CH285339A - Elektrische Lokomotive mit eigener Stromquelle. - Google Patents

Description

  Elektrische Lokomotive mit eigener Stromquelle.    Elektrische Lokomotiven mit eigener  Stromquelle, beispielsweise dieselelektrische  und turboelektrische Lokomotiven, kommen  manchmal in Gebieten zur Anwendung, wo für  die Lokomotive verhältnismässig grosse Hilfs  betriebe notwendig sind. Dies ist beispiels  weise der Fall, wo die Bahnlinie durch tro  pische Wüstengegenden verläuft, so dass Ven  tilatoren und Kompressoren für den in der  Lokomotive erforderlichen     überdruck    vorge  sehen     -werden    müssen. Die für den Betrieb  der Hilfsaggregate notwendige Leistung ist in  solchen Fällen relativ so gross, dass auch wäh  rend des Bremsbetriebes der     Hauptgenerator     eingeschaltet bleiben muss, um die Hilfs  betriebe zu speisen.

   Infolgedessen muss der  Dieselmotor oder die Gasturbine sowohl bei  Fahr- als auch bei Bremsbetrieb     dauernd    lau  fen. Bei solchen Fahrstrecken, wo häufig  lange Teile mit Gefälle vorkommen, ist. aber  ein Betrieb der erwähnten Art     ungfinstig,     und die vorliegende     Erfindung    bezweckt nun  mehr, in dieser Beziehung eine Verbesserung  zu schaffen.  



  Gemäss der Erfindung wird dies     dadurch     erreicht, dass die Hilfsbetriebe der Lokomo  tive     -während    des Fahrbetriebes von einem  Hilfsgenerator und während des Bremsbetrie  bes von den     generatorisch    arbeitenden Trieb  motoren gespeist werden, wobei die     Spannung     der Triebmotoren in Abhängigkeit einer durch  dieselben beeinflussten     (u@rösse    so geregelt wird,  dass die Hilfsbetriebsspannung mindestens an  nähernd konstant bleibt.

      An Hand der Zeichnung sind in     seherrati-          scher    Weise einige Ausführungsbeispiele für  die Erfindung näher erläutert,     -wobei    nur die  für das Verständnis der Erfindung erforder  lichen Elemente gezeigt sind.  



  In der     Fig.1    bedeutet 1 den Hauptgenera  tor einer Lokomotive, der beispielsweise von  einem Dieselmotor 2 angetrieben wird und  den Strom für die     Reihenschluss-Triebmoto-          ren    3 liefert. Ebenfalls vom Dieselmotor ? an  getrieben ist. ein Hilfsgenerator 4, der wäh  rend des Fahrbetriebes die Hilfsbetriebe  beispielsweise Antriebsmotoren für Ventila  toren, Kompressoren usw., sowie die Batterie 6  speist. Für die Erregung der Triebmotoren 3  während des Bremsgetriebes ist eine Brems  erregermasehine 7 vorgesehen, die die Er  regerwicklungen 8 der Triebmotoren 3 speist.

    Die     Erregerwicklung    9 der Bremserreger  maschine 7 kann über den Umschalter 7.0 an  die     Triebmotorenspannung        angeschlossen    wer  den. Für die     Konstanthaltung    der Hilfsgene  ratorspa.nnung während des Fahrbetriebes ist  ein Schnellregler 11 vorgesehen, der das Er  regerfeld 12. des Hilfsgenerators     -1    verändert.  Der     Schnellregler    11 dient ferner zur Rege  lung der Spannung der     Bremserregermaschine     7 während des Bremsbetriebes.  



  Beim Fahrbetrieb werden die     Hilfsbetriebe     5, 6 vom Hilfsgenerator     4-    aus gespeist, und  die Triebmotoren 3 sind normal     serieerregt,     das heisst die     Bremserregermaschine    7 ist aus  geschaltet. Die in der     Fig.    1 punktierte     Stel-          lung    des Umschalters 10 zeigt. die Fahr-           betriebastellung    desselben an.

