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Einrichtung zum Betrieb von Wagen oder Wagenzügen mit elektrischer Kraftübertragung.
Es ist bekannt, bei stationären Kraftübertragungssystemen mehrere Stromerzeuger mit besonderem Antrieb nach Belieben in Reihe zu schalten, ebenso wie es in elektrischen Zentralen üblich ist, bei zunehmender Belastung die Generatoren parallel zu schalten.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine speziell zum Betrieb von Wagen oder Wagenzügen mit elektrischer Kraftübertragung bestimmte Einrichtung, bei der eine oder mehrere mit Explosionsmotoren unmittelbar gekuppelte Dynamomaschine (Benzindynamos) Strom für die Achsentriebmotoren liefern. Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, dass bei Vorhandensein mehrerer solcher unabhängig angetriebener Benzindynamos die Anker der Stromerzeuger in Reihe geschaltet sind und die Belastung jedes Maschinensatzes (Dynamomaschine mit gekuppelter Explosionsmaschine) durch Veränderung seines Erregerstromes geregelt wird, bezw. die Leistungverteilung auf die einzelnen Maschinen durch die Erregerwiderstände erfolgt.
Zu Zeiten starken : -1tromverbrauchs werden die Anker der stromliefernden Dynamomaschinen parallel geschaltet und die zugehörigen Explosionsmotoren mit dauernd geöffneter Drosselklappe laufen gelassen.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Erleichterung der Bedienung solcher unabhängiger Maschinensätze in einem gemeinsamen Arbeitsstromkreis derart. dass ein einzelner Mann die Inbetriebsetzung und Regelung aller Maschinen bewirken kann. Auch soll durch die Erfindung eine Vereinfachung der Bcdienungsapparate und t'me möglichst hohe Betriebssicherheit erzielt werden.
Eine Voraussetzung für die Anwendung dieser Einrichtung ist. dass die Dynamomaschinen mit sogenannten Wendepolen oder gleichartig wirkenden Kompensationswicklungen verschen sind. damit die Änderung der Magnetfelder ohne Rücksicht auf die Ankerfelder angängig ist. Der erste Maschinensatz muss zu Beginn des Betriebes von Hand angedreht oder in sonst einer der bekannten Weisen, z. B. durch eine Akkumulatorenbatterie in Gang gebracht werden.
Die Anker der vorhandenen Maschinensätze können zweckmässigerweise von vornherein in Reihe geschaltet sein, wobei ein die Ankerwicklung überbrückender Kurzschliesser unnötige Energieverluste und Erwärmung in jedem nicht mitarbeitenden Anker verhindert. Solange der Energiebedarf gering ist, wenn also z. B. der die Maschinenanlage tragende Wagen eines Zuges allein oder nur mit 1 Anhängewagen fährt, braucht nur ein Maschinensatz zu laufen. Ist aber bekannt, dass die Fahrt mit dem kurzen Zuge nicht weit geht und dass dann mehrere Anhänge- wagen hinzukommen, oder hat ein Zug von normaler Länge (z. B. 6 Wagen) hügeliges Gelände zu befahren, in dem der Energiebedarf vom geringsten (in Gefällen) bis zum höchsten Werte schwankt, so werden die Kurzschliesser entfernt.
Sobald der erste Maschinensatz den Energiebedarf nicht mehr deckt, so wird der zweite Satz hinzugenommen. Dieser nimmt zuerst Energie aus dem Stromkreis auf, weil seine Felderregung so gerichtet wird, dass die Dynamo als Motor läuft und ein Drehmoment zum Andrehen des Benzinmotors erzeugt. Sobald letzterer angelaufen ist, braucht nur die Richtungdes Erregerstromes geändert zu werden, um den zweiten Maschinen- satz zu positiver Mitarbeit verfügbar zu haben. Bei den etwa vorhandenen weiteren Maschinen- sätzen vollzieht sich dieser Vorgang in gleicher Weise. Der Erregerstrom für die in Gang zu setzende
Maschine kann dabei entweder von dem bereits laufenden Maschinensatze oder von einer Batterie entnommen werden.
Die Verteilung der Gesamtleistung der Anlage auf die einzelnen Maschinen- sätze kann ganz nach Belieben und gegebenenfalls nach der Leistungsfähigkeit der einzelnen
Verbrennungsmotoren'verteilt werden, indem die Erregerstromstärken der einzelnen Dynamos
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entsprechend geregelt werden. Dadurch, dass der Nutzstrom in allen Ankern gleich ist, hängt eben die Leistung des einzelnen Maschinensatzes allein von seiner Erregung ab. Letztere bestimmt den Anteil des Maschinensatzes an der Gesamtspannung, die von der Anlage abgegeben wird.
