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Schaltungsanordnung zur stromabhängigen Zusatzerregung von Gleichstrom-Generatoren,
insbesondere für die Steuerung von Abraum- und Kohlenzügen ,Die Abraum- und Kohlenbagger
des Braunkohlentagebaues werden in neuerer Zeit häufig mit den bekannten Langsamfahrteinrichtungen
für die elektrischen Zuglokomotiven ausgerüstet. In der Regel handelt es sich um
einen Leonardmaschinensatz, der meistens- auf dem Bagger, in manchen Fällen aber
auch ortsfest, aufgestellt wird und es einem Bedienungsmann auf dem Bagger erlaubt,
über eine Fahrleitung den Zug während der Beladung langsam zu verfahren. An derartige
Langsamfahrteinrichtungen wird gewöhnlich die Bedingung gestellt, daß die Geschwindigkeit
bei zunehmender Beladung des Zuges, also bei zunehmender Belastung der Lokomotvmotoren,
möglichst konstant bleibt, solange die Regelung vom Bagger aus nicht betätigt wird.
Ferner wird die Bedingung gestellt, daß die Bewegung des Zuges dem Steuergriff möglichst
schnell folgt, d. h. es muE> schnell beschleunigt und gebremst werden. können. Für
derartige Zwecke reicht der normale Nebenschluß-Leonhardgenerator nicht aus'. Da
die Beladegeschwindi'gkeit nur einen gerungen Bruchteil der normalen Fahrgeschwindigkeit
ausmacht, pflegt man die Lokomotivmotoren bei: der Langsamfahrt sämtlich in Reihe
zu schalten, da sich sonst zu kleine Spannungen für den Betrieb ergeben: würden:.
Trotzdem ist die von dem im Ankerkreis: der Motoren liegenden Ohmschen Widerstand
verbrauchte
Spannung bei: voller Belastung oft größer als die für
die Moitoren erforderliche EX. Dipe dadurch bedingte große Abhängigkeit der Geschwindigkeit
von der Belastung hat man bekanntlich dadurch zu beseitigen gewußt, daß man in Reihe
mit denn Nebenschluß - Leonardgenerator einen Reihenschlußgenerator schaltete, der
eine dem Ohmsthen Spannungsverlust gleiche Zusatzspannung lieferte. Diese Lösung
recht erfahrungsgemäß aus., wenn man auf flottes. Beschleunigen verzichten kann.
Diiies ist aber heute bei der vorzugsweisse angewandten Belad'eweiise, milt umsteuerbaren
Förderbündern nicht der Fall. Beschleunigt man nämlich mit der bekannten Einrichtung
sehr rasch, so- ruft der Beschleunigungsstrom eine entsprechend hohe Zusatzspannung
des, Reihenschlußmotors hervor, die bewirkt, daß die Geschwindigkeit des Zuges zunächstüber
das gewünschteZielhinausschießt. Nach erfolgter Beschleunigung klingt der Strom
nicht nur ab, sondern kehrt sich sogar um und erzeugt dabei! auch eine der Spannung
des Regelgenerators entgegengesetzte Spannung des Reihenschlußgenerato@rs. Damit
ist ein Absinken der Geschwindigkeit unter den durch den Regler eingestellten Wert
verbunden. Die Geschwindigkeit schwankt also zwischen Werten, die über und unter
der gewünschten Geschwindi.gkeiit liegen. Allmählich klingt dieses Pendeln der Geschwindigkeit
ab, und es stellt sich die gewünschte Geschwindigkeit ein. Es isst klar, daß derartige
Geschwndiglceitssch@vankungen für einen geordneten Ladebetrieb, unzulässig sind.
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Dile Erfindung botrifft eine Schaltungsanordnung zur strornabhän:gigen
Zusatzerregung von Gleichstrom-Generatoren, insbesondere für die Steuerung von Abraum-
und Kohlenzügen. Erfindungs@gemäß wird die Spannung für die Zusatzerregung von einem
.im Genatorstromkreis li'eegen-,den Widerstand abgenommen, und sie wirkt auf eine
Nebenschlußfeldwicklung entweder des Generators selbst! oder eines besonderen, mit
dem Generator in Reihe geschalteten Zusatzgenerators oder einer die Feldwicklung
des Generators oder des Zusatzgenerators beeinflussenden Hilfsmaschine ein, wobei
der der Zusatzerregung dienenden Feldwicklung eine an sich bekannte frei laufende
Dämpfungsmaschine parallel geschaltet ist, ih: deren Ankerleitungen elektrische
Ventüle derart eingebaut sind, daß der Anker der Dämpfungsmaschine nur bei Rückstrom
im Generatorkreis Spannung erhält.
