Aufgrund der vielen neuen Mechatroniken, die in das Auto drängen, um das Fahren umweltschonender und sicherer zu gestalten, werden die Anforderungen an Kfz-Bordnetze zur Speisung dieser neuen Verbraucher immer anspruchsvoller. Insbesondere bei Generatoren muß sich ein grundlegender Wandel vollziehen. Ausgehend vom Stand der Technik bei Kfz-Generatoren der noch aktuellen 14 V Technik, wird aufgezeigt, warum diese elektrische Maschine in dieser Anwendung einen untypisch schlechten Wirkungsgrad von nur ca. 45 % aufweist. Um diesem Mangel am Stand der Technik abzuhelfen, sind in der Literatur viele Arbeiten erschienen, die sich unter anderem auf Leistungssteigerung mittels Leistungselektroniken beziehen. Sie lassen sich in 'selbstgeführte' und 'maschinengeführte' Methoden einteilen. Aber erst mit der Einführung der neuen, höheren Bordnetzspannung von 42 V gelingt es, viele dieser Stromrichtertechniken kostengünstig zur Steigerung der Generatorleistung und des Wirkungsgrads zu nutzen. Der Hauptteil dieser Arbeit befaßt sich mit einem neuartigen Stromrichter, welcher eine Wicklungsumschaltung der Ständerdrehstromsysteme möglich macht. Dadurch läßt sich beispielsweise die abgegebene Leistung des Generators bis um den Faktor zwei steigern, ohne Vergrößerung des magnetischen Kreises. Dieser Stromrichter wurde als kundenspezifisches Power-Module angefertigt, die zugehörige Regelung als zeitgemäße Einchip-Lösung in einem FPGA (Field Programmable Gate Array) implementiert. Abschließend werden die erzielten Verbesserungen anhand von Labormessungen aufgezeigt.
Leistungssteigerung von Kfz-Generatoren durch Wicklungsumschaltung
A simple windings turn-over converter doubles the performance of conventional car alternators
1998
15 Seiten, 21 Bilder, 8 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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