DE2430294A1

DE2430294A1 - Einrichtung zum ueberwachen des ungestoerten stromflusses in elektrischen antriebsanlagen

Info

Publication number: DE2430294A1
Application number: DE2430294A
Authority: DE
Inventors: Ahmed Yasser Dipl Ing Chehna; Rainer Dipl Ing Wirtz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-06-24
Filing date: 1974-06-24
Publication date: 1976-01-15

Description

Einrichtung zum Überwachen des ungestörten Stromflusses in elektrischen Antriebsanlagen ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Die Erfindung bezieht sich auf eine .3inrichtung zum Überwachen des ungestörten Stromflusses in elekrischen Antriebsanlagen, insbesondere bei Verwendung einer Gl,Lichstrommaschine als Antriebsmaschine in Kraftfahrzeugen.
Bei stromdurchflossenen Induktivitäten können mit dem Abschalten Störlichtbögen auftreten, die ihre Energie aus der abnehmenden Magnetisierung erhalten. Eine besondere Art des Störlichtbogens bei Gleichstrommaschinen ist das am Kollektor auftretende Bürstenfeuer, das z.B. durch abgebrannte Kohlen und gebrochene Bürsten ausgelöst werden kann. Obwohl dieses Bürstenfeuer nicht unbedingt einen Leistungsabfall der Gleichstrommaschine zur Folge haben muß, wodurch der Fahrer zumindest auf einen Felller im Antriebssystem seines Fahrzeuges hingewiesen werden könnten so schadet das Bürstenfeuer doch der Gleichstrolsnaschine im Laufe der Zeit. Die auftretenden hohen Temperaturen führen nämlich zu einem erhöhten Verschleiß an Kohlen und Kommutatormaterial. Zugleich kann der Abrieb die Kommutatorumfangfläche mit einer 'eitfähigen Schicht überziehen und damit den weiteren Verschleiß noch beschleunigen. Neben dem Bürstenfeuer können auch Störlichtbögen infolge Kabelbrüchen auftreten. Die Lichtbogenbildung bewirkt in diesem Fall ein Schmelzen oder Verkohlen des das Kabel umgebenden Isolationsmateriales wodurch Kurzschlüsse und Zerstörungen anderer Einrichtungen des Fahrzeuges eingeleitet werden können.
Bezüglich des Leistungskreises von Gleichstrommaschinen lassen sicil drei Einheiten unterscheiden: Batterie, Leistungssteller und Gleichstrommaschine.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, irgendwelche durch Störungen hervorgerufene Unregelmäßigkeiten im Stromfluß mit Hilfe einer Meßeinrichtung festzustellen.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß wenigstens auf einer Seite des Leistungsstellers für die Gleichstrommaschine eine Auskoppelschaltung für Hochfrequenz-Spannungen vorgesehen ist und die Auskoppelschaltung mit einer Meßeinrichtung in Verbindung steht.
Um nicht auch von außen eingestrahlte Hochfrequenz-Spannungen als Fehler innerhalb des Systems zu werten, empfiehlt sich die Verwendung von Frequenz-Filtern innerhalb der Auskoppelschaltung und/oder Meßeinrichtung. Gedacht ist bei diesen von außen eingestreuten Hochfrequenz-Spannungen an Einstreuungen ausgehend von einem Rundfunksende'r, Mit dieser erfindungsgemäßen Detektor-Schaltung für Störlichtbögen lassen sich Fehler schnell aufzeigen und der Fahrer kann den angezeigten Wert in der Meßeinrichtung zum Anlaß nehmen, umgehend eine Reparaturwerkstattt aufzusuchen.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und -sind im folgendem anhand eines Beispieles näher beschrieben und erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 ein Prinzipschaltbild für den Betrieb einer Gleichstrommaschine mit einer einfachen Einrichtung zum überwachen des ungestörten Stromflusses, Fig. 2 eine Schaltungsanordnung en;sprechend der von Fig. 1 mit einem Frequenzfi ter in der Auskoppelschaltung, Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit je einer Auskoppelschaltung vor und nach dem Leistungssteller und einer gemeinsamen Meßeinrichtung, und Fig. 4 eine vereinfachte eßeinrichtung zur Verwendung in Fig. 3.
In Fig. 1 ist mit 10 eine Gleichstrommquelle bezeichnet, die über einen Leistungssteller 11 mit einer Gleichstrommaschine 12 in Verbindung steht. Von beiden Seiten 13 und 14 der Gleichstrommaschine 12 führen Leitungen 15 und 16 zu Eingängen 18 und 19 einer Auskoppelschaltung 17, deren Ausgänge 20 und 21 mit einer Meßeinrichtung 25 in Verbindung. steben. Diese Meßeinrichtung 25 besitzt zwei Eingänge 26 und 27, zwischen denen ein für höhervfrequente Wechselspannung ausgelegtes Meßinstrument 28 angeordnet ist.
Die Auskoppelschaltung 17 selbst umfaßt zwei an ihren Eingängen 18 und 19 angeschlossene Kondensatoren 22 und 23, die mit der Primärwicklung eines Übertragers 24 gekoppelt sind. Zwischen den beiden Ausgängen 20 und 21 liegt schließlich die Sekundärwicklung dieses Übertragers 24.
Treten während des Betriebes der Gleichstrommaschine Störlichbögen auf, so werden die erzeugten Hochfrequenz-Spannungen über die Kondensatoren 2° und 23 sowie den Übertrager 24 der Meßeinrichtung 2 zugeführt. Durch die Wahl der Kapazitäten der beiden KonCensatoren 22 und 23 im Zusammenhang mit der durch den übertrager 24 gebildeten Induktivitt läßt sich der zu übertragende Frequenzbereich festlegen. Dies ist vor allem im Hinblick auf eine impulsmäßige Stromversorgung der Gleichstrommaschine von Bedeutung, wobei dann eine Freilaufdiode für den während den Impulspausen fließenden Strom vorzusehen ist.
Fig. 2 zeigt eine gegenüber Fig. 1 nur leicht abgewandelte Schaltungsanordnung. Hinzugekommen ist hier lediglich ein Kondensator 29 parallel zur Sekundärwicklung des Übertragers 24 in der Suskoppelschaltung 17. Da!nit bildet der Sekundärkreis des Ubertragers 24 einen Parallelschwingkreis, wodurch der zu übertragende Freuquenzbereich weiter eingeschränkt werden kann, bzw. nur ein durch den Resonanzkreis bestimmtes Frequenzband zur Meßeinrichtung gelangt. Die übrigen Bauelemte und Baugruppen entsprechen denen der Fig. 1.
Ein weiteres Schaltungsbeispiel ist in der Fig. 3 dargestellt.
Hier finden sich sowohl vor, als auch nach dem Leistungssteller 11 je eine Auskoppelschaltung 17a und 17b. Ihr Aufbau entspricht der Auskoppelschaltung von Fig. 2, und sie enthalten neben zwei dem Eingang nachgeschalteten Kondensatoren je einen Übertrager sowie einen der Sekundärwicklung des Übertragers parallelgeschalteten Kondensator. Die hier verwendete Meßeinrichtung 25a hat vier Eingänge 30 bis 33, von denen die Eingänge 30 und 31 mit der Auskoppelschaltung 17a in Verbindung stehen und entsprechend die Eingänge 32 und 33 mit der Auskoppelschaltung 17b. Ein erster Ausgang 34 der Meßeinrichtung 25a ist mit einem Anzeigeinstrument 35 gekoppelt und ein zweiter Ausgang 36 führt zu einem Schalter 37 zwischen der Gleichstromquelle 10 und dem Leistungssteller 11.
Mit dieser -Schaltungsanordnung lassen sich Störlichtbögen sowohl vor als auch nach dem LeistLngssteller ausfindig machen.
Während das Anzeigeinstrument 35 der laufenden Überazachung sämtlicher Störungen dient, ist zweckmäßigerweise dem Ausgang 36 ein Schwellwertschalter vorgeschaltet, der erst ab einer bestimmten Stärke eines Störlichtbc,gens ein Ausgangssignal abgibt und damit den Schalter 37 öffnet.
Fig. 4 zeigt eine Meßeinrichtung mit einem Horn 40 und einem Relais 41 zur Betätigung des Schalters 37. Sowohl dem Horn 40, als auch dem Relais 41 ist ein Schwellwertschalter 42, 43 vorgeschal-;et. Diese enthalten je einen Transistor 44 und 45, der über variable Spannungsteiler aus den Widerständen 46 und 47 bzw. 48 und 49 angesteuert wird. Die Eingänge 50 und 51, bzw. 52 und 53 der Schwellwertschalter 42 und 43 liegen parallel der zu einem Kondensator 55, über eine Diode 56 den Ausgängen 58 und 59 der Auskoppelschaltung 17a parallelgeschaltet ist. Ihre Speisespannung erhalten die Transistoren 44 und 45 jeweils über das Horn 40 bzw. das Relais 41 von einer Plusleitung 60, während eine Minus leitung 61 direkt mit den in Emitterschaltung arbeitenden Transistoren 44 und 45 gekoppelt ist und mit den Eingängen 51 und 53 der beiden Schwellwerschalter 42 und 43 sowie dem Ausgang 59 der Auskoppelscha-ltung 17a in Verbindung steht.
Zweckmäßigerweise sind die beiden Schwellwertschalter 42 und 43 auf verschiedene Ansprechpunkte eingestellt, um zuerst ein akustisches Signal im Horn 40 abzugeben und erst im Anschluß an einen noch stärker werdenden Störlichtbogen über das Relais 41 die Anlage mit der Gleichstrommaschine abzuschalten.
Neben dem Horn als Warnanlage kann auch eine optische Einrichtung zur Anzeige einer Störung vorgesehen werden.

