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Einrichtung zur Steuerung von mindestens zwei elektrischen Fahrzeugtriebmaschwe\n Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Steuerung von mindestens zwei elektrischen Fahrzeugtriebmaschinen, die Feldschwächwiderstände besitzen und mit Rädern von unterschiedlichen Belastungen zusammenarbeiten.
Bei Fahrzeugen, deren Einzelachsen von gesonderten Motoren angetrieben werden, ist die höchste zulässige Antriebskraft jedes Motors abhängig von dem Produkt, das aus dem Reibungskoeffizienten und dem Raddruck gebildet wird. Bei zu grosser Umfangskraft schlüpft das Radpaar. Um beim Beschleunigen die vorhandenen zulässigen Kräfte im richtigen Masse ausnützen zu können, ist bereits vorgeschlagen worden, die Maschinen durch Feldschwächung so zu beeinflussen, dass die den schwächer belasteten Achsen zugeordneten Motoren ein kleineres und die den stärker belasteten Achsen zugeordneten Motoren ein grösseres Drehmoment entwickeln.
Mit der bekannten Einrichtung ist es jedoch nicht möglich, auch die Fahrzeuggeschwindigkeit gleichzeitig durch entsprechende Beeinflussung des magnetischen Feldes in wirtschaftlicher Weise zu steuern.
Um durch Feldänderung sowohl die Motordrehzahl einstellen zu können als auch eine Anpassung der Maschinenleistungen an die Raddrücke zu erreichen, sind erfindungsgemäss zumindest Teile der Feldschwächwiderstände gemeinsam derart einstellbar, dass sich die Leistungen der einzelnen Triebmaschinen stets so zueinander verhalten wie die Belastungsmittelwerte der zugehörigen Radachsen. Auf diese Weise können bei jeder Geschwindigkeit die Beschleunigungs- und Bremskräfte im richtigen Verhältnis festgelegt werden, wodurch sich die Fahrsicherheit erhöht.
Die Zeichnung erläutert den Erfindungsgegenstand beispielsweise. In Fig. 1 stellt die Strecke a1 die Belastung der Mittelräder zum Beispiel von einem Gelenk-Trolley- bus ohne Nutzlast dar. Die Strecke bi entspricht der Nutzlast, die Strecke cl dem Belastungsmittelwert.
Entsprechende Verhältnisse gelten für die andern Räder, etwa für die Hinterräder nach Fig. 2.
Die Fig. 3 zeigt zwei Triebmaschinen 1 und 2, die über Schalter 3, 3' und Stromabnehmer 4, 4' an den Speiseleitungen 5, 5' liegen. Mit 6 ist der Anfahrwiderstand bezeichnet. Parallel zu den Reihenschluss-Erregerwicklungen 7, 7' sind die Feldschwäch- widerstände 8, 10 und 9, 11 geschaltet. Während die Widerstände 8, 9 unveränderlich sind, können die Widerstände 10, 11 mit Hilfe eines Verstellorgans 12 verändert werden.
Zur Erklärung der Wirkungsweise des in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemässen Ausführungsbeispiels dient Fig.4. Dort ist auf der Abszisse die Maschinenleistung N, auf der Ordinate die Fahrzeuggeschwindigkeit V aufgetragen. Es sei zunächst angenommen, dass die Widerstände 10 und 11 (Fig. 3) auf den Höchstwert eingestellt sind. Dann ergeben sich zum Beispiel die Betriebspunkte P1 und P2 für die Maschinen 1 und 2.
Der Motor 1 soll mit der Achse zusammenarbeiten, welche die grössere mittlere Belastung aufweist (Belastung cl in Fig. 1), der Motor 2 soll die Achse mit dem kleineren Belastungsmittelwert antreiben (Belastung c2 in Fig.2). Die Widerstände 8, 10 und 9, 11 müssen demnach so gewählt sein, dass sich die Leistungen N1 und N, zueinander verhalten wie die Belastungen cl zu c,.
Schaltet man nun einen Teil des Widerstandes 10 aus, so wird der Erregerstrom über die Feldwicklung 7 geschwächt, und da die Geschwindigkeit zunächst den Wert V beibehält, sinkt die Motor-EMK, während der aufgenommene Strom in stärkerem Masse ansteigt. Es steht demnach eine zusätzliche Leistung
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zur Verfügung, die das Fahrzeug beschleunigt, bis ein neuer Gleichgewichtszustand vorhanden ist (Betriebspunkt P'i, Geschwindigkeit V'). Damit auch jetzt die Beziehung N'1/N', = cl/c, erfüllt ist, muss der Widerstand 11 gemeinsam mit dem Widerstand 10 verstellt werden und einen vorbestimmten, experimentell oderrechnerischzuermittelnden Wert erhalten.
