NO177133B - Fremgangsmåte for tilveiebringelse av elektrisk energi ved hjelp av generator samt anvendelse i skinnegående kjöretöy - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for tilveiebringelse av elektrisk energi fra dreiebevegelsen til kjøretøyets aksler, især skinnegående kjøretøyer, ved hjelp av generatoranordninger, ved hjelp av hvilke ved siden av elektrisk energifrembringelse tilveiebringes omdreiningstallet til de respektive aksler, samt en akselgeneratoranordning, især for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, av den art som angitt i innledningen til krav 4. Videre angår foreliggende oppfinnelse anvendelse av akselgeneratoranordningen som angitt i krav 13 og 14.

Fra DE-PS 25 51 009 er kjent en vekselspenningsgenerator for innbygning i en jernbanevogns aksellagerdeksel. Det er her kjent å bygge inn innenfor vekselspenningsgeneratoren en digital dreievinkelgiver, over hvilken omdreiningstallet til det skinnegående kjøretøyets aksel, forbundet med generatorens rotor, kan bli tilveiebrakt. En ulempe er at den er nødvendig med en ytterligere dreievinkelgiver for registrering av akselens omdreiningstall. Dette øker ikke bare den konstruktive kompleksiteten ved fremstilling av en slik generator, men også vedlikeholdet ved slike ytterligere apparater. Rotoren til denne kjente vekselspenningsgeneratoren er stivt forbundet med kjøretøyets aksel og forsynt med permanentmagneter, hvilke feltlinjeutløp foregår i aksial retning i retning av statoren. Dermed ligger rotoren aksialt i forhold til en stator med tilsvarende anordning av induksjonsspoler og ferrittkjerner. Stator og rotor, som ligger aksialt overfor hverandre, er anordnet i avstand fra hverandre via en definert luftspalte. Dette medfører at den tilveiebrakte elektriske energien i hver driftssituasjon er avhengig av størrelsen på luftspalten mellom rotor og stator og dermed av den aksiale stillingen til kjøretøyakselen. Da det ved drift forekommer en aksial forskyvning av akselen, f.eks. ved hurtig kjøring i kurver, så vil den frembrakte luftspalteendringen tvangsmessig bevirke en ugunstig påvirkning av kontinuiteten og konstantheten ved energifrem-bringelsen. En slik aksial forskyvning er til og med uunngåelig på grunn av at rotoren må være koblet med akselen og dreie seg tilsvarende denne og statoren må bli fastholdt, noe som tilveiebringes f.eks. ved hjelp av en stiv forbindelse med akselbæreren. En ugunstig virkning av aksial forskyvning av akselen resulterer ved de kjente generatorene som følge av at forskyvning innenfor millimeterområdet forårsaker allerede en avgjørende endring av luftspalten og dermed i den tilveiebrakte elektriske energien. Den derav resulterende spenningssvingningen i den tilveiebrakte elektriske energien er ved anvendelse av den elektriske energi i det følsomme måle- henholdsvis reguleringssystemet innenfor skinnegående kjøretøyer av stor ulempe, da det for driftssikker forsyning av en slik regulert innretning er nødvendig med en stort sett spenningskonstant elektrisk energikilde. Mellom energikilden henholdsvis energifrem-bringer og forbruker er som regel anordnet en akkumulator som buffer, men på tross av dette er det ugunstig med permanente svingninger i den elektriske spenningen. For det tilfellet hvor akkumulatoren forstyrres eller faller ut ved kjøredrift må av sikkerhetstekniske grunner sikres energiforsyning av viktige elementer og det vil være svært ugunstig med elektrisk energikilde med sterke spenningssvingninger og det kan til og med føre til farlige situasjoner. Da det allerede i avhengighet av hastigheten fremkommer forskjellige spenningsverdier og spenningen til enhver elektronikk må holdes konstant, må det kompenseres for ovenfor beskrevne ytterligere spenningssvingninger ved hjelp av en ytterligere elektronisk anordning.

Ovenfornevnte anordning av en separat digital dreievinkelgiver innenfor generatoren frakoblet funksjonen energifrembringelse og omdreiningstallregistrering og gjør systemet utsatt for forstyrrelser.

Foreliggende oppfinnelse har til oppgave å tilveiebringe en fremgangsmåte for drift av en akselgeneratoranordning og tilveiebringelse av selve akselgeneratoranordningen såvel som anvendelse av denne ved hvilket det utelates en separat dreievinkelgiver og hvor det sikres i alle driftssituasjoner en sikker og pålitelig energiforsyning ved mest mulig konstant elektrisk spenning.

Denne oppgaven løses ved hjelp av en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 1. Ytterligere trekk ved fremgangsmåten fremgår av de påfølgende uselvstendige kravene.