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Drei der Erfindung slihd in Fig. z bis 3 der Zeichnung dargestellt,
iin denen übereinstimmende Teile die gleicher, Bezugszeichen. besitzen. Mit E ist
die Leiltungserde, mit R der Leo,nardrcgl,er und mit RG der Leona,rdregelgenerator
bezeichnet; ZG ist ein Generator zur Lieferung der Zusatzspannung und S .ist ein
Nebenwiderstand für eine unmiittelbare oder mittelbare stromabhängige Erregung des:
Generators. ZG. Parallel zur Feldwicklung des Generators ZG ist- über elektrische-
Ventile h der Anker der Dämpfungemaschine D geschaltet. W ist ein
Vorschaltwviderstand. D-ie Fahrleitung der Lokomotive ist mit F und die Lolcomo@tiivmo,bo@ren
sind mi:t M bezdichnet.
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Die Wirkungsweise soll zunächst, an der einfachsten Lösung nach Fig.
z erläutert werden, die nur für eine Fahrtrichtung dargestellt ist. Wird der Leonardgenerator
RG durch Betätigung des Leonardreglers R erregt, so fließt ein Strom vom Generator
RG durch den. Generator ZG, den Nebenwiderstand S, über einen Stromabnehmer zur
Fahrleitung F, von dieser, über den Lokomotivstromab:-nehmer durch die hintereinandergeschalteten
Anker der Lokomotivmotoren M zur Leitungserde E und zurück zum Generator R G. Die
Lokomotiivmoto@ren werden hierbei von einer Stromquelle auf der Lokomotive fremderregt.
Fließt der Strom in der genannten Richtung, so treibt die durch den Strom im Generatorkreis
am Nebenwiderstand S entstehende Spannung einen Strom durch die Feldwicklung des
Generators ZG, dessen Richtung durch den gefiederten Pfeil angedeutet ist. Dabei
liefert der Generator ZG eine dem Ohmschen Spannungsverlusten gleiche Zusatzspannung.
Nun ist dem Feld des Generators ZG unter Zwischenschaltung der elektrischen Ventile
V die Dämpfungs@ mäschine D parallel geschaltet. Die Ventile verhindern jetzt, daß
ein Teil des! vom Widerstand S ausgehenden Nebenstromes durch die Dämpfungsmaschine
fließt. Der Nebenstrom fließt also, sofort in voller Höhe durch das Feld des Gendrato.rs-ZG,
der damit praküsch uriverzögert den Ohmschen Spannungsverlust im Generatorkreis
ausgleicht. Die Beschleunigung wird zeitlich ungehemmt zur Wiirkung gebracht. Die
Dämpfun:gsmasthine bleibt also hierbei ohne Wirkung, und die Beschleunigung setzt
ohne Zeitverzögerung ein.
