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Elektrische Übertragung, insbesondere für brennkraftelektrische Fahrzeuge
Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen, deren Motoren von einem durch eine Brennkraftmaschine
angetriebenen Generator gespeist werden, wird angestrebt, die Stromspannungskennlinie
des Generators so zu gestalten, daß der Brennkraftmotor möglichst voll ausgenutzt
wird. Dies wird praktisch dadurch erreicht, daß man die Stromspannungskennlinie
des Generators hyperbolisch gestaltet, so daß, abgesehen von dem veränderlichen
Generatorwirkungsgrad, der Brennkraftinotor bei verschiedenen Stromstärken immer
dieselbe Leistung hergeben muß. Stellt man die Forderung der gleichbleibenden Brennkraftmotorleistung
nicht so scharf, so wird dennoch auch bei anderen Schaltungen angestrebt, daß die
Brennkraftmotorleistung im Arbeitsbereich des Generators nur wenig von der Vollast
abweicht. Um diese gewünschte Wirkung zu erzielen, sind Schaltungen bekanntgeworden,
die die Generatorerregung durch eine Gegenwicklung beeinflussen, die vom Generatorstrom
durchflossen wird. Außerdem werden zur Erregung des Generators noch die Generatorspannung
selbst oder fremde Stromduellen herangezogen. Der für die Gleichhaltung der Generatorleistung
erforderliche starke Spannungsabfall bei größeren Stromstärken wird jedoch meistens
dadurch erreicht, daß entweder das Generatorfeld selbst oder eine zusätzliche Erregermaschine
von einer vom Hauptstrom des Generators durchflossenen Gegenverbundwicklung beeinflußt
werden. Bei allen diesen Schaltungen wird die Sxromspannungskennlinie des Generators
nur bei einer ganz bestimmten Temperatur der Wicklungen des Generators bzw. der
Erregermaschine unveränderlich bleiben. Weicht die Temperatur der Wicklungen wesentlich
von der Temperatur ab, für welche die Wicklungen ausgelegt sind, so wird die Str
omspannungskennlinie des Generators höher oder tiefer liegen, je nachdem, ob die
Wicklung sich abkühlt oder erwärmt. Die Folge hiervon ist aber, daß der Brennkraftmotor
entweder überlastet oder entlastet, also nicht mehr voll ausgenutzt wird.
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Die Erfindung bezweckt eine Gleichhaltung der gewünschten Stromspannungskennlinie
bei Temperaturen der Wicklungen, die von der Auslegungstemperatur stark abweichen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das vorhandene Gegenfeld, welches
sich, wie schon erwähnt, entweder auf dem Generator selbst oder auf der Erregermaschine
befindet, nicht von dem vollen Generatorstrom durchflossen wird, sondern abgeshuntet
ist, wobei der Shuntwiderstand einen kleineren Temperaturbeiwert als die Gegenw
icklung
hat. Es ist zwar schon eine Schaltung bekanntgeworden; bei der es sich ebenfalls
um eine Temperaturkompensation handelt, die durch Widerstände bewirkt wird., Ihr
liegt aber die Aufgabe zugrunde, einem 2%lotor unabhängig von der Temperatur seiner
Erregerwicklung einen annähernd gleichbleibenden Erregerstrom zuzuführen. Zu diesem
Zwecke ist der Erregerwicklung des Motors eine Hilfswicklung parallel geschaltet,
während ein weiterer Hilfswiderstand mit dieser Stromverzweigung in Reihe liegt.
Der Widerstand der an einem Netz gleichbleibender Spannung liegenden Hilfswicklung
soll dabei derart gewählt werden, daß der diesen Widerstand durchfließende Zweigstrom
annähernd um den gleichen Betrag vermindert wird wie der ungeteilte Strom, also
der Gesamtstrom des Erregerkreises. Der Gesamtwiderstand der Stromverzweigung soll
also bei jeder Temperatur annähernd gleichbleiben.
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Ganz andere Verhältnisse liegen aber bei der Schaltanordnung nach
der Erfindung vor. Dabei kann der Ohmsche Widerstand der Stromverzweigung, der aus
der Verbundwicklung und dem Shuntwiderstand besteht, gar nicht wie im Falle der
bekannten Einrichtung unveränderlich bleiben, denn sonst ließe sich die angestrebte
Wirkung der'Kompensation der Temperaturschwankungen der Gegenverbundwicklung gar
nicht erreichen.
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Die Zeichnung veranschaulicht das Schaltungsschema eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung. In diesem Schema ist i der Hauptgenerator mit einem Hauptfeld 2 und
einem von einem Stromsammler gespeisten Feld 3. Die Erregung des Generatorfeldes
erfolgt mittels einer Spaltpolerregermaschine 4, die die Feldwicklungen 5 und 6
hat. Außerdem hat die Erregermaschine eine Gegenverbundwicklung 7. Parallel zu dieser
Gegenverbundwicklung 7 ist erfindungsgemäß ein Widerstand 7a geschaltet.
Die Erregermaschine hat ferner eine Verbundwicklung B. Der Stromsammler 9 dient
zur Erregung der Feldwicklung -3 des Hauptgenerators. Ein Stromsammler-Ladeselbstschalter
io ermöglicht auch das Aufladen des Stromsammlers. Der Generator speist die` Fahrmotoren
i i, welche Feldwicklungen i-> und Fahrtwender 13 haben. Bei, dem durch dieses
Schema gekennzeichneten Ausführungsbeispiel ist die Erfindung an der Erregermaschine-verwirklicht
worden, indem der Gegenverbundwick-Jung 7 der#Erregermaschine der Widerstand
7"
parallel geschaltet ist. Selbstverständlich kann diese Einrichtung erfindungsgemäß
auch am Generator i getroffen werden.
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Die temperaturausgleichende Wirkungsweise der Shuntung des Gegenfeldes
beruht nun darauf, daß die Größe der Gegenamperewindungen des Generators bzw. der
Erregerinaschine mit sinkender Temperatur des Gegenfeldes steigt und umgekehrt.
Ist z. B. das Gegenfeld im Verhältnis i : i geshuntet, so fließt bei der Temperatur,
für die der Generator ausgelegt ist, also beispielsweise ioo° C, im Gegenfeld und
im Shunt der halbe Generatorstrom. Sinkt nun die Temperatur der Gegenwicklung z.
B. um 6o°, so sinkt ihr Widerstand um etwa 18 % (bei Verwendung von Kupfer),
d.-h. der Strom verteilt sich nicht mehr gleich auf Shunt und Gegenwicklung. Beträgt
z. B. der Generatorstrom ioo °/o, so fließen davon bei einer Wicklungstempe= ratur
von ioo° in der Gegenwicklung und im Shunt 5o °/o. Verringert sich nun die Temperatur
der Gegenwicklung um den vorgenannten Betrag, so fließen nunmehr in der Gegenwicklung
55 % und im Shunt 45 °!o, d. h. die Wirkung ist so, als ob die Gegenwicklung
io 0/p Windungen mehr hätte. Durch passende Wahl des Shuntverhältnisses läßt es
sich erreichen, daß die Gegenwicklung um so viel stärker zur Wirkung kommt, daß
die durch die Abkühlung der übrigen Generatorwicklung größer werdende Erregung wieder
auf das alte Maß zurückgeführt wird, so-daß die Generatorspannung auch bei geänderter
Temperatur der Wicklungen unter Voraussetzung gleicher Ströme dieselbe bleibt.