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Einrichtung zum Konstanthalten der abgegebenen Leistung von Gleichstromgeneratoren,
insbesondere für gas- oder dieselelektrische Antriebe von Fahrzeugen Bei gas- oder
dieselelektrischen Antrieben benutzt man für die von der Verbrennungskraftmaschine
angetriebenen Generatoren, die die Elektromotoren des betreffenden Antriebes speisen,
z. B. eines Fahrzeuges, häufig Gleichstrommaschinen, die mit drei verschiedenen
Erregerwicklungen ausgerüstet sind, nämlich eine fremdgespeiste Wicklung, eine Nebenschlußwicklung
und eine Gegenverbundwicklung.
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Die Abb. z stellt den Verlauf der Kennlinien eines derartigen Generators
dar, welcher mit gleichbleibender Drehzahl angetrieben wird. Diese Kennlinien zeigen
die elektromotorische Kraft U in Abhängigkeit von den Erregeramperewindungen AWE
für verschiedene Werte des Generatorstromes T. Die Kennlinie A kennzeichnet die
Leerlaufcharakteristik und die Kennlinien B, C und D
stellen Belastungskennlinien
bei zunehmendem Strom I dar. Damit das Produkt U # 1, welches der
abgegebenen Leistung des Generators ohne die Verluste entspricht, konstant bleibt,
wie groß auch immer der abgegebene Strom sein möge, ist es erforderlich, daß sich
die Erregeramperewindungen des Generators verändern und in Abhängigkeit von dem
gelieferten Strom der Kurve G der Abb. z folgen. Diese Forderung ist deshalb wichtig,
um die Gas- oder Dieselmotoren mit dem Bestmöglichsten Wirkungsgrad arbeiten zu
lassen. Mit dem eingangs erwähnten, mit drei Erregerwicklungen versehenen Generator
hat man erreicht, daß die Erregeramperewindungen AWE in Abhängigkeit vom abgegebenen
Strom I etwa dem Verlauf der Kurve H der Abb. a folgen, die sich wenigstens
innerhalb eines bestimmten Bereiches etwas der Idealkurve G nähert und sie in zwei
Punkte schneidet, die den Stromwerten h und l2 entsprechen.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, eine solche Erregung für den
Generator vorzusehen, daß eine bessere Angleichung des Kurvenverlaufes der Erregeramperewindungen
in Abhängigkeit vom abgegebenen Strom erzielt wird, daß sich also statt der Kurve
H eine Kennlinie ergibt, die sich besser der Idealkurve G anschmiegt. Die gemäß
der Erfindung vervollkommneten Generatoren kÖnnten mit Vorteil für gas- oder dieselelektrische
Fahrzeugantriebe Verwendung finden, bei denen die Konstanthaltung der Leistung des
die Fahrmotoren speisenden Generators eine wichtige Rolle spielt.
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Die die Verbesserung der Generatorwirkungsweise anstrebende Erfindung
bezieht sich auf eine bekannte Einrichtung zum Konstanthalten der abgegebenen Leistung
von Gleichstromgeneratoren, die mit einem Haupt-und Hilfsbürstensatz und mit mindestens
zwei Erregerwicklungen ausgerüstet sind, von
denen eine vom Generatoranker
aus über einen seiner Bürstensätze gespeist wird, wobei der an die Nebenschlußwicklung
des Generators gelegte Hilfsbürstensatz 7, 8 (Abb. 3) in einem frei wählbaren Winkel
zu den Hauptbürsten einstellbar ist, insbesondere für gas- oder dieselelektrische
Antriebe von .Fahrzeugen. Das Neue und Erfinderische wird darin gesehen, daß die
eine Erregerwicklung 13 des Hauptgenerators i durch einen an eine Stromquelle konstanter
Spannung angeschlossenen Metadyne-Generator fremd erregt wird, dessen Erregung 2o
über die Hilfsbürsten 7, 8 des Hauptgenerators i im Nebenschluß zum Hauptgenerator
und einer zu den Hilfsbürsten parallel geschalteten Stromquelle 12 konstanter Spannung
erfolgt. Bei einer derartigen Schaltung ändert sich die Spannung an den Enden der
sodann indirekt gespeisten Nebenschlußerregerwicklung 13 in Abhängigkeit von sämtlichen
Erregeramperewindungen um einen Wert, welcher dem abgegebenen Strom entspricht.
