DE758091C

DE758091C - Regelungseinrichtung fuer Gleichstromerzeuger mit stark veraenderlicher Drehzahl, insbesondere auf Fahrzeugen

Info

Publication number: DE758091C
Application number: DEB168559D
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1935-02-06
Filing date: 1935-02-06
Publication date: 1951-07-26

Description

Regelungseinrichtung für Gleichstromerzeuger mit stark veränderlicher Drehzahl, insbesondere auf Fahrzeugen Mit stark veränderlicher Drehzahl angetriebene Gleichstromerzeuger für elektrische Anlagen auf Fahrzeugen'besitzen in der Regel einen Spannungsregler. Damit die Maschine nicht durch Abgeben von zu hohen Leistungen überlastet wird, hat man außer dem Spannungsregler einen nach diesem in Tätigkeit tretenden Stromregler vorgesehen, der den Maschinenstrom auf ein bestimmtes Maß begrenzt und als Höchstleistungsbegrenzer wirksam ist. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß die Höchstleistung der Maschine nur an einer Stelle erreicht werden kann, nämlich kurz bevor der Stromregler in Tätigkeit tritt. Nach dieser Stelle geht die erzeugte Spannung unter dem Einfluß des Stromreglers schlagartig zurück, so daß die Maschine unvollständig ausgenützt wird.
Bei einer bekannten Regelungseinrichtung dieser Art mit einem Spannungsregler und einem Stromregler ist dieser außer mit seiner dicken Stromspule noch mit einer feindrahtigen Spannungsspule versehen. Dabei ist die Amperewindungszahl der Spannungsspule im Verhältnis zu der Amperewindungszahl der Stromspule absichtlich derart klein gewählt, daß die Wirkung der feindrahtigen Spannungsspule gegenüber der dicken Stromspule vernachlässigbar ist. Auf die durch den Stromregler bewirkte Regelung soll somit die Spannungsspule ohne Einfluß sein.
Gemäß der Erfindung ist der Stromregler als Leistungsregler ausgebildet, und zwar derart, daß mittels der ihm zusätzlich gegebenen Spannungsspule im Zusammenwirken mit der Stromspule bei annähernd gleichgehaltener Leistung mit steigendem Strom auf fallende Spannung bis zur Leistungsgrenze geregelt wird. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß der Stromerzeuger bei hoher Stromabgabe besser ausgenützt wird und gleichwohl vor Überlastung bewahrt bleibt.
Die Verwendung eines Leistungsreglers für sich allein, mit dem die Lichtmaschine oberhalb einer Drehzahl, die einer bestimmten Leistung entspricht, für alle Drehzahlen auf konstante Leistung geregelt wird, ist vor vielen Jahren für Zugbeleuchtungsanlagen beschrieben worden. Bis zu der vorbestimmten Leistung bleibt die Maschine ungeregelt, was jedoch eine Zerstörung der Batterie und Maschine nach sich zieht. Außerdem sind die auftretenden Spannungsunterschiede größer, als den üblichen Glühlampen zuträglich ist. Dieses Regelungsverfahren ist daher für Fahrzeuglichtmaschinen mit ihren großen Drehzahl-und Belastungsschwankungen völlig ungeeignet und konnte keinerlei Anregungen geben.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands dargestellt. Es zeigt Abb. i eine Anlage, in welcher der Spannungsregler, der Leistungsregler sowie der selbsttätige Ladeschalter einzeln angeordnet sind, Abb. 2 eine Anlage, in. welcher der Leistungsregler und der selbsttätige Schalter zusammengebaut sind, Abb.3 eine Anlage, in welcher der Leistungs- und Spannungsregler sowie der selbsttätige Schalter zusammengebaut sind und Abb.4 eine Draufsicht auf den in der Abb. 3 angewandten Reglerschalter von oben. Bei der in der Abb. i dargestellten Anlage sind eine Gleichstromlichtmaschine i mit einer Feldwicklung 2 sowie ein Sammler 3 vorhanden, an dem eine Anzahl von Stromverbrauchern 4 liegt. 5 ist ein elektromagnetischer Spannungsregler mit einer Spannungswicklung 6, einem Anker 7 und einem Kontaktpaar 8, zu dem ein Widerstand 9 parallel angeordnet ist. io ist ein als Leistungsregler ausgebildeter elektromagnetischer Stromregler mit einer Stromwicklung i i, einer Spannungswicklung 12, einem Anker 13 und einem Kontaktpaar 14, zu dem ein Widerstand 15 parallel angeordnet ist. 16 ist ein elektromagnetischer Ladeschalter mit einer Stromwicklung 17, einer Spannungswicklung 18, einem Anker i9 und einem Kontaktpaar 20.
