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Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen Der
elektrische Antrieb von Raupenfahrzeugen stellt große Anforderungen an die Antriebstechnik,
und es ist eine große Anzahl von Lösungen dafür angegeben worden, von denen jede
ihre Vor- und Nachteile hat. Sehr vollkommen lassen sich die Anforderungen des Raupenantriebes
erfüllen, wenn man jede Raupe durch einen Gleichstrommotor in Leonard-Schaltung
antreibt. jedem Motor ist dabei ein besonderer Steuergenerator zugeordnet. Fahren,
Bremsen, Nurvenfahren, Rückwärtsfahren läßt sich damit auf einfachste Weise, lediglich
durch Steuern der fremderregten Erregerwicklungen der beiden Steuergeneratoren erreichen.
Eine derartige Anordnung hat nur den Nachteil, daß zwei Steuergeneratoren erforderlich
sind, die den Gewichts- und Platzbedarf der Anlage ungünstig beeinflussen. Die vorliegende
Erfindung zeigt, wie man unter Beibehaltung der Vorteile der genannten Schaltung
die Nachteile des großen Gewichts- und Platzbedarfs vermeiden kann. Erfindungsgemäß
werden die beiden Steuergeneratoren zu einer Maschine vereinigt, die im wesentlichen
den Aufbau einer Spaltpolmaschine erhält. Im Gegensatz zu einer bekannten Ausführungsform
dieser Maschinenart (Osannamaschine) werden jedoch die Erregerwicklungen der beiden
Teilpolsysteme
fremderregt und jede für sich- in weiten Grenzen
geregelt, während dies dort nur bei einer der Fall ist.
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Der Erfindungsgedanke soll gn Hand der Fig. i näher erläutert
werden. Es bezeichnen i und 2 die beiden Fahrmotoren zum Antrieb der Raupen,
3 die Spaltpolmaschine, 4 den Benzin- bzw. Dieselantriebsmotor und
5 eine kleine Erregermaschine, von der die Erregerwicklungen der Motoren
und der Spaltpolmaschine gespeist werden. Die Erregerwicklungen der Fahrmotoren
können in Parallel-oder in Reihenschaltung unmittelbar an 'den Kleinmen der Erregermaschine
5 liegen, im Bedarfsfall können sie auch noch zusätzlich geregelt werden.
Die Anker der beiden Fahrniötören sind in Reihenschaltung an die beiden Hauptbürsten
6
und 7 der Spaltpolmaschine angeschlossen. Die beiden unmittelbar
miteinander verbundenen Bürsten der Fahrmotoren sind jedoch zu den beiden Nebenbürsten
8 und 9 der Spaltpolmaschine geführt. Dadurch wird aus der Reihenschaltung
des
Ankerstromkreises eine Parallelschaltung, die Ankerstromkreise der Fahrmotoren
-,wetdeh' 'in bezug auf ihre Stromaufnahme voneinander unabhängig. Das eine Teilpolsystem
wird durch die Erregerwich:lungen i o und i i, das andere durch die Erregerwicklungen
1,2 und 13 erregt, beide werden über je einen Umkehrregler 14 und 15 von
der Spannung der Erregermaschine5 gespeist. Diese Umkehrregler sind im Schaltbild-nur
als einfache Regler dargestellt. Sind alle Erregerwicklungen der Spaltpolmaschine
gleichmäßig und gleichsinnig erregt, so ist z. B. io ein Nordpol und 12 ein ebenso
stark erregter Nordpol, desgleichen ii und 13
gleich stark erregte Südpole.
Die Spannung zwischen den Bürsten 6 und 8-9, ist genau so groß wie
zwischen 7 und 8-9, d. h. die Nebenbürsten 8-9
halbieren die
Spannung zwischen den Hauptbürsten 6-7, und jeder der beiden Fahrmotoren
erhält die halbe Spannung. Der Fluß, der die Polfläche zwischen den Bürsten
6-8 bzw. 6-9 durchsetzt, ist genau so groß wie der der Polfläche zwischen
7-8 bzw. 7-9. Die Kompensationswicklung 16, 17, die symmetrisch zu
den Hauptbürsten 6-7
angeordnet ist, verhindert, daß sich in Richtung der
Achse der Hauptbürsten ein Ankerfeld ausbildet, das in der Achse der kurzgeschlossenen
Nebenbürsten 8-9 einen Strom zur Folge hätte, der das Hauptfeld stärken oder
schwächen würde. Außerdem verhindert die Kompensationswicklung wie üblich Verzerrung
des Feldes unter den Hauptpolen. Durch Betätigen der Umkehrregler 14 bzw. 15 -können
nun die Felder der beiden Teilpolsysteme gegeneinander in -der Größe und Richtung
geändert werden, und demgemäß ändert-sich auch die Spannung an den Ankern der Fahrmotoren.
