DE2757818A1 - Anordnung zur drehzahlmessung von generatoren, insbesondere von generatoren fuer von verbrennungskraftmaschinen angetriebene ersatzstromanlagen - Google Patents

Anordnung zur drehzahlmessung von generatoren, insbesondere von generatoren fuer von verbrennungskraftmaschinen angetriebene ersatzstromanlagen

Info

Publication number
DE2757818A1
DE2757818A1 DE19772757818 DE2757818A DE2757818A1 DE 2757818 A1 DE2757818 A1 DE 2757818A1 DE 19772757818 DE19772757818 DE 19772757818 DE 2757818 A DE2757818 A DE 2757818A DE 2757818 A1 DE2757818 A1 DE 2757818A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
generator
starter
speed
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19772757818
Other languages
English (en)
Other versions
DE2757818B2 (de
Inventor
Artur Dipl Ing Hamacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse Nucletron GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Nucletron GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knorr Bremse Nucletron GmbH filed Critical Knorr Bremse Nucletron GmbH
Priority to DE19772757818 priority Critical patent/DE2757818B2/de
Publication of DE2757818A1 publication Critical patent/DE2757818A1/de
Publication of DE2757818B2 publication Critical patent/DE2757818B2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/08Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems requiring starting of a prime-mover
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/4802Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage by using electronic circuits in general

