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Elektrisches Triebfahrzeug Die Erfindung bezieht sich auf elektrische
Speichertriebfahrzeuge mit einer Gleichstromquelle veränderbarei Spannung (Generator,
Umformer, Gleichrichter), insbesondere mit verbrennungselektrischem Aggregat, wie
sie vielfach als Verschiebelokomotiven o. dgl. verwendet werden. Bei bekannten Fahrzeugen
dieser Art arbeiten Stromquelle und Batterie dauernd parallel, wodurch wegen der
festliegenden Batteriespannung beim Anfahren Anfahrwiderstände im Triebmotorenstromkreis
nötig sind. Es ergeben sich daher, besonders bei häufiger anfahrenden Fahrzeugen,
wie Verschiebelokomotiven, sehr beträchtliche Anfahrverluste. Durch die Erfindung
gelingt es, sowohl die Anfahrwiderstände selbst kleiner zu bemessen als auch die
Widerstandsverluste wesentlich herabzusetzen.
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Nach der Erfindung werden die Triebmotoren beim Anfahren über einen
Teil des Anfahrbereiches allein aus der Stromquelle veränderbarer Spannung (Generator,
Umformer usw.) gespeist, während für den restlichen Teil des Anfahrbereiches der
Spannung der Speicherbatterie, wie an sich bekannt, eine zusätzliche veränderbare
Spannung entgegengeschaltetwird, so daß die Batterie über regelbare Vorschaltwiderstände
mit der Stromquelle veränderlicher Spannung parallel arbeitet. Die Hauptstromquelle
speist die Triebmotoren beim Anfahren also zunächst allein mit allmählich gesteigerter
Spannung. Die Speicherbatterie hingegen. wird erst im weiteren Teil des Anfahrbereiches
über veränderliche Widerstände parallel geschaltet. Daher sind die Anfahrverluste
beträchtlich kleiner als bei den bisher üblichen Anordnungen, da nur ein Teil des
Triebmotorenstromes während eines Teiles des Anfahrvorganges durch die Vorschaltwiderstände
fließt. Außerdem sind- die Widerstandsstufen selbst an und für sich kleiner als
bei der bekannten Anordnung und können daher auch rascher durchgeschaltet werden,
was gleichfalls wesentlich zur Verminderung von Verlusten beiträgt. Im übrigen können,
wie an sich bekannt, zu einer weiteren Steigerung der Fahrzeuggeschwindigkeit die
Hauptstromquelle und die Sammlerbatterie in Reihe geschaltet werden.
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Die Spannungsänderung an der Hauptstromquelle kann bei verbrennungselektrischen
Fahrzeugen während der Anfahrt durch Änderung der Drehzahl oder der Brennstoffzufuhr
des Verbrennungsmotors bewirkt werden, wenn man nicht die Generatorerregung regeln
will. Man vermeidet letzteres, wenn der Generator eine selbstregelnde Maschine ist,
also beispielsweise für konstante Drehmomentaufnahme gebaut ist.
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Um die Fahrzeuggeschwindigkeit über den der letzten Anzapfstufe entsprechenden
Wert hinaus
steigern zu können, wird weiter nach der Erfindung die
Hauptstromquelle mit der Batterie in. Reihe geschaltet. An den Triebmotoren liegt
dann die Summenspannung beider. Man.macht hiervon vorteilhaft Gebrauch, um z. B.
Verschiebelokomotiven ohne Anhängelast nach einem anderen Bahnhof zu führen. Damit
in diesem Falle der Triebmotorenstromkreis beim Umschalten nicht unterbrochen wird,
wird die Hauptstromquelle zweckmäßig unerregt durch einen Schalter im Triebmotorenstromkreis
überbrückt und erst nach Öffnen des Schalters erregt. Ihre richtige Polarität kann
dadurch gesichert werden, daß die Hauptstromquelle ganz oder teilweise aus der Batterie
oder einem Abschnitt davon fremderregt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für verbrennungselektrische
Fahrzeuge ist in der Zeichnung in zwei Schaltbildern dargestellt. Fig. i ist die
vereinfachte Schaltung beim Anfahren, Fig. 2 die vereinfachte Schaltung für beschleunigte
Fahrt, bei der die Hauptstromquelle und Batterie in Reihe liegen. i ist der Generator
des Fahrzeugs, i' seine Erregerwicklung, 2 der Verbrennungsmotor, 3 die Batterie,
q. ein Stufenwiderstand, 5 der Triebmotor des Fahrzeugs. Der Einfachheit halber
ist nur ein einziger Triebmotor gezeichnet, während man praktisch zwei Motoren oder
Gruppen, von solchen in Reihenparallelschaltung anwenden wird. 6 bedeutet den Führerschalter
des Fahrzeugs, dessen Nullstellung (»Aus«-Stellung) mit a bezeichnet ist. In. den
Stellungen b, c, d ist die Batterie 3 vom Generator i getrennt und dieser
allein an den Triebmotor 5 angeschlossen. In den Schaltstufen b, c und
d wird lediglich die Drehzahl bzw. Brennstoffmenge des Verbrennungsmotors
2 gesteuert. Die an die entsprechenden Kontakte des Führerschalters 6 angeschlossenen
Hüpfer 7, 8, g stellen fortschreitend höhere Motordrehzahlen bzw. größere Brennstoffmengen
ein. Von der Vollaststellung d an wird der Verbrennungsmotor nicht mehr beeinflußt.
In der Stellung e des Schalters 6 wird die Batterie 3 über den vollen Widerstand
q. parallel zum Generator z gelegt. In den Stellungen f und g wird der Widerstand
stufenweise verkleinert, in der Stellung h ist er gänzlich ausgeschaltet. Mit den
genannten Schaltstellungen können auch die Schaltstufen für die Reihenparallelschaltung
mehrerer Triebmotoren vereinigt werden.
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Fig. 2 zeigt in. den voll ausgezogenen Linien den Anfangszustand der
Reihenschaltung von Generator i und Batterie 3. Der Generator ist unter Aufhebung
seiner einpoligen Erdung bei abgeschalteter Erregung i' durch den Schalter =o im
Triebmotorenstromkreis überbrückt. In einer weiteren Schaltstufe wird der Schalter
=o geöffnet (gestrichelte Stellung) und hierauf die Erregerwicklung i' durch die
Leitung =i an eine Anzapfung i2 der Batterie 3 angeschlossen. Um bei selbstregelndem
Generator einen störenden Einfiuß dieser Fremderregung, die nur zu Beginn des Erregungsvorganges
gebraucht wird, im Betrieb auszuschließen, erhält der Generator etwa eine entsprechend
bemessene Gegenver4undwicklung, die zugleich mit der Fremderregerwicklung i' eingeschaltet
wird.
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Wenn die Hauptstromquelle des Fahrzeugs durch einen Umformer oder
Gleichrichter gebildet wird, kann die im Sinne der Erfindung nötige Spannungsänderung
beim Anfahren durch einen auf der Wechselstromseite vorgeschalteten Stufentransformator
oder durch Änderung der Umformererregung o, dgl. hervorgebracht werden. Sämtliche
Schaltvorrichtungen für die Beeinflussung des Verbrennungsmotors oder Stufentransformators,
des Generators und der Triebmotoren können zu einem einzigen Fahrschalter vereinigt
werden, der also außer den für die Reihenparallelschaltung oder Widerstandsschaltung
der Motoren nötigen Fahrstellungen auch noch weitere entsprechende Schaltstufen
enthält.