Solange die Ankerströme der Fahrmotoren gleich sind, sind die Nebenbürsten
8 und 9 stromlos, sie fühien nur Strom, wenn die Ankerströme voneinander
abweichen, je nachdem die Summe oder die Differenz der beiden Ströme. Ein
ungünstigsten Fall, wenn sie die Summe der beiden Ströme führen müssen, kommt auf
jede Bürste 8 bzw. 9 der gleiche Strom--,vie auf die Hauptbürsten--6-7
Der Kurzschluß der beiden Bürsten ist ohne weiteres zulässig, da die Bürsten gleiches
Potential haben. Für sämtliche Bürsten kann Wendepolerregung vorgesehen werden,
indem der Wendepol einer jeden Bürste vom zugehörigen Bürstenstrom erregt wird.
Das gilt auch für die Nebenbürsten. Auf diese Weise können beste Stromwendungsbedingungen
geschaffen werden.
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In Fig. 2, sind die den einzelnen Bürsten zugeordneten Wendepolwicklungen
durch die Bezugszeichen 18-21 gekennzeichnet.
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Die Steuerung kann in der Weise erfolgen, daß die beiden Umkehrregler
14 und 15 von einem Handrad wie bei einem normalen Kraftwagen betätigt werden, derart,
daß, wenn der eine Motor schneller läuft, der andere seine Drehzahl vermindert oder
auch umkehrt, und umgekehrt. Da die Motoren Nebenschlußverhalten haben, schreibt
die Stellung des Handrades die einmal eingeschlagene Fahrtrichtung vor. Das ist
für Eindeutigkeit der Steuerung besonders wertvoll. Daneben kann natürlich auch
Jede Raupe getrennt gesteuert werden, wodurch eine vielseitigere Steuerung
möglich wird, indem jede Raupe für sich beliebig schnell vorwärts oder rückwärts
gefahren werden kann. Die Regelung der Geschwindigkeit erfolgt zweckmäßig durch
einen den Erregerwicklungen der Spaltpolmaschine vorgeschalteten gemeinsamen Regelwiderstand
22, der durch einen Fußhebel 23
bedient werden kann. Damit der Benzin- bzw.
Dieselmotor nicht abgewürgt wird, erfolgt eine zusätzliche Beeinflussung des Erregerkreises
der Speisepolmaschine vom Drehzahlregler des Benzinmotors oder von dessen Brennstoffzufuhr
aus. Auch das im Ständer des Generators auftretende Drehmoment kann man dazu benutzen,
um die Belastung zu vermindern, indem man den Ständer drehbar lagert und das auf
ihn ausgeübte Drehmoment von einer Feder aufnehmen läßt. Bei Ab-
weichung
vom zulässigen Wert verstellt der Ständer mittelbar oder unnüttelbar den Regelwiderstand
in den Erregerkreisen der Spaltpolmaschine. Die Leistungsbegrenzung kann am Regler
22 oder einem gesonderten Regelwiderstand erfolgen. Statt die Erregerwicklungen
der Fahrmotoren konstant erregt zu lassen, kann man sie auch mit veränderlicher
Erregung betreiben, z. B. in der Weise, daß das Feld der Motoren zunimmt, wenn das
der Spaltpolmaschine abnimmt, und umgekehrt. Man erreicht auf diese Weise,- daß
beim Anfahren die Fahrmotoren mit sehr starkem Feld arbeiten, so daß leicht große
Anfahrmomente erzielt werden können. Diese zusätzliche Steuerung der Motorfelder
kann durch den gleichen Fußhebel:23 bewirkt werden, der auch den Regler:2:2 steuert.
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Um für die Spaltpolmaschine eine möglichst gedrängte Bauart zu erhalten,
empfiehlt sich eine Ausführung, die sich im wesentlichen all den Wechselstrombahnmotor
anlehnt, d. h. der Ständer ist ebenfalls aus Blechen zusammengesetzt und
besitzt Erreger- und Kompensationsnuten.' Dadurch ist gute Ausnutzung des Ständerwickelraumes.
und
kleiner Außendurchmesser möglich. Fig. 3 zeigt die Anordnung
des Blechschnitts, der Wicklungen und Bürsten einer zweipoligen Maschine mit den
Bezugszeichen der Fig. i und :2.