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Anordnung zur Drehzahlmessung von Generatoren, insbe-
  • sondere von Ge neratoren für von Verbrennungskraftmaschinen angetriebene Ersatzstromanlagen.
  • BESCHREIBUNG Problemstellung und Stand der Technik Ersatzstrom- bzw. Notstromanlagen, bei denen ein Generator von einer Verbrennungskraftmaschine angetrieben wird, sollen bei Ausfall des Energieversorgungsnetzes die Energieversorgung der Verbraucher (z. B. Krankenhäuser, Radaranlagen, Notbeleuchtung, Fabrikanlagen) übernehmen, wobei die zeitliche Energielücke zwischen Netzausfall und vollständiger Ubernahme der Energieversorgung durch die Ersatzstromanlage nur wenige Sekunden, in manchen Fällen nur Bruchteile von Sekunden (z. B. bei Radaranlagen) betragen darf. Hierzu wird üblicherweise die Verbrennungskraftmaschine von einem aus einer Batterie gespeisten Anlasser über eine automatische, elektrische Einrichtung gestartet.
  • Ein Problem bei diesem Startvorgang besteht in der Ermittlung der Drehzahl, bei der die Verbrennungskraftmaschine sicher angesprungen ist und der Anlasser abgeschaltete werden muß, um ihn vor Zerstörungen zu schützen. Diese Abschaltdrehzahl für den Anlasser liegt erfahrungsgemäß bei Drehzahlen, die 10 bis 20 96 der Nenndrehzahl der Verbrennungskraftmaschine beträgt.
  • Zur Ermittlung dieser Drehzahl wird bei auf dem Markt erhältlichen Ersatzstromanlagen ein zusätzlicher Tachogenerator, w. z. B. eine zusätzliche Lichmaschine, ein optoelektronischer Abtaster oder sonstige bekannte Vorrichtungen zur Messung von Drehzahlen rotierender Teile verwendet. Das von diesen Vorrichtungen erzeugte Drehzahlsignal wird in einer nachgeschalteten Auswerteelektronik zu einem Abschaltsignal für den Anlasser aufbereitet.
  • Derartige zusätzliche Vorrichtungen zur Ermittlung der Drehzahl bedeuten einen nicht unbeachtlichen Kostenfaktor, verursachen einen zusätzlichen Wartungsaufwand und stellen einen zusätzlichen Störfaktor dar, der die Betriebsicherheit der Esatzstromanlage herabsetzt.
  • Aufgabe Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt d e Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Drehzahlmessung von Generatoren und insbesondere von Generatoren für von Verbrennungskraftmaschinen angetriebene Ersatzstromanlagen anzugeben, bei der der zusätzliche Aufwand gegenUber den bekannten Anlagen stark herabgesetzt wird und gleichzeitig die Betriebssicherheit erhöht wird.
  • Vorteile Mit der Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß keine zusätzliche Vorrichtung zur Abtastung der Drehzahl des Generators bzw. der Verbrennungskraftmaschine benötigt wird und trotzdem ein zuverlässiges Drehzahlsignal auch bei verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen bezogen auf die Nenndrehzahl erhalten wird. Wegen der sehr niedrigen Ausgangsspannung des Generators bei kleinen Drehzahlen wurde die Verwendung des Generators selbst zur Drehzahlmessung von der Fachwelt bisher als unmöglich angesehen.
  • Vateilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Mit der Ausgestaltung der Anordnung nach Anspruch 3 wird eine hochempfindliche Auswerteschaltung angegeben, mit der das sehr kleine Spannungssignal des Generators ausgewertet werden kann. Durch die in Anspruch 4 angegebene Ausgestaltung wird eine galvanische Trennung zwischen Generator und der AuswerteschaLt ung erreicht. Hierdurch wird auch der Einfluß von eventuellen Störspannungen klein gehalten.
  • Darstellung der Erfindung Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Figuren ausführlicher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 den relativen Spannungsverlauf des Generators in Abhängigkeit von der auf die Nennfrequenz bezogenen Frequenz der Generatorausgangsspannung; Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Teiles der erfindungsgemäßen Anordnung; und Fig. 3 ein Meßdiagramm der Generatorspannung während des Anlaßvorganges sowie der am Anlasser der Verbrennungskraftmaschine anliegenden Spannung.
  • In Fig. 1 ist der Spannungsverlauf des Generators (in Prozenten bezogen auf die der Frequenz (bezogen auf die Nennfrequenz) in den Rurven 15 und 16 dargestellt, wo- 1 bei die Kurve 15 den Spannungsverlauf während des Hochfahrens und die Kurve 16 den Spannungsverlauf währerddes Herunterfahrens des Generators zeigen. Der Unterschied zwischen den Kurven 15 und 16 ergibt sich aus der Hysterese des Eisens des Generators. Die Kurve 17 stellt eine Grenzkurve dar, der sich der Spannungsverlauf des Generators im oberen Drehzahlbereich etwa zwischen 80 bis 100 % der Nenndrehzahl asymptotisch annähert.
  • Es ist ersichtlich, daß in dem für den Anlaßvorgang interessierenden Bereich der Frequenz bzw. Drehzahl des Generators von etwa 10 bis 20 % die Generatorspannung derart klein ist, daß ihre Messung bzw. Auswertung bisher für unmöglich gehalten wurde.
