spannung am Verbindungspunkt 63 proportional mit diesem Strom. Wenn daher die Spannung während der negativen Halbwelle der erzeugten Wechselspannung am Verbi/idungspunkt 63 negativ wird, fließt ein Strom über die Diode 42 und hält den Verbindungspur.kt 63 auf einem negativen Spannungswert, der um den Diodenspannungsabfall unter dem Massepoieniial liegt. Wenn die Batterie 12 keinen Strom zieht, liegt der Diodenspannungsabfall auf einem bestimmten Wert von im vorliegenden Fall näherungsweise 0,7 Volt. Mit einem maximalen, über den Ausgang des Wechselstromgeneraiors fließenden Strom steigt der Diodenspannungsabfali auf näherungsweise 1,2 Volt infolge des erhöhten, über die Diode 42 fließenden Stromes an. Damit wird die Spannung am Verbindungspunkt 72. die die Funktion der Zenerdiode 56 beeinflußt, in Abhängigkeit von dem Strom verändert, der vom Wechselstromgenerator geliefert wird. Mit einer ansteigenden negativen Spannung am Widerstand 60 wird die Einschait/eit der Zenerdiode 56 verlängert, womn die Zeit vergrößert wird, während welcher der Erregerstrom wirksam ist. Diese längere Einwirkung des Erregerstromes bewirkt eine Vergrößerung der Ausgangsspannung am Wechselstromgenerator, um den Spannungsabfall auf den verhältnismäßig langen Leitungen 14 und 16 zu kompensieren.

Es sei bemerkt, daß die Phasenspannung des Wechselstromgenerator, die (über die Leitung 62) an den Spannungsregler angelegt wird, der Phasenspannung für die Erregerstromquelle voreilt, um eine einwandfreie Regelung zu erhalten.

In der Zeichnung ist ferner eine Diode 74 gestrichelt in der Leitung 62 dargestellt, die verhindern soll, daß eine positive Spannung vom Wechselstromgenerator aus versehentlich den Transistor 44 einst haltet. Diese Diode ist jedoch nur für einige spezielle Ausführungsform der Erregerstromquelle 66 erforderlich, wenn Gefahr besteht, daß durch Einschwingvorgänge positive Spannungsspitzen auf der Leitung 62 wirksam werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Stromversorgungseinrichtung, vorzugsweise für Lastkraftfahrzeuge, mit einem Mehrnhasen-Wechselstromgenerator, der über einen Brückengleichrichter und verhältnismäßig stark verlustbehaftete Leitungen einen Verbraucher speist, mit einem Halbleiter-Spannungsregler, der eingangsseitig über ein Bezugselemen! an einem über einen Halbwellen-Hilfsgleichrichter an der Ausgangsspannung des Wechseistronigenerators angeschlossenen Spannungsteiler liegt, bei dem der Spannungsteiler vom Spannungsabfall am Brückengleichrichier zusätzlich beeinflußbar ist und bei dem das Stellglied den Erregerstrom im Schaltbetrieb steuert, derart, dqß die Spannung am Verbraucher im wesentlichen konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brückengleichrichter (30) Dioden (z. B. 42) enthält, die entsprechend der Länge der Leitungen (14, 16) so ausgewählt sind, daß ihr Spannungsabfall ein Abbild des Spannungsabfalls auf den Leitungen (14. 16) darstellt, daß der Spannungsteiler (57) mit dem vom Hilfsgleichrichter (52) abgewandten Ende an dem Verbindungspunkt jeweils zweier Dioden (36, 42) der Phasenleitungen (z. B. 24) liegt, derart, daß mit zunehmend negativem Spannungsabfall an den Dioden (z. B. 42) die Istspannung am Reglereingang während der negativen Halbwellen "ermindert wird.