DE974998C

DE974998C - Anordnung fuer Triebfahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschinen und elektrischer Kraftuebertragung

Info

Publication number: DE974998C
Application number: DEL8859A
Authority: DE
Inventors: Walter Briem
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1951-04-26
Filing date: 1951-04-26
Publication date: 1961-06-29

Description

Anordnung für Triebfahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschinen und elektrischer Kraftübertragung Es ist eine Steuerungseinrichtung für dieselelektrische Fahrzeuge mit automatischer Regulierung der Generatorspannung durch einen vom Drehzahlregler des Dieselmotors beeinflußten, die Belastung des Dieselmotors auf einen konstanten Wert haltenden Feldregler und automatischer Feldschwächung der Triebmotoren bekannt. Die Einrichtung ist so ausgebildet, daß in der Endlage des Feldreglers, in welchem der regulierte Vorsch.a,ltwiderstand im Feldstromkreis des Generators bei Erreichen der der betreffenden Drehzahl entsprechenden Maximalspannung kurzgeschlossen ist, das Feld der Triebmotoren geschwächt wird. Die Fahrgeschwindigkeit kann dann bei voller Leistung und gleichbleibender Generatorspannung weiter erhöht werden. Infolge der verhältnismäßig groben Stufung des Feldschwächungswiderstandes ist es möglich, daß die Leistung bei der gerade eingeschalteten Feldschwächungsstufe zu groß und bei der vorhergehenden zu niedrig ist. Dann schaltet der Feldschwächungsschalter infolge der automatischen Regulierung ständig ein und aus.
Um das zu verhindern, ist bei einer bekannten Anordnung, bei der in der Endlage des Feldregler-Servomotors mit Hilfe eines weiteren Servomotors die Feldschwächung der Fahrmotoren eingeleitet wird, die Überdeckung des Steuerorgans der Feldschwächungsvorrichtung so groß, daß der Feldregler des Generators ohne Verstellung des Servomotors derTriebmotorfeldschwächungeinen Bereich h des Regulierwiderstandes bestreicht, der mindestens eine so große Belastungsänderung a,uszugleichen erlaubt, als der durch eine Stufe des Feldschwächungswiderstandes verursachte. Belastungsänderung entspricht. Bei der bekannten Einrichtung sind zwei Servomotoren mit ihren elektrischen Reglern, also insgesamt zwei Reguliersysteme, erforderlich. Da die Feldschwächung der Hauptstrom-Fahrmotoren mittels Reguliershunts erfolgt, stehen hier nur wenige und somit grobe Stufen zur Verfügung. Beim Betrieb dieser Einrichtung kann es vorkommen, daß durch den Übergang von einer Shuntstufe auf die nächste die eingestellte Dieselmotorleistung bereits überschritten wird, während sie auf der vorhergehenden Stufe noch nicht ganz erreicht war. Dann muß das erste Regelsystem die Generatorspannung entsprechend zurückregem, und dieses Regelsystem muß somit die Feinregelung im ganzen Motorfeldschwächungsbereich übernehmen. Aus diesem Grunde ist mit Absicht eine Überdeckung beider Regelbereiche vorgesehen.
Die Erfindung betrifft gleichfalls eine Anordnung für Triebfahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschinen und elektrischer Kraftübertragung auf die Treibachsen über einen oder mehrere mit Feldreglersteuerung geregelte Hauptgeneratoren, bei der nach Erreichen der vollen Hauptgeneratorspannung eine Feldschwächung der Fahrmotoren zur Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit vorgenommen wird. Erfindungsgemäß ist die Anordnung so ausgebildet, daß der Feldregler in Verbindung mit einem Shuntungsumformer sowohl zur Ausregelung der Hauptgeneratorspannung auf den vollen Wert als auch zur Feldschwächung des Hauptstromfahrmotors dient. Somit ist im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung zur Verhinderung des Ein- und Ausschaltens des Feldschivächungsreglers nur ein Regelsystem vorhanden, wobei sowohl im Generatorkreis als auch im Bereich der Motorfeldschwächung feinstufige Regler zur Anwendung kommen, die nur kleine Ströme führen. Der Shuntungsumformer wirkt ähnlich wie ein Stromwandler, so daß die Regelung auch im Bereich der Motorfeldschwächung vollkommen stetig arbeitet. Zum Antrieb des Shuntungsumformers kann ein Motor dienen, der aus anderen Gründen ohnehin bereits vorhanden ist und eine Arbeitsmaschine, beispielsweise einen Lüfter, antreibt. In den Fig. i und 2 der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt.