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Wird der Generator RG durch rasches, Durchreißen des Reglers R sehr
schnell erregt, so, ni'mma der Beschleunigungsstrom wesentlich höhere Werte an als
für die Beharrungsgeschwihdigkeit erforderlich wäre. Die Folge ist das bereits geschilderte
Übererregen des Generators- ZG und das, vorübergehende Hinausschießen der Geschwindigkeit
über den durch den Regler R eingestellten Baharrungswert. Kehrt s-ilch nun: aber
nach erfolgter Beschleunvgung der Generatorstrom in der geschilderten Weise um,
so wird auch der von dem Nebenwiderstand S ausgehende Strom umgekehrt, also entgegen
der Richtung des gefiederten Pfeiles fließen. In dieser Richtung sperren nun die
Ventile V nicht mehr, so daß der größte Teil des! Nebenstromes durch den Anker der
zunächst noch stillstehenden Dümpfungsmaschine D fließt. Diiies ist der Fall, weil
der Ohmsche Widerstand des Ankers der Dämpfungsmaschine wesentlich kleiner ist als
derjenige der Feldlvicklung des. Generators ZG. Der weitaus größte Teil des Nebenstromes-
wird also in bekannter Weise zunächst zur Beschleunigung der Dümpfungsmaschine verbraucht
und dabei der Generator ZG nur allmählich nach Maßgabe des Hochlaufes der Dämpfungsmaschine
erregt. Didea Folge- davon ist, daß die Spannung. an den Lokomotivmotoren nur auf
einen Wert absinkt, der praktisch der Spannung des Generators RG, vermehrt
um
den durch die Ohmschen Widerstände der Motoranker verursachten Spannungsverlust,
entspricht. Bei richtiger Wahl der Schwungmasse auf der Ankerwelle der Dämpfungsmaschiine
D kann auf diese Weise das Drehzahlpendeln praktisch vermieden werden. Man, könnte
dies. zwar auch ohne die Dämpfungsmaschine erreichen, wenn, man die Ventile L' in
entsprechender Weise unmittelbar vor die Feldwicklung des Generators ZG schalten
würde, jedoch würde dann die Wirkung dieses Generators bei, Abwärbsfahrt des. Zuges
in Gefällstrecken völlig ausgeschaltet, und man würde hierbei eine starke Abhängigkeit
der Geschwindigkeit von der Belastung erhalten.
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Fig. a zeigt ein Beispiel für die Ausbildung der Schaltungsanordnung
für Umkehrbetrieb, der die Regel bildet. Der Regler R erhält dabei außer den Kontakten
für die Regelung des Feldes, vom Generator RG solche für die Umkehr desselben für
die Schaltrichtung v und r. Die Zuleitung zu den vordem Anker der Dämpfungsmaschine
D liegenden elektrischen Ventilen V wird ebenfalls über Umkehrkontakte des Reglers
R geführt. Im übrigen entspricht die Anordnung genau der nach Fig. i.
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Fig. 3 zeigt schließlich eine Lösung, bed der die Erregung des Generators
ZG nicht unmittelbar von dem Nebenwiderstand S aus- erfolgt, sondern durch eine
Hilfserregermaschine H, deren Feldwicklung von dem Nebenwiderstand aus erregt wird.
Der Anker der Dämpfungsmaschine D mit vorgeschalte tem Ventil L' liegt jedoch wieder
parallel der Feldwicklung des Generators ZG. Diese Anordnung hat den Vorzug, daß
man zu dem Nebenwiderstand S, den man zweckmäßig möglichst klein wählt, eine passende
Feldspannung der Hilfsmaschine H wählen kann. Weiber kann man die Feldspannung der
Maschine ZG so, wählen, daß man als Dämpfungsmaschine eine normale Gleichstromnebenschlußmaschine
handelsüblicher Spannung benutzen kann, während man diese in den anderen Fällen
für die betreffende Feldspannung des Generators ZG besonders auslegen muß. Da aber
der WiderstandS mögliichst klein sein soll, würde man als Dämpfungsmaschin.en ausgesprochene
Niedervoltmaschinen erhalten, die bekanntlich teuer sind. Fig. 3 zeigt der Einfachheit
halber die Ausführung für eine Fahrtrichtung. Für zweit Fahrtrichtungen müßte der
Regler wieder die Umste,uerkontakte für die Feldwicklung des Regelgenerators RG
und für den Anker der Dämpfungsmaschine D mit vorgeschalteten Ventilen D erhalten.
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Außer den in den Figuren dargestellten Lösungen sind noch weitere
möglich., die dem Erfindungsgedanken entsprechen. Beispielsweise könnte man den
Generator ZG wegfallen lassen. und statt dessen den Generator RG mit einer zweiten
Wicklung versehen, die von einem vom Generatorstrom durchflossenen Nebenwiderstand
aus erregt wird. Diese zweite Feldwicklung wäre dann genau so zu behandeln, wie
die, Feldwicklung des Generators ZG in den näher beschriebenen Beispielen.
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Weiterhin wäre eine Lösung denkbar, bei' der die Feldwicklung des
Generators RG von einer besonderen Erregermaschine mit zwei Feldwicklungen gespeist
wird, von denen. eine von, dem Leonardregler gesteuert, die andere abhängig vom
Generatorstrom erregt und in der gleichen Weise behandelt wird, wie die Feldwicklung
des, Generators ZG der oben beschriebenen. Beispiele.