DE407825C - Einrichtung zum Laden einer Akkumulatorenbatterie, insbesondere fuer Lokomotiven fuer gemischten Betrieb - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Laden einer Akkumulatorenbatterie, insbesondere für Lokomotiven für gemischten Betrieb. In manchen Betrieben ist es nicht möglich, über sämtlichen von elektrischen Lokomotiven befahrenen Gleisen Oberleitungen anzubringen. Die Lokomotive muB daher, um solche oberleitungslosen Strecken durchfahren zu können, mit einer Akkumulatorenbatterie ausgerüstet werden, die auf diesen Strecken die Stromlieferung übernimmt. Die Ladung der Batterie erfolgt dann zweckmäßig von der Fahrleitung aus, d. h. mit gleichbleibender Spannung.
• Der die Ladespannung übersteigende Bietrag der Spannung muß dann auf irgendeine Weise, z. B. in Widerständen, verbraucht werden. Wirtschaftlicher ist die Verwendung eine: Vor=chaltmotors, der die aufgenommene Energie auszunutzen gestattet. Die Gegen-E. M. h. des Motors wird dann durch Regelung seiner Erregung so eingestellt, daß eine Restspannung in Höhe der erforderlichen Ladespannung verbleibt. Für diese Einstellung ist ein Wärter erforderlich, der im übrigen die Regelung nur ausführen kann, wenn die Ladung aus einem N°tz mit absolut konstanter Spannung erfolgt. Einer Oberleitung kann also bei Verwendung eines Vorschaltmotors mit Handregelung nur Ladestrom entnommen werden, wenn gle_chzeit:g ke°n Fahrstrom durch andere Lokomotiven oder Motorwagen benötigt wird. Geschieht letzteres, so ist in der Regel nur eine annähernd gleichbleibende Spannung im Netz vorhanden, und es muß mit Spannungsabfällen bis zu 30 Prozent gerechnet werden, die in ganz unregelmäßigen Zwischenräumen, je nachdem andere aus der Oberleitung gespeiste Lokomotiven gerade den Anfahrstrom für einen längeren Zug entnehmen oder die Stromentnahme aus dem Netz abstellen. Eine Handregelung und demgemäß eine Verwendung der bekannten Ladeeinrichtung mit Vorschaltmowr ist dann nicht mehr möglich.
• Erfindungsgemäß wird eine betriebssichere Ladeeinrichtung dadurch erhalten, daß die Regelung des Vorschalttnotors selbsttätig durch zusätzliche Wicklungen auf :einen Feldmagneten erfolgt.
• In Abb. t ist eine entsprechende Schaltung schematisch dargestellt.
• a ist der Motor, b die Batterie und c der Stromerzeuger, der mit Nebenschlußerregung d und Regelwiderstand c versehen ist. Die Erregung des Motors nimmt etwa proportional mit dem Spannungsunterschiede zwischen Batterie und Netz ab, entsprechend ändert sich auch bei gleichbleibender Drehzahl des Motors dessen Gegenspannung. Ändert sich die Gegenspannung genau, entsprechend dem Spannungsunterschied, so wird mit Rücksicht auf den zunehmenden inneren Widerstand der Batterie der Strom mit steigendem Ladezustand der Batterie abnehmen. Es steht. jedoch nichts im Z@-ege, die Gegenspannung rascher abnehmen zu lassen, so daß der Ladestrom konstant bleibt. Diese Regelung der Gegenspannung und damit des Ladestromes kann sowohl durch die Änderung der Erregung des Motors wie auch der des Stromerzeugers erfolgen.
• Ist die Zellenzahl im Verhältnis zur Netzspannung groß, so kann bei einer starken Verringerung der Fahrdrahtspannung der Fall eintreten, daß die Batterie auf das Netz zurüc karbeitet. Dies läßt sich durch eine Ge,e=:erregung vermeiden, die dem Klotor eine zur Netzspannung zusätzliche Grundspanr-.ung gibt. An Stelle einer zweiten Erregerwicklung auf dem Motor kann auch ein Spannungsteiler (Abb. 2) verwendet werden, an dem die Erregerwicklung des Motors angeschlossen ist.
• Um die Stromstärke je nach dem Ladezustand der Batterie selbsttätig noch weiter zu regeln, kann, wie in.Abb. 3 angegeben ist, auch der Stromerzeuger eine zusätzliche Erregung erhalten, die an die Differenzspannung ange:egt ist. Anderseits kann es auch zweckmäßig sein, den Motor mit einer Hauptstromw-icklung auszurüsten, um ein Ansteigen des Ladestromes über einen bestimmten Wert zu verhindern.
• Durch eine Grunderregung gleichsinnig mit der Nehenschlußerregung des Motors kann gemäß -1bb. ,f auch eine Stromumkehr im Motoranker verhindert und ein kräftiger Lagestrom bis zum Schluß der Ladung erzielt werden. Allerdings begünstigt diese Schaltung das Auftreten von Rückstrom. Dies wird aber in den meisten Fällen belanglos sein, da die Batterieentladespannung in der Regel =o weit unter der Netzspannung liegt, daß ein Rückarbeiten nicht zu befürchten ist.
• Eine selbsttätige Regelung der Ladung kann auch mit Hilfe der in Abb.5 dargestellten Schaltung bewirkt werden. Der Motor a besitzt eine Grunderregerwicklung i, die über einen Vorschaltwiderstand k an die Netzspannung gelegt ist. Der -#Niderstand gestattet eine Einstellung des Ladestromes. Steigt die Nutzspannung, so wird durch die stärkere Erregung auch die Motorspannung erhöht, damit die Stromaufnahme der Batterie sich nicht in dem vollen, der Spannungserhöhung entsprechenden Maße vergrößert. Ferner ist eine Hauptstrornwicklungrn vorhanden. Sie bewirkt eine Erhöhung der Motorspannung bei auftretenden Stromstößen infolge von Spannungsschnankungen in der Oberleitung und dämpft infolgedessen die Stromstöße. Den beiden Wicklungen i und ntt wirkt die Wicklung g entgegen. Sie liegt im Nebenschluß zu dem Motor, also an der Differenzspannung von Batterie und Netz, paßt die Erregung der jeweiligen Differenz -zwischen Batterie und Netzspannung an, berücksichtigt also auch die Schwankungen der Netzspannung und unterstützt also in ihrer Wirkung die Wicklung m.
• Der Klotor mit den Wicklungen g, i und m wird bei allen Betriebsverhältnissen eine solche Gegenspannung liefern, daß der Ladestrom auch bei wechselnden Netzspannungen selbst im ungünstigsten Falle nur im Verhältnis dieser Netzspannung schwankt. Würde man im Stromkreis der Grunderregung Eisen.-dralitlampen einschalten, die zur Verwendung auf Fahrzeugen allerdings nicht besonders geeignet sind, so könnte auch diese Schivankung des Ladestromes noch verhindert werden. Voraussetzung für eine geradlinige Abnahme des Ladestromes und der Ladespannung ist, daß -ein Motor mit schwach gesättigtem Eisen, also ein reichlich bemessener Motor verwendet wird. Um die Abmessungen des Motors zu verringern, kann man auch mit stärker gesättigtem Eisen arbeiten. Alsdann wird eine mit zunehmender Batteriespannung geradlinige Abnahme des Ladestromes dadurch erreicht, daß zu den drei Erregerwicklungen g, i, tn noch e_nc vierte lt hinzugefügt wird, die im Nebenschlu.ß zur Batterie liegt. In dem Falle schwankt allerdings der Ladestrom etwas stärker als die Netzspannung. Diese Schwankungen können wiederum durch Eisendrahtlampen gemildert werden. Dies dürfte aber in der Regel ohne Bedeutung sein.
• Schließlich ist zur Regelung des Ladestromes auch eine Schaltung nach der Patentschrift 286611 anwendbar.
• Nebenschlußerreger, Anlasser usw. werden bei allen Schaltungen zweckmäßig zu einem Walzenschalter vereinigt, so daß die Bedienung so einfach wie möglich wird. 'Auch für den Stromerzeuger wird zweckmäßig ein Anlasser vorgesehen. Als Anlaßwiderstände für den Lademotor empfiehlt es sich, die Anfahrwiderstände des Fahrmotors zu benutzen.
• Die neue Einrichtung hat noch den besonderen Vorteil, daß man mit der Zellenzahl der Batterie nicht unbedingt an die Netzspannung gebunden ist, da überschüssige Energie wieder an das Netz zurückgeliefert wird.

Claims (1)

1. PATRNT-ANSPRÜCIIR: i. Einrichtung zum Laden einer Akkumulatorenbatterie für Lokomotiven für gemischten Betrieb unter Verwendung eines Vorschaltmotors zur Aufnahme der überscliüs.sigen Ladespannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglung des Motors durch zusätzliche Wicklungen auf seinen Feldmagneten selbsttätig erfolgt, zum Zweck, auch bei den im Bahnbetrieb üblichen Spannungsschwankungen .ein einwandfreies Aufladen der Batterie zu ermöglichen. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine Gegenerregung besitzt, die dem Motor eine zur Netzspannung zusätzliche Grundspannung gibt. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung des Motors an einen Spannungsteiler angeschlossen ist. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromerzeuger eine zusätzliche, an die Differenzspannung angelegte Erregung besitzt. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mit einer zusätzlichen Hauptstromwicklung ausgerüstet ist. 6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine im gleichen Sinne wie seine Nebenschlußerregung wirkende Grunderregung besitzt. 7. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine regelbare Grunderregung durch eine an der Netzspannung liegende Nebenschlußwicklung, ferner eine Hauptstromerregung durch den Ladestrom und eine an den, Motorklemmen liegende, den beiden anderen Wicklungen entgegenwirkende Neb.enschlußwicklung besitzt, zu denen gegebenenfalls noch eine im Sinne der beiden ersten Wicklungen wirkende, im Nebenschluß zur Batterie liegende Wicklung hinzukommen kann,