DE760996C

DE760996C - Control device for power generators in systems on vehicles, in particular motor vehicles

Info

Publication number: DE760996C
Application number: DEB192406D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dr-Ing Menzel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1940-11-13
Filing date: 1940-11-13
Publication date: 1951-07-26

Description

Regeleinrichtung für Stromerzeuger in Anlagen auf Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen Es sind Regeleinrichtungen für Stromerzeuger in Anlagen mit vom Stromerzeuger zu ladendem Sammler auf Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, bekannt, die einen auf im wesentlichen gleichbleibende Spannung regelnden spannungsabhängigen und einen von einer bestimmten Stromstärke an auf rasch abfallende Spannung regelnden stromabhängigen Regler aufweisen. Eine solche Regeleinrichtung ermöglicht eine volle Ausnutzung der Leistung des Stromerzeugk#rs, wobei die Fahrzeuganlage bis zum höchstzulässigen Delastungsstrom ständig mit gleichbleibender Spannung beliefert wird.Control device for power generators in systems on vehicles, in particular Motor vehicles There are control devices for power generators in systems with from Power generator to be charged collector on vehicles, in particular motor vehicles, known that a voltage-dependent regulating to a substantially constant voltage and one that regulates a voltage that drops rapidly from a certain current strength have current-dependent controller. Such a control device enables a full Utilization of the output of the power generator, with the vehicle system up to the maximum permissible Load current is constantly supplied with constant voltage.

Es sind auch Regeleinrichtungen für Anlagen vorgenannter Art bekannt, die mittels einer Spannungs- und einer Stromwicklung auf sogenannte nachgiebige Spannung, d. h. auf eine Spannung regeln, die mit zunehmendem Strom langsam abnimmt. Diese Regelungsart soll eine Ladung des Sammlers mit zu großem Strom verhindern.There are also known control devices for systems of the aforementioned type, which by means of a voltage and a current winding to so-called flexible voltage, d. H. regulate to a voltage that slowly decreases with increasing current. This type of regulation is intended to prevent the collector from being charged with excessive current.

Unterliegen die auf Fahrzeugen verwendeten bekannten Regeleinrichtungen, zu denen auch die vorgenannten besonderen Arten zählen, den während der Fahrt bzw. des Betriebes des Fahrzeuges auftretenden Erschütterungen, so wirken sich diese in der Weise aus, daß die Spannung auf einen niedrigeren Wert geregelt wird. Bei den besonderen Regleleinrichtungen vorgenannter Art, be; denen die Spannung zunächst auf einen ,gleichbleibenden Wert geregelt wird, übt dieser Umstand du-r Spannungsabsenkung insofern einen un##finstigen Einfluß aus, als bereits bei geringer Spannungsabsenkung der Ladestrom für den Saininler erheblich abnimmt. Das wird dadurch anschaulich, wenn man sich vorstellt, daß die Ladelzeinlitiiü beispielsweise des leeren Sammlers, in einem Koordinatensystern als in Abhängigkeit vom Ladestroni aufgetragene Ladespannung dargestellt, sich als eine schwach nach oben ansteigende Linie ergibt, die mit der waaget5 z# rechten Linie der auf einen gleichbleibenden Wert geregelten Spannung des Stroinerzeu-"ers nur eine schwache Neigung# aufweist. b In Schon bei nur geringer Absenkung der Spannungslinie schneiden sich die beiden Linien an einem Punkt wesentlich niedrigerer Stromstärke. Sinkt aber der Ladestrom in solch erheblichem Maße, so besteht die Gefahr -. d a in.) der 5,ammler nicht genügend rasch geladen wird, um im gegebenen Augenblick mit voller Leistung zur Verfü,-ung zu stehen. Da die Erschütterungen andererseits keinen konstanten Faktor darstellen, kann ihr Eintluß auch nicht von vornherein bei der Einstellung der Regeleinrichtung berücksichtigt werden. Es war daher bislang notwendig, Regeleinrichtungen der genannten Art im Fahrzeug mit besonderen Mitteln nach Möglichkeit erschütterungsfrei aufzuhängen, was die Anhige vertetierte-, ohne daß der Erfolg in jedem Falle mit Sicherheit erzielt worden wäre.If the known regulating devices used on vehicles, which also include the aforementioned special types, are subject to the vibrations that occur while driving or operating the vehicle, these have the effect that the voltage is regulated to a lower value. With the special control devices of the aforementioned type, be; where the voltage is initially regulated to a constant value, this circumstance has an unfortunate influence due to the voltage drop, as the charging current for the Saininler decreases considerably even with a slight voltage drop. This becomes clear when one imagines that the charging rate of the empty collector, for example , is represented in a coordinate system as charging voltage plotted as a function of the charging current, as a line that rises slightly upwards and coincides with the horizontal line on the right a constant value of the regulated voltage of the Stroinerzeu- "ers only a weak tendency # has. b in Even with only a slight lowering of the voltage line intersecting the two lines at a point significantly lower current. but drops the charging current in such a considerable extent, there is then the danger -... which is 5, Ammler not loaded sufficiently rapidly d a in) to be at a given moment at full power for Availability checked, -ung Since the vibrations on the other hand do not constitute a constant factor, you Eintluß can not from the outset at the setting of the control device must be taken into account Hang the mentioned type in the vehicle with special means, if possible vibration-free, which defended the Anhige - without the success would have been achieved with certainty in any case.