  • Das in Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild eines Teiles der erfindvmgsgemäßen Anordnung zeigt eine Auswerteschaltung 1 sowie mit dieser Auswerteschaltung verbundene weitere Teile bzw. Vorrichtungen. Die Auswerteschaltung 1 besteht aus einem Längswiderstand 2, dem zwei antfparUllel geschaltete Dloden3u4 nachgeschaltet sind. Parallel zu diesen Dioden ist ein Schmitt-Trigger 5 geschaltet,.dessen Ausgang mit einem herkömmlichen Frequenz-Spannungswandler 6 verbunden ist. Der Eingang der Auswerte schaltung 1 ist über einen Transformator 7 mit einem (nicht dargestellten) Generator verbunden, der an die Anschlußklemmen 8 an der Primärseite des Transformators 7 angeschlossen ist.
  • Der Ausgang des Frequenz-Spannungswandlers 6 und damit der Auswerte schaltung 1 ist mit einem Eingang 10 eines Komparators 9 verbunden. Ein zweiter Eingang 11 des Komparators 9 ist mit einer Bezugsspannungsquelle 12 verbunden. Diese Bezugsspannungs quelle 12 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem verstellbaren Widerstand, der an eine Konstantspannungsquelle, die z. B. aus der Starterbatterie der Ersatzstromanlage gespeist wird, angeschlossen ist. Der Ausgang des Komparators 9 ist mit einer Vorrichtung zum Abschalten des Anlassers der Verbrennungskraftmaschine verbunden; die in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Relais 13 mit dessen zugeordnetem Schaltkontakt 14 besteht.
  • Im folgenden wir,d die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten Anordnung beschrieben. Die Generator-Ausgangsspannung liegt an den Klemmen 8 der Primärseite des Transformators an und wird potentialfrei (galvanisch getrennt) der Auswerteschaltung 1 zugefürt. Durch den Längswiderstand 2 wird der durch die an die/parallel geschalteten esltn r%%en 3und 4, die z.
  • B. auch Zenerdioden sein können,/begrenzt. Die an den antiparallel geschalteten Dioden 3 und 4 liegende Spannung ist bei normalen Dioden auf 0,7 Volt und bei Zenerdioden auf deren Zenerspannung begrenzt. Sobald die an sich sinusförmige Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators 7 die Spannung von 0,7 Volt bzw. die gewählte Zenerspannung übersteigt, wird der diese Spannung übersteigende Spannungsanteil der Transformatorspannung abgeschnitten. Die Diodenspannung der Dioden 3 und 4 wird den Eingängen des Schmitt-Triggers 5 zugeführt. Die Schalthysterese des Schmitt-Triggers 5 ist verhältnismäßig klein gewählt, damit der Schmitt-Trigger 5 auch bei niedrigen Spannungen noch einwandfrei umschaltet. Bei einem Ausführungsbeispiel einer Diodenspannung von 0,7 Volt liegt diese Hysteresespannung ungefähr bei 2 x 0,1 bis 0,2 Volt.
  • Am Ausgang des Schmitt-Triggers 5 erhält man somit ein Rechtecksignal, dessen Frequenz der Frequenz der Generatorspannung entspricht. Dieses Rechtecksignal wird anschließend in dem Frequenz-Spannungswandler 6 in eine dieser Frequenz proportionale Spannung umgewandelt. Der Frequenz-Spannungswandler stellt ein in der Elektrotechnik allgemein bekanntes Bauelement dar, so daß auf seine eingehende Beschreibung verzichtet werden kann. Am Ausgang der Auswerteschaltung 1 erhält man somit ein Spannungssignal, das der Frequenz und damit der Drehzahl des Generators direkt proportional ist.
  • Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Dimensionierung des Längswiderstandes 2 und der Dioden 3 und 4 so gewählt ist, daß die Nennspannung des Generators und der dabei fließende Strom die Dioden 3 und 4 und den Schmitt-Trigger 5 nicht zerstören kann. Diese Dimensionierung wird auch von dem gewählten Übersetzungsverhältnis des Transformators 7 abhängen. In einem realisierten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dieses Ubersetzungsverhältnis des Transformators 7 so gewählt, daß bei einer Primärspannung von 220 V auf der Sekundärseite eine Spannung von 12 V erhalten wird.
  • Das Ausgangssignal der Auswerteschaltung 1 wird in dem Komparator 9 mit einer Bezugsspannung verglichen. Diese Bezugsspannung ist so gewählt, daß sie der Spannung bzw. Frequenz des Generators entspricht, bei der die Verbrennungskraftmaschine, die den Generator treibt, sicher angesprungen ist.
  • Dieser Wert liegt, wie eingangs erwähnt, bei etwa 10 bis 20 % der Nennfrequenz bzw. Nenndrehzahl der Verbrennungskraftmaschine bzw. des Generators. Übersteigt die Spannung am Eingang 10 des Komparators 9 die Bezugsspannung am Eingang 11, so gibt der Komparator 9 ein Ausgangssignal ab, welches anzeigt, daß die eingestellte Bezugsspannung erreicht wurde und damit,daß die Verbrennungkraftmaschine angesprungen ist.
