Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
GENERATING UNIT WITH ENGINE SPEED CONTROL DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/014865
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a generating unit (2) driven by a combustion engine (1). Control of the engine speed (1) is carried out in a known manner by means of a mechanical control device (3) which controls a throttle valve (4) in the carburettor system of the engine (1). In case of a failure of said mechanical control device (3) and consequently in case of a change in the engine speed outside a predetermined range, an electronic control system (6) takes over to activate a firing element (7) of the engine (1) and control the engine speed, independently from said mechanical control system (3), in such a way that the engine speed is maintained within said predetermined range.

Inventors:
STEFFEN MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/005839
Publication Date:
March 16, 2000
Filing Date:
August 10, 1999
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
WACKER WERKE KG (DE)
STEFFEN MICHAEL (DE)
International Classes:
F02D9/02; F02P11/04; F02D29/06; F02D41/14; F02D41/22; F02D45/00; F02P5/15; H02P9/04; (IPC1-7): H02P9/04
Foreign References:
DE4311670A11994-10-13
EP0352759A21990-01-31
Attorney, Agent or Firm:
Hoffmann, Jörg Peter (Müller & Hoffmann Innere Wiener Strasse 17 München, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Stromaggregat, mit einem Motor (1) ; einem von dem Motor angetriebenen Generator (2) ; einer mechanischen Regeleinrichtung (3) zum Regeln einer Drehzahl des Motors (1) ; einer Drehzahlbestimmungseinrichtung (5) ; und mit einer mit der Drehzahlbestimmungseinrichtung (5) gekoppelten elek tronischen Regeleinrichtung (6) zum Regeln der Drehzahl des Motors (1), wo bei die elektronische Regeleinrichtung (6) nur dann die mechanische Regeleinrichtung überlagert und die Drehzahl regelt, wenn die Drehzahlbe stimmungseinrichtung (5) eine Drehzahl außerhalb eines vorgegebenen Betriebsbereichs feststellt.
2. Stromaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da, 6 die elektronische Regeleinrichtung (6) eine Zündeinrichtung (7) des Motors (1) ansteuert.
3. Stromaggregat nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Anzeige zum Abgeben eines optischen oder akustischen Signals, wenn die elektronische Regeleinrichtung (6) die Drehzahl regelt.
Description:
Stromaggregat mit Motordrehzahlregelvorrichtung Die Erfindung betrifft ein Stromaggregat gemma3 dem Oberbegriff von Patent- anspruch 1.

Mobile Stromaggregate bzw.-erzeuger bestehen üblicherweise aus einem Ge- nerator, der von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird. Als Generato- ren werden üblicherweise Asynchron-oder Synchrongeneratoren verwendet, bei denen die Ausgangsspannung am Generator von der Rotor-und damit Motordrehzahl abhängt. Steigt die Motordrehzahl, erhöht sich auch die Aus- gangsspannung, was in ungünstigen Fällen zu einer Zerstörung des an den Stromerzeuger angeschlossenen Verbrauchers führen kann.

Zu diesem Zweck weisen Verbrennungmotoren von bekannten Stromaggrega- ten eine mechanische Regelung auf, die die Motordrehzahl auf einem vorein- gestellten Wert innerhalb eines Betriebsbereichs halten. Insbesondere bei ei- ner Störung des mechanischen Reglers, z. B. durch Blockieren von Regelstan- gen, gebrochene Federn, festsitzende Lager, o. ä., kann das Regelverhalten derart beeinträchtigt werden, daß ein Regeln der Motordrehzahl im vorgege- benen Bereich nicht mehr möglich wird.

Bei teureren, technisch aufwendigeren Stromerzeugern-wie z. B. aus DE 196 38 357 A1 bekannt-ist zusätzlich zu der Drehzahlregelung noch eine Spannungsregelung nachgeschaltet, die die vom Generator erzeugte Span- nung überwacht und durch geeignete RegelmaBnahmen, wie Rotorfeldrege- lung oder Änderung der Erregung, verändert. Die Spannungsregelung nimmt jedoch keinen EinfluJ3 auf die Motordrehzahl, so daß sich zwar die Spannung auf einem voreingestellten Wert halten läßt. jedoch die Generatorspannungs- frequenz weiterhin von der Motordrehzahl abhängt.