Sind die Widerstände 10 und 11 gleich dimensioniert, so ist das Verstellorgan 12 so auszubilden, dass die Kontaktarme 13 und 14 unterschiedliche Wege zurücklegen. Es können jedoch auch die Widerstände verschieden abgestuft sein, während das Verstellorgan die Kontaktarme um gleiche Winkel dreht. Bei ausgeschalteten Widerständen 10 und 11 ist das Leistungsverhältnis der Maschinen durch die entsprechend zu bemessenden Widerstände 8 und 9 festgelegt, die auch durch nicht mehr auszuschaltende Stufen der veränderbaren Widerstände gebildet sein könnten.
In Fig. 5 ist schliesslich ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem der veränderbare Widerstand mit Hilfe von Schützen auf den erforderlichen Wert eingestellt wird.
Obwohl in der Zeichnung nur parallelgeschaltete Triebmaschinen gezeigt sind, kann die erfindungsgemässe Einrichtung mit gleichem Vorteil auch bei in Reihe liegenden Maschinen Anwendung finden.
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Device for controlling at least two electric vehicle drive machines The invention relates to a device for controlling at least two electric vehicle drive machines that have field weakening resistances and work together with wheels of different loads.
In vehicles whose individual axles are driven by separate motors, the maximum permissible drive force of each motor depends on the product that is formed from the coefficient of friction and the wheel pressure. If the circumferential force is too great, the wheel pair slips. In order to be able to use the existing permissible forces to the correct extent when accelerating, it has already been proposed to influence the machines by field weakening so that the motors assigned to the less loaded axes develop a smaller torque and the motors assigned to the more heavily loaded axes develop a greater torque.
With the known device, however, it is not possible to control the vehicle speed simultaneously by appropriately influencing the magnetic field in an economical manner.
In order to be able to adjust the engine speed by changing the field and to adapt the machine output to the wheel pressures, according to the invention at least parts of the field weakening resistors can be set together in such a way that the outputs of the individual drive machines always relate to one another like the mean load values of the associated wheel axles. In this way, the acceleration and braking forces can be set in the correct ratio at any speed, which increases driving safety.
The drawing explains the subject matter of the invention, for example. In FIG. 1, the route a1 represents the load on the central wheels, for example from an articulated trolleybus without a payload. The route bi corresponds to the payload, the route cl to the mean load value.
Corresponding conditions apply to the other wheels, for example to the rear wheels according to FIG. 2.
3 shows two prime movers 1 and 2, which are connected to the feed lines 5, 5 'via switches 3, 3' and current collectors 4, 4 '. With 6 the starting resistance is designated. The field weakening resistors 8, 10 and 9, 11 are connected in parallel with the series excitation windings 7, 7 '. While the resistors 8, 9 cannot be changed, the resistors 10, 11 can be changed with the aid of an adjusting element 12.
FIG. 4 serves to explain the mode of operation of the exemplary embodiment according to the invention shown in FIG. There, the machine power N is plotted on the abscissa and the vehicle speed V is plotted on the ordinate. It is first assumed that the resistors 10 and 11 (FIG. 3) are set to the maximum value. Then, for example, the operating points P1 and P2 result for machines 1 and 2.
The motor 1 should work together with the axis which has the greater mean load (load cl in FIG. 1), the motor 2 should drive the axis with the lower mean load value (load c2 in FIG. 2). The resistors 8, 10 and 9, 11 must therefore be chosen so that the powers N1 and N, relate to one another like the loads cl to c ,.
If you now switch off part of the resistor 10, the excitation current is weakened via the field winding 7, and since the speed initially maintains the value V, the motor EMF decreases while the current consumed increases to a greater extent. There is therefore an additional service
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available, which accelerates the vehicle until a new state of equilibrium is present (operating point P'i, speed V '). So that the relationship N'1 / N ', = cl / c, is also now fulfilled, the resistor 11 must be adjusted together with the resistor 10 and receive a predetermined value which can be determined experimentally or computationally.
If the resistors 10 and 11 have the same dimensions, the adjusting element 12 must be designed so that the contact arms 13 and 14 cover different paths. However, the resistances can also be graded differently, while the adjusting member rotates the contact arms by the same angle. When the resistors 10 and 11 are switched off, the power ratio of the machines is determined by the resistors 8 and 9, which are to be dimensioned accordingly and which could also be formed by stages of the variable resistors that cannot be switched off.
Finally, FIG. 5 shows an exemplary embodiment in which the variable resistance is set to the required value with the aid of contactors.
Although only parallel-connected prime movers are shown in the drawing, the device according to the invention can also be used with the same advantage in machines lying in series.