   Sobald auf  Bremsbetrieb umgeschaltet. wird, entsprechend  der     vollausgzogenen        Stellung    des Umschalters  10, werden die Hilfsbetriebe     @5,    6 nunmehr von  den jetzt     generatorisch    arbeitenden Trieb  motoren 3 gespeist. Die Erregerfelder 8 der  Triebmotoren werden von der Bremserreger  maschine 7 gespeist, und die     Spannung    des       Hilfsbetriebsnetzes    wird durch den Regler 17.  praktisch konstant gehalten, indem dieser das  Erregerfeld 9 der     Bremserregermasehine    so  regelt, dass die     Triebmotorenspannung    prak  tisch konstant bleibt.  



  In der     Fig.    2 ist ein Ausführungsbeispiel  der Erfindung gezeigt, wo die Bremserreger  maschine 7, die die Erregerwicklungen 8 der  Triebmotoren 3 während des Bremsbetriebes  speist, von einer     Spannungsumformergruppe     in     Sparschaltung    erregt wird, wie beispiels  weise in     DRP    Nr. 605925 beschrieben ist. Die       Umformergruppe,    die die variable Spannung  vom Hilfsgenerator 4 (Fahrbetrieb) bzw. von  den Triebmotoren 3 (Bremsbetrieb) in eine  konstante Spannung umformt, besteht aus     dein          zwei    in Reihe geschalteten, mechanisch     gekup-          pelten    Maschinen 14, 15.

   Das Feld 16 der -Ma  schine 14 wird vom Schnellregler 17 geregelt,  während das Feld 18 der Maschine 15 im       Nebenschluss    an den Klemmen dieser Ma  schine liegt. Dadurch, dass die Maschine     1:5     durch die     Regelung    des Feldes 16 der Ma  schine 14 auf konstante Spannung gehalten  wird, variiert die Spannung an der Maschine  14 sehr stark, und zwar entsprechend der Dif  ferenz zwischen der variablen Primär-     und    der  konstanten Sekundärspannung, das heisst. der       Triebmotorenspannung    oder der variablen  Batteriespannung und eine konstanten Span  nung.

   Die     Bremserregermaschine    7 weist eine       Feldwicklung    19 auf, die von der indirekt auf  konstante Spannung geregelte Umformer  maschine 15 erregt. wird, und einer weiteren  Feldwicklung 20, die als     Gegenerregerwieli-          lung    wirkt und von der variablen Spannung  der     Umformermaschine    14 gespeist     wird.     



  Wenn nun im Bremsbetrieb die     Spannung     der Triebmotoren 3 steigt, so nimmt auch die  Spannung der     Umformermaschine    14 und    dementsprechend     auch    die     Gegenerregung    der       Bremserregerniaselrine    7 zu, weil die Span  nung der Maschine 15 konstant gehalten     wird.     Dadurch sinkt die Spannung der     Bremserre-          germa.schine    7,

   das heisst die Triebmotoren  werden mit zunehmender Spannung weniger       erregt.    Indem mit zunehmender     Ceseliwirrdiz-          keit    die     Triebmotoren    3 eine immer grössere  Spannung abgeben     möchten,    wird dies     durelr     die     Erregungsverminderung-    automatisch be  grenzt. Bei Fahrbetrieb werden die Trieb  motoren 3 durch den Schalter 21 vom Hilfs  netz abgeschaltet und die Hilfsbetriebe     :5,    6  durch den Schalter '?? auf den vom nicht dar  gestellten Dieselmotor angetriebenen Hilfs  generator 4 umgeschaltet.

   Mit 23 ist noch ein  Bremswiderstand zur Vernichtung     übersehüs-.          siger    Energie     angedeutet,    der     künstlielr    ge  kühlt wird.  



  Mit der     Anordnung    gemäss     Fig.        \'    ist     e5          konstruktiv    von Vorteil, wenn die beiden Ma  schinen 14, 15 der     Umformergruppe    sowie die       Brenrserregermaschine    7 zu     einem    Block zu  sammengebaut werden.  



  In     Fig.    3 ist eine weitere Ausführungs  form veranschaulicht, wo 3 wieder die Trieb  motoren des     Fahrzeuges    bedeuten, deren Er  regerwicklungen 8 im Bremsbetrieb von einer       Bremserregermasehine    7 gespeist werden.  Diese letztere besitzt. ähnlich wie die Anord  nung gemäss     Fig.    2 eine konstant erregte Feld  wicklung 19 sowie eine veränderlich erregte  Feldwicklung 20. Mit 5 bzw. 6 sind die     Hilfs,-          betriebe    und die Batterie bezeichnet, die wäh  rend des     Bremsbetriebes    über den Sehalter 24  an die Triebmotoren 3 angeschlossen sind.

    während 23 ein     Bremswiderstand    bedeutet,  der von einem durch einen Hilfsmotor     ?:5    an  getriebenen Ventilator gekühlt wird.  



