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Elektrische Lokomotive mit eigener Stromquelle Elektrische Lokomotiven
mit eigener Stromquelle, beispielsweise dieselelektrische und turboelektrische Lokomotiven,
kommen manchmal in Gebieten zur Anwendung, in denen für die Lokomotive verhältnismäßig
große Hilfsbetriebe notwendig sind. Dies ist beispielsweise dort der Fall, wo die
Bahnlinie durch tropische Wüstengegenden verläuft, so daß Lüfter und Kompressoren
für den in der Lokomotive erforderlichen Überdruck vorgesehen werden müssen. Die
für den Betrieb der Hilfsmaschinensätze notwendige Leistung ist in solchen Fällen
verh'ä'ltnismäßig groß, so daß auch während des Bremsbetriebes der Hauptgenerator
eingeschaltet bleiben muß, um die Hilfsbetriebe zu speisen. Infolgedessen muß der
Dieselmotor oder die Gasturbine sowohl bei Fahr- als auch bei Bremsbetrieb dauernd
laufen. Bei Fahrstrecken mit langen Gefällstrecken ist aber ein Betrieb der erwähnten
Art ungünstig, und die vorliegende Erfindung bezweckt, in dieser Beziehung eine
Verbesserung zu schaffen.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Hilfsbetriebe
der Lokomotive während des Fahrbetriebes von einem Hilfsgenerator und während des
Bremsbetriebes von den generatorisch arbeitenden Triebmotoren gespeist werden
und
daß, die Spannung der Triebmotoren in Abhängigkeit von einer durch dieselben beeinlußten
Größe so geregelt wird, daß die Hilfsbetriebsspannung mindestens annähernd konstant
bleibt.
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An Hand der schematischen Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele
für die Erfindung näher erlähtert, wobei nur die für das Verständnis der Erfindung
erforderlichen Teile dargestellt sind.
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In Fig. i bedeutet i den Hauptgenerator einer Lokomotive, der beispielsweise
von einem Dieselmotor 2 angetrieben wird und den Strom für die Reihenschlußtriebmotoren
3 liefert. Ebenfalls vom Dieselmotor 2 angetrieben ist ein Hilfsgenerator 4, der
während des Fahrbetriebes die Hilfsbetriebe 5, beispielsweise Antriebsmotoren für
Lüfter, Kompressoren usw. sowie die Batterie 6, speist. Für die Erregung der Triebmotoren
3 während des Bremsbetriebes ist eine Bremserregermaschine 7 vorgesehen, die die
Erregerwicklungen 8 der Triebmotoren 3 speist. Die Erregerwicklung g der Bremserregermaschine
7 kann über den Umschalter io an die Triebmotorenspannung angeschlossen werden.
Für die Konstanthaltung der Hilfsgeneratorspannung ist ein Schnellregler i i vorgesehen,
der das Feld der Erregerwicklung 12 des Hilfsgenerators- 4 verändert.
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Beim Fahrbetrieb werden ,die Hilfsbetriebe 5 und die Batterie 6 vom
Hilfsgenerator 4 aus gespeist, und die Triebmotoren 3 sind normal als Reihenschlußmotoren
erregt, d. h. die Bremserregermaschine 7 ist mittels eines in der Zeichnung nicht
dargestellten Schalters ausgeschaltet. Die in Fig. i gestrichelt gezeichnete Stellung
des Umschalters io zeigt die Fahrbetriebsstellung desselben an. Sobald auf Bremsbetrieb
umgeschaltet wird entsprechend der voll ausgezogen gezeichneten Stellung des Umschalters
io; werden die Hilfsbetriebe 5 und die Batterie 6 nunmehr von den jetzt generatorisch
arbeitenden Triebmotoren 3 gespeist. Die Erregerwicklungen 8 der Triebmotoren werden
von der Bremserregermaschine 7 gespeist, und die Spannung des Hilfabetriebsnetzes
wird durch den Schnellregler i i konstant gehalten, indem dieser das Erregerfeld
der Bremserregermaschine 7 regelt und somit die jetzt generatorische Triebmotorenspannung
konstant hält.
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In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ;gezeigt, bei
dem die Bremserregermaschine 7, die die Erregerwicklungen 8 der Triebmotoren 3 während
des Bremsbetriebes speist, von einer Spannungsumformergruppe in Sparschaltung erregt
wird. Die Umformergruppe, die eine veränderliche Spannung in eine konstante Spannung
umformt, besteht aus den zwei durch ihre Anker miteinander in Reine geschalteten
mechanisch gekuppelten Maschinen 14 und 15. Der Erregerstrom in der Feld-,vicklung
16 der Maschine 14 wird vom Schnellregler 17 geregelt, während die Feldwicklung
18 der Maschine.i5 im Nebenschluß an den Ankerklemmen dieser Maschine liegt. Dadurch,
daß die Maschine 15 auf konstante Spannung geregelt wird, schwankt die Spannung
an der Maschine 14 sehr stark, und zwar entsprechend der Differenz zwischen der
Primär- und der Sekund'ä,rspannung, d. h. entsprechend der Differenz zwischen der
Triebmotorenspannung oder der veränderlichen Batteriespannung und einer konstanten
Spannung. DieBremserregermaschine7weisteineFeldwicklung ig auf, die von der Umformermaschine
15 konstant erregt wird, und eine weitere Feld-wricklung 2o; die als Gegenerregerwicklung
wirkt und von der veränderlichen Spannung der Umformerrnaschine 14 gespeist wird.