Auch bei der Anordnung gemäß der Erfindung können normale Hauptstrom-Fahrmotoren verwendet werden, die über die Stunden- bzw. Dauergeschwindigkeit hinaus durch eine stetige, vom Feldregler des Fahrzeug-Hauptgenerators beeinflußte Feldregelung (Shuntung) geregelt werden. Dies geschieht mittels eines Shuntungsumformers. In Fig. i ist ein Beispiel der neuen Steuerung dargestellt. Der von einem nicht dargestellten Dieselmotor angetriebene Fahrzeug-Hauptgenerator i speist den oder die Hauptstrom-Fahrmotoren 2. Parallel zur Feldwicklung des Hauptstrom-Fahrmotors liegt der Motoranker eines Shuntungsumformers 3-4, dessen Generator 4 auf einen konstanten Widerstand 5 arbeitet. Liegen ständig mehrere Hauptstrom-Fahrmotoren miteinander in Reihe, so kann für ihre Feldwicklungen ein gemeinsamer Shuntungsumformer verwendet werden. Der Servo-Feldregler 6 des Fahrzeug-Hauptgenerators i weist zwei Kontaktbahnen auf, von denen die eine, 7, den Feldstrom des Fahrzeug-Hauptgenerators i oder das Feld eines Generatorerregers und die andere, 8, den Feldstrom des Generators 4 des Shuntungsumformers 3-4 regelt. Die Erregerleistung des Fahrzeug-Hauptgeneratars i und der beiden kleinen Maschinen des Shuntungsumformers 3-4 werden einer Stromquelle konstanter Spannung entnommen.
Die Wirkungsweise ist folgende: Wird am Dieselmotor eine bestimmte Leistung eingestellt, so regelt der Feldregler 6 in an sich bekannter Weise die Spannung des Fahrzeug-Hauptgenerators i und damit die Geschwindigkeit des Fahrzeuges so lange, bis die von demselben verbrauchte Leistung gleich der Dieselmotorleistung ist. Ist die Spannung des Fahrzeug-Hauptgenerators i auf ihren vollen Wert gebracht und die eingestellte Leistung des Dieselmotors vom Fahrzeug noch nicht voll aufgenommen, so wird durch den Feldregler 6 über die zweite Kontaktbahn 8 die Erregung des Generators 4 des Shuntungsumformers 3-4 verstärkt und dadurch der Shuntungsumformer 3-4 belastet. Der Motoranker des Shuntungsumformers 3-4 nimmt daher eine größere Leistung auf, und das Feld des Hauptstrom-Fahrmotors 2 wird geschwächt (geshuntet). Dadurch wird die Fahrgeschwindigkeit so weit erhöht, bis Dieselmotorleistung und Fahrzeugleistung übereinstimmen. Um nicht auch in dem durch Spannungsänderung beherrschten Geschwindigkeitsbereich eine kleine Feldschwächung des Hauptstrom-Fahrmotors, hervorgerufen durch die Leerlaufverluste des Shuntungsumformers 3-4, zu erhalten, empfiehlt es sich, in diesem Bereich den kleinen T-TmformermOtor 3 von der Hauptstromfeldwicklung des Fahrmotors 2 abzuschalten. Die kann z. B. durch eine Kontaktvorrichtung am Feldregler 6 bewirkt werden. Der Generator 4 des Shuntungsumformers 3-4 kann bei Bedarf auf Heizwiderstände arbeiten.
Um die bei der Shuntung der Hauptstrom-Fahrinotoren anfallende Energie auszunutzen, kann, wie Fig. 2 zeigt, der Umformermotor 3 mit einem Lüfter, einem Kompressor oder einer anderen Arbeitsmaschine g gekuppelt werden. In diesem Fall wird das Feld des Umformermotors 3 über die zweite Kontaktbahn 8 des Feldreglers 6 gesteuert. Bei geringen Feldschwächungsgraden der Hauptstrom-Fahrmotoren 2 stellt der Feldregler 6 am UmformermOtor 3 ein starkes Feld, bei größerer Feldschwächung ein schwächers Feld ein, und zwar so lange, bis die am Verbrennungsmotor eingestellte Leistung vom Fahrzeug verbraucht wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung für Triebfahrzeuge mit Verbrennungskraftmaschinen und elektrischer Kraftübertragung auf die Treibachsen über einen oder mehrere mit Feldreglersteuerung geregelte Hauptgeneratoren, bei der nach Erreichen der vollen Hauptgeneratorspannung eine Feldschwächung der Fahrmotoren zur Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldregler (6) in Verbindung mit einem Shuntungsumformer (3, 4) sowohl zur Ausreglung der Hauptgeneratorspannung (i) auf den vollen Wert als auch zur Feldschwächung des Hauptstrom-Fahrmotors (2) dient.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld des Generators (4) des Shuntungsumformers (3, 4) vom Feldregler (6) des Fahrzeug-Hauptgenerators geregelt wird.
3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldregler (6) des Fahrzeug-Hauptgenerators zwei Kontaktbahnen (7,8) erhält, deren eine für das Generatorfeld oder für das Feld eines Generatorerregers und deren andere für die mittelbare Fahrmotorfeldschwächung bestimmt ist.
4. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator des Shuntungsumformers (3, 4) auf Heizwiderstände arbeitet.
5. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldschwächung der Fahrmotoren (2) durch einen Shuntungsmaschinensatz bewirkt wird, dessen Motor (3) eine Arbeitsmaschine (9) antreibt.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld des Umformermotors (3) durch den Feldregler (6) des Fahrzeug-Hauptgenerators geregelt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 189 902, 473 648, 652 659, 654 6oi, 664 584, 745 132; schweizerische Patentschrift Nr. 240 561.