Die Durchflutungen der Wicklungen i i und i2 bzw. 17 und 18 sind gleichgerichtet; so daß sich die Strom- und Spannungswicklungen jeweils unterstützen. In der gezeichneten Ruhelage sind die Kontaktpaare 8 und i.t ge-5chlossen und das Kontaktpaar 20 geöffnet. Folgende Stromkreise sind geschlossen: Masse, Anker der Lichtmaschine i, Anker 7, Kontaktpaar 8, Anker 13, Kontaktpaar i4, Feldwicklung 2, hasse; 'lasse, Anker der Lichtmaschine i, Spannungswicklung 6, 'Masse Masse, Anker der Lichtmaschine i, Spannungswicklung 12, iNZasse; 'Masse, Anker der Lichtmaschine i, Stromwicklungen i i und 17, Spannungswicklung 18, :'lasse.
Der selbsttätige Schalter 16 möge sein Kontaktpaar 2o beispielsweise bei einer Lichtmaschirienspannung von 12 Volt schließen. Der Spannungsregler 5 möge beispielsweise bei 14,5 Volt ansprechen und regelt die Spannung der Lichtmaschine in der gewünschten Weise. Der Leistungsregler io möge beispielsweise beim Überschreiten einer Höchstlast von 725 Watt ansprechen, so daß bei 14,5 Volt ein Strom von So Ampere abgegeben werden kann. Seine beiden @N'icklungen i i und 12 sind so zueinander abgestimmt, daß der Leistungsregler die erzeugte Leistung auf den gewünschten Wert hält. Der Leistungsregler und der Spannungsregler arbeiten hierbei nach Art der bekannten Zitterregler.
Der Leistungsregler tritt somit nach dem Spannungsregler in Tätigkeit. 'Mittels der dem Stromregler io zusätzlich gegebenen Spannungsspule 12 wird im Zusammenwirken mit der Stromspule i i bei annähernd gleichgehaltener Leistung auf fallende Spannung bis zur Leistungsgrenze geregelt. Die Regelung kann dabei so bestimmt werden, daß bei steigender Belastung die Leistung der Lichtmaschine nach Möglichkeit nahe an der durch die Erwärmung der Lichtmaschine jeweils bedingten Grenze bleibt.
Der Leistungs- und Spannungsregler sowie der selbsttätige Schalter sind nur schematisch dargestellt; ihre Bauart kann an sich beliebig sein. Sie können z. B. in bekannter Weise mit einer Zitterspüle versehen sein. Es können beispielsweise Regler verwendet werden, die nicht je einen Widerstand sondern mehrere Widerstände nacheinander vor die Feldwicklung schalten. Ferner kann die Regelung anstatt durch Vorschalten von Widerständen durch Einschalten von Gedenfeldwicklungen oder durch teilweises bz«-. ganzes Abschalten der Felfvicklung herbeigeführt werden.
In der Abb. 2 bezeichnen i bis g dieselben Teile wie in der Abb. i. Der Spannungsregler 5 ist unverändert beibehalten. Hingegen sind der Leistungsregler und der selbsttätige Schalter auf "einem geriieinsamen Magnetgeste112i vereinigt, an dessen Kern sich eine Stromwicklung 22 und eine Spannungswicklung 23 befinden. Die linke Hälfte des Reglerschalters gehört- zum Leistungsregler und die rechte Hälfte zum selbsttätigen Schalter.
Der Leistungsregler hat einen-Anker 2,4 und ein Kontaktpaar .25, zu dem ein Widerstand 26 parallel liegt. Der selbsttätige Schalter hat einen Anker 27 und ein Kontaktpaar 28: In der gezeichneten Ruhestellung ist das Kontaktpaar 25 geschlossen und das Kontaktpaar 28 geöffnet. Dabei sind folgende Stromkreise geschlossen: Masse, Anker der Lichtmaschine i, Stromwicklung 22, Magnetgestell 2i, Kontaktpaar 25, Anker 2q., Anker 7, Kontaktpaar 8, Feldwicklung 2, Masse; Masse, Anker der Lichtmaschine i, Spannungswicklung 23, Masse; Masse, Anker 'der Lichtmaschine i, Stromwicklung 22, Magnetgestell 2i, Spannungswicklung 6, Masse. Der letzte Stromkreis könnte auch folgendermaßen werden: Masse, Anker der Lichtmaschine i, Spannungswicklung 6, Masse.
Die Arbeitsweise des Leistungs- und Spannungsreglers sowie des selbsttätigen Schalters ist dieselbe wie beim ersten Beispiel. Es bereitet keine Schwierigkeiten, die Stromwicklung 22 und die Spannungswicklung 23 so zu wählen, daß der selbsttätige Schalter die Verbindung zwischen der Lichtmaschine und dem Sammler rechtzeitig schließt bzw. öffnet und der Leistungsregler bei Belastung die Leistung der Maschine in der gewünschten Weise regelt.
Durch die Vereinigung des Leistungsreglers und selbsttätigen Schalters fallen verschiedene Teile fort, wodurch nicht nur die Herstellung vereinfacht, sondern auch Platz und Gewicht gespart werden.