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Wenn nun im Bremsbetrieb die Spannung der Triebmotoren 3 steigt, so
nehmen auch die Spannung der Umformermaschine 14 und dementsprechend auch die Gegenerregung
der Bremserregermaschine 7 zu. Dadurch sinkt die Spannung der Bremserregermaschin.e
7, d. h. die Triebmotoren 3 werden mit zunehmender Spannung weniger erregt. Obgleich
also mit zunehmender Geschwindigkeit die Triebmotoren 3 eine immer größere Spannung
abgeben möchten, wird dies durch die Erregungsverminderung selbsttätig begrenzt.
Bei Fahrbetrieb werden die Triebmotoren 3 durch den Schalter 21 vom Hilfsnetz abgeschaltet
und die Hilfsbetriebe 5 und die Batterie 6 durch den Schalter 22 auf den vom nicht
dargestellten Dieselmotor angetriebenen Hilfsgenerator 4. umgeschaltet. Mit 23 ist
noch ein Bremswiderstand zurVernichtung übersohüssigerEnergie angedeutet, der künstlich
gekühlt wird.
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Für die Anordnung gexriälB Fig. 2 ist es baulich von Vorteil, wenn
die beiden Maschinen 14 und 15 der Umformergruppe sowie die Bremserregermaschine
7 zu einem Block zusammengebaut werden.
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In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht,
bei der 3 wieder die Triebmotoren des Fahrzeuges bedeuten, deren Erregerwicklungen
8 im Bremsbetrieb von einer Bremserregermaschine 7 gespeist werden. Diese letztere
besitzt ähnlich wie bei der Anordnung gemäß Fig.2 eine konstant erregte Feldwicklung
ig sowie eine veränderlich erregte Feldwicklung 20. Mit 5 bzw. 6 sind wieder die
Hilfsbetriebe und die Batterie bezeichnet, die während des Bremsbetriebes über den
Schalter 24 an die Triebmotoren 3 angeschlossen sind, wäihrend 23 einen Bremswiderstand
bedeutet, der von einem durch einen Hilfsmotor 25 angetriebenen Lüfter gekühlt wird.
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Während des Bremsbetriebes wird die Gegenerregerwdcklung 2o entweder
über einen N ebenschluß 26 durch den Triebmotorenstrom oder über einen Nebenschluß
27, dessen Anschlußleitungen gestrichelt gezeichnet sind, durch den Batteriestrom
gespeist, während die Feldwicklung ig an eine Stromquelle konstanter Spannung angeschlossen
ist. Die gewünschte Konstanthaltung der Hilfsbetriebsspannung wird dadurch erreicht,
daß,der Triebmotorenstrom bzw. der Batteriestrom mit zunehmender Triebmotorenspannung
zunimmt. Der Antriebsmotor 25 des Bremswiderstandlüfters wirkt ebenfalls in gewünschtem
Sinne regelnd, indem sein Strom mit zunehmender Spannung zunimmt. Für die Erregung
der Gegenerregerwick-
Jung 2o kann auch eine mit den Triebmotoren
3 gekuppelte Tachometerdynamo verwendet werden.
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Bei der Anordnung nach Fig. q. ist die Bremserregermaschine 7 für
die Speisung der Erregerwicklungen 8 der Triebmotoren 3 während des Bremsbetriebes
mit einem der Triebmotoren 3 mechanisch gekuppelt. Dadurch steigt mit zunehmender
Geschwindigkeit der Triebmotoren auch die Spannung der Bremserregermaschine 7. Infolgedessen
sinkt die Erregung der Triehmotöreri 3;T weil die Bremserregermaschine 7 so geschaltet
ist, daß ihre Spannung der Spannung am Spannungsabgriff des Bremswiderstandes 23
entgegenwirkt. Die Erregerwicklung 9 der Bremserregermaschine7 wird von einer Stromquelle
konstanter Spannung oder von den Triebmotoren fremderregt. An Stelle einer unmittelbaren
Kupplung der Bremserregermaschine 7 mit einem der Triebmotoren 3 ist es ohne weiteres
möglich, diese Maschinen auch von der Fahrzeugachse aus oder auf sonst geschwindigkeitsabhängige
Weise anzutreiben.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen schließlich noch zwei weitere Ausführungsmöglichkeiten,
be-i denen die Konstanthaltung -der Triebmotorenspannung während des Bremsbetriebes
ohne Bremserregermaschine erfolgt. In diesem Falle wird eine einfache Einrichtung
für verhältnismäßig hohe Ströme verwendet.
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Gemäß Fig. 5 werden die Erregerwicklungen 8 der Triebmotoren 3 durch
einen in Abhängigkeit von der Triebmotor.enspannung ansprechenden Schnellregler
26 derart gesteuert, daß die Triebmotorenspannung während des Bremsbetriebes annähernd
konstant bleibt. Bei der Anordnung nach Fig. 6 erfolgt dagegen die Regelung der
Triebmotorenerregung im Sinne einer Konstanthaltung der Motorenspannung mittels
eines Zentrifugalschalters 27, der durch einen der Triebmotoren 3 betätigt wird
und in Abhängigkeit von der Triebmotorengeschwindigkeit mehr oder weniger Widerstand
in den Motorenerregerstromkreis einschaltet. An Stelle des Zentrifugalschalters
27 könnte auch eine Schfitzensteuerung vorgesehen werden.
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Mit den beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, über einen
sehr großen Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeuges, z. B. zwischen 30 und
Zoo kni/li, die Trieb,motorenspannung während des Bremsbetriebes konstant zu halten.
Der Bereich der Spannungskonstanthaltung hängt vom Verhältnis der Hilfsbetriebsspannung
zur .Triebmotorenspannung ab, dennbei einerbestimrnten Mindestgeschwindigkeit kann
auch bei ,höchster Erregung nur noch eine ganz bestimmte Triebmotorenspannung erreicht
werden.