DE899220C - Antrieb mit von einer oder mehreren Kraftmaschinen angetriebenen Gleichstromgeneratoren, die gemeinsam oder geterennt Motoren speisen - Google Patents

Description

• Antrieb mit von einer oder mehreren Kraftmaschinen angetriebenen Gleichstromgeneratoren, die gemeinsam oder getrennt Motoren speisen Es wurde bereits vorgeschlagen, zum Antrieb von insbesondere gepanzerten Kettenfahrzeugen Leonard-Antriebe zu verwenden, bei denen die Generatoren mit einem oder mehreren Verbrennungsmo:to:ren gekuppelt waren. Hierbei können jedoch., insbesondere bei raschen, Belastungsänderungen der Motoren, bei plötzlichen Eingriffen in die Brennstoffzufuhr b:zw. beai Verstellung des Steuerhebels zur Reglung :des Generators bzw. Motors starke Stromstöße auftreten, welche die Anlage gefährden.
• Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Gleichstromgeneratoren eine Fremderregung, eine Gegenreihenschlußerrebgung sowie eine Selbsterregung erhalten und daß in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kraftmaschinen der Ankerstrom der, Gleichstromgeneratoren, insbesondere über deren Erregung, bzw. das Feld der Elektromotoren selbsttätig gesteuert wird. Die Verwendung der drei Erregungen und das dadurch bedingte Ko:nstun.tstro:mverhalten der Generuto:ren hat zur Folge, daß bei plötzlichen Belastungsänderungen der Motoren keine großen Stromstöße auftreten. Hierbei wirkt sich die Trägheit :der Schwungmassen der Kraftmaschinen ,und der damit gekuppelten Maschinen günstig aus. Durch die, drehzahlabhängige Steuerung wird weiterhin erreicht, daß bei Änderungen der auf die Generatoren wirkenden Antriebsleistung der Kraftmaschinen und damit der Drehzahl der Kraftmaschinen sowie des Generators auch die Motorleistung entsprechend eingestellt wird; denn die in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kraftmaschinen durchgeführte Änderung des Ankerstromes . bzw. des, Feldeis des Motors bedeutet eine entsprechende Änderung der Motoirleistung. Die Generatoren und -damit die Kraftmaschinen sind daher stets richtig belastet. Dabiei kann ohne weiteres trotz Verwendung von drei Erregungen vermieden werden,, da.ß die Gleichstromgeneratoren groß ausfallen. Es ist nämlich möglich, da.ß jeder Gleichstromgenerator von Hilfsgeneratoren erregt wird, welche die Fremderregung und eine ihr entgegenwirkende, vom Ankerstrom des Gleichstromgenerators abhängige Erregung besitzen, die als Gegenreihenschlußerregung wirksam ist. Außerdem besitzt jeder Hilfsgenerator vorteilhaft eine von der Ankerspannung des zugehörigen Gleichstromgeneratoirs abhängige Erregung, die für den Gleichstromgenerator als Selbsterregung in Erscheinung tritt. Die Gleichstromgeneratorm können dann als gewöhnliche Maschinen ausgeführt werd-n.
• In Fig. r der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Antrieb für ein Kettentahrzeug dargestellt. Dex Verbrennungsmotor VM treibt zwei Gleichstromgeneratoren G1 und G2, welche den Motor M1 für die eine und den Motor M2 für die andere Kette speisen. Für die Erregung der Gleichs.tromgenerato-nen sind Hilfserregerma.schinen H161 und H1172 vorgesehen, die ,die Fremderregung F, eine dieser entgegenwirkende, vom Ankerstrom der zugehörigen Gleichstromgeneratoren G1 bzw. G2 abhängige Erregung G und eine von der Ankerspannung des Gleichstromgenerators abhängige Erregung S besitzen.. Die Erregung S auf den Hilfsgeneratoren kann auch weggelassen und dafür jeder der Gloichstromgeneratoxen G1 und G2 mit einer unmittelbar auf diese gelegten Selbsterregung ausgeführt werden.