Aus der DE 43 11 670 A1 ist eine zu einem an einem Generatorausgang vor- gesehenen Spannungsregler zugeordnete Schaltung bekannt, mit der ein Er- regerstromtastverhältnis am Generator erfaBt werden kann. Liegt das Erre- gerstromtastverhältnis auf hohem Niveau, d. h. besteht eine grolle Lei- stungsanforderung durch die an dem Generator angeschlossenen Verbrau- cher, kann diese Information direkt von der Schaltung erfaßt und weiterver- arbeitet werden, wodurch sich die Drehzahl einer den Generator antreiben- den Brennkraftmaschine etwas erhöhen läßt, um die höhere Leistungsanfor-

derung am Generator zu befriedigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Stromaggregat anzugeben, bei dem die genannten Probleme hinsichtlich Spannungsüberhöhung bei erhöh- ter Motordrehzahl und hinsichtlich erhöhter Spannungsfrequenz vermieden werden.

Erfindungsgemaß wird ein Stromaggregat mit den Merkmalen von Patent- anspruch 1 angegeben.

Ein erfindungsgemäßes Stromaggregat weist einen Motor, einen von dem Mo- tor angetriebenen Generator, eine mechanische Regeleinrichtung zum Regeln einer Drehzahl des Motors, eine Drehzahlbestimmungseinrichtung und eine mit der Drehzahlbestimmungseinrichtung gekoppelte elektronische Regelein- richtung zum Regeln der Drehzahl des Motors auf, wobei die elektronische Regeleinrichtung nur dann die mechanische Regeleinrichtung überlagert und die Drehzahl regelt, wenn die Drehzahlbestimmungseinrichtung eine Dreh- zahl außerhalb eines vorgegebenen Betriebsbereichs feststellt.

Der bekannten mechanischen Motor-bzw. Drehzahlregelung wird erfin- dungsgemäB eine elektronische Drehzahlregelung überlagert bzw. nachge- schaltet. Wenn aufgrund einer Störung des mechanischen Reglers die Mo- tordrehzahl den voreingestellten Regelbereich des mechanischen Reglers ver- IdJ3t, insbesondere übersteigt, setzt der bis dahin untätige elektronische Reg- ler ein und beeinflußt-vorzugsweise über die Zündung-die Drehzahl des Motors. Die Beeinflussung der Zündung kann durch Unterbrechung der Zündung bzw. durch Auslassen von einzelnen Zündfunken erfolgen. Weiter- hin kann der Zündzeitpunkt verändert werden.

Durch die EinfluBnahme der nachgeschalteten elektronischen Drehzahl- regelung bleibt die Drehzahl des Motors und damit des Generators in dem vorgegebenen Drehzahlbereich. Die Ausgangsspannung am Generator liegt dementsprechend ebenfalls innerhalb der vorgegebenen Bereiche hinsicht- lich Spannungsstärke und-frequenz.

Die elektronische Regelung ermöglicht es, ein Fehlverhalten des ansonsten für die Regelung des Motors hinsichtlich Verbrauch und Emission günstigen mechanischen Reglers zu korrigieren.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn eine Anzeige zum Abgeben eines optischen oder akustischen Signals vorgesehen ist, die aktiviert wird, wenn die elektronische Regeleinrichtung die Drehzahl regelt.

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend unter Zuhilfenahme der einzigen Figur näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Schema eines erfindungsgemäßen Stromaggregats.

In einem erfindungsgemäBen Stromaggregat zur Erzeugung einer Spannung vorgegebener Stärke und Frequenz ist ein Verbrennungsmotor 1 mechanisch mit einem Generator 2 in an sich bekannter Weise gekoppelt.

