DE3231152C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wechselstromgenerator, insbesondere einen Drehstrom-Generator für Kraftfahrzeuge nach der Gattung der Hauptansprüche.

Besonders bei Brennkraftmaschinen, welche über einen sehr großen Drehzahlbereich betrieben werden, bereitet es Schwierigkeiten, eine ausreichende Kühlung des Generators zu erzielen, wenn dieser unter hoher elektrischer Last arbeiten muß und auch bei niedriger Antriebs­ drehzahl, beispielsweise bei länger andauerndem Betrieb im Leerlauf noch Leistung abgeben soll.

Aus der gattungsbildenden JP-OS 1 55 915/75 ist bekannt, einen Asynchronmotor mit Kurzschlußläufer als Fremdlüfter für einen Wechselstromgenerator zu verwenden, wobei die Wicklungen des Kurzschlußläufers von der be­ lüfteten Asynchronmaschine gespeist werden. Dabei sind die Wicklungen des Kurzschlußläufers und der zu belüftenden Asynchronmaschine so parallel geschaltet, daß an den Wicklungen des Kurzschlußläufers ein Teil der Spannung der an den Wicklungen der zu belüfteten Asyn­ chronmaschine anliegt, anliegt. Mit der bekannten Anordnung liegt daher an den Wicklungen des Kurzschlußläufers je nach Schaltungsan­ ordnung eine konstante Spannung, unabhängig von der Belastung des Generators.

Ein weiterer Wechselstromgenerator mit Belüftung ist aus der DE-OS 30 38 031 bekannt. Dabei ist der Kühllüfter mittels der Läufer­ welle antreibbar und sorgt so je nach Geschwindigkeit dieser Läufer­ welle für eine mehr oder weniger starke Kühlung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, bei einem Generator mit Fremdbelüftung die Kühlung zu verbessern und die Lebensdauer zu ver­ größern. Zur Lösung dieser Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Maßnahnen vorgesehen.

In der Zeichnung ist als Beispiel eines fremdbelüfteten Generators ein Drehstrom-Generator 1 dargestellt, bei welchem die Fremdbelüftung durch ein Radialgebläse 2 erfolgt, dessen Luftstrom zur Kühlung des Generators dient. Als Antrieb des Radialgebläses 2 dient ein drei­ phasiger Asynchronmotor 3, dessen Kurzschlußläufer 4 mit dem Radial­ gebläse 2 fest gekuppelt ist.

Der Generator 1 hat einen im einzelnen nicht näher dargestellten Klauenpolläufer, der eine Erregerwicklung 5 trägt. Auf dem ebenfalls nicht dargestellten Ständer des Generators sind drei Drehstromwick­ lungen 6, 7 und 8 über den Umfang des Ständers gleichmäßig verteilt befestigt. Diese Drehstromwicklungen werden von dem von der Erreger­ wicklung und dem diese durchfließenden Erregerstrom 9 erzeugten Gleich-Magnetfeld induziert. Der Erregerstrom 9 wird den drei Drehstromwicklungen einzeln durch je eine von drei Erregerdioden 10 entnommen. An die Drehstromwicklungen ist außerdem jeweils eine zu einer gemeinsamen Plusleitung 11 führende Hauptdiode 12 und jeweils eine von drei mit einer gemeinsamen Minusleitung 13 verbundenen Hauptdioden (Minusdioden) 14 angeschlossen. Ein Spannungsregler 15 sorgt dafür, daß die für nicht dargestellte Gleichstromverbraucher zwischen der Plusklemme 11 und der Minusleitung 13 zur Verfügung stehende Gleichspannung bis hinauf zu höchsten Antriebsdrehzahlen wenigstens annähernd konstant bleibt.

Der in dem weiten Antriebsdrehzahlbereich der Lichtmaschine 1 auftre­ tende, zum Teil sehr starken Wärmeentwicklung in der Lichtmaschine wird durch das von dem Asynchronmotor 3 und dessen Kurzschlußläufer 4 angetriebene Radialgebläse 2 Rechnung getragen. Die drei feststehen­ den Wicklungen 16, 17 und 18 des Asynchronmotors 3 sind mit den Wech­ selstromwicklungen 6, 7 und 8 der Lichtmaschine über einen Schalter 20 gleichzeitig verbindbar. Wenn dieser Schalter eingelegt ist und der Asynchronmotor 3 an die Drehstromwicklungen angeschlossen ist, ergibt sich trotz variabler Frequenz der an den Drehstromwicklungen abgenommenen Speisespannung ein stabiler Betriebspunkt für die Beluf­ tung, weil das in Fig. 2 dargestellte Kennfeld des Motordrehmoments Md des Kurzschluß-Asynchronmotors 3 über der Drehzahl n zeigt. Die ausgezogene Kurve 21 gibt die Gebläsekennlinie wieder; bei 22, 23 und 24 sind verschiedene Motorkennlinien über der Drehzahl n angegeben. Für einen stabilen Betrieb ist allerdings notwendig, daß die Dreh­ momentkennlinie des Motors ohne Einsattelung ausgeführt wird.

Der in Fig. 3 in seinem Schaltbild dargestellte Wechselstrom-Genera­ tor 1 ist im wesentlichen gleich aufgebaut wie der Generator nach Fig. 1. In Abwandlung zu der Anlage nach Fig. 1 ist bei diesem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 3 vorgesehen, daß die Wicklungen 16, 17 und 18 des Asynchronmotors 3 zu den Wick­ lungen 6, 7 und 8 in Reihe liegen und demgemäß durch den Belastungs­ strom des Generators erregt werden.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind im Gegensatz zu den Fig. 1 und 3 die drei Wicklungen 16, 17 und 18 in zwei Wick­ lungssysteme unterteilt, nämlich je eine Spannungswicklung 16a, 17a und 18a, von denen jede an eine der Drehstromwicklungen 6, 7 und 8 angeschlossen und zu dieser paallelgeschaltet ist, und außerdem je eine davon drei Drehstromwicklungen 16b, 17b und 18b, die einzeln zu den drei Drehstromwicklungen des Generators in Reihe geschaltet sind und von dem Belastungsstrom des Generators erregt werden.

Vorteilhaft können die vorgenannten beiden Wicklungssysteme auf ver­ schiedene Polteilungen aufgeteilt sein, um eine transformatorische Kopplung zu vermeiden.

Der Lüfter 2 kann außerdem oder anstelle der Brennkraftmaschine oder des Generators auch zur Belüftung anderer Geräte dienen.

Claims (3)

1. Fremdbelüfteter Wechselstrom-Generator, insbesondere Dreh­ strom-Generator für Fahrzeuge mit einem Lüfter (2), der von einem vom Wechselstrom des Generators (1) gespeisten Asynchronmotor (3) mit Kurzschlußläufer (4) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen des Asynchronmotors (3) zu den Wicklungen des Genera­ tors (1) in Reihe geschaltet sind.

2. Fremdbelüfteter Wechselstrom-Generator, insbesondere Dreh­ strom-Generator für Fahrzeuge mit einem Lüfter (2), der von einem vom Wechselstrom des Generators (1) gespeisten Asynchronmotor (3) mit Kurzschlußläufer (4) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Asynchronmotor (3) zwei Wicklungssysteme aufweist, nämlich drei Spannungswicklungen (16a, 17a, 18a), die parallel zu den Wicklungen (6, 7, 8) des Generators (1) liegen und drei Stromwicklungen (16b, 17b, 18b), die mit den Generatorwicklungen (6, 7, 8) in Reihe liegen.

3. Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wicklungssysteme auf verschiedene Polteilungen aufgeteilt sind.