Claims

Ansprüche

)Einrichtung zum Überwachen des ungestörten Stromflusses in elektrischen Antriebs anlagen, insbesondere bei Verwendung einer Gleichstrommaschine als Antriebsmaschine in Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Seite eines Leistungsstellers (11) für die Gleichstrommaschine (12) eine Ruskoppelschaltung (17, 17a, 17b) ür Hochfrequenz-Spannungen vorgesehen ist und die Auskoppelschaltung mit einer Meßeinrichtung (25, 25a) in Verbindung steht.
2. Einrichturg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (25 , 25a) ein !Ießinstrument (28) enthält.
3. Einrichturg nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßeinrichtung (25a) wenigstens ein Schwellwertschalter (42, 43) vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schwellwertschalter (42) eine Warneinrichtung (40) nachgeschaltet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter (43) mit einem zwischen Gleichstromquelle (10) und Gleichstrommaschine (12) liegenden Schalter (37) in Verbindung steht.
6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppelschaltung (17a, 17b) und/oder die Meßeinrichtung (2-5,25a) Frequenzfilter enthält.
7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskoppelschaltung (17, 17a, 17b) einen wenigsten einem Kondensator (22, 23) nachgeschalteten Hochfrequenz iibertrager (24) enthält.

L e e r s e i t e