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Widerstandsbremsschaltung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge Die
Erfindung bezieht sich auf eine Widerstandsbremsschaltung für elektrisch angetriebene
Fahrzeuge, bei der einer der Fahrmotoren als Erregermaschine für die übrigen Motoren
verwendet wird. Dieser Motor wird beim Bremsbetrieb von einer Batterie erregt, wobei
in dem Erregerstromkreis noch ein von dem Bremsstrom wenigstens eines der Motoren
durchflossener Widerstand liegt.
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Es ist bereits vorgeschlagen, bei derartigen Bremsschaltungen in einem
gewissen Geschwindigkeitsbereich dadurch eine Aufladung der Batterie zu ermöglichen,
daß der Batterie von einem Bremswiderstand ein Ladestrom zugeführt wird. . Es ergibt
sich bei dieser Schaltung, daß bei sehr hohen Geschwindigkeiten und großen Bremsströmen
der Ladestrom übermäßig große Werte annehmen kann, was unter bestimmten Bedingungen
für die Lebensdauer der Batterie nicht günstig ist.
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Der gleiche Nachteil ist auch bei einer anderen' bekanntgewordenen
Schaltung vorhanden, bei der ein oder mehrere Motoren in Selbsterregerschaltung
mit einem Bremswiderstand und den Feldwicklungen in Reihe geschaltet sind, die den
Erregerstrom für letztere liefern, während wenigstens ein Motor mit seinem Anker
zu den Feldern der übrigen Motoren parallel geschaltet ist und den Erregerstrom
in diesen in Abhängigkeit von dem Spannungsabfall an einem Teil des Bremswiderstandes
regelt. Der letzterwähnte zur Regelung dienende Motor wird dabei in einem bestimmten
Geschwindigkeitsbereich von einer Batterie fremderregt. Der die Sammlerbatterie
enthaltende Erregerstromkreis ist derart an einen Teil des Bremswiderstandes angeschlossen,
daß sich beim Erreichen eines bestimmten Geschwindigkeitsbereiches der Strom in
dem Erregerstromkreis umkehrt, wobei ein Teil des Bremsstromes die Aufladung der
Sammlerbatterie ermöglicht. Diese Schaltung weist einerseits den Nachteil auf, daß
bei ansteigender Drehzahl eine Begrenzung der Ladung der Sammlerbatterie nicht möglich
ist. Weiter ist bei dieser Schaltung ungünstig, daß unter Umständen im Betrieb Stabilitätsstörungen
dadurch auftreten können, daß die Selbsterregung der bremsenden Motoren früher und
schneller einsetzt, als eine Umpolung der den Feldwicklungen parallel geschalteten,
den
Strom aus den Feldwicklungen der selbsterregten Motoren heraussaugenden
Maschine möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird eine günstigere Bremsschaltung dadurch erreicht,
daß für die Ladung der Sammlerbatterie innerhalb eines bestimmten Geschwindigkeitsbereiches
der als Erregermaschine verwendete Fahrmotor herangezogen wird. Dies kann erfindungsgemäß
dadurch verwirklicht werden, daß der Anker des als Erregermaschine verwendeten Motors
in dem für die Ladung in Betracht kommenden Geschwindigkeitsbereich so erregt wird,
daß er eine größere Spannung als die Sammlerbatterie aufweist. Der Anker des Erregermotors
wird über einen Widerstand an die Sammlerbatterie angeschlossen.
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispiels
erläutert werden.
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In dem Schaltbilde der Fig. i sind Al, A., A3 die Fahrmotoren, die
zur Bremsung herangezogen werden. Die Ankerstromkreise dieser Motoren sind über
die Widerstände Ri, R2, R3 geschlossen. Ao bedeutet den als Erregermaschine verwendeten
Motor, an dessen Anker in Reihenschaltung die Feldwicklungen Fi, F., F5 der Motoren
A1 bis A3 angeschlossen sind. Zur Speisung der Erregerwicklung F0 der Maschine A0
dient die Sammlerbatterie B. Die Schaltung ist derart getroffen, daß in dem von
der Sammlerbatterie B gespeisten Erregerstromkreis der Feldwicklung Fo der Widerstand
R3 liegt. Erfindungsgemäß ist der Anker A0 über die Ladeleitung L und den
Widerstand r unmittelbar an die Sammlerbatterie B angeschlossen. Die angegebene
Schaltung hat zur Folge, daß im Bereiche kleinerer Geschwindigkeiten, beispielsweise
bis zu 5o km/h, die Feldwicklung F0 entweder allein von der Sammlerbatterie B oder
von dieser und dem Anker Ao mit Erregerstrom gespeist wird. Bei größerer Geschwindigkeit
überwiegt die Spannung der Maschine A0 die Spannung der Sammlerbatterie B. In diesem
Falle verläuft ein Teil des den Anker A0 durchfließenden Stromes i durch
die @ Sammlerbatterie B als Ladestrom, während der andere Teil!, durch die
Feldwicklung F0 fließt. Bei sehr hoher Geschwindigkeit und entsprechend großem Bremsstrom
nimmt unter dem Einfluß des an dem Widerstand R3 auftretenden Spannungsabfalls die
Spannung der Maschine A0 wieder so weit ab, daß der Ladestrom durch die Sammlerbatterie
B Null wird bzw. ein Teil des Erregerstromes der Sammlerbatterie B entnommen wird.
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In dem Schaubild der Fig.2 ist in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung leicht zu verfolgen. In dem Schaubild
bedeuten JB den Bremsstrom, Je den von dem Anker A0 gelieferten Erregerstrom
der das Bremsmoment liefernden Motoren. Die mit i bezeichnete Kennlinie gibt den
durch den Anker der Erregermaschine A0 verlaufenden Strom wieder, während i, den
. Erregerstrom durch deren Feldwicklung F0 darstellt. Aus der Differenz dieser Kennlinien
ergibt sich der Lade- bzw. Entladestrom der Batterie.
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Eine weitere vorteilhafte Schaltung ist in Fig.3 der Zeichnung wiedergegeben.
Diese Schaltung unterscheidet sich im wesentlichen von der oben erläuterten dadurch,
daß der Anker des Erregermotors in Reihenschaltung mit einem von dem Erregerstrom
der übrigen Feldwicklungen durchflossenen Widerstand und der Feldwicklung an die
Sammlerbatterie angeschlossen ist. In dem Schaltbild der Fig.3 bedeuten wieder Ao
den Erregeranker, Al, A., A3 die Anker der zur Abgabe des Bremsmomentes herangezogenen
Motoren. F,) ist die Feldwicklung für den Erregermotor, während F1 bis F3 die von
diesem gespeisten Erregerwicklungen der das Bremsmoment abgebenden Motoren sind.
Die Anker A, sowie A;,> und A3 sind an die Teile BR, und BR2 des Bremswiderstandes
angeschlossen. Die Sammlerbatterie B liegt ,mit ihrem einen Pol an einer Anzapfung
y des Bremswiderstandes BR2, während ihr anderer Pol mit dem freien Ende der Feldwicklung
Fo verbunden ist. Zwischen der Feldwicklung Fo und dem Anker A0 des Erregermotors
liegt ein Widerstand R. Der Anker A0 ist bei x mit der Verbindung der Bremswiderstände
BRi und BR2 verbunden. Die von dem Erregeranker Ao gespeisten Feldwicklungen Fi,
F.., F3 sind so an den Erregeranker Ao angeschlossen, daß der Erregerstrom
auch über den Widerstand R verläuft. Zur Ermöglichung der Ladung liegt zwischen
der an die Feldwicklung angeschlossenen Batterieklemme und der vom Anker Ao nach
dem Widerstand R führenden Leitung eine weitere den Widerstand r, enthaltende Leitung.
Infolgedessen sind die Feldwicklung Fo und der Widerstand R parallel geschaltet.
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Man erkennt, daß bei dieser Schaltung der Erregeranker Ao in Reihenschaltung
mit dem Widerstand R bzw. der Feldwicklung Fo und einem Teil. des Bremswiderstandes
BR, an die Spannung der Sammlerbatterie angeschlossen ist. Durch die Vorschaltung
des von dem Erregerstrom J, durchflossenen Widerstandes R wird bei bestimmten Betriebsbedingungen
die Ankerspannung des Erregerankers Aa größer gehalten als die Batteriespannung.
Es ergibt sich bei dieser Schaltung,- daß der die Feldwicklung Fo durchfließende
Strom 1e unmittelbar proportional
dem die Feldwicklungen F1, F2,
F3 durchfließenden StromJe ist. Die Wirkung der angegebenen Schaltung zeichnet sich
ebenfalls dadurch aus, daß bei kleineren Geschwindigkeiten der Erregerstrom für
die Feldwicklung wenigstens teilweise der Sammlerbatterie B entnommen wird. Bei
größeren Geschwindigkeiten wird sowohl der Erregerstrom se für die Feldwicklung
F0 als auch ein Ladestrom für die Sammlerbatterie B von dem Anker A0 des Erregermotors
geliefert. Bei höheren Geschwindigkeiten nimmt der auftretende Ladestrom wieder
langsam ab.
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Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine Verbesserung
der Schaltung nach Fig.3 noch dadurch erreicht werden, daß über einen Widerstand
r2 sowie einen weiteren Teil des Bremswiderstandes BRl zu der Sammlerbatterie ein
Belastungsstromkreis parallel geschaltet wird.
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In dem Schaubild der. Fig.4 sind die Kennlinien wiedergegeben, die
sich bei der Schaltung gemäß Fig.3 für verschiedene Geschwindigkeiten ergeben. Die
Kennlinie x gibt den für die Feldwicklung Fo erforderlichen Erregerstrom i, wieder.
Die Kennlinie y stellt den den Widerstand R1 durchfließenden Strom, i dar. Die Differenz
zwischen den Kennlinien y und x ist ein Maß für den Ladestrom, der
in die Sammlerbatterie hineingeht, falls kein Belastungsstromkreis über den Widerstand
r2 geschlossen ist. Die Kennlinien z1 und z2 entsprechen der Kennlinie y, vermindert
um einen dem Belastungsstrom durch den Widerstand r2 verlaufenden Strom. Durch Wahl
des Belastungswiderstandes r2 kann, wie das Schaubild zeigt, leicht der Bereich
der Ladung beeinflußt werden.