DE2838606A1

DE2838606A1 - Batterieladesystem

Info

Publication number: DE2838606A1
Application number: DE19782838606
Authority: DE
Inventors: Istvan Dipl Ing Ragaly
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-09-05
Filing date: 1978-09-05
Publication date: 1980-03-06
Also published as: JPS5537895A

Description

Batterieladesystem
Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Batterieladesystem nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon Batterieladesysteme mit einem Drehstromgenerator bekannt, beispielsweise aus "Bosch Technische Unterrichtung, Drehstromgeneratoren für Kraftfahrzeuge, VDT-UBE 315/30 (12.70)", bei denen der Drehstromgenerator aus der Batterie mit Gleichstrom erregt wird. Für die Stromerzeugung im Kraftfahrzeug, bei der der Generator mit häufig wechselnden Drehzahlen betrieben wird, benützt man üblicherweise Drehsystemgeneratoren mit Klauenpol- oder Einzelpolläufer mit nachgeschaltetem Gleichrichter. Der ^-enerator wird dabei, die oben erwähnt, mit Gleichstrom erregt. Der Gleichstrom wird durch einen Spannungsregler laufend an- und abgeschaltet, um die Ausgangsspannung des Generators auf einem vorgegebenen bestimmten Wert zu halten. Die Strom-Drehzahl-Kennlinie eines Generators gleicht einer aus dem Nullpunkt nach rechts verschobenen Farabel. Ungünstig ist vor allem, daß zwischen den Drehzahlen 3 und 1000 Umdrehungen pro Minute der Stromzuwachs C g beträgt, bei einer Drehzahländerung zwischen 1000 und 2000 Umdrehungen pro Minute etwa 70 %, bei einer Drehzahländerung zwischen 2000 und 3000 Umdrehungen pro Minute etwa 15 % und bei einer Drehzahländerung zwischen 3000 und 6000 Umdrehungen pro Minute noch einmal etwa 15 Unterhalb von 1 OD Umdrehungen pro Minute ist also gar kein Stromzuwachs und über einer Drehzahl von 2000 Umdrehungen pro Minute nur noch ein geringer Stromzuwachs zu erhalten. Der Läufer des Generators muß erst auf über 1000 Umdrehungen pro Minute angetrieben werden, damit der Generator seine Nennspannung erreicht und wenigstens den Selbsterregungsstrom abgeben kann. Erst oberhalb dieser Drehzahl von über 1000 Umdrehungen pro Minute ist die Ausgangsspannung größer als die Batteriespannung, und erst dann beginnt der Generator, Ladestrom in die Batterie zu liefern.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Batterieladesystem mit den kennzeichnenden Mer<rnalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Stromversorgung schon bei niedrigen Generatordrehzahlen gesichert ist. Außerdem können die maximal erforderlichen Drehzahlen des Generators verringert werden; Durch die in den Unteransprüchen aufgefJhrten Maßnahmen sind vofteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Batterieladesystems möglich. Besonders vorteilhaft ist, den Wachselrichter aus der Batterie zu betreiben. Besonders günstig ist ein Batterieladesysten mit einem Generator, der mit Drehstrom erregt wird. Die Generatorspannung erreicht bei wesentlich geringeren Drehzahlen als bei herkömmlichen Drehstromgeneratoren die NennsDanr.ung des Versorgungsnetzes, ein Ladestrom steht daher schon bei geringen Drehzahlen zur Verfügung. Die Ständerwicklung des Generators des erfindungsgemäßen 3atterielade systems benötigt weniger Windungen in der Phasenwechslung, dadurch wird der induktive und der ohmsche Widerstand der Wicklung gesenkt. Dies wirkt sich auch auf das Übersetzungsverhältnis des Antriebs aus, das verkleinert werden kann. Durch ein verkleinertes Übersetzungsverhältnis kann man eine höhere Lebensdauer beispielsweise der Kohlbürsten, der Schleifringe und der Kugellager bewirken. Außerdem ist die Kühlung solcher Generatoren wegen des verringerten Widerstands und damit der verringerten Wärmeentwicklung der Ständerwicklung weniger problematisch.
Wegen der kleineren Verluste in der Ständerwicklung wird der Wirkungsgrad des Generators erhöht. Die Regelung der Ausgangsspannung des Generators des erfindungsgemäßen Batterieladesystems kann genauer gestaltet werden durch die Möglichkeit, den Regler mit einer Amplitudenregelung oder einer Frequenzregelung oder mit einem auszustatten. Durch eine Integration des Spannungsreglers elektrischter, insbesondere bei einer Ausführung mit einer eisenlozen Endstufe, läßt Sich das Baumvolumen des Systems sehr klein halten. Eine wirtschaftliche Herstellung von Ständer und Läufer st dadurch möglich, daß bei Generatoren mit Einzellamellen die sonst bei der Ständerfertigung abfallenden Bohrungslamellen für die Herstellung der Läuferlamellen benützt werden nnen.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine Skizze eines im erfindungsgemäßen Batterielade-System verwendbaren Generators, Figur 2 einen Stromlaufplan des Systems.
Beschrelbung des Ausführungsbeispiels In Figur 1 enthalten die Lagerschilde 11 und 12 eines Generators die Lager 15 und 14, in denen eine Generatorwelle 15 gelagert ist.
Auf der Antriebsseite ist eine Riemenscheibe 16 und ein Lüfterrad 17 angedeutet. Die Lagerschilde 11 und 12 sind mit Schrauben 18 zusammengepreßt und halten dabei ein Ständerblechpaket 19. Wegen der raten magnetischen Eigenschaften ist das Ständerblechpaket 19 vorzugsweise aus Einzellamellen hergestellt. In das Ständerblechpaket 19 ist eine Ständerwicklung 21, eine Dreiphasenwicklung, eingesetzt.
Innerhalb des Ständerblechpakets 19 ist ein auf die Welle 15 aufgesetzter Läufer mit dem Träger 22, dem Läuferblechpacket 23. der Erregerwicklung - einer Dreiphasenwicklung - 24 und der als Haltevorrichtung für die Erreger-vicklung 24 dienenden Vergußmasse 25 drehbar. Die Wicklungsenden der Erregerwicklung 24 stehen mit drei schleifringen 26 in leitender Verbindung. Ein Bürstenhalter 27 trägt drei Kohlen 25. Mit dem Bürstenhalter 27 ist ein Spannungsregler 29 mechanisch verbunden. In dem Spannungsregler 29 kann gleichzeitig ein Wechselrichter 31 integriert sein.
Im Stromlaufplan nach Figur 2 ist der Ständerwicklung 21, die die Ausgangswicklung des Generators darstellt, ein Drehstrom-Brückengleichrichter 32 nachgeschaltet. Die Ausgangsleistung des Generators steht an der Plusklemme 33 und der Minusklemme 34 zur Verführung und kann einer Batterie 35 und über einen Lastschalter 36 den Verbrauchen 37 zugeführt werden. In Figur 2 sind die drei Wicklungsstränge der Erregerwicklung 24 angedeutet, deren Enden über die Schleifringe 26 und die Kohlen 28 an den Wechselrichter 31 angeschlossen sind. Mit dem Wechselrichter 51 ist zweckmäßigerweise der Spannungsregler 29 zusammengebaut. Die Wechselrichterspannungsregler-Einheit 29, 31 ist einerseits an die Minusklemme 54 und über einen Zündschalter 38 an die Plusklemme 33 angeschlossen.
Der Wechselrichter 31 kann mit einer Amplituden-und/oder Frequenzregelung ausgestattet sein, die vom Spannungsregler 29 gesteuert wird.

