DE1006491B

DE1006491B - Elektrische Anlage, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1006491B
Application number: DEB38892A
Authority: DE
Inventors: Robert Oettinger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1956-01-27
Filing date: 1956-01-27
Publication date: 1957-04-18
Also published as: JPS333319B1; GB809388A; FR1163778A

Description

Elektrische Anlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Anlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem mit veränderlicher Drehzahl angetriebenen Stromerzeuger, einer von diesem über einen Ladeschalter aufzuladenden Batterie sowie einem elektromagnetischen Spannungsregler, der durch ein wärmeempfindliches Glied beeinflußt wird und dessen Erregerwicklung mit einem Abgleichwiderstand in Reihe liegt.
Es sind Spannungsregler bekannt, bei denen in Reihe mit der Reglerspannungsspule ein Widerstand mit hohem negativem Temperaturbeiwert - sogenannter Heißleiter - oder parallel zu dieser Spule ein Widerstand mit positivem Temperaturbeiwert - sogenannter Kaltleiter - geschaltet ist, um die Spannung des Stromerzeugers bei niedriger Temperatur zu erhöhen, bei hoher Temperatur dagegen zu senken. Diesen beiden Schaltungen ist gemeinsam, daß bei ihnen nur der Einfluß der Umgebungstemperatur des Ortes, an dem der Widerstand angeordnet ist, zur Geltung kommt. Die Schaltung mit dem zur Reglerspannungsspule in Reihe geschalteten Widerstand mit negativem Temperaturbeiwert (Heißleiter) hat außerdem den Nachteil, daß der Wert des Widerstandes nur in engen Grenzen, die durch das Verhältnis der gewünschten Spannungsänderungen gegeben sind, geändert werden darf. Meist ist es gar nicht möglich, diese Grenzen einzuhalten, weil einerseits der Widerstand des Heißleiters in Abhängigkeit von der Temperatur sich nach einer Exponentialkurve ändert, also von einer bestimmten Temperatur an mit zunehmender Temperatur sehr rasch sinkt, andererseits bei niederen Temperaturen nicht wesentlich größer sein darf als der Widerstand der Reglerspannungsspule, weil sonst der Regler erst zu arbeiten beginnt, wenn der Widerstand des Heißleiters auf einen bestimmten Wert gesunken ist. Durch den lleißleiter geht bei dieser bekannten Schaltung der 1n der Reglerspule fließende Strom. Der Heißleiter wir also schon erwärmt, bevor der Regler den Stromerzeuger auf normale Spannung einregelt, und soll bei einer mittleren Außentemperatur einen Widerstandswert erreichen, bei dem der Regler auf die normale Spannung regelt. Bei hohen Außentemperaturen kann dabei der Fall eintreten, daß der Heißleiter in einen Temperaturbereich kommt, in dem sein Widerstandswert stark absinkt und der Regler daher auf so niedere Spannung einnegelt, daß die Batterie überhaupt nicht mehr geladen wird, solange die hohe Außentemperatur vorhanden ist.
Diese Nachteile der bekannten Anordnungen lassen sich dadurch vermeiden, daß gemäß der Erfindung das wärmeempfindliche Glied bei geschlossenem Ladeschalter durch den Hauptstrom des Stromerzeugers beheizt wird und dabei so geschaltet ist, daß es den Spannungsabfall in dem Abgleichwiderstand bei steigender Temperatur verringert.
In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung vier Schaltbilder dargestelt, von denen sich jedes auf eine elektrische Anlage für Kraftfahrzeuge bezieht, die einen elektromagnetischen Spannungsregler enthält. Es zeigen die Fig. 1 und 2 je ein Schaltschema, nach dem der Spannungsregler durch einen Heißleiter beeinflußt wird, und die Fig. 3 und 4 je ein Schaltschema, nach dem die Beeinflussung des Spannungsreglers durch einen Kaltleiter erfolgt; Fig. 5 zeigt die Kennlinie eines Heißleiters.
In den Fig. 1 und 2 ist 10 ein Nebenschlußstromerzeuger mit einer Erregerwicklung 11, deren eines Ende am Pluspol und deren anderes Ende über einen Vorschaltwiderstand 12 am Minuspol des Stromerzeugers angeschlossen ist. Zur Regelung der Spannung des Stromerzeugers dient ein Zitterkontaktregler 13 mit zwei ruhenden Kontakten 14 und 15 und einem zwischen diesen hin- und herschwingenden Kontakt 16. Der Kontakt 14 liegt am PIüspol, der Kontakt 15 am Minuspol des Stromerzeugers, während der bewegliche Kontakt 16 an die Verbindungsleitung der Erregerwicklung 11 mit dem Vorschaltwiderstand 12 angeschlossen ist. Der Regler hat eine Spannungsspule 17, die in Reihe mit einem Abgleichwiderstand 18 zwischen den beiden Polen der Anlage liegt. Zu diesem Abgleichwiderstand ist ein Widerstandselement 19 parallel geschaltet, das einen negativen Temperaturbeiwert hat (Heißleiter) und in der Nähe eines elektrischen Heizkörpers 20 angeordnet ist, der im Zuge der Hauptstromleitung 21 der Anlage liegt. Mit 22 ist eine Batterie bezeichnet, die über einen Ladeschalter 23 mit dem Stromerzeuger verbunden werden kann. Der Ladeschalter hat eine Spannungswicklung 24 sowie eine im Zuge der Hauptstromleitung 21 liegende Rückstromspule 25.
Die Schaltung nach Fig.2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß das Widerstandselement 19 derart in der Nähe der Rückstromspule angeordnet ist, daß es von dieser geheizt wird.