  • Damit wird also ein Signal erhalten, das den Anlasser der Verbrennungskraftmaschine abschalten soll. Das Ausgangssignal des Komparators 9 steuert dann die Vorrichtung zum Abschalten des Anlassers der Verbrennungskraftmaschine, die in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Relais 13 mit Schaltkontakten 14 besteht. Selbstverständlich kann das Ausgangssignal des Komparators 9 auch einer sonstigen (elektronischen) Treiberschaltung zugeführt werden, mit der der Anlasser abgeschaltet werden kann.
  • Die Bezugsspannungsquelle 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Verstellwiderstand ausgeführt, mit dem der gewünschte Wert der Abschaltdrehzahl eingestellt werden kann. Es sind natürlic auch alle sonstigen bekannten Vorrichtungen zur Erzeugung eine Bezugsspannung verwendbar.
  • Fig. 3 zeigt leßdiagramme der Generatorspannung Ug und der Anlasserspannung Ua über der Zeit aufgetragen, wobei die Zeitachse hier von rechts nach links verläuft. Zum Zeitpunkt t1 wird der Anlasser betätigt und dessen Versorgungsspannung einer schaltet Die Generatorspannung Ug ist hierbei noch Null. Der anschließende Abfall der Anlasserspannung Ua ist durch die hohe Stromentnahme des Anlassers zu erklären und durch den Innenwiderstand der verwendeten Starterbatterie bedingt. Während des Zeitintervalles von t1 nach t2 wird die Verbrennungskraftmaschine von dem Anlasser angetrieben, wobei die vom Generator abgegebene Ausgangsspannung sehr klein ist. Diese sehr kleine Spannung wird von der Auswerteschaltung bereits gemessen und ausgewertet. Zum Zeitpunkt t2 wird von der Auswertesohaltung erkannt, daß die Verbrennungskraftmaschine die vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, bei der der die Maschine angesprungen ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Anlasser abgeschaltet, was aus dem Abfall der Spannung Ua ersichtlich ist.
  • In der darauffolgenden Phase wird die Verbrennungskraftmaschine auf ihre Nenndrehzahl hochgefahren, worauf die Generatorspannung Ug ebenfalls auf ihre Nennspannung (z. B. 220 V) hochgefahren wird. (Vgl. hierzu auch Fig. 1).
  • Schließlich wird es empfehlenswert sein, während der Hochlaufphase der Verbrennungskraftmaschine, also in dem Zeitintervall von t2 bis t3 den Generator noch nicht zu belasten, sondern die elektrische Last erst zum Zeitpunkt t3 zuzuschalten. Dies ist z. B. durch eine weitere Anordnung gemäß der Erfindung möglich, bei der der Bezugswert der Bezugsspannungsquelle 12 auf die Nenndrehzahl eingestellt ist und bei der das Relais 13 mit seinem Schaltkontakt 14 so angeschlossen ist, daß die elektrische Last mit dem Generator verbunden wird.
  • 1 Alle in der Zeichnung aargestellten und der Beschreibung erwähnten technischer. Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜC HE 1. Anordnung zur Drehzahlmessung von Generatoren, insbesondere von Generatoren für von Verbrennungskraftmaschinen angetriebene Ersatzstromanlagen, d a d ur c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß unter Ausnutzung der magnetischen Remanenz des Generators dessen Spannung zur Drehzahlmessung während des Startvorganges der Verbrennungskraftmaschine verwendet wird.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator selbst mit einer hochempfindlichen Auswerteschaltung (1) verbunden ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (1) aus einem Längswiderstand (2), zwei antiparallel geschalteten Dioden (3,4), einem hierzu parallel geschalteten Schmitt-Trigger (5) und einem hierzu nachgeschalteten Frequenz-Spannungswandler (6) besteht.
  4. 4. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator und die Auswerteschaltung (1) durch einen zwischengeschalteten Transformator (7) miteinander verbunden sind.
  5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (1)~ausgangsseiti mit einem Eingang (10) eines Komparators (9) verbunden isb, dessen anderer Eingang (11) mit einer Bezugsspannungsquelle (12) verbunden ist und daß der Ausgang des Komparators (9) mit einer Vorrichtung (13, 14) zum Abschalten eines Anlassers für die Verbrennungskraftmaschine verbunden ist.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dioden (3, 4) Zenerdioden sind.
DE19772757818 1977-12-23 1977-12-23 Anordnung zum Abschalten des Anlassers von zum Antrieb von Ersatzstromanlagen verwendeten Verbrennungskraftmaschinen Withdrawn DE2757818B2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772757818 DE2757818B2 (de) 1977-12-23 1977-12-23 Anordnung zum Abschalten des Anlassers von zum Antrieb von Ersatzstromanlagen verwendeten Verbrennungskraftmaschinen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19772757818 DE2757818B2 (de) 1977-12-23 1977-12-23 Anordnung zum Abschalten des Anlassers von zum Antrieb von Ersatzstromanlagen verwendeten Verbrennungskraftmaschinen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2757818A1 true DE2757818A1 (de) 1979-06-28
DE2757818B2 DE2757818B2 (de) 1979-11-15