Zur Regelung der Drehzahl des Motors ist ein ebenfalls bekannter mechani- scher Regler 3 vorgesehen, der die Stellung einer Drosselklappe 4 im Verga- ser des Motors 1 beeinfluBt. Als mechanischer Regler 3 eignen sich z. B.

Windfahnenregler, Stauscheibenregler oder Kugelregler.

Mit dem mechanischen Regler 3 ist es möglich, die Motordrehzahl stets in einem vorgegebenen Drehzahlbereich zu halten, was aufgrund einer vordefi- nierten Auslegung des Generators 2 zu der gewunschten Spannung mit der vorgegebenen Frequenz führt.

Der mechanische Regler 3 ist jedoch gegen mechanische und korrosive Ein- flusse empfindlich. So können z. B. gebrochene Federn, verbogene Regelstan- gen oder festsitzende Lager in der Mechanik des Reglers 3 die Drehzahl-Re- gelfunktion derart behindern, daB die Motordrehzahl in unerwünschter Wei- se erhöht oder verringert wird. Insbesondere die Erhöhung der Motordreh- zahl führt bei als Generator 2 dienenden Asynchron-oder Synchronmaschi- nen zu einem Anstieg der Ausgangsspannung, was zu einer Störung eines nicht dargestellten, am Generator 2 angeschlossenen Verbrauchers führen kann.

Aus diesem Grund ist erfindungsgemäß eine Drehzahlbestimmungseinrich- tung 5 vorgesehen, die die Drehzahl der Motor-bzw. Generatorwelle be- stimmt und an eine elektronische Regelung 6 weitergibt. Als Drehzahlbe-

stimmungseinrichtung 5 eignen sich übliche Baueinheiten, die z. B. auf me- chanischem oder optischem Wege die Motordrehzahl bestimmen.

In der elektronischen Regelung 6 wird geprüft, ob die Motordrehzahl inner- halb oder außerhalb eines vorgegebenen und z. B. in der elektronischen Re- gelung 6 gespeicherten Betriebsbereichs liegt. Solange die Drehzahl inner- halb des Betriebsbereichs liegt, bleibt die elektronische Regelung 6 inaktiv.

Andernfalls beeinflußt sie direkt eine Zündeinrichtung 7 des Motors 1. Durch Verändern oder Auslöschen von Zündzeitpunkten ist es der Regelung 6 somit möglich, die Motordrehzahl ohne Rücksicht auf den mechanischen Regler 3 zu beeinflussen. Dabei wird insbesondere ein zu schnelles Drehen des Motors 1 vermieden, so daB der an den Generator 2 angeschlossene Ver- braucher wirksam vor Überspannung oder Spannung mit zu hoher Frequenz geschützt wird.

Selbstverständlich kann bei anderen Ausführungsformen der Erfindung die Drehzahlbeeinflussung durch den elektronischen Regler 6 auch auf andere Weise erfolgen.

Der elektronische Regler 6 und die Drehzahlbestimmungseinrichtung 5 las- sen sich auch bei bereits vorhandenen Stromaggregaten in einfacher Weise nachrüsten, ohne dal3 das technische Konzept der Aggregate geändert wer- den mite. Dabei kann der elektronische Regler 6 in einer dem Fachmann geläufigen Weise aufgebaut sein.

Insbesondere lassen sich aufwendige und teure Regelungen im Generator- teil, z. B. zur Beeinflussung der magnetischen Erregung, vermeiden.

Vorzugsweise ist eine akustische oder optische Anzeige vorgesehen, die durch den elektronischen Regler 6 angesteuert wird und anzeigt, daß der elektronische Regler 6 aktiv ist, was gleichbedeutend ist mit der Feststellung einer Motordrehzahl außerhalb des vorgegebenen Bereichs aufgrund einer Störung des mechanischen Reglers 3.

In dem elektronischen Regler 6 kann auch ein Zeitglied vorgesehen werden, dal3 eine Eingriffnahme des elektronischen Reglers 6 erst bei Ablauf einer bestimmten Zeit nach Feststellung der Drehzahlübererhöhung zuläBt.