  Während des     Bremsbetriebes        wird    die     Ge-          generregerwieklung    20 entweder über einen       Shunt    26 durch einen Teil des     Triebirotoren-          stromes    oder über einen     Slnint    27     (punktiert     gezeigt)     durch-    einen dem Batteriestrom pro  portionalen Strom gespeist, während die     Feld-          erregaing    19 an eine konstante Spannungs  quelle angeschlossen ist.

   Die     -gewünschte        Kon-          stanthaltung    der Hilfsbetriebsspannung     wir.-1         dadurch erreicht, dass der     Triebmotorenstrom          bzw.    der Batteriestrom mit     zunehmender          Triebwotorenspannung        zunimmt,    weil,     wenn     die Spannung steigt, auch der Verbraucher  strom entsprechend zunimmt., beispielsweise  der Batterie- und     Ventilatorstrom,    und in  folgedessen durch die Wicklung 20 die Span  nung der     Bremserregermasehine    7 verkleinert  wird,

   so dass die Spannung der Triebmotoren  praktisch konstant gehalten wird. Der     An-          triebsmotoi-    25 des     Breinswiderstandventila-          tors    wirkt ebenfalls in gewünschtem Sinne  regulierend, indem sein Strom mit zunehmen  der     Spannung    zunimmt. Für die     Erregung     des     Gegenfeldes    20 kann auch eine mit den  Triebmotoren     gekuppelte        Taeliodynamo    ver  wendet werden.  



  Bei der Anordnung nach     Fig.    4 ist die       Bremserregermaschine    7 für die Speisung der  Erregerfelder 8 der Triebmotoren 3 während  des     Bemsbetriebes    mit einem der Triebmoto  ren 3 mechanisch     gekuppelt..    Dadurch steigt  mit zunehmender     Geschwindigkeit    der brem  senden Motoren (Generatoren 3) auch die       Spannung-    der     Bremserregermasehine    7.

       In-          fol--edessen    sinkt die Erregung der Trieb  motoren, weil die     Bremserregermasehine    7 in       Opposition    zum     Spannungsabgriff    am Brems  widerstand 23     geschaltet    ist.. Die Erregerwick  lung 9 der     Bremserregermaschine    ist. von einer  konstanten     Spannungsduelle    oder von den  Triebmotoren fremderregt. An Stelle einer di  rekten     Kupplung    der     Bremserregermaschine    7  mit einem der Triebmotoren ist. es ohne weite  res möglich, diese Maschine auch von der  Fahrzeugachse aus oder auf sonst: geschwin  digkeitsabhängige Weise anzutreiben.  



  Die     Fig.5    und 6 zeigen schliesslich noch       zwei    weitere     Ausführungsmöglichkeiten,    wo  die     Konstanthaltung    der     Triebmotorenspan-          nung    während des Bremsbetriebes ohne       Bremserregermasehine    erfolgt. In diesem Falle  wird eine einfache Apparatur für relativ hohe  Ströme verwendet.  



  In     Fig.5    werden die Erregerfelder 8 der  Triebmotoren 3 durch einen in Abhängigkeit  der     Triebmotorenspannung    ansprechenden  Schnellregler 26 derart gesteuert,     dass    die         Triebmotorenspannung    während des Brems  betriebes annähernd konstant bleibt.

   Bei der  Anordnung nach     Fig.6    erfolgt. dagegen die  Regelung der     Triebmotorenerregung    im Sinne  einer     Konstanthaltung    der     Motorenspannung     mittels eines     Zentr        ifugalschalter    s 27, der durch  einen der Triebmotoren 3 betätigt wird und  in Abhängigkeit der     Motorengesehwindigkeit;     mehr oder weniger Widerstand im Motoren  erregerkreis einschaltet. An Stelle des     Zentri-          fugalsehalters    27 könnte auch eine Schützen  steuerung vorgesehen werden.  



