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Stufenloses elektrisches Übersetzungsgetriebe Die Erfindung betrifft
ein stufenloses Übersetzungsgetriebe nach Art einer elektromagnetischen Schlupfkupplung,
d. h., die Antriebs- und die Abtriebsseite des Getriebes besteht im wesentlichen
aus je einem magnetisch wirksamen Läufer, wobei beide Läufer gleichachsig angeordnet
und magnetisch miteinander verkettet sind.
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Bei einem solchen bekannten elektrischen Übersetzungsgetriebe (Deutsche
Patentschrift 938680) ist der eine Läufer als Polrad und der andere als Kurzschlußläufer
ausgehildet. Das Polrad erhält seinen Strom über frei drehbare Bürsten und einen
polradfesten Kommutator, an dessen Lamellen die Feldwicklung des Polrades ähnlich
wie die Ankerwicklung einer Gleichstrommaschine angeschlossen ist. Die Bürsten werden
über ein beliebiges stufenloses übersetzungsgetriebe oder auch durch einen geschwindigkeitsregelbaren
Elektromotor gedreht und haben allgemein eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit relativ
zum Kommutator.
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Mit dieser Einrichtung wird erreicht, daß die Winkelgeschwindigkeit
des Polradmagnetfeldes größer, gleich oder kleiner als die Winkelgeschwindigkeit
des Polradläufers gemacht werden kann. Da der Kurzschlußläufer mit dem kreisenden
Magnetfeld :des Polrades magnetisch verkettet ist, ändert sich dementsprechend auch
die Winkelgeschwindigkeit des Kurzschlußläufers gegenüber dem Polradläufer.
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Die mit dem jeweils zwischen An- und Abtriebläufer auftretenden Schlupf
in der einen oder anderen Drehrichtung verknüpfte Schlupfleistung wird, je nachdem,
entweder von der Erregermaschine aufgenommen oder an das Getriebe abgegeben.
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Das beschriebene bekannte Getriebe hat, insbesondere bei seiner Verwendung
in rauben und beengten Betrieben, den Nachteil, daß es schwierig ist, die Kommutatoreinrichtung
mit den rotierenden Bürsten und ihrem Antrieb genügend betriebssicher, einfach und
raumgünstig zu gestalten.
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Zweck der Erfindung ist es, ein stufenloses elektromagnetisches Getriebe
dieser Art ohne die den Läuferaufbau ungünstig beeinflussende, vorgenannte Frequenzuinformereinrichtung
zu schaffen.
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Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß bei einem nach Art einer
elektromagnetischen Schlupfkupplttng aufgebauten, stufenlosen elektromagnetischen
Übersetzungsgetriebe für den einen Läufer ein konstantes Magnetfeld und für den
anderen Läufer ein in seiner Frequenz regelbares Drehfeld vorgesehen wird. Insbesondere
kann der eine Läufer ein gleich-Stromgespeistes Polrad haben und der andere Läufer
eine Dreiphasenwicklung, die durch eine elektrische Maschine mit einstellbarer Frequenz
gespeist wird.
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Es wird ferner vorgeschlagen, als drehfelderzeugende elektrische Maschine
eine niederfrequente Kommutatordrehfeldmaschine mit Wendepolen (Scherbius-Maschine)
zu verwenden, die eine bei allen Belastungen und Frequenzen beherrschbare Kommutierung
gestattet.
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Schließlich kann gemäß der Erfindung die drehfelderzeugende elektrische
Maschine mit dem Antriebsmotor getrieblich verbunden sein, um zu einer vollkommenen
Drehmomentwandlung durch das stufenlose elektrische Übersetzungsgetriebe zu gelangen.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Die Antriebsseite des Getriebes besteht aus dem Polradläufer 1, der
über die Welle 2 von dem Dieselmotor 3 angetrieben wird und über die Schleifringe
4 mit den Gleichstrom führenden Leitungen 5 verbunden ist.
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Die Abtriebsseite des Getriebes bildet der auf der Welle 6 sitzende
Läufer 7, dessen Dreiphasen Wicklung über die Schleifringe 8 von der Scherbiusmaschine
9 gespeist wird. Die Erregung der Scherbiusmaschine 9 geschieht über die regelbaren
Transformatoren 10. Die Scherbiusmaschine 9 ist mit dem Dieselmotor 3 getrieblich
verbunden.
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Die Wellet überträgt ihre Leistung auf den Polradläufer 1, der diese
Leitung ganz oder größtenteils über das mit ihm verkettete Drehfeld des Läufers
7 mechanisch auf die Abtriebswelle 6 weiterleitet.
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Die bei einer Drehzahldifferenz zwischen dem Polradläufer 1 und dem
Drehfeld des Läufers 7 auftretende Schlupfleistung übernimmt die Scherbiusmaschine
9 über die Schleifringe B.
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Dreht sich -der Läufer 7 langsamer als sein Drehfeld im Raume, dann
induziert der Polradläufer 1 eine
Schlupfleistung in der Dreiphasenwicklung,
die, bis auf die Ühertragungsverluste, über die als Motor wirkende Scherbiusmaschine
9 an :die mit ihr verbundene Welle 2 mechanisch zurückgegeben wird.
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Dreht sich der Läufer 7 schneller als der Polradläufer 1, dann liefert
die Scherbiusmaschine 9 als Generator die diesem Schlupf entsprechende Leistung
an den Läufer 7. In diesem Falle wird ein Teil der Dieselantriebsleistung über die
Scherbiusmaschine 9 geleitet.
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Für die Verwendung des erfindungsgemäßen elektrischen Übersetzungsgetriebes
bei Schiffsantrieben ist die im Ausführungsbeispiel angegebene Kupplung der Scherbiusmaschine
mit dem Antriebsmotor besonders zweckmäßig, da auf diese Weise seine Leistung voll
ausgenutzt werden kann.
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Grundsätzlich kann die Scherbiusmaschine aber auch mit einer anderen
Arbeits- oder Belastungsmaschine zusammenarbeiten, wenn auf den zwangläufigen Energiefluß
verzichtet wird.
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An die Stelle der Scherbiusmaschine kann beispielsweise auch ein Einankerumformer
treten, der die niederfrequente Schlupfleistung in Gleichstromleistung umwandelt
und einer besonderen Gleichstrommaschine zuführt. Statt des Einankerumformers ist
auch für nur untersvnchronen Betrieb des Getriebes ein Trokkengleichrichter verwendbar.