DE3040629A1

DE3040629A1 - Verfahren und vorrichtung zur versorgung stationaerer verbrennungsmotoren mit elektrischer starthilfs- und/oder zuendenergie

Info

Publication number: DE3040629A1
Application number: DE19803040629
Authority: DE
Inventors: Klaus 4690 Herne Klein; Wilhelm 4350 Recklinghausen Korsmeier
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EON Ruhrgas AG
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1982-05-27
Also published as: DE3040629C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Versorgung stationärer Ver-
brennungsmotoren mit elektrischer Starthilfs- und/oder Zündenergle Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Versorgung stationärer Verbrennungsmotoren mit elektrischer Starthilfs- und/ oder Zündenergie und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Stationäre mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen betriebene Verbrennungsmotoren, die z. E. zum Antrieb von Kompressoren, Kompressionswärmepumpen und ähnlichen benutzt werden, benötigen bekanntlich ebenso wie z. B. Fahrzeugmotoren für die erste Kompression des Verbrennungsgemisches, d. h. zum Anlassen, sowie zur Zündung Fremaenergie, und zwar Gleichstrom. Bisher bezienen die Verbrennungsmotoren die zum Anlassen benötigte elektrische Energie~aus einer aufladbaren Batterie, einem Akkumulator. Die meisten stationären Verbrennungsmotoren werden diskontinuierlich betrieben, so daß sie häufig neu angelassen werden müssen.
Da beim Anlaßvorgang eine hohe Strorristärke benötigt wird, muß der Akkumulator eine große Kapazität besitzen. Deshalb wird zum Aufladen des Akkumulators außer einer Lichtmaschine häufig auch ein Ladegerät benötigt.
Der Akkumulator muß bei kleineren Motoren außerdem die Energie für die Zündeinrichtung liefern, die die Zündspannung erzeugt. Dagegen sind größere Motoren üblicherweise mit einer elektromagnetischen Zündung ausaerüstet, die sich jedoch als störanfällig erwiesen hat. Gleichwohl muß auch für diese Motoren ein Akkumulator als Gleichstromquelle für den Anlasser zur Verfügung stehen. Da außer'dem'Akkumulator eine Lichtmaschine und ein Ladegerät. benötigt werden, sind die Investitionskosten für die Bereitstellung von elektrischer Starthilfs- und/oder Zündenergie für stat onare Verbrennungsmotoren sehr hoch. Ein weiterer Nachteil des Akktimulators ist der relativ hohe Aufwand für seine Wartung.
Bei Vernachlässigung der Wartung treten neben Start- und Zündproblemen relativ schnell Schäden auf, die in dns mein sten Fällen einen Austausch des Akkumulators erfordern, der aufgrund der großen Kapazität des Akkumulators ebenfalls hohe Kosten verursacht.
Negativ ist außerdem, daß der Akkumulator für eine optimale Betriebsweise und Lebensdauer einen klimatisch günstigen Aufstellungsort benötigt, d h., nicht in unmittelbarer Nähe des Motors stehen sollte, wahrend aus Kostengründen und um den Spannungsabfall zwischen Akkumulator und Anlasser gering zu halter, die Kabelverbindung möglichst kurz sein sollte.
Aufgabe der trflndung ist es, eir. Verfahren zur Versorgung von stationären Verbrennungsmotoren mit elektrischer Starthilfs- und Zündenergie zu schaffen, bei dem ein Akkumulator überflüssig wird. Die verschiedenen Stromverbraucher sollen unbeeinflußt voneinander und unabhängig von der Einschalthäufigkeit jederzeit sicher mit der benötigten Energie versorgt werden können. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens soll weItgehend wartungsfrei sowie kostengünstig herstellbar sein und wenig Aufstellungsraum benötigen.
Diese Aufgaben erden gelöst durch die in den Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Maßnahmen und Merkmale.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die elektrische Energie einem Drehstromnetz entnommen und nach Transformation auf die benötigte Spannung und Gleichrichtung dem Anlasser sowie nach Glätten der Restwelligkeit des Gleichstror.es der Zündeinrichtung zugeführt wird.
Die beiden mit Fremdenergie zu-versorgenden Einrichtungen, nämlich Anlasser und Zündeinrichtung, benötigen zwar beide Gleichstrom mit der gleichen Spannung, jedoch ist ihre Betriebsweise sehr unterschiedlich. Beim Anlaßvorgang wird nur kurzzeitig Energie benötigt, wogegen die Zündeinrichtung ständig mit Energie versorgt werden muß. Grundsätzlich ist es möglich, Anlasser und Zündeinrichtung g'emeinsam über eine Vorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, zu versorgen. Der hierzu benötigte Transformator müßte einerseits wegen der zu versor'genden ZWndeinrichtung auf Dauerbetrieb ausgelegt sein und andererseits'die für den Anlaßvorgang benötigte hohe Stromstärke liefern können. Der Transformator, der beiden Anforderungen gleichzeitig genügen soll, muß eine entsprechend hohe Leistung aufweisen, wodurch seine Abmessungen sehr grcß werden und er sich stark verteuert. Die volle Transformatorleistung wird nur beim Anlaßvorgang benötigt, so daß beim normalen Betrieb die Leerlaufverluste groß sind. Außerdem beeinflußt der X laßvorgang den Zündvorgang negativ. DIese Nachteile werden vermie'den, wenn die Vorrishtung zur Durchführung des erfir.-dungsgemåßen Verfahrens aus zwei getrennten Teilen für die Zündung und das Anlassen besteht. Jedes Teil kann natürlich auch allein eingesetzt werden. Es ist z. E. bei großen Motoren, die über eine elektromagnetisch erzeugte Spannung gezündet werden, möglich, nur den Anlaßteil zu verwenden.