  Mit den beschriebenen     Ausführungsformen     ist es möglich,     über    einen sehr grossen     Ge-          seh-windigkeitsbereieh    des Fahrzeuges, z. B.  zwischen 30 bis 200     kmih    die Triebmotoren  spannung während des Bremsbetriebes prak  tisch konstant. zu halten. Der Bereich der       Spannungskonstanthaltung    hängt vom Ver  hältnis der     Hilfsbetr        iebspannung    zur Motor  spannung ab; denn bei einer minimalen Ge  schwindigkeit kann auch bei maximaler Er  regung nur noch eine ganz bestimmte Span  nung erreicht werden.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Elektrische Lokomotive mit eigener Strom quelle, dadurch gekennzeichnet., dass die Hilfs betriebe der Lokomotive während des Fahr betriebes von einem Hilfsgenerator und wäh rend des Bremsbetriebes von den generato- risch arbeitenden Triebmotoren gespeist wer den, wobei die Spannung der Triebmotoren in Abhängigkeit einer durch dieselben beein flussten Grösse so geregelt wird, dass die Hilfs betriebsspannung mindestens annähernd kon stant bleibt.. UNTER AN SPR.L CHE 1.

   Elektrische Lokomotive nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Er regerfelder der Triebmotoren durch eine Bremserregermasehine gespeist werden, deren Erregung mit einem Schnellregler so geregelt wird, dass die Hilfsbetriebsspannung prak tisch konstant bleibt. 2. Elektrische Lokomotive naeli Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Erregung der Bremserregermaschine regelnde Schnellregler während des Fahrbetriebes für die Regelung des Hilfsgenerator-Erregerfeldes dient. 3.

   Elektrische Lokomotive nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Er regerfelder der Triebmotoren durch eine Bremserregermaschine gespeist werden, die ein konstantes Fremderregerfeld sowie ein ver änderliches, mit zunehmender 'Triebmotoren- spannung steigendes Gegenerregerfeld auf weist. 4.

   Elektrische Lokomotive nach Untera.n- spiiieh 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konstante und die variable Erregerspannung für die Breinserregermäschine von einer Span nungsumformergruppe in Sparschaltung ge liefert wird. bei welcher die variable Primär spannung der Sparschaltgruppe von der Triebmotor enspannung abhängig ist. 5.

   Elektrische Lokomotive nach Unteran- spruch 4, dadurch gekennzeichnet, da.ss die Breniserregermaschine und die Spannungs- umformergruppe zu einem Block zusammen gebaut sind. 6. Elektrische Lokomotive nach Unteran- sprueh 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenerregerfeld der Bremserregermaschine durch einen dem Triebmotorenstrom propor tionalen Strom gespeist wird. 7.

   Elektrische Lokomotive nach Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Cregenerregerfeld der Bremserregermaschine von einem dem Strom einer im Bremsbetrieb an den Triebmotoren angeschlossenen Batte rie proportionalen Strom gespeist wird. ±. Elektrische Lokomotive nach Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenerregerfeld der Bremserregermasehine von einer mit einem Triebmotor gekuppelten Tachodi-namo beeinflusst wird. 9.

   Elektrische Lokomotive nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Er regerfelder der Triebmotoren durch eine Bremserregermasehine gespeist werden, die mit einem Triebmotor gekuppelt ist.. 10. Elektrische Lokomotive nach Patent anspruch, dadurch fgekennzeiehnet, dass die, Erregerfelder der Triebmotoren durch eine Bremserre-ermasehine gespeist werden, die von einer Achse der Lokomotive aus angetrie ben wird. 11.

   Elektrische Lokomotive nach Patent- ansprueh, dadurch gelzennzeiehnet, dass die Erregerfelder der Triebmotoren unmittelbar durch einen in Abhängigkeit der Triebmoto- renspannung ansprechenden Schnellregler ge regelt werden.

   1 3. Elektrische Lokomotive nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerfelder der Triebmotoren unmittelbar durch einen in Abhängigkeit der lIotordre!:- zahl ansprechenden Zentrifugalsehalter ;e- regelt werden. 13. Elektrische Lokomotive nach Patent anspruch, gekennzeichnet durch einen Brems widerstand; auf welchen die Triebmotoren während des Bremsbetriebes zusätzlich ge schaltet sind.

   1-1. Elektrische Lokomotive nach Unteran- spi-Lzeh 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremswiderstand durch einen Ventilator ge kühlt wird, dessen Antriebsmotor von der Triebmotorenspannung gespeist wird.