Die Erfindtmo 7 bezieht sich nun auf eine , für Stromerzeuger in An-Regeleinrichtun.u la,-en mit vom Stromerzeuger zu ladendein Sammler auf Fahrzeu '-en, mit einem auf mit zunehmendem Strom langsam abnehmende Spannung regelnden spannungs- und stromabhängigen Regler und einem von einer bestimmten Stromstärke an auf rasch fallende Spannung regelnden strolnabhängf,-,en Regler, Und besteht darin, daß der spannungs- und stromabhängige Regler bei Leerlauf des Stromerzeugers auf eine Spannung oberhalb der -Nennspannung regelt, die mindestens uni b den Höchstbetrag der durch Erschütterun-en beivirkten Spannungsabsenkung, höchstens ab,#f uni etwa i5% höher liegt als die -Nennspannung, -wobei die Strom spule des spannungs- und stromabhängligen Reglers so be-messen ist, daß die langsam abnehmende Spannung beim Ansprechen des stromabhängigen Reglers etwa die Nennspannung erreicht.The Erfindtmo 7 now refers to a, for power generators in An-Regeleinrichtun.u la, -en with -en from power generator to load your collectors Fahrzeu ', with an on current increases slowly decreasing voltage-regulating voltage and current dependent regulator and a from a certain amperage to rapidly falling voltage regulating strol-independentf, -, en regulator, and consists in the fact that the voltage and current-dependent regulator regulates when the generator is idling to a voltage above the nominal voltage, which is at least uni b the maximum amount caused by vibrations -en beivirkten voltage reduction, at most from, # f uni about i5% is higher than the voltage rating, -wherein the current coil of the voltage and stromabhängligen regulator is dimensioned so that the slowly decreasing voltage in response of the current-dependent controller about the Nominal voltage reached.

Die Spannungskennlinie einer solchen Re.#veleinriclituiic-r weist im Bereich des lan-Abfallens der Spannung eine stärkere Nuk,un- zur Ladekennlinie des Sainnilers auf als diejenige c,"i12g auf gleichbleibende Spanntin-#- regelnden Spannungsre--glers. Beim Absuiken der Spannun-'- infolge der Fahrzeu,-##,ird dam;t daS A)-#ziiii#zeii auf t#hi die rasche Ladum- des --Jar) Die Re-,--cleinrichtung kann iiv.iiinulir ohne "%-c' - g 1-terus in beliebigen Stelka des Fahrzeug,#es, -tii"c-1,i-aclit werden. (.#ileiclize;ti- abur ist dadurch. (1-.iV, die Kennlinie lan-#ini a1)-fallenden oberhalb dür Xcunspannun.- und beim Reglers etwa (Ut# nung flaft (lar) erzeuger stets voll aus,-enutzt w#.#rd##n kann. Die neue Aii(--,rdniiii-,#z für sol#che- in Fra-u. deren A-tilze" statiscii und nicht aussind. 131,#i diesen Ankern wirkun sich die Erschüttertingen während deS Falirbetrit-L#s st#)ren,1 nuf den aus, die _#nher bereits flurch di#2 E#rschütterungen in ver-##tzt werden und dadurch die von ihnen zu #tctiernden Kontakte öffnen und sclili--ßtii.The voltage characteristic of such a Re the tension as a result of the vehicles, - ##, is then; t daS A) - # ziiii # zeii on t # hi the rapid loading --Jar) The re -, - c device can iiv.iiinulir without "% -c ' - g 1-terus in any stelka of the vehicle, # es, -tii" c-1, i-aclit. (. # ileiclize; ti- abur is thereby. (1-.iV, the characteristic lan- # ini a1) - falling above the Xcun voltage -, # z for those in women and whose a-tilze "statiscii and not look. 131, # i these anchors, the vibrations during the fall-out act, 1 only affect who are _ # nearer already passing through the # 2 shocks in ## and thereby #tct those of you Open learning contacts and sclili - ßii.

daß hierzu durch d,'e "ers btreits gegul,#un waru. In der Zeichnung i st ein spiel der Erfindung dargestellt. Ahl). i zei,'t ühl Scliall,-)il(1 elner richtung mit tinem Spannung- und ein'-In t r(-n R,--gler in _S t r, i -erzeugeranlage -, Abb. 2 ist ein Kurvendiagranim üijer (len des Strtimerz##u-er-; und d,1-s Saminlers.that for this purpose by d, 'e "ers already gul, # un waru. A game of the invention is shown in the drawing. Ahl). i zei,' t ühl Scliall, -) il (1 elner direction with tinem tension and a'-In tr (-n R, - gler in _S tr, i -generator system -, Fig. 2 is a curve diagramranim üijer (len des Strtimerz ## u-er; and d, 1-s Saminlers.

in der -'JA. i ist i ein cines SpannungsregleYS, 2 11USSU11 eine trägt, 4 -;ein i111.er iii;t Z einem Kontakt dem ein isol-ert am Ma-netwinkel i befi--stigter Kontakt 6 steht. Der Magnetkürn 2 trä"-,t -eine zUsätzliche Strornspule 7. in the -'YES. i is i a cines voltage regulator, 2 11USSU11 one carries, 4 -; an i111.er iii; t Z a contact with an insulated contact 6 attached to the magnetic angle i. The Magnetkürn 2 carries an additional current coil 7.

Ein e;iies Stronireglen# trägt einen Magnetkern 9 mit eiii"r Stromspule io. Ein Anker li des StroiilrQglcrs trägt einen Kontakt 12, dein ein i-soliert ain Magnetwinkel 8 l##efesti#-Iter KOntakt 13 übersteht. Ein sell#stt,**lti-er Schalter weist eineil Ma- 'netwinkel i-t ani. auf dessun i5 ein.- Spannungswicklung j6 und eine Stromwicklung 17 vorgesehen -7ind. Ein Anker 18 des selbsttätigen Schaltcrs trägt einen Kontakt io, dem ein -isoliert am Magnetwinkel 14 befestigter Kontakt 20 geg nübere# 21le 21 ist ein Anker eines Strorfierzeu.gt-rs, 22 dessen Erre erwicklun . Mit 23 eifl Saannler, mit %24 sind Strumverbraucher buzeichnet. In kl-ihe mit der Erre,-u,#cwicklung 22 liegt ein Widerstand 25. Die Kontakte 5, 6 des Sparinungsreglers und 1:2, 13 des Stromreglers liegen in Reihe und sind in der Ruhe geschlossen, dadurch den Widerstand 23 kurzschließend. Die Schalterkontakte sind in der Ruhe offen.One of these Stronireglen # carries a magnetic core 9 with a current coil io. An armature li of the StroiilrQglcrs carries a contact 12, which is insulated at a magnetic angle 8 l ## fixed contact 13 withstands. A sell # stt The switch has a magnetic angle it ani. on which voltage winding j6 and a current winding 17 are provided Fastened contact 20 against nübere # 21le 21 is an anchor of a Strorfierzeu.gt-rs, 22 whose Erre develops . With 23 eifl Saannler, with% 24 are Strum consumers bu. In kl-ihe with Erre, -u, # cwick 22 lies a resistor 25. The contacts 5, 6 of the economy regulator and 1: 2, 13 of the current regulator are in series and are closed when idle, thereby short-circuiting resistor 23. The switch contacts are open when idle.

Wird der Stromerzeuger in Umdrehungen versetzt, so wird- die Spannungsspule 16 des selbsttätigen Schalters erregt, wodurch nach Erreichen einer bestimmten Spannung der Anker 18 angezogen wird und die Kontakte 19, 2o schließt. Damit ist de# Stromerzeuger mit seinem Anker 21 über die Stromspulen 17 des selbsttätigen Schalters, io des Stromreglers und 7 des Spannungsreglers mit dein Sammler :23 und den Stromverbrauchern 24 verbunden und liefert Strom in die Verbrauche#rkreise.If the power generator is set in revolutions, the voltage coil 16 of the automatic switch is excited, whereby after a certain voltage has been reached, the armature 1 8 is attracted and the contacts 1 9, 2o closes. The power generator is thus connected to its armature 21 via the power coils 17 of the automatic switch, io of the current regulator and 7 of the voltage regulator with your collector: 23 and the power consumers 24 and supplies power to the consumer circuits.