Durch Verwendung eines erfindungsgemäßen Zündteiles wird jedoch die BetriebsSicherheit dieser Miotdren erhöht.
Die Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes werden anhand des in Figur 1 dargestellten Schaltplanes ein.er beispielsweisen Ausführungsform näher erläutert.
Anlaßteil 1 und Zündteil 2 sind erfindungsgemäß an ein Drehstromnetz 10 angeschlossen. Gegenüber einem normalen Wechselstromanschluß hat dies den Vorteil, daß die Netzbelastung gleichmäßig ist und Kabelquerschntte und Absicherungen entsprechend klein gehalten werden können.
Nachstehend wird der Aufbau des Aniaßteiles 1 erläutert, dessen Bauteile in der Reihenfolge aufgezählt werden, in der sie vom Versorgungsnetz aus gesehen, schaltungsmäßig verbunden sind. In jeder der drei Phasen befindet sich eine Schmelzsicherung 3, an die sich ein gemeinsamer Schütz 4 anschließt. Es folgt der Transformator 5, dessen Temperatur mit Hilfe des Temperaturschalters 6, der auf den Antrieb des Schützes 4 wirkt, überwacht wird, sowie Silizium-Gleichrichter in Drehstrom-Brückenschaltung. -Silizium-Gleichrichter wurden wegen ihres geringen inneren Widerstandes und ihrer thermischen Belastbarkeit gewählt. -' Die Restwelligkeit des Stromes hinter den Gleichrichtern 7 ist so gering, daß der Anlasser damit direkt ohne Glätten' der Restwelligkeit beaufschlagt werden kann. Vor den Anschlußklemmen 9 für den Anlasser befindet sich eine Sicherung 8, die den Magnetschalter des Anlassers schützt.
Da der Anlaßvorgang nur kurzzeitig erfolgt, kann der Transformator 5 für Aussetzbetrieb ausgelegt werden, wodurch sich seine Baugröße und damit seine Kosten erheblich reduzieren.
Dagegen muß der Transformator 13 des Zündteiles, 2 auf Dauerbetr'ieb eingerichtet sein. Da die Stromstärke bei der Zündung gering ist, ist seine Leistung entsprechend geringer als die des Anlaßtransformators 5. Ansonsten besitzt das Zündteil 2, genau wie das zuvor beschriebene Anlaßteil 1, Schmelzsicherungen 11 in jeder Phase, einen Schütz 12 zur gemeinsamen Unterbrechung aller Phasen, einen Trafo 13, der sekundärseitig ebenfalls Silizium-Gleichrichter 14 in Drehstrom-Brückenschaltung aufweis-t. Da die Zündeinrichtung gegenüber Restwelligkeit des Gleichstromes empfindlich ist, ist parallel zu den Gleichrichtern 14 ein Kondensator 15 geschaltet, der die Restwelligkeit glättet,'bevor der Strom anschließend der Zündeinrichtung über die Sicherung 16 und die Klemmen 17 zugeführt wird.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die wenig Aufstellungsraum benötigt, ist es möglich, Gleichstrom für stationäre Verbrennungsmotoren unabhängig von der Einschalthäufigkeit jederzeit bereitstellen. Der Verzicht auf die bei Akku-Betrieb notwendigen Anlagenteile und der geringe Wartungsaufwand führen dazu, daß die Investitions- und Betriebskosten für die Stromversorgung stationärer Verbrennungsmotoren durch Anwendung des Erfindungsgegenstandes gegenüber herkömmlichen Anlagen betråchtlich gesenkt werden.

Claims

Ansprüche Verfahren zur Versorgung stationärer Verbrennungsmotoren mit elektrischer Starthilfs- und/6der Zündenergie, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrsche Energie einem Drehstromnetz entnormen und nach Transformation auf die benötigte Spannung und Gleichrichtung dem Anlasser sowie nach Glätten der Restfelligkeit des Gleichstromes der Zündeinrichtung zugeführt wird.
2.) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Anlaßteil (1) und einen Zündteil (2), die einerseits beide mit einem Drehstromnetz (10) und andererseits mit dem Anlasser bzw. der Zündeinrichtung des Motors verbunden sind, wobei im Stromweg des Anlaßteiles hintereinander Sicherungen (3) ein Schütz (-4), ein Transformator (5) mit Temperaturüberwachung (6), die auf den Antriebsteil des Schützes (4) wirkt, und Siliziun-Gleichrichter (?) in Drehstrom-Brückenschaltung angeordnet sind, und wobei im Stromweg des Zündteiles (2) hintereinander SIcherungen (11) ein Schütz (12), ein Transformator (13) und Silizium-Gleichrichter (14) in Dxehstrom-Brückenschaltung sowie ein zu diesen parallel geschalteter Kondensator (15) angeordnet sind.