DEST001035MA

DEST001035MA - Low-loss electromotive drive for electric carts.

Info

Publication number: DEST001035MA
Authority: DE
Inventors: Hans Kagel
Original assignee: Still, Hans, Hamburg
Publication date: 1950-12-28

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.Electric carts are preferably driven by two direct current main current motors, which act independently of one another on each drive wheel of the electric cart, since this saves a differential gear. A gearbox for regulating the driving speed and changing the driving direction is also dispensed with. The driving speed is controlled by the rotational speed and the driving direction by the direction of rotation of the drive motors.

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.If you use a speed controller generally used in electrical engineering for speed control in the form of resistors that can be switched on and off, losses in these resistors are unavoidable, which have an unfavorable effect on the driving range of the vehicle with a battery charge and a considerable proportion of the already limited space that is available for the machine equipment. In addition, there is a need to ensure that the resulting heat loss is dissipated without congestion.

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.The subject of the invention is a new type of motor for electric carts, in which variable resistors can be dispensed with, so that losses in speed control occur only to a very small extent and are mainly limited to the inevitable transition losses at the collectors, which, as shown below will also be reduced to a certain extent. The complete elimination or substantial reduction of control resistors results in extremely favorable spatial conditions.

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 order to achieve this goal, the entire field winding of the two drive motors is divided into groups and the speed is changed in appropriate steps by connecting the winding groups in parallel or in series with each other and with the armature windings.

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 FIGS. I to III, 1 and 2 denote the field winding groups of one, and 1a and 2a, analogously, denote those of the other drive motor. 3 and 3a are the armature windings of the two motors.

In den Figuren sind die verschiedenen Zusammenschaltungen der Wicklungsgruppen dargestellt.The various interconnections of the winding groups are shown in the figures.

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. I are all the field winding groups and the armature windings connected in series. At the same time, an increase in the AW number in the field windings of the motors, i.e. an increase in the magnetic flux, is achieved. This results in the highest engine torque at a low engine speed while at the same time limiting the starting peak current to the level permissible for the parts of the entire circuit in series without starting resistances that consume particular energy.

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. II the circuit or the connection of the winding groups with one another is shown for the next higher speed level. All winding groups of the field winding and the armature windings of each motor are connected in series with one another. However, the two motors are connected in parallel to one another.

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.In Fig. III, the groups of field windings of each motor are connected in parallel with each other and in series with the armature winding in order to achieve the highest speeds. The two motors are then also connected in parallel with one another, as in the previous speed level. The parallel connection of winding groups also has the effect of weakening the field, i.e. increasing the speed and reducing the overall resistance. So it also has a performance-enhancing effect. When the motors are connected in parallel, this also applies, as already indicated above, to the current transfer losses under the carbon brushes.

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.The structure described is only to be understood as an example to explain the basic concept of the invention and has already proven itself in practice in this form. However, various other combinations are possible, and by dividing the windings appropriately, many speed gradations can be achieved. If further speed levels are to be introduced, this can be done by further subdivision of the windings or by additional parallel connection of resistors, which reduce the internal resistance of the arrangement and thus also heat losses and thus enable higher peak currents.

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-Since when the two drive motors are connected in parallel as shown in FIGS the two lines deviate from each other by a certain impermissibly high amount. When the differential relay responds, the traction current is either direct or forward

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.The arrangement of the differential relay is shown schematically in Fig. IV with a simplified line representation. 8 and 8a are the two drive motors, 6 is the differential relay with the circuits 9 and 9a, which controls the magnetic circuit of the contactor 7 and switches on the traction current when the current is the same in both motors and interrupts when the current is different. Switching on again is only possible after the malfunction causing the uneven current flow has been rectified.

Claims

1.) Low-loss electric motor drive for electric carts with at least two drive motors or a double-collector motor, characterized in that each of the two field windings of the motors is divided into preferably two groups with the same or different numbers of turns, which when starting up with each other and with the armature windings of both motors are connected in series.

2.) Low-loss electromotive drive according to claim 1, characterized in that the speed and torque of the drive motors can be changed in steps by optionally connecting the individual winding groups in series and in parallel, the step spacings being largely influenced by a suitable choice of the subdivision of the windings of the field coils be able.

3.) Low-loss electromotive drive according to claim 1 and 2, characterized by additional external resistances lying parallel to one or more field winding groups of low values for further subdivision or for balancing the speed step speeds.

4.) Low-loss electric motor drive according to claim 1 to 3, characterized in that a magnetic winding of a differential relay of a known type is connected in the circuit of each of the two motors, which responds as soon as the current intensity in the motors connected in parallel is significantly different from one another, and thereby interrupts the main circuit directly or preferably via a contactor.