Ved akselgeneratoren drevet ifølge fremgangsmåten blir det ifølge oppfinnelsen foreslått å anvende denne i et glidebeskyttelsessystem i kjøretøyer, spesielt i skinnegående kjøretøyer, ved hvilke energiforsyningen til hvert glidebeskyttelsessystem fra et nærmest koblet kjøretøy, fortrinnsvis et jernbanekjøretøy, forsynes elektrisk enerådende og den respektive tilveiebrakte omdreiningstallinformasjon mates som inngangsstørrelse til glidebeskyttelsessystemets reguleringskrets. Ved en videre anvendelse foreslås ifølge foreliggende oppfinnelse at fremgangsmåten og akselgeneratoren anvendes ved en drivslureregulering i kjøretøyet, især ved skinnegående kjøretøyer, ved hvilke de respektive tilveiebrakte omdreiningstallinformasjoner mates som inngangsstørrelse til drivslurereguleringen.

Med hensyn til fremgangsmåten tilveiebringes den fordelen at ved den direkte omdreiningstallregistreringen av pulspara-meteret til hvert induksjonsspenningsforløp kan en separat omdreiningstallgiver utelates. Dette forenkler fremgangsmåten, som dessuten også gir en høyere driftssikkerhet. Pulsbredderegistreringen av induksjonsspenningsforløpet er dessuten også fordelaktig såvel for omdreiningstallregistreringen som også funksjonskontroll av generatoren og dens vikling. Av den målte pulsbredden kan på fordelaktig måte samtidig og dermed på enkel måte tilveiebringes kjøretøyets hastighet. Tilveiebringelsen av hastigheten er rett nok allerede kjent fra den siterte teknikkens stilling, men foregår der over den separate omdreiningstallgiver, som ved foreliggende oppfinnelse kan utelates. En ytterligere mulighet gir seg ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse ved at ut fra pulshøyden såvel som omdreiningstallet til det induserte spenningsforløpet kan tilveiebringes kjøretøyets hastighet.

Foreliggende oppfinnelse angår også en akselerator for utførelse av fremgangsmåten av den innledningsvis nevnte art hvis karakteristiske trekk fremgår av krav 5. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen fremgår av de øvrige påfølgende uselvstendige krav. Med hensyn til akselgeneratoren tilveiebringes en rekke fordeler ved de ifølge foreliggende oppfinnelse foreslåtte trekk.

Akselgeneratoren ved sin konstruktive utforming avstemt på fremgangsmåten gir den fordelen at ved det gitte poldekningsforholdet tilveiebringes en høyere kontinuitet og konstanthet ved den tilveiebrakte spenningen. Denne poldekningen er derved utformet slik at den aksiale utstrekningen av rotorpakken overlapper den aksiale utstrekningen av statorpakken. Anordningen av statorpakken i forhold til rotorpakken er dessuten valgt slik at ved enhver praktisk mulig aksial forskyvning av akselen blir statorpakken fullstendig dekket av rotorpakken. Det forholdet at statoren ved drift er anordnet konsentrisk om rotoren har sammen med den beskrevne poldekningen den virkningen at induksjonen som oppstår i luftspalten mellom rotoren og statoren blir uavhengig av aksial forskyvning. En aksial forskyvning av kjøretøyakselen henholdsvis den dermed forbundne rotor medfører dermed ikke noen luftspalteendring i motsetning til det som er beskrevet ved teknikkens stilling og utelukker dermed på fordelaktig måte fullstendig spenningssvingninger frembrakt ved aksial forskyvning. Anordningen av en krympering, som består av et amagnetisk, men elektrisk ledende materiale, har den fordel at denne virker som reluktant dempningsbur. Dette betyr at selv ved forskyvning av akselen i radial retning, som rett nok frembringer en avsnittsvis luftspalteendring, uteblir en resulterende spenningssvingning fordi at dempningsburet kompenserer dette på elektrisk måte. Den som reluktant dempningsbur virkende amagnetiske krympering har dessuten den mekaniske funksjonen at permanentmagneten sikres mot radial utslynging i løpet av rotorens omdreining. Krymperingen har dessuten en svært viktig elektrisk funksjon, nemlig kompen-sering av spenningssvingninger henholdsvis harmoniske svingninger eller spenningsspisser ved en mulig elektrisk lastveksel av generatoren. Med lastveksel er ment at f.eks. den plutselige tilkobling av en forbruker ved den elektriske generatorutgangen frembringer en induksjonsspiss, som imidlertid kompenseres av krymperingen. Denne kompensasjonen foregår ved at det tilveiebringes ved hjelp av magnetisk fluksendring i luftspalten en strøm i krymperingen som tilveiebringer et motfelt og som holder luftspalteinduksjons-summen konstant også ved elektrisk lastveksel. Spennings-spissene og lignende unngås derved, noe som er svært viktig for beskyttelse av elektronikken for registrering av omdreiningstallet. Dimensjoneringen av den magnetiske kretsen, altså geometrien til statoren i forhold til rotoren med hensyn til polene og det tilsiktede poldekningsforholdet er derved på fordelaktig måte avstemt slik at generatoren allerede ved lavt omdreiningstall føres til metning med hensyn til sin generatorutgangsstrøm, som også ved en svært sterk omdreiningstalløkning forblir stort sett konstant. Dette tilveiebringes på enkel måte i dimensjoneringen ved at den magnetiske metningen til den totale magnetiske kretsen tilveiebringes svært tidlig, dvs. allerede ved lavt omdreiningstall. Den tidligst mulige metningen er en bevisst virkningsgradreduksjon av generatoren. Dette sikrer ved utgangen til generatoren på en svært fordelaktig enkel måte tilslutningsmulighet av en vurderingselektronikk for omdreiningstallregistrering da utgangen er svært stabil. Ved den således tilveiebrakte mest mulig konstant holdte generatorutgangsstrøm er generatoren ekstremt kortslutnings-fast og sikrer at elektronikken nødvendig for tilveiebringelse av omdreiningstallet kan tilsluttes på en ekstremt driftssikker måte. Ved denne avsikringen er det således mulig å tilveiebringe omdreiningstallene fra induksjonsspennings-forløpet uten at beregningselektronikken for omdreiningstallregistreringen ødelegges.