Die Stromspule 17 des selbsttätigen Schalters unterstützt die Spannungs,spule 16, so daß die Kontakte ig, :2o fest geschlossen gehalten werden.The current coil 17 of the automatic switch supports the voltage coil 16 so that the contacts ig,: 2o are kept tightly closed.

Steigt die Spannung über den gewünschten, durch die Regelung einzuhaltenden Wert - an, so wird der Anker 4 des Spannungsreglers i nfolge der Erregung der Spannungsspule 3 angezogen und öffnet die Kontakte 5, 6, so daß der Widerstand:25 in Reihe mit der Erregerwicklung -:22 des Stromerzeugers geschaltet wird. Dadurch sinkt die Erzeugerspannung, der Anker 4 wird wieder losgelassen, die Kontakte 5, 6 schließen sich wieder und der Widerstand 25 ist wieder kurzgeschlossen.If the voltage rises above the desired value to be observed by the regulation - the armature 4 of the voltage regulator is attracted as a result of the excitation of the voltage coil 3 and opens the contacts 5, 6, so that the resistor: 25 in series with the excitation winding - : 22 of the generator is switched. As a result, the generator voltage drops, the armature 4 is released again, the contacts 5, 6 close again and the resistor 25 is short-circuited again.

Bjci diesem sich in rascher Folge wiederholenden Vorgang im Spannungsregler würde die Spannungsspule 3 allein auf eine gleichbleibende Spannung regulieren. Durch die StromsPule 7 wird jedoch bewirkt, daß mit --,unehmeildem Strom die Spannung langsam abfallend geregelt wird. Dabei ist der Spannungsregler so eingestellt, daß er beim Belastungsstrom Null, also im Leerlauf des Stromerzeugers, auf eine Spannung oberhalb der Nennspannung regelt. Diese Spannung ist so gewählt, daß sie mindestens um den Betrag höher als die Nennspannung liegt, um den die Spannung durch diese Regeleinrichtung niedriger geregelt wird, wenn die Einrichtung Erschütterungen ausgesetzt ist.This process in the voltage regulator, which is repeated in rapid succession, would regulate the voltage coil 3 to a constant voltage alone. The current coil 7 , however, has the effect that with -, unhealthy current, the voltage is regulated slowly falling. The voltage regulator is set so that when the load current is zero, i.e. when the power generator is idling, it regulates to a voltage above the nominal voltage. This voltage is selected so that it is higher than the nominal voltage by at least the amount by which the voltage is regulated lower by this regulating device when the device is exposed to vibrations.

Erreicht der Strom einen bestimmten, beispi#elsweise den für den Stromerzeuger höchstzulässigen Wert, so spricht der Stromregler an, dessen Anker ii infolge der nunmehr ausreichenden Erregung der Stromspule io angezogen wird und dadurch die Kontakte 12, 13 öffnet. Diese Kontakte werden so lange offengehalten und damit wird der Widerstand 25 so lange in Reihe mit der Erregerwicklung 22 geschaltet, bis die Spannung und infolgedessen der Strom unter den zulässi-. gen Wert gesunken sind, wodurch dann der Anker i i wieder losgelassen und die Kontakte 12, 13 wieder geschlossen werden. Der Stromregler regelt also auf rasch abfallende Spannung.If the current reaches a certain, for example the maximum permissible value for the current generator, the current regulator responds, the armature ii of which is attracted as a result of the now sufficient excitation of the current coil io and thereby opens the contacts 12, 13. These contacts are kept open for so long and thus the resistor 25 is connected in series with the excitation winding 22 until the voltage, and consequently the current, falls below the permissible level. gen value have decreased, as a result of which the armature ii is released again and the contacts 12, 13 are closed again. The current regulator therefore regulates to rapidly falling voltage.