Claims

Ansprüche 1. Battereladesystem mit einem Wechselstromgenerator, insbesondere einem Drehstromgenerator, für Kraftfahrzeuge, mit einen eine ausgangswicklung tragenden Ständer, einem eine Erregerwicklung tragenden Läufer, einer den Läufer und Schleifringe tragenden Generatorselle, mit elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Scbleifnngen und der Erregerwicklung, mit auf den Schleifringen schleifenden Kohlebürsten und einem mit den Kohlebürsten in Verbindung stehenden Spannungsregler und mit einer 3atterie, insbesondere einer Fahrzeugbatterie, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (24) über einen Wechselrichter (31) mit Drehstrom gespeist wird.
2. 3atterieladesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselrichter (31) im wesentlichen aus der Batterie (3D) betrieben wird.
5. Batterieladesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsel richter (5i) einen Dreiphasenausgang hat, daß die Erregerwicklung (24) als Dreiphasenwicklung ausgebildet ist und daß der Erregerstrom ein Drehstrom ist.
4. Batterieladesystem nach einem der vorgesehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler (29) zum Steuern der Amplitude der Ausgangsspannung des Wechselrichters (31) abhängig von der Spannung der batterie (35) und der Belastung durch die Verbraucher (37) des Systems dient.

5. Batterieladesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler (29) zum Steuern der Frequenz der Ausgnagsspannung des Wechselrichters (31) abhängig von der Spannung der Batterie (33) und der Belastung durch die Verbraucher (37) des Systems c--on.

6. Batterialdesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler (29) im Wechselrichter (31) integriert ist.

7. Batterieladesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüehe mit einem generator mit Einzellamellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (23) des Läufers aus den aus den Lamellen (19) des Ständers ausgestanzten Bohrungslamellen hergestellt sind.