AT129688B

AT129688B - Selbsttätige Schalteinrichtung zur Feldumschaltung bei Generatoren für Fahrzeuge mit Verbrennungskraftmotoren und elektrischer Kraftübertragung.

Info

Publication number: AT129688B
Authority: AT
Original assignee: Bbc Ag Oesterr
Priority date: 1931-07-27
Filing date: 1931-07-27
Publication date: 1932-09-10

Description

Selbsttätige Schalteinrichtung zur Feldumschaltung bei Generatoren iur Fahrzeuge mitVerbrenmmgs- ktattmotorm und elektrischer Kraftübertragung.
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Da die Leistungsregelung bei konstantem Moment vorausgesetzt wurde, ist D1 = D2 und Zi == 7(, daher < . J = konstant, d. h. der magnetische Fluss muss eine reine Funktion des Stromes sein und ist von der Drehzahl unabhängig.

Für die auf einer Ordinate durch J liegenden Punkte der Strom-Spannungscharakteristiken des
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durch J liegenden Punkte ist J = konstant, daher E = k"n. Das gleiche gilt für die Punkte der StromSpannungshyperbeln.

Es müssen sich daher die Teillastcharakteristiken im gleichen Strombereiche an die Teillasthyperbeln anschmiegen, wie bei Vollast, weil die auf einer Ordinate liegenden Spannungswerte der Spannungscharakteristiken und der Hyperbeln der Drehzahl proportional sind.

Es lässt sich durch folgende Überlegung nachweisen, dass die Umschaltpunkts aller Teillastcharakteristiken auf der Ordinate durch Ji liegen. Der Schnittpunkt zweier Spannungscharakteristiken bei ein und derselben Drehzahl ist gekennzeichnet durch den gleichen magnetischen Fluss < 1 im Generator, sowohl bei Schaltung für Charakteristik I als auch bei Schaltung für Charakteristik II. Da dieser gleiche
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charakteristiken bei andern Drehzahlen auf der Ordinate durch1. Die Spannungswerte der Umschaltpunkte sind daher nach obigem der Drehzahl proportional.

Das Schema einer automatischen Umschalteinrichtung, bei welcher ein Stromrelais in Abhängigkeit vom Generatorstrom die Umschaltung bewirkt, ist in Fig. 2 dargestellt. Mit dem Schütz S, das vom Stromrelais R gesteuert wird, werden die Erregerwicklungen des Generators entsprechend Charakteristik I bzw. Charakteristik II umgeschaltet.

Betriebsmässig kann der Fall eintreten, dass der Generatorstrom längere Zeit hindurch ständig um den Anspreehwert des Relais herum schwankt und das Relais daher fortwährend umschalten (pendeln) würde. Ausserdem wird durch den Umschaltvorgang selbst, wenn er nicht genau im Schnittpunkt der Charakteristiken erfolgt, eine Stromänderung verursacht, die ein unerwünschtes Rückschalten des Relais zur Folge hätte. Das Stromrelais R muss daher so beschaffen sein, dass die Umschaltung von Charakteristik I auf Charakteristik II beim Strom J1 und die Umschaltung von Charakteristik II auf Charakteristik I beim Strom J2 erfolgt, wie in Fig. 3 angedeutet ist. Das heisst, dass das Relais, das beim Strom J2 abhebt, erst beim kleineren StromJ1 wieder abfällt.

Das Relais wird deshalb trotz der erwähnten Stromschwankungen seine jeweilige Stellung beibehalten, solange die Schwankungen kleiner sind als a ; dadurch wird das Pendeln praktisch vermieden.

Eine spannungsabhängige Umschalteinrichtung, welcher die zwischen den Spannungswerten der Umschaltpunkte bestehende Beziehung zugrundeliegt, zeigt Fig. 4.

Wird das Steuerrelais R als Spannungsdifferenzrelais ausgeführt, dessen eine Spule von der Generatorspannung und dessen zweite Spule von einer mit dem Generator direkt gekuppelten Tachometerdynamo gespeist wird, dann wird das Relais jeweils dann seine Stellung ändern, wenn die Wirkung einer Spule grösser ist, als die der anderen. Wird das Relais so eingestellt, dass es bei einem Umschaltpunkt richtig anspricht, so schaltet es auch bei allen andern Umschaltpunkten richtig um, weil sowohl die Spannungswerte der Umschaltpunkte, als auch die Spannungen der Tachometerdynamo der Drehzahl proportional sind. Fig. 1 lässt die Umschaltpunkte bei zwei verschiedenen Drehzahlen als Schnittpunkt der Horizontalen durch bzw.

E2 (Spannungen bei den Drehzahlen nl und n2) mit den Spannunghyperbeln L1 bzw. L2 erkennen.

Ebenso kann der Ansprechwert eines Spannungsrelais in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungskraftmotors in der Weise geändert werden, dass ein durch die Fliehkraft verstelltes Organ entweder die Federspannung des Relais, oder einen, der Spannungsspule des Relais vorgeschalteten Widerstand entsprechend verändert, wodurch eine der Drehzahl proportionale Änderung der Anspreehspannung des Relais bewirkt wird.

Wesentlich für diese Art der Leistungsregelung ist, dass der Generator unabhängig von der Drehzahl innerhalb des notwendigen Arbeitsbereiches ein annähernd konstantes Antriebsmoment verlangt, d. h., dass der Fluss lediglich eine Funktion des Stromes ist und sieh nur nach der Bedingung J. CP = konstant ändert.

Diese Bedingung wird nicht bei allen gebräuchlichen Schaltungen von derartigen Generatoren erfüllt, so dass die für diese spezielle Reguliermethode abgeleiteten Beziehungen für den geometrischen Ort aller günstigen Umschaltpunkte nicht mehr zutreffen. Insbesondere bei selbsterregten Generatoren, die ohne zusätzliche Beeinflussung der Erregung und bei Teillasten mit verminderter Drehzahl betrieben werden, ist der magnetische Fluss spannung-und damit auch drehzahlabhängig und entspricht nicht mehr der Bedingung (P. J = konstant.

Der geometrische Ort der Umschaltpunkte wird in diesen Fällen eine beliebige Kurve sein, deren
Gleichung durch die zwischen magnetischem Fluss, dem Strom und der Drehzahl bestehenden funktionellen Beziehungen gegeben ist.

Die zwischen der Drehzahl und den Strom-bzw. Spannungswerten der verschiedenen Umschaltpunkte bestehende, unveränderliche Beziehung, kann ebenfalls zur Beeinflussung des Ansprechwertes der Umschalteinrichtung benutzt werden. Auch in diesen Fällen ist es möglich, den Drehzahlregler oder das den Regler verstellende Gestänge mit jenem Organ zu kuppeln, das beispielsweise einen Vorsehaltwiderstand vor der Spannungswicklung eines Spannungsrelais, oder einen Shunt parallel zur Spule eines Stromrelais reguliert bzw. die Federspannung des Relais verändert.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbsttätig wirkende Umschalteinrichtung für die Umschaltung der Erregerwicklung von Generatoren mit zwei voneinander verschiedenen Strom-Spannungscharakteristiken, die sich bei konstanter Drehzahl einer der Leistung des antreibenden Verbrennungskraftmotors entsprechenden StromSpannungshyperbel anpassen, dadurch gekennzeichnet, dass ein vom Generatorstrom beeinflusstes Stromrelais oder ein von der Generatorspannung gespeistes Spannungsrelais, in Abhängigkeit von der Drehzahl des Aggregates so beeinflusst wird, dass bei allen zur Einstellung von Teillasten praktisch erforderlichen Drehzahlen die Umschaltung im Schnittpunkt der Teilcharakteristiken des Generators erfolgt.

Claims

2. Selbsttätig wirkende Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Teillastregelung durch Verminderung der Drehzahl und konstantbleibendem Drehmoment ein Widerstand, der einem von der Generatorspannung gespeisten Spannungsrelais vorgeschaltet ist, in Abhängigkeit von der Drehzahl des Generators so reguliert wird. dass die Ansprechspannung des Relais proportional der Drehzahl verändert wird.

3. Selbsttätig wirkende Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Teillastregelung durch Verminderung der Drehzahl und konstantem Drehmoment das den Umschalter steuernde Relais als Differenz-oder Quotientenrelais ausgebildet ist, dessen eine Wicklung von der Generatorspannung oder dem Generatorstrom gespeist wird und dessen zweite Wicklung von einer der Generatordrehzahl proportionalen Spannung einer Tachometerdynamo gespeist wird.

4. Selbsttätig wirkende Schalteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die der Drehzahl proportionale Spannung einer konstanten Hilfsstromquelle über einen Widerstand entnommen wird, der von einem mittels des Reguliergestänges verstellbaren Organ so geregelt wird, dass die auf die Spule entfallende Spannung der Drehzahl proportional ist.

5. Selbsttätig wirkende Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Teillastregulierung durch Verminderung der Drehzahl und des Drehmomentes beispielsweise an selbsterregten Nebenschlussgeneratoren, die ohne zusätzliche Regulierung der Erregung betrieben werden, ein der Spannungsspule des Spannungsrelais vorgeschalteter Widerstand in Abhängigkeit von der Stellung der Reguliervorrichtung der Verbrennungskraftmaschine selbsttätig so geregelt wird, dass die Ansprechspannung des Relais bei jeder praktisch erforderlichen Drehzahl jener Spannung entspricht, die durch den Schnittpunkt der dieser Drehzahl entsprechenden Teillastcharakteristiken bestimmt ist.

6. Selbsttätig wirkende Umschalteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das die Umschalteinrichtung steuernde Relais als Differenz oder Quotientenrelais ausgebildet ist, dessen eine Wicklung von der Generatorspannung oder vom Generatorstrom beeinflusst wird und dessen zweite Wicklung von einer konstanten Hilfsspannung über einen Widerstand gespeist wird, der mittels der Drehzahlreguliereinrichtung des Verbrennungskraftmotors so geregelt wird, dass das Relais jeweils im Schnittpunkt der entsprechenden Teillastcharakteristiken anspricht.

7. Selbsttätig wirkende Schalteinrichtung für die Umschaltung der Erregerwicklungen an Generatoren mit zwei voneinander verschiedenen Strom-Spannungscharakteristiken nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Umschaltung bewirkenden Strom-oder Spannungsrelais so einstellbar sind, dass je nach der Stellung, die das Relais vor der Umschaltung eingenommen hatte, die Umschaltung von der ersten auf die zweite Spannungscharakteristik bei einem andern Strom-bzw.

Spannungswert erfolgt, als die Umschaltung von der zweiten auf die erste Spannungscharakteristik, wodurch ein unerwünschtes Ansprechen verhindert wird, wenn die Ströme bzw. die Spannungen um die Anspreehwerte herum geringfügig sehwanken.