• Die beiden erstgenannten Erregungen sind im Verhältnis, zur dritten Erregung groß bemessen, so daß sich eine hohe Regtelgeschwindigkeiit ergibt. Der Enfluß der von der Ankerspannung des Gleichstromgenerators abhängigen Erregung kann auch vergrößert wenden., um eine Anpassung der jeweils abgegebenen Leistung des Generators an die im einzelnen Fall zur Verfügung stehende Leistung der Kraftrnaschi,ne zu ermöglichen. Die Drückung wird also verringert. Unter Umständen kann; es. sogar, zweckmäßig sein, die von der Ankeirspannung des ,Gleaicb@stromgeneratoms abhängige Erregung groß gegenüber den beiden anderen Erregungen zu wählen. Gemäß der Erfindung wird weiterhin in Abhängigkeiit von der Drehzahl den Kraftmaschine der Ankerstrom: der Gleichs.tromlgeneratoren über deren. Erregung gesteuert. Zu diesem Zweck .sitzt auf derWeLe .dein Verbrennungsmotors eine hier mit einer Selbsterregung E ausgestattete Zusatzmaschine Z, deren Spannung zur Steuerung des. Ankerstromers dient. Drei Spannung der Zusatzmaschine ist mit einer unveränderlichen Spannung in Reihe geschaltet, die hier vom; der Batterie B geliefert wird. Für die Erregung der Hilfsgeneratoren wird daher die Summe beider Spannungen wirksam, wie in Fig. 2 angedeutet ist. Hierbei ist die konstante Grunderregung mit KG und die, von der selbsterrebggten Zusatzmaschine gelieferte Erregung mit EZ bezeichnet. Durch die Grunderregung ist gewährleistet, daß immer eine bestimmte Erregung vorhanden isst. An Stelle der Selbsterregung kann auch eine Fremderregung verwendet werden. Das ist davon abhängig, ob, ein steiler oder flacher Anstieg der Zusatzmaschinen.-spannung mit der Verbrennungsmotordrehzahl im einzelnen Fall zweckmäßig ist.
• Die genannte Summenspannung liegt an der Fremderregung F der Hilfsgenoratoren, die sich also in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors selbsttätig einstellt. Bei jeder Drehzahländerung des Verbrennungsmotors ergibt sich damit eine Änderung des Ankerstromes der Gleichstromgeneratoiren. Bei einer Änderung der Leistung des Verbrennungsmotors ist daher eine entsprechende Änderung der Leistung der Elektromotoren sichergestellt. Durch die drehzahlabhängige Steuerung worden die Generatoren nämlich auf einen anderen Konstantstrombereich eingestellt, wie an Hand der Fig. 3 erläutert werden so,11. Darin sind die Strom-Spannungs-Kennlinien eines der Generatoren dargestellt. Es wird jeweils nur auf dem sterilen Ast A, Al, A2 usw. der Kennlinien gearbeitet. Durch die drehzahlabhängige Steuerung und die dadurch bedingte Änderung des Ankerstromes wird erreicht, daß der Generator beispieilsweise vom Koustantstrombeireich A auf die Konstantstrombereiche Al bzw. A2 usw. übergeht. Das gleiche geschieht auch, wenn der Strom willkürlich über die Regler R1 bzw. R2 und damit durch Änderung der Widerstände TI im Erregerkreis der Hilfsgeneratoren und damit der Glerichstromzgeneraatoren verstellt wird. Treten. hingegen plötzlich Belastungen der Motoren auf, so, bleibt der Strom zunächst praktisch konstant. Es ändert sich nur die Drehzahl der Motoren und damit die Spannung E, so, da.ß man auf der gleichen Kennlinie bleibt und nur den steilen Ast A entlang gleitet. Das wird so lange der Fall sein, bis die Trägheit der Schwungmassen des Verbrennungsmotors und der anderen damit gekuppelten Maschinen Überwunden ist oder die Belastungsänderung wieder verschwunden ist.
• Eine Umkehr des Drehmomentes bzw. der Drehzahl der einzelnen Motoren wird in diesem Fall durch eine Umkehr der Fremderregung F .der Hilfsgeneirato@ren und damit des Ankerstromels erreicht, wie -die Einschaltung des Widerstandes 1l in den hier zum Zwecke des Fahrens und Bremsens oder Rückwärtsfahrens als Reversierregler ausgebildeten Reglern R1 und R2 erkennen läßt. Die Motorfelder werden mit Hilfe der Widerstände W geregelt. In diesem Fall werden Ankerstrom und Motorfelder gleichzeitig geregelt. Auf diese Weise ist es möglich, bei günstiger Bemessung der elektrischen Maschinen und einfacher Bedienung den Betriebszustand dieser Maschinen der Kennlinie des Verbrennungsmotors anzupassen. Unter Umständen kann. es jedoch auch vorteilhaft sein, die Reglung von Ankerstrom und :Motorfeldern nur teilweise gleichzeitig (Fig.4) oder getrennt voneinander durchzuführen. Ferner kann die Umkehr des Drehmomentes auch durch die Umkehrung der Motorfelder durchgeführt werden. Im vorliegenden Fall besitzt jeder Regler für jede Richtung der Erregung fünf Kontaktbahnen, an deren zwei die Regelwiderstände, h und W angeschlossen sind.
• An Stelle der Reihenschaltung der Spannung der Zusatzmaschinen mit einer Konstantspannung können diese auch gegeneinandergeschaltet werden, um die Fremderregung der Gleichstromgeneratoren beliebig den Erfordernissen des über die Motoren durchgeführten Antriebes bzw. der Kr:a.ftmaschinendrehzah:l anzupassen.