Das Inbetriebsetzen der Maschinens tze wie auch die Bel88tungsregelung erfolgt ausschliesslich durch die Nebenschlussregler der Dynamomaschinen, die leicht und gefahrlos zu handhaben sind. Hauptstromwiderstände, wie sie sonst zum Anlassen gebraucht werden, fallen fort. Zur Regelung des Natzstromes, von Null bis zum höchsten Werte und umgekehrt, sind nur Schaltungen in den schwachen Nebenschlussstromkreisen der Dynamos erforderlich, wodurch ein hoher Grad von Betriebssicherheit erreicht wird.
Zur Änderung der Erregerstromstärke der einzelnen Maschinensätze ist es schliesslich nach deren Inbetriebsetzung nicht mehr erforderlich. ass dazu Widerstände verwendet werden, sondern sie kann nach Anschluss an die Ankerpole der eigenen Dynamo auch durch Ändern der Um- drehungszahl des Verbrennungsmotors und damit veränderter Selbstspannung geregelt werden.
Für die Praxis wird es zweckmässig sein, dass beide Ttegelungsmethoden angewandt werden können.
Die beschriebene Einrichtung genügt allen Anforderungen, die an Stromerzeugnngsanlagen der in Rede stehenden Art gestellt werden können, solange der Wert der verlangten Höchst- stromstärke noch in gewissen, von den Abmessungen der Stromabnahmebürsten der Dynamos abhängigen Grenzen bleibt. Wird diese Grenze in den Anforderungen überschritten, so werden die laufenden Maschinen durch Feldstärkenänderung so geregelt, dass ihre Stromstärke Null wird, danach werden ihre Anker parallel geschaltet und dann wieder auf Spannung gebracht.
Während der Dauer der Parallelschaltung ist eine willkürliche Regelung der Einzelbelastungen in dem Masse, wie bei der Reihenschaltung der Anker, nicht mehr möglich. Statt dessen soll während der Parallelschaltung eine selbsttätige Regelung auf annähernd gleiche Leiatungsvcrteilung unter den mitarbeitenden Maschinensätzen platzgreifen.
Diese selbsttätige Regelung gründet sich auf die Erscheinung, dass schnellaufende Verbrennungsmotoren (Automobilmotoren) bei dauernd geöffneter Drosselklappe (also ohne drosselnden Drehzahlregler) jede von aussen eingeleitete Drehmomentsänderung mit einer Drehzahländerung beantworten, derart, dass jedem Drehmomentswerte eine bestimmte Drehzahl entspricht, und zwar entsteht bei Ab- nahme der Drehmomente eine Erhöhung und bei Zunahme des Drehmoments eine Verminderung der Drehzahl. Die Folge dieser Erscheinung ist, dass bei Parallelschaltung der Dynamos jede etwaige Mehrbelastung des einen Maschinensatzes gegenüber den anderen eine Drehzahl- verminderung ('hnd damit ein Fallen ihrer EMK bewirken würde, und umgekehrt würde bei
Entlastung ein Steigen der EMK eintreten.
Die EMK-Änderungen wirken aber auf die Strom- lieferung der einzelnen Maschinen gerade in dem Sinne, dass sie einen Ausgleich der Belastung- unt, erschiede herbeiführen.
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emer entsprechend höheren Drehzahl ein.
Schäden, die daraus entstehen konnten, dass gelegentlich bei einem der Verbrennungs- motoren die Gaszufuhr oder dergleichen unterbrochen wird, sind nicht zu befürchten, da bei derartigen Störungen eine Umkehrung des Stromes im Anker der betreffenden Maschine stattfindet. Sie läuft dann solange, bis dies bemerkt wird, vom Strom angetrieben mit, und kann < 'ntwder ausgeschaltet werden oder der Fehler wird beseitigt.
Die beschriebene selbsttätige Regelung kann aber erst dann ohne jene störende Nebenerscheinung, die unter der Bezeichnung "Pendeln" bekannt. ist, eintreten, wenn indem mechanischen Aufbau der Maschinensätze dafür gesorgt wird, dass das Trägheitsmoment der umlaufenden Massen so gering wie möglich gemacht wird. Deshalb sind die Maschinensätze aus schnellaufenden Verbrennungsmotoren ohne Schwungräder mit unmittelbar gekuppelten Dynamomaschinen zu bilden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Betriebe von Wagen oder Wagenzügen mit elektrischer Kraftübertagung, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein mehrerer, aus je einer mit einem Explosionsmotor unmittelbar gekuppelten Dynamomaschine (Benzindynamo) bestehender Maschinensätze die Anker der Stromerzeuger in Reihe geschaltet sind und die Belastung jedes Maschinensatzes durch Veränderung seines Erregerstromes geregelt wird, bezw. die Leistungs- verteilung auf die einzelnen Maschinen durch die Erregerwiderstände erfolgt.