Utformingen av akselgeneratoren som trefase-vekselstrøms-generator har i forbindelse med fremgangsmåten den fordel at hver vikling for seg leverer et induksjonsspenningsforløp og på grunn av den rommessige fordelingen av viklingen henholdsvis induksjonsspolene muliggjøres en svært stor oppløsning av omdreiningstallet tilveiebrakt av pulsbredden.

Med hensyn til anvendelsen av akselgeneratoranordningen drevet i samsvar med fremgangsmåten angitt i krav 1, ved hvilken såvel med hensyn til driftsmetoden som også de konstruktive trekkene til akselgeneratoren tilveiebringes en pålitelig, driftssikker og kontinuerlig konstant holdt utgangsspenning, og det tilveiebringes en rekke fordeler med hensyn til følsomhet og driftssikkerhet for kjøretøyets elementer. Anvendelsen av fremgangsmåten og akselgeneratoranordningen drevet i samsvar med denne ved et glidebeskyttelsessystem i kjøretøyer, især skinnegående kjøretøyer, ved hvilke energiforsyningen til hvert glidebeskyttelsessystem er forsyningselektrisk enerådende fra et nærmest koblet kjøretøy sikres en på fordelaktig måte en høy sikkerhet. Dette tilveiebringes spesielt ved høyhastighetstog. Ved anvendelsen av foreliggende oppfinnelse tilveiebringes spesielt fordelene ved de på en fordelaktig måte respektive tilveiebrakte omdreiningstall som mates med inngangsstørrelse til glidebeskyttelsessystemets reguleringskrets. Den fordelaktige energiforsyningen og omdreiningstallregistreringen i selve generatoren og dermed foruten ren omdreiningstallregistrering også å kunne utføre funksjonskontroll av generatoren fører til ved anvendelse i et glidebeskyttelsessystem til sikring av en ekstremt høy sikkerhet av den totale driften av jernbanetoget. Fordelen med samtidig sikker energifrembringelse og registrering av omdreiningstallet direkte av induksjonsspenningsforløpet sikrer en høy driftssikkerhet også ved et drivslurereguleringssystem i kjøretøyet, spesielt ved skinnegående kjøretøyer. Det tilveiebringes dessuten også den fordelen ved omdreiningstallregistreringen ved anvendelse av den foreslåtte akselgeneratoren med en høy stedoppløsning av omdreiningsposisjonen til kjøretøyakselen. Denne omdreiningstallregistreringen med høy steds- henholdsvis hurtig omdreiningstalloppløsning gjør drivslurereguleringssystemet tilsvarende følsomt. Denne følsomheten gjør det mulig med en ekstremt fordelaktig kombinering av fremgangsmåten, akselgeneratoranordningen og anvendelsen. Det er dermed gjort mulig å tilfredsstille de høye kravene til sikkerhet ved høyhastighetstog med teknisk enkel, men ekstremt pålitelige tiltak.

Denne anvendelsen er spesielt fordelaktig for hurtiggående godsvogner, da disse er underlagt samme sikkerhetsbestemmel-ser som persontog. Dvs. også her er det mulig å sikre en nedbremsning fra høye hastigheter innenfor en 1000 meter-sone. Den enerådende energiforsyningen til hver enkelt vogn og dermed muligheten for direkte stedstyring av bremse-systemet sikrer at bremsesignal utløst av trekkmaskinen innleder samtidig bremseforløpet uavhengig av toglengden uten forsinkelse fra en vogn inn i den andre. En forsinkelse f.eks. ved trykkmiddelstrømningsforsinkelse fra en vogn til en annen er dermed fullstendig utelukket. For regulering av bremsetrykket og optimering av bremseveien anvendes en glidebeskyttelse (ABS), som frembringer uavhengig av friksjonsverdien mellom hjul og skinne optimalt bremsetrykk og videre leder bremsetrykket til trykkmiddelet og de således styrte bremsene.

Vesentlig er at ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og akselgeneratoren, som arbeider i samsvar med fremgangsmåten, tjener til tilveiebringelse av frekvensen til den frembrakte spenningen som inngangsstørrelse for glidebeskