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Elektrische Achsdruckausgleichschaltung für Wechselstromtriebfahrzeuge
Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere Drehgestellfahrzeugen, tritt
eine zusätzliche Belastung einzelner Achsen und eine Entlastung anderer Achsen auf.
Die Achsdruckänderung hat zur Folge, daß das 1,Zeibungsgewicht des Fahrzeugs dann
nur sehr schlecht ausgenutzt werden kann, wenn die elektrischen Antriebsmotoren
mit gleichbleibender Belastung und gleichem Drehmoment betrieben werden. Es ist
bekannt, diesen Nachteil dadurch zu vermeiden, daß auf elektrischem Wege die Motoren
so beeinfiußt werden, daß die den entlasteten Achsen zugeordneten Motoren ein kleineres
Drehmoment, die den zusätzlich belasteten Achsen zugeordneten. Motoren ein gröberes
Drehmomententwickeln. Man kann die Drehmomentänderung durch Feldschwächung bewirken
und macht hiervon bei Gleichstromfahrzeugen gelegefltlich Gebrauch. Bei Wechselstromfahrzeugen
ist vorgeschlagen, in einfacherer Weise das Drehmoment der entlasteten bzw. zusätzlich
belasteten Motoren durch Änderung der zugeführten Speisespannung zu beeinträchtigen..
Zu diesem Zweck sind Hilfstransformatoren vorgesehen, die eine Zusatz- bzw. Absatzspannung
erzeugen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine wesentlich vereinfachte, elektrisch
wirkende Achsdruck.ausgleichvorrichtung für Wechselstromfahrzeuge, deren Motoren
über ein einziges Regelschaltwerk von einem Stufentransformator mit veränderlicher
Spannung gespeist werden. Erfindungsgemäß werden bei dieses Vorrichtung besondere
Zusatztransformatoren zur Erzeugung der verschiedenen, den Motoren zugeführten Spannungen
dadurch vermieden, daß -die Motoren in solcher Weise an verschiedene Anzapfungen
eines vorhandenen Transformators angeschlossen sind, daß sie
eine
größere oder kleinere Spannung erhalten, je nachdem ob sie einer entlasteten oder
zusätzlich belasteten Achse zugeordnet sind.
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In einfachster. Weise kann die Erfindung dadurch vent4rklicht werden,
daß die mit ihrer einen Klemme über das. Stufenschalt-,verk bzw. den Regelkontakt
an den Transformator angeschlossenen Motoren mit der anderen Klemme an verschiedene
feste Anzapfungen des Transformators angeschlossen sind. Diese beiden Anzapfungen
sind dabei so gegeneinander an der Transformatorwicklung versetzt, daß die zwischen
ihnen bestehende Spannung der Differenzspannung entspricht, um welche die Speisespannung
der 'beiden Motorengruppen mit Rücksicht auf die angestrebten verschiedenen Drehmomente
voneinander verschieden ist. Die erfindungsgemäß vorgesehene Schaltung ermöglicht
@es, je nach Bedarf die Motoren der zusätzlich belasteten und der entlasteten Achse
mit verschiedenen Mo,-menten zu betreiben.
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Vorteilhafterweise wird der für die Fahrtrichtungsumkehr erforderliche
Umschalter derart angeordnet, daß jeweils bei der Umsteuerung des Fahrzeugs die
den Motoren zugeführte Spannung wieder so geändert wird, daß den entlasteten Motoren
eine .kleinere Spannung, den zusätzlich belasteten Motoren die größere Spannung
zugeführt wird.
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Sind bei mehrmotorigen Fahrzeugen mehrere in Reihe geschaltete Motoren
vorhanden, denen zur Sicherung gegen das Schleudern ein Spannungsteilertransformator
parallel geschaltet ist, so kann gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung
der vorhandene Spannungsteilertransformator zur Erzielung des Achsausgleichs herangezogen
werden, indem die für den Motoranschluß vorgesehenen Anzapfpunkte verschoben werden.
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Auch in diesem Fall ergibt sich, daß den Motoren eine verschiedene
Betriebsspannung zugeführt wird, ohne daß an der Arbeitsweise des Schaltwerkes das
geringste geändert wird.
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand einiger Ausführungsbeispiele
erläutert werden.
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In Fig. i der Zeichnung ist im Prinzip eine erfindungsgemäß ausgebildete
Schaltung mit nur zwei Motoren wiedergegeben. In dem Schaltbild bedeuten i und 2
zwei Einphasenwechselstromreihenschlußmotoren. Die Motoren werden von dem Stufentransformator
q. gespeist. Mit Hilfe eines Regelkontaktes 5 bzw. eines entsprechenden Schaltwerkes
wird den Motoren i und 2 je nach der gewünschten Geschwindigkeit und Zugkraft eine
veränderliche Spannung zugeführt. Der der entlasteten Achse zugeordnete Motor i
ist mit seiner dem Regelkontakt 5 abgewandten Klemme mit der Anzapfung 6 und der
der zusätzlich belasteten Achse zugeordnete Motor 2 mit der Anzapfung 7 der Transformatorwicklung
q verbunden. Infolge dieser Schaltung wird dem Motor i eine niedrigere Spannung
zugeführt als dem Motor 2. Die Verschiedenheit der den Motoren zugeführten Spannungen
ist derart gewählt, daß die Motoren einentsprechend dem Achsdruck verringertes bzw.
vergrößertes Drehmoment entwickeln.
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Die Anordnung nach der Erfindung zeichnet sich durch den großen Vorteil
aus. daß, abgesehen von einer zusätzlichen Anzapfung. überhaupt keimerlei besondere
Maßnahmen oder Mittel erforderlich sind, um entsprechend den Belastungen der Achsen
die Drehmomente zu verändern. -Fig. 2 läßt schematisch für einen Motor die Schaltung
der Feldwicklung erkennen. In diesem Schaltbild bedeutet ioa die Feldwicklung des
Motors io. Für die Umkehr der Drehrichtung des Motors sind die Fahrtwendeschalter
11, 12, 13 und 14 vorgesehen. Bei. der einen Fahrtrichtung sind die Schalter i i
und 12
geschlossen. In diesem Falle ist der Motor, da die Achse zusätzlich
belastet ist, über den Schalter 12 mit der an einer höheren Spannung liegenden Anzapfung
7 verbunden. Wird auf die andere Fahrtrichtung umgeschaltet, so werden die Schalter
13 und 1.1 geschlossen. In diesem Falbe ist der Motor über den Schalter 14 mit der
an einer niedrigeren Spannung liegenden Anzapfung 6 verbunden. da die dem Motor
zugeordnete Achse wegen der Drehrchtungsumkehr entlastet ist.
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Bei der Schaltung gemäß Fig.2 sind je Motor insgesamt vier Wendeschalter
erforderlich.
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Fig.3 zeigt das Schaltbild für den Fall. daß für die Umsteuerung zweipolige
Umschalter Anwendung finden. 21, 22, 23 und 24 sind in dem genannten Schaltbild
die Umschalter. Mit ausgezogenen Linien sind die Schalterstellungen bei der einen
Bewegungsrichtung und mit gestrichelten Linien bei der anderen Bewegungsrichtung
dargestellt. Auch in diesem Falle dienen die Umschalter unmittelbar dazu, je nach
der Fahrtrichtung den einen oder anderen Motor an eine höhere bzw. niedere Spannung
anzuschließen.
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Fig. q. zeigt schließlich noch ein anderes Ausführungsbeispiel. Hierbei
sind in Reihe geschaltete Motoren vorhanden, zu denen ein Spannungsteilertransformator
35 parallel geschaltet ist. Eine derartige Schaltung pflegt man bei Reihenschaltung
der Motoren zu treffen, um eine gleichmäßige Verteilung der Spannungen auf die Motoranker
sicherzustellen und die Gefahr des Schleuderns herabzusetzen. Im Schaltbild der
Fig. q. bedeutet 3o den Fahrzeugtransformator (Stufentransformator), 31 bis 34 sind
vier Fahrmotoren,
von .denen j e zwei in Reihe geschaltet sind.
Insgesamt sind zwei parallel arbeitende Motorgruppen vorhanden. Um eine bestimmte
Spannungsverteilung ,auf die in Reihe geschalteten Motorenanker sicherzustellen,
ist der SpannungsteilertransformatOr 35 vorhanden. Erfindungsgemäß wird nun nicht,
wie bei den bekannten Anordnungen, die- Mittelanzapfung des Spannungsteilertransformators
mit der Mittelanzapfung zwischen den Fahrzeugmotoren verbunden, vielmehr werden
an dem Spannungsteilertransformator zwei gegenüber der Mitte verschobene Anzapfungen
36 und 37 vorgesehen. Die Mittelanzapfungen zwischen den Motoren 31, 32 bzw. 33,
34 werden nun abwechselnd derart mit den Anzapfungen 36 und 37 des Spannungsteilertransformatörs
verbunden, daß der Motor der jeweils entlasteten Achse an einer kleineren Spannung,
der Motor der zusätzlich belasteten. Achse an einer größeren Spannung liegt. Bei
Umkehr der Drehrichtung werden die Anschlüsse vertauscht. Mit ausgezogenen Linien
ist die Schaltung bei der einen Bewegungsrichtung, mit gestrichelten Linien bei
der anderen Bewegungsrichtung angedeutet. Vorteilhafterweise können die miteinander
in Reibe geschalteten Motoren den gleichen Drehgestellen eines Drehgestedlfahrzeugs
zugeordnet sein.
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Die Schaltung gemäß Fig.4 zeichnet sich dadurch aus, daß der vorhandene
S.pannungsteilertransformator als ein an sich vorhandenes Element für die Erzeugung
der verschiedenen, den Motoren zugeführten. Spannungen benutzt wird und daß infolgedessen
besondere Zusatztransformatoren nicht erforderlich sind.
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Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die bei der Schaltung
gemäß Fig. i vorgesehene, an einer niederen Spannung liegende Anzapfung 6 bei der
Bremsung mit Fremderregung der Motoren benutzt werden, um mit Hilfe des Fahrschaltwerkes
ohne Vermehrung der Anzapfungen den fremderregten Feldwicklungen der Motoren eine
kleinere Erregerspannung zuzuführen. Hierdurch kann bei der Bremsung die Erregung
der Motoren auf der ersten Regelstufe herabgesetzt werden.
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Fig. 5 zeigt schematisch die Bremsschaltung für ein zweimotoriges
Fahrzeug. 1 und 2 sind wieder die Motoren, ia und 2a sind Feldwicklungen. Die Motorenanker
sind auf Widerstände 8 und 9 geschaltet.