• Es ist ferner auch möglich, den Ankerstrom der Gleichstromgeneratomn, insbesondere über deren Erregung,' und das Feld der Elektromotoren gleichzeitig in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kraftmaschinen- selbsttätig zu steuern. Daneben kann auch eine willkürliche Reglung des Ankerstromes der Gleichstromgeneratoren und gegebenenfalls des Feldes der Motoren durchgeführt werden. Die über die, Regler R1 bz,w. R2 durchgeführte willkürliche Reglung der Motorfelder oder des Ankerstromes über die Erregung der Gleichstromgeneratoren kann auch im Erregerkreis der dann fremderregten Zusatzma.schline Z erfolgen. Naturgemäß muß dann die Spannung der Zusatzmaschine in die Erregung der Motoren bzw. der Gleichstromgeneratoiren eingefügt sein. Auf diese: Weise wird erreicht, daß die Regler R1 bzw. R2 besonders klein ausfallen.
• Die Fig. d. läßt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung erkennen. Wird hier mit Hilfe des Gashebels G die Drehzahl des Verbrennungsmotors geändert, so wird durch eine Änderung des Feldes in der dabei fremderregten Zusatzmaschine Z diese beabsichtigte Drehzahländerung wieder ausgeglichen. Das geschieht im vorliegenden Fall mit Hilfe: des im Kreis der Erregerwicklung E der Zusatzmaschine eingeschalteten Widerstandes R, der bci einer Verstellung des Gashebels geschaltet wird. Die Zusatzmaschine liefert demnacb bei allen mit Hilfe des Gasheibeils Drehzahlen eine konstante Ankerspannung. Eine Abhängigkeit der Ankerspannung dieser Zusatzmaschine von der Drehzahl soll nämlich nur dann vorhanden sein, wenn unter, Einfluß der Belastung eine Drehzahländerung zustande kommt. Die von der Zusatzmaschine abgegebene Ankerspannung wird einer konstanten Spannung entgegengeschaltet. Diese Differenzspannung wird an die Feldwicklung FW einer kleinen Hilfserregermaschine H1173 gelegt, durch deren Ankerstrom die Fremd-crregung F der Hilfsgeneratoren H,171 und HM2 gespeist wird. Sie kann jedoch in ähnlicher Weise wie bei den vorher beschriebenen Anordnungen unmittelbar an die F remderrlegerwicklung F der Hilfsgeneratoren gelegt werden.
• Ergeben die Spannung der Zusatzmaschine und die ihr entgegenwirkende Konstantspannung die Differenzsparmung Null, so wird die Hilfserreger-Z> HM, nicht erregt und liefert daher an ihrem Anker keine Spannung. Sinkt nun beispielsweisei unter dem Einfluß einer überlastun!g, beispielsweise durch den Motor M1, die Drehzahl dar Kraftmaschine, so, wird die Zusatzmaschine eine kleinere Spannung ergeben. Diese Überlastung kann auch dadurch bedingt sein, daß deir Motor M2 stärker belastet wird. Mit Rücksicht auf das Zurückgehen der Spannung der Zusatzmaschine wird die konstante Gegenspannung, insbesondere dein Batterie B, stärker wirksam. Die Hilfserregermaschine. HM, erzeugt dann an' ihrem Anker eine Zusatzspannung in den Fremderregerkreisen der Hilfsgeneratoren HM, und H1172 in dem Sinne, daß der Errege@rstrom in den Fremderregerwicklungen und damit der Ankerstrom der Hauptgeneratoren verkleinert werden. Auf diese Weise wird die Leistungsabgabe der Generatoren vermindert, und der Grund für einen weiteren Drehzahlabfall fällt weg. In entsprechender Weise wirkt -die beschriebene Anordnung bei Drehzahlerhöhungen im Fall einer Entlastung. Die zuletzt beschriebene Anordnung kann dadurch besonders empfindlich gemacht werden, da.ß die, von deir Drehzahl der Kraftmaschine abhängigie Spannung und diel ihr entge!gernggeschaltete unveränderliche Spannung groß gewählt werden- im Verhältnis zu der- sich aus ihnen ergebenden Spannungsdifferenz. Die Drehzah:lverstelleinrichtung wird hier nur im Fahrbetrieb eingeschaltet. Aus diesem Grund wird die Erregung der Hilfserregermaschine HiW3 über Kontaktbahnen K1 und K2 in der Nullsteillung des Gashebels GH ausgeschaltet. Auch hier wird der Ankevstrom der einzelnen Motoren konstant gehalten bzw, auf einen Höchstwert begrenzt, wobei Drehmomentänderungen der gespeisten Motoren 1171 und 1172 .durch die Reglung in deren: fremderregten Feldern mit Hilfe der Widerstände, W durchgeführt werden. Der Konstants:trom kann willkürlich durch einen Widerstand im Erregerkreis des zugehörigen Generators eingestellt werden. Zur Durchführung der Schaltvorgänge sind wieder Reversierregler R1 und R2 vorgesehen. Die Umkehr des Drehmomentes bzw. der Drehzahl der einzeilnen Motoren erfolgt in