Diese Ersparnis wird noch größer, wenn Leistungs- und Spannungsregler und selbsttätiger Schalter miteinander vereinigt werden, was bei der in den Abb. 3 und q. dargestellten Ausführung der Fall ist. Die Anordnung der drei Anker ist aus der Abb. q. ersichtlich. Es bezeichnet 29 den Anker des Spannungsreglers, 3o den Anker des Leistungsreglers und 3 i den Anker des selbsttätigen Schalters. Der Anker 29 befindet sich an dem einen Schenkel eines Magnetgestells 32 und die beiden Anker 30 und 31 sitzen nebeneinander an dem anderen Schenkel. Der Übersichtlichkeit halber ist in der Abb.3 der Leistungsregler unter dem selbsttätigen Schalter wiedergegeben. 33 ist die gemeinsame Stromwicklung und 34 die gemeinsame Spannungswicklung.
An demjenigen Schenkel des Magnetgestells, an dem der Anker 29 des Spannungsreglers befestigt ist, ist eine Stromwicklung 35 angebracht, die in Reihe mit der Stromwicklung 33 liegt. Durch die zusätzliche Wicklung 35 wird die Wirkung der Stromwicklung 33 in bezug auf den Spannungsregler geändert. Je nach Bedarf kann die Wicklung 35 so gewählt werden, daß die vom Spannungsregler geregelte Spannung bei wachsender Stromstärke ab- oder zunimmt oder gleichbleibt. Unter Umständen kann die Wicklung 35 auch fortfallen.
Die Kontaktpaare 36 und 37 des Spannungs-und Leistungsreglers liegen in Reihe, und parallel zu ihnen ist ein Widerstand 38 angeordnet. 39 ist das Kontaktpaar des selbsttätigen Schalters.
In der gezeichneten Ruhelage sind folgende Stromkreise geschlossen: Masse, Anker der Lichtmaschine i, Stromwicklungen 35 und 33, Magnetgestell 32, Kontaktpaar 36, Anker 29, Anker 30, Kontaktpaar 37, Feldwicklung 2, Masse; Masse, Anker der Lichtmaschine i, Stromwicklung 35., Spannungswicklung 34., Masse.
Die Arbeitsweise des selbsttätigen Schalters ist dieselbe wie beim ersten Beispiel, und auch der Leistungs- und Spannungsregler arbeiten ähnlich wie dort. Es besteht lediglich der Unterschied, daß dem Leistungs-und Spannungsregler nicht mehr je ein Widerstand, sondern ein gemeinsamer Widerstand 38 zugeteilt ist. Dieser wird vor die Feldwicklung 2 geschaltet, sobald einer der beiden Regler sein Kontaktpaar öffnet.
Man kann auch parallel zu jedem Kontaktpaar einen besonderen Widerstand legen, wie es bei der Ausführung nach den beiden Abbildungen i und 2 der Fall ist. Umgekehrt kann man auch bei den beiden vorhergehenden Ausführungen nur einen einzigen Widerstand verwenden, der parallel zu den beiden in Reihe liegenden Reglerkontaktpaaren angeordnet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Regelungseinrichtung für Gleichstromerzeuger mit stark veränderlicher Drehzahl, insbesondere auf Fahrzeugen, mittels Spannungsregler und nach diesem als Höchstleistungsbegrenzer in Tätigkeit tretendem Stromregler, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromregler als Leistungsregler ausgebildet ist, und zwar derart, daß mittels der ihm zusätzlich gegebenen Spannungsspule im Zusammenwirken mit der Stromspule bei annähernd gleich gehaltener Leistung mit steigendem Strom auf fallende Spannung bis zur Leistungsgrenze geregelt wird.
2. Regelungseinrichtung nach Anspruch i, bei welcher der Leistungsregler mit dem selbsttätigen Ladeschalter vereinigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker des Leistungsreglers und des selbsttätigen Ladeschalters über die freie Endfläche eines gemeinsamen Magnetkerns reichen und an einem zum Magnetkern parallelen Schenkel eines L- oder U-förmigen Magnetgestells aufgehängt sind.
3. Regelungseinrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Anker des Spannungsreglers über dem Magnetkern an einem Schenkel eines U-förmigen Magnetgestells aufgehängt ist und der Einfluß der Stromspule des Leistungsreglers auf den Spannungsregler durch eine den magnetischen Fluß des Spannungsreglers beeinflussende Wicklung geändert wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 408 028, 5oo 618, 598 676; französische Patentschriften N r. 432 724, 748 050; schweizerische Patentschrift N r. 99 135 ; österreichische Patentschrift Nr. 125 595.