DEST001035MA - Verlustarmer elektromotorischer Antrieb für Elektrokarren. - Google Patents

Description

Elektrokarren werden vorzugsweise durch zwei unabhängig voneinander auf je ein Antriebsrad des Elektrokarrens wirkenden Gleichstrom-Hauptstrommotoren angetrieben, da auf diese Weise ein Ausgleichgetriebe erspart wird. Auch auf ein Schaltgetriebe zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit und zum Wechsel der Fahrrichtung wird dabei verzichtet. Die Fahrgeschwindigkeit wird durch die Drehzahl und die Fahrrichtung durch die Drehrichtung der Antriebsmotoren geregelt.

Wendet man für die Drehzahlregelung einen in der Elektrotechnik allgemein üblichen Drehzahlregler in Form von zu- und abschaltbaren Widerständen an, so sind Verluste in diesen Widerständen unvermeidlich, welche sich ungünstig auf den Fahrbereich des Fahrzeuges mit einer Batterieladung auswirken und erheblichen Anteil an dem ohnehin knappen Raum, der für die maschinelle Ausrüstung zur Verfügung steht, beanspruchen. Daneben entsteht die Notwendigkeit für eine stauungslose Abführung der entstehenden Verlustwärme zu sorgen.

Gegenstand der Erfindung ist eine für Elektrokarren neuartige Motorbauart, bei der auf Regelwiderstände verzichtet werden kann, so dass Verluste bei der Drehzahlregelung nur in ganz geringem Maße auftreten und sich in der Hauptsache auf die unvermeidlichen Übergangsverluste an den Kollektoren beschränken, die, wie weiter unten gezeigt wird, auch noch bis zu einem gewissen Grade herabgesetzt werden. Dabei ergeben sich durch gänzlichen Fortfall oder wesentliche Verringerung von Regelwiderständen äußerst günstige räumliche Verhältnisse.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird die gesamte Feldwicklung der beiden Antriebsmotoren in Gruppen unterteilt und die Drehzahl wird durch wahlweises Parallel- oder Reihenschalten der Wicklungsgruppen untereinander und mit den Ankerwicklungen in entsprechenden Stufen verändert.

In den Figuren I bis III bedeuten 1 und 2 die Feldwicklungsgruppen des einen und 1a und 2a sinngemäß die des anderen Antriebsmotors. 3 und 3a sind die Ankerwicklungen der beiden Motoren.

In den Figuren sind die verschiedenen Zusammenschaltungen der Wicklungsgruppen dargestellt.

In Fig. I sind alle Feldwicklungsgruppen und die Ankerwicklungen in Reihe geschaltet. Dabei wird gleichzeitig eine Erhöhung der AW-Zahl in den Feldwicklungen der Motoren, also auch eine Vergrößerung des Magnetflusses erreicht. Auf diese Weise ergibt sich ein höchstes Motordrehmoment bei geringer Motordrehzahl unter gleichzeitiger Begrenzung des Anlassspitzenstromes auf das für die in Reihe liegenden Teile des gesamten Stromkreises zulässige Maß ohne besondere Energie verzehrende Anlasswiderstände.

In Fig. II ist die Schaltung bzw. die Verbindung der Wicklungsgruppen miteinander für die nächst höhere Geschwindigkeitsstufe dargestellt. Dabei sind auch wieder sämtliche Wicklungsgruppen der Feldwicklung und die Ankerwicklungen jedes Motors untereinander in Reihe geschaltet. Die beiden Motoren sind jedoch untereinander parallel geschaltet.

In Fig. III sind zur Erzielung höchster Drehzahlen die Gruppen der Feldwicklungen jedes Motors untereinander parallel und mit der Ankerwicklung in Reihe geschaltet. Die beiden Motoren sind dann wie in der vorhergehenden Geschwindigkeitsstufe miteinander ebenfalls parallel geschaltet. Dabei wirkt die Parallelschaltung von Wicklungsgruppen gleichzeitig feldschwächend, also drehzahlsteigernd und vermindert den Gesamtwiderstand. Sie wirkt also auch leistungssteigernd. Bei Parallelschaltung der Motoren untereinander gilt das besonders auch, wie bereits oben angedeutet, für die Stromübergangs-Verluste unter den Kohlebürsten.

Der beschriebene Aufbau ist lediglich als Beispiel zur Erläuterung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens aufzufassen und hat sich in dieser Form bereits praktisch bewährt. Es sind aber verschiedene andere Kombinationen möglich und durch zweckmäßige Unterteilung der Wicklungen können viele Drehzahlabstufungen herbeigeführt werden. Wenn weitere Geschwindigkeitsstufen eingeführt werden sollen, so kann das durch weitere Wicklungsunterteilung oder auch durch zusätzliche Parallelschaltung von Widerständen geschehen, welche den inneren Widerstand der Anordnung und damit auch Wärmeverluste vermindern und so höhere Spitzenströme ermöglichen.

Da bei der Parallelschaltung der beiden Antriebsmotoren gemäß Fig. I und III die Möglichkeit besteht, dass z.B. durch äußere Einflüsse eine ungleichmäßige Stromverteilung zwischen beiden Motoren stattfindet, wird erfindungsgemäß ein Differentialrelais an sich bekannter Bauart in die Motorstromleitungen geschaltet, welches anspricht, sobald die Stromstärken in den beiden Leitungen um einen bestimmten unzulässig hohen Betrag voneinander abweichen. Beim Ansprechen des Differentialrelais wird der Fahrstrom direkt oder vor-

Die Anordnung des Differentialrelais ist in Fig. IV schematisch mit vereinfachter Leitungsdarstellung angegeben. 8 und 8a sind die beiden Antriebsmotoren, 6 ist das Differentialrelais mit den Stromkreisen 9 und 9a, welches den Magnetstromkreis des Schützes 7 steuert und den Fahrstrom bei gleicher Stromstärke in beiden Motoren einschaltet und bei ungleicher Stromstärke unterbricht. Ein Wiedereinschalten ist erst nach Behebung der den ungleichen Stromfluss verursachenden Störung möglich.

Claims (4)

1.) Verlustarmer elektromotorischer Antrieb für Elektrokarren mit mindestens zwei Antriebsmotoren oder einem Doppelkollektor-Motor, dadurch gekennzeichnet, dass jede der beiden Feldwicklungen der Motoren in vorzugsweise zwei Gruppen mit gleichen oder ungleichen Windungszahlen unterteilt ist, die beim Anfahren untereinander und mit den Ankerwicklungen beider Motoren in Reihe geschaltet sind.

2.) Verlustarmer elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch wahlweise Reihen- und Parallelschalten der einzelnen Wicklungsgruppen die Drehzahl und das Drehmoment der Antriebsmotoren stufenweise verändert werden kann, wobei die Stufenabstände durch geeignete Wahl der Unterteilung der Wicklungen der Feldspulen weitgehend beeinflusst werden können.

3.) Verlustarmer elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch zusätzliche äußere parallel zu einer oder mehreren Feldwicklungsgruppen liegende Widerstände geringer Werte zur weiteren Unterteilung oder zum Abgleich der Fahrstufen-Drehzahlen.

4.) Verlustarmer elektromotorischer Antrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Stromkreis jedes der beiden Motoren eine Magnetwicklung eines Differentialrelais an sich bekannter Art geschaltet ist, welches anspricht, sobald die Stromstärke in den parallel geschalteten Motoren wesentlich voneinander verschieden ist, und dadurch den Hauptstromkreis direkt oder vorzugsweise über ein Schütz unterbricht.