Es würde dann ein Kurvenverlauf entstehen, welcher in der Abb.2 durch die KennlinieKwiedergegeben
ist. DieseKurveK nähert sich insbesondere zwischen den Stromwerten J1 und J2 viel
mehr der Idealkurve G als die Kurve H. Die Erregerwicklungen des Generators werden
vorteilhaft derart ausgelegt, daß die Schnittpunkte der Kurve K mit der Kurve G
Stromwerten J, und J2 entsprechen, welche als Grenzen gelten können, zwischen denen
die Generatorleistung konstant gehalten werden muß, damit der den Generator antreibende
Gas- öder Dieselmotor tnit dem bestmöglichen Wirkungsgrad arbeiten kann.
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In der Abb. 3 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens
veranschaulicht. Mit i ist" der sich in Pfeilrichtung 9 drehende Hauptgenerator
bezeichnet, der eine Gegenverbundwicklung 5, eine indirekt gespeiste Nebenschlußerregerwicklung
13 und einen Hilfsbürstensatz 7, 8 besitzt. Die Erregerwicklung 13 wird durch eine
Erregermaschine 15. gespeist, die nach Art eines sogenannten Metadyne-Generators
gebaut ist. Ein derartiger Generator besitzt zwei Bürstensätze, die senkrecht aufeinanderstehen.
Der eine Satz, der in dem Schaltschema mit 16, 17 bezeichnet ist, ist mit einer
Quelle konstanter Spannung verbunden, die durch die Hilfserregermaschine 12- dargestellt
wird. Über den anderen Bürstensatz 18, i9 wird die Wicklung 13 gespeist. Der Metadyne-Generator
15 kann auf diese Weise einen konstanten Strom liefern, der nicht von der Temperatur
der Wicklung 13, sondern allein von den durch die Widerstände io und i i geregelten
Amperewindungen der Erregerwicklung 2o abhängt.
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Die Erregerwicklung 2o wird, wie in der Abb. 3 dargestellt ist, vom
Hauptgenerator i über die Bürsten 7 und 8 und gleichzeitig durch die Hilfserregermaschine
12 gespeist, mit deren Nebenschlußwicklung ein Widerstand 1.4 in Reihe gelegt ist.
Die bei dieser Schaltung der Erregung des Hauptgenerators erzielte Belastungskurve
ist in der Abb. q. dargestellt und dort mit L bezeichnet. Die Nutzleistung des Generators
U#J bleibt also nahezu innerhalb des Intervalles der Stromwerte l1 und
1, konstant.
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Bei Ausrüstungen für Zug- oder Fahrzwecke wird der Generator i normalerweise
Hauptstrommotoren speisen. In der Fig. q. sei die Zugkraft T bei voll erregtem Motorfeld
in Abhängigkeit von der Stromstärke J durch die Gerade F1, F2 dargestellt. Der Motor
kann aber auch mit geshuntetem Feld fahren. Der Verlauf der Zugkraft würde in diesem
Falle durch die Gerade F'1, F'2 wiedergegeben werden. Die gemäß der Erfindung vervollkommneten
Generatoren können natürlich auch zur Speisung von anderen Motoren benutzt werden,
um beispielsweise innerhalb eines gegebenen Drehzahlintervalles eine größere Drehmomentänderung
zu gestatten. Im besonderen können sie für die Speisung von Motoren vorgesehen werden,
die mit einer Hauptstromwicklung und einer zur Gegenerregung dienendenNebenschlußwickl.ungausgerüstet
sind.