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Gyroantrieb für Fahrzeuge
Der Antrieb eines Gyrofahrzeuges unterscheidet sich von den andern bekannten Antriebsarten im wesentlichen dadurch, dass ein Schwungrad vorgesehen ist, in dem mechanische Energie aufgespeichert wird. Diese Energie wird einem auf gleicher Welle mit dem Schwungrad befindlichen Generator zuge- fuhrt, der sie in elektrische Energie umformt, womit die zum Fahren notwendigen Antriebsmotoren gespeist werden.
Die bisher bekanntgewordenen Anordnungen dieser Art sehen zum An- und Abtrieb der Schwungmasse Wechselstrommaschinen vor, insbesondere Asynchron-Kurzschlussankermotoren. Mit Hilfe eines solchen Motors wird das Schwungrad bis auf eine seiner Umdrehungszahl entsprechende Geschwindigkeit beschleunigt, die bei Drehstrom zirka 3000 Umdr/min beträgt.
Eine Asynchronmaschine, die in der Lage ist, eine Schwungmasse, z. T. sogar aus dem Stillstand, derart hochzufahren und zu beschleunigen, unterliegt, hauptsächlich in der Erwärmung und Kühlung, gewissen Bedingungen. Vor allem ist der Rotor gefährdet, welcher während des Hochlaufen den Hauptanteil der Verluste erzeugt. Durch Verwendung von wasserstoffgekühlten Hohlrohren als Käfigwicklung, sowie wärmefestem Kupfer und phosphatisolierten Blechen bei der Rotorherstellung versucht man, weitestgehend den Erwärmungen gewachsen zu sein. Ebenso müssen die Statorwicklungen gegen Wärmestrahlungen durch zirkulierenden Wasserstoff geschützt werden. Eine solche Ausführungsart verteuert und kompliziert aber die Herstellung der Motoren wesentlich.
Hiezu kommt noch, dass bei Anlauf vom Stillstand die zugeführte Spannung wesentlich reduziert werden muss, da bei ganz geringen Drehzahlen der Motor keine genügende Kühlung aufweist, um die dann am grössten werdenden Verluste ohne schädliche Erwärmung abzuleiten.
Ein weiterer Nachteil ist, dass zur Beschleunigung des Hochlaufens im normalen Betriebsgebiet, sowie zur Begrenzung des Netzstromes der Gyromotor mit einer Serie-Drossel mit parallel geschalteten Kondensatoren zur Kompensierung des Blindstromes geschaltet werden muss, wodurch ebenfalls eine Verteuerung der Anlage eintritt. Ausserdem ändern sich cos cl ! und Spannung am Gyro, da der Spannungsabfall an der Serie-Drossel bei induktivem cos (p negativ wird. Es wird auch unwirtschaftlich, die Drehzahl zu hoch zu treiben, da bei Wechselstrom das Drehmoment bei kleinem Schlupf bedeutend sinkt. Eine maximale Ausnutzung der Drehzahl von zirka 3000 Umdr/min kann somit nicht erfolgen.
Als Generator arbeitet der Elektrogyro im Betrieb wiederum als Energieumformer, indem er die kinetische Energie des Kreisels in elektrische Energie zur Speisung der Antriebsmotoren umformt. Zur Erregung dienen statische Kondensatoren, deren totale Kapazität in mehrere Stufen unterteilt umschaltbar ist. Durch Variation der zugeschalteten Kapazität kann die Generatorspannung reguliert werden, jedoch muss eine Frequenzabnahme infolge absinkender Drehzahl des Schwungrades in Kauf genommen werden. Die Anordnung der notwendigen Kondensatorbatterie auf einem Fahrzeug ist aber sehr unwirtschaftlich, da sie ein bedeutendes Gewicht darstellt, was der Nutzlast verloren geht ; ebenso dürfte die Frage der räumlichen Unterbringung von Bedeutung sein.
Als Triebmotoren werden ebenfalls Asynchron-Kurzschlussankermotoren verwendet, die in Abhängigkeit von der absinkenden Frequenz polumschaltbar ausgeführt werden. So sind unter anderem Triebmoto- : en in 24-poliger Ausführung bekanntgeworden. Solche Motoren sind aber wegen der Vielzahl ihrer Pole sehr gross und somit schlecht auf dem Fahrzeug unterzubringen.
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Da auch die elektrische Nutzleistung N bei Drehstrom infolge der zugeschalteten Kondensatoren des cos Cf usw., geringer als bei Gleichstrom ist, lässt sich aus der Formel entnehmen, dass mit grösser werdendem t der Aktionsradius R bei Gleichstrom wesentlich grösser wird.
Das bedeutet, dass die zum Aufladen längs einer Fahrstrecke notwendigen Ladestationen einen grösseren Abstand besitzen können, womit ihre Gesamtzahl vermindert wird.
Die auf gleicher Welle mit dem Schwungrad sitzende Gleichstrommaschine kann gleichfalls in entsprechender Anordnung dazu benutzt werden, den Kreisel an den betreffenden Ladestationen auf die gewünschte Drehzahl hochzufahren.
An Hand einer Zeichnung soll an einem Beispiel die Anordnung mit einem Leonardumformer naher
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Mit 1 ist der Kreisel bezeichnet, der nach dem Hochfahren die kinetische Energie speichert. Auf der gleichen Welle ist eine Gleichstrommaschine, in diesem Fall der Leonardgenerator 2, angeordnet. Von diesem Generator wird jetzt der Gleichstrommotor 3 gespeist. Beide Maschinen besitzen Fremderregung, die regelbar ist. Der Gleichstrommotor 3 ist zweckmässig so anzuordnen, dass von seiner Welle 4, z. B. über ein zwischengeschaltetes Differentialgetriebe, ein direkter Antrieb auf die das Fahrzeug antreibende Achse vorgenommen wird.
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