Die Arbeitsweise des Spannungsreglers ist in den Fällen nach Fig. 1 und 2 einerseits durch die nach einer Exponentialkurve verlaufende Kennlinie des Heißleiters und andererseits durch .die vom Hauptstrom des Stromerzeugers erzeugte Wärme bestimmt, die sich mit dem Quadrat des Stromwertes ändert. Bei einer 6-Volt-Anlage, die der folgenden Beschreibung zugrunde gelegt ist, möge der Widerstand der Reglerspannungsspule 5 Ohm und der des Abgleichwiderstandes 6 Olim betragen. Der Widerstandswert des Widerstandselementes 19 (Heißleiter) ändert sich mit der Temperatur nach der in Fig. 5 dargestellten Kurve. Der Heizkörper 20 ist so bemessen, daß er bei dein der normalen Belastung des Stromerzeugers entsprechenden Strom das Widerstandselement 19 auf etwa 120° erwärmt. Bei dieser Temperatur beträgt der Widerstand des Elementes 19 nach der Kennlinie in Fig. 5 noch etwa 80 Ohm. Bei einer Steigerung des Stromes um 10°/o steigt .die Temperatur des Elementes auf etwa 154° C; sein Widerstand fällt dabei auf etwa 22 Ohm. Bei 20% Stromsteigerung wird das Element auf etwa 185° C erwärmt, wobei sein Widerstand auf etwa 8 Ohm sinkt. Bei 30% Stromsteigerung geht der Widerstand des Elementes 19 auf etwa 3,7 Ohm zurück. Der Widerstand des der Spannungsspule vorgeschalteten Abgleichwiderstandes 18 und Heißleiters 19 zusammen sinkt also bei Zunahme des Stromes um 30%, von 5,23 Ohm auf 2,29 Oh,m, also um 2,94 Ohm. Der Gesamtwiderstand der Reglerspannungsspule und der vorgeschalteten Widerstände beträgt bei normalem Strom bzw. Belastung des Stromerzeugers 10,23 Ohm und würde bei um 301/o höherer Belastung nur noch 7,29 Ohm betragen. Das bedeutet, daß der Regler mit steigender Belastung den Stromerzeuger auf eine niederere Spannung einregelt, wodurch eine Überlastung des Stromerzeugers vermieden wird. Dabei besteht die Möglichkeit, durch geeignete Bemessung des Heißleiters ohne besonderen Aufwand die Steuerung des Reglers -den verschiedenen Verhältnissen anzupassen.
In den Fig. 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt; dabei sind für die übereinstimmenden Teile dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 und 2 verwendet. Die Schaltungen nach Fig. 3 und 4 unterscheiden sich von den beiden zuerst beschriebenen dadurch, daß hierbei das mit 26 bezeichnete Widerstandselement parallel zur Spannungswicklung 17 des Reglers und. in Reihe zu dem Abgleichwiderstand 18 geschaltet ist und einen stark positiven Temperaturbeiwert hat, so daß der Widerstand des Elementes 26 mit der Wärmezunahme ansteigt. In dem Abgleichwiderstand 18 fließt bei gegebener Spannung ein Strom J, der gleich der Summe der Ströme J1 in der Spannungswicklung 17 und J2 in dem Element 26 ist. Der Strom J im Abgleichwi.derstand ändert sich umgekehrt proportional dem Widerstand des Elementes 26 und nähert sich einerseits einem Grenzwert, wenn,der Widerstand des Elementes seinen niedersten Wert erreicht, und einem entgegengesetzten Grenzwert, wenn der Widerstand des Elementes auf seinen höchsten Wert kommt. Da das Element 26 einen positiven Temperaturbeiwert hat, fließt in denn Abgleichwiderstand bei geringer Belastung des Stromerzeugers ein größerer Strom als bei hoher Belastung. Dementsprechend ist der Spannungsabfall im Abgleichwiderstand 18 bei geringer Belastung größer als bei hoher Belastung. Die Folge davon ist, daß der Regler den Stromerzeuger bei geringer Belastung auf eine höhere Spannung einregelt als bei hoher Belastung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrische Anlage, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem mit veränderlicher Drehzahl angetriebenen Stromerzeuger, einer von diesem über einen Ladeschalter aufzuladenden Batterie sowie einem elektromagnetischen Spannungsregler, der dur ,ch ein wärmeempfindliches Glied. beeinflußt wird und dessen Erregerwicklung mit einem Abgleichwiderstand in Reihe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Ladeschalter (23) das wärmeempfindliche Glied (19 bzw. 26) durch den Hauptstrom des Stromerzeugers (10) beheizt wird und so geschaltet ist, da,ß es mit steigender Temperatur den Spannungsabfall in dem Abgleichwiderstand (18) verringert.
2. Spannungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeempfindliche Glied ein Widerstand. (19) mit negativem Temperaturbeiwert ist, der parallel zum Abgleichwiderstand (18) und in Reihe zur Erregerwicklung (17) des Reglers geschaltet ist (Fig. 1 und 2).
3. Spannungsregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeempfindliche Glied ein Widerstand (26) mit positivem Temperaturbeiwert ist, der in Reihe mit dem Abgleichwiderstand (18) und parallel zur Erregerwicklung (17) des Reglers geschaltet ist (Fig. 3 und 4).
4. Spannungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wärme empfindliche Glied (19 bzw. 26) von der Stromspule (25) des Ladeschalters. (23) beheizt wird (Fig. 2 und 4).