Family

ID=6027165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19772757818 Withdrawn DE2757818B2 (de) 1977-12-23 1977-12-23 Anordnung zum Abschalten des Anlassers von zum Antrieb von Ersatzstromanlagen verwendeten Verbrennungskraftmaschinen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2757818B2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5287831A (en) * 1991-08-15 1994-02-22 Nartron Corporation Vehicle starter and electrical system protection

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5287831A (en) * 1991-08-15 1994-02-22 Nartron Corporation Vehicle starter and electrical system protection
US5413072A (en) * 1991-08-15 1995-05-09 Nartron Corporation Vehicle starter and electrical system protection

Also Published As

Publication number Publication date
DE2757818B2 (de) 1979-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69728032T2 (de) Generatorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug
DE3006665A1 (de) Spannungsquelle zur ionenstrommessung am verbrennungsmotor
EP0487927A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Spannungsregelung in Abhängigkeit vom Batterie-Ladezustand
DE10205381A1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Isolationsüberwachung eines Gleichstromnetzes
DE3819529A1 (de) Elektrische thermomagnet- und differentialschutzeinrichtung
WO1998025337A1 (de) Vorrichtung zur regelung der ausgangsspannung eines drehstromgenerators
DE2926705A1 (de) Schaltung zur erfassung von defekten in stromversorgungsanlagen von kraftfahrzeugen
WO2016026579A1 (de) Versorgungsspannungsdetektionseinrichtung und verfahren zur detektion einer versorgungsspannung
EP0754303A1 (de) Sichere spannungsüberwachung
WO2015193004A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur ermittlung einer elektrischen spannung
DE2718658A1 (de) Einrichtung zur erkennung von lagerschaeden elektrischer maschinen
DE2936761A1 (de) Kontrollsystem zur ueberwachung von unter gasdruck stehenden rotorblaettern
DE2458068B2 (de) Batterieladeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE1266869B (de) Einrichtung zur Steuerung der Synchronisierung eines als Asynchronmotor anlaufenden Synchronmotors
DE2915251A1 (de) Einrichtung zur ermittlung von stoerungen an einer wechselstromlichtmaschine
DE2757818A1 (de) Anordnung zur drehzahlmessung von generatoren, insbesondere von generatoren fuer von verbrennungskraftmaschinen angetriebene ersatzstromanlagen
DE2558805A1 (de) Einrichtung zur ueberwachung einer batteriespannung
EP0013860A1 (de) Streckenprüfeinrichtung
DE3423767C2 (de)
DE2517399A1 (de) Phasenausfall- und nullstrom-detektor, insbesondere in einem elektronischen motorschutzrelais mit stromabhaengiger ausloesung
DE2519851A1 (de) Batterieladeeinrichtung
EP0502549B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Zündüberwachung einer Zündanlage
DE3040459C2 (de) Spannungsregler für Wechselstrom-, insbesondere Drehstromgeneratoren zum Aufladen einer Batterie
EP1003967B1 (de) Mess- und diagnoseeinrichtung für ein zündsystem einer brennkraftmaschine
DE3127230A1 (de) Elektronisch geregeltes zuendsystem

Legal Events

Date Code Title Description
OAP Request for examination filed
OD Request for examination
BHN Withdrawal