diesem Fall durch Umkehr der Motorfelder. Die DTehzahlreglung des Verbrennungsmotors. kann auch in der Weise durchgeführt werden, daß die Ankerspannung der Hi.lfserregermaschine- HM, in den Erregerkreis der Motoren M1 bz.w. M2 eingeschaltet wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Antrieb mit von einer oder mehreren Kruftrnaschinen angetriebenen Gleich@stro@mgeneiratoren, die; gemeinsam oder getrennt Motoren speisen, insbesondere für Kettenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromgeneratoren eine Fremderregung, eine Gegenreihenschlußerregung sowie eine Selbsterregung besitzen und daß in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kraftmaschinen der Ankerström der Gleichstromgeneratoren, insbesondere übeir deren, Erregung, bzw. das Feld der Elektromotoren selbsttätig gesteuert wird. z. Antrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle der Kraftmaschine eine vorzugsweise selbsterregte Zusatzmaschine sitzt, :deiren Spannung zur Steuerung dels Ankerstromes bz.w. des Motorfeldes dient. 3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Zusatzmaschine mit einer unveränderlichen Erregung in Reihe geschaltet ist. q.. Antrieb nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Zusatzmaschine einer unveränderlichen Spannung entgegengeschaltet Ist. 5. Antrieb nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spannungen groß sind im Verhältnis zur im Betrieb wirksamen Spannungsdifferenz. 6. Antrieb nach Anspruch 2, 4. oder 5, dadurch gekennzeichnet, da.ß beii, Änderung der Drehzahl der Kraftrnaschinen-ad@lein durch Be,-einftussung von deren; Leistungszufuhr :das Feld der Zusatzmaschine in der Wcis.e geändert wird, daß deren Ankerspannung konstant bleibt. 7. Antrieb nach Anspruch 2 oder d. bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Zusatzmaschine nur dann in die Erregung des Gleichstromgenerators eingeschaltet ist, wann die Generatoren von der Kraftmaschine angetrieben werden. B. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerkreis der Zusatzmaschine, beispielsweise über eine Kontaktbahn, beai abgestellter Leistungszufuhr zur Antriebsmaschine ausgeschaltet ist. 9. Antrieb mich Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromgeneratoren von Hilfsgeneratoren erregt werden., welche die Fremderregung und eine ihr entgegenwirkende, vo(m Ankerstrom des Gleichstromgenerators abhängige Erregung besitzen. io. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hilfsgenerator ein von der Ankerspannung des zugehörigen Gleich= stro:mgenerators abhängige Erregung besitzt. i i. Antrieb, nach Anspruch 9 oder io, dadurch gekennzeichnet, da.ß die Fremderregung und die vom Ankerstrom des Gleichstromgenerators abhängige Erregung im Verhältnis zur dritten Erregung groß bemessen sind. 12. Antrieb nach Anspruch 9 oder i o, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Ankerspannung des Gleichstromgenerators abhängige Erregung groß ist gegenüber den beiden. anderen Erregungen. 13. Antrieb nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gzkennzeichnet, daß die Hilfsgeneratoren in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kraftmaschinen fremderregt werden. 1q.. Antrieb nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Drehzahl der Kraftmaschine abhängige Spannung das Feld einer I-Eilfserregerm.aschine speist, die die Hi,lfsgener.atolren: erregte. 15. Antrieb nach Anspruch i bis 1q., dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehr des Drehmomenbes bzw. der Drehzahl der einzelnen Motoren durch Umkehrung der Motorfelder erfolgt. 16. Antrieb nach Anspruch i bis i¢, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment bzw. die Drehzahl der .einzelnen Motoren durch Umkehrung deas Anlzemstromes, insbesondere der Fremderregung derHilfsgeneratoren,umgekehrt wird. 17. Antrieb nach Anspruch 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmaschine fremderregt ist. 18. Antrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglung des Ankerstromes oder der Motorfelder in der Fremderregung der Zusatzmaschine erfolgt. i9. Antrieb nach Anspruch i bis 18, dadiurch gekennzeichnet, daß allein der Ankeirstrom der Gleichstromgeneratoren selbsttätig in Abhängigkei:t der Drehzahl der Kraftmaschine gesteuert wird, während das Feld der fremderregten Motoren willkürlich geregelt wird.