In Abb. 2 sind verschiedene Spannungskurven in Abhängigkeit von der Strombelastung aufgeträgen. Die Kurve a würde sieh ergeben, wenn der Spannungsregler nur eine Spannungsspule besäße, d. h. der Spannungsregler- würde auf gleichbleibende Spannung regeln, bis bei einem bestimmten Strom (am Knick der Kurve) der Stromregler anspricht und auf rasch fallende Spannung regelt' - Besitzt der Spannungsregler jedoch eine Stromspule (SPule 7), dann ergibt sich die Kurve b, d. h. bis zum Knick regelt der Spannungsregler auf langsam fallende Spannung. Entsprechend der Einstellung des Spannungsreglers unter Berücksichtigung der Erschütterungseinwirkungen liegt der Anfangspunkt der Kurve b auf der Ordinate, .also beim Belastungsstrom Null, oberhalb desj enigen der Kurve a, der der Nennspannung entspricht. Die Kurve b beginnt mindestens um den Betrag höher als die Kurve a, um den die Spannung bei Erschütterungen durch den Spannungsregler niedriger geregelt wird. Andererseits darf jedoch die Leerlaufspannun 'g nicht unzulässig hoch eingestellt werden und soll im Höchstfalle die Nennspannung um nicht mehr als 15 % überschreiten.In Fig. 2 different voltage curves are plotted depending on the current load. Curve a would be seen if the voltage regulator had only one voltage coil, i. H. the voltage regulator - would regulate to a constant voltage until the current regulator responds at a certain current (at the bend of the curve) and regulates to rapidly falling voltage ' - but if the voltage regulator has a current coil (coil 7), then curve b results, i.e. . H. The voltage regulator regulates slowly falling voltage up to the bend. According to the setting of the voltage regulator, taking into account the effects of vibrations, the starting point of curve b is on the ordinate, i.e. at zero load current, above that of curve a which corresponds to the nominal voltage. Curve b begins at least by the amount higher than curve a by which the voltage is regulated lower by the voltage regulator in the event of vibrations. On the other hand, the Leerlaufspannun 'g must not be unduly high, and should not exceed by more than 15% in the maximum case of the rated voltage.

Die Stromspule 7 des Spannungsreglers ist so bemessen, daß die Kurve b beim Knick auf die Kurve a auftrifft, d. h. daß die Spannung beim Ansprechen des Stromreglers der Nennspannung entspricht.The current coil 7 of the voltage regulator is dimensioned so that the curve b meets the curve a at the bend, i. H. that the voltage when the current regulator responds corresponds to the nominal voltage.

Stellt c die Spannungskurve des zu ladenden Sammlers dar, so ergibt sich, daß der Sammler nach der Kurve a mit einem Strom OA, nach der Kurve b mit einem Strom OB geladen wird.If c represents the voltage curve of the collector to be charged, the result is that the collector is charged with a current OA according to curve a and with a current OB according to curve b.

Die gestrichelten Kurven aa bzw. bb mögen die Spannungskurven darstellen, die sich ergeben, wenn die Regeleinrichtung infolge Erschütterungen des Fahrzeuges auf eine niedrigere Spannung regelt. Würde nun der Spannungsregler nur auf gleichbleibende Spannung regeln (Kurve a bis zum Knick), so zeigt das Kurvendiagramm, daß dann der Ladestrom um den Betrag AC sinken würde. Dagegen sinkt der Ladestrom bei dem Spannungsregler mit Stromspule (Kurve b bis zum Knick) nur um den Betrag BA, also um.einen wesentlich geringeren Betrag.The dashed curves aa and bb may represent the voltage curves that result when the control device regulates to a lower voltage as a result of vibrations in the vehicle. If the voltage regulator were to regulate only to a constant voltage (curve a up to the bend), the curve diagram shows that the charging current would then decrease by the amount AC. In contrast, the charging current in the voltage regulator with a current coil (curve b up to the bend) only drops by the amount BA, i.e. by a significantly lower amount.

Bei der neuen Anordnung wirken sich somit die im Betrieb auftretenden Erschütterungen auf den Ladestrom nur noch so geringfügig aus, daß der durch sie bedingte Stromrückgang ohne Gefahr für den Sammler in Kaufgenommen werden kann.In the case of the new arrangement, the ones that occur during operation have an effect Shocks to the charging current are only so slight that they cause it conditional drop in electricity can be accepted without risk to the collector.

Die Regeleinrichtung kann nunmehr imbedenklich an beliebiger Stelle des Fahrzeuges ang ebracht werden, ohne daß sie durch besondere -Mittel erschütterungsfrei befestigt werden müßte.The control device can now be placed at any point in a questionable manner of the vehicle can be applied without being caused by special -Means would have to be attached vibration-free.

Claims

PA Tr-NTANSPR UCH - Control device for power generators in systems with a collector to be charged by the power generator on vehicles, in particular motor vehicles, with a voltage and current-dependent regulator that regulates the voltage slowly decreasing with increasing current and a voltage that drops rapidly from a certain current strength ' regulating current-dependent regulator, characterized in that the voltage-dependent and current-dependent regulator regulates when the power generator is idling to a voltage above the nominal voltage, which is at least the maximum amount of the voltage drop caused by vibrations, but at most about i5% higher than the nominal voltage , the current coil of the voltage- and current-dependent regulator being dimensioned in such a way that the slowly decreasing voltage when the current-dependent regulator responds approximately reaches the nominal voltage. To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications were taken into account in the grant procedure: German Patent No. 278059; Swiss patents No. 99 135; 189,493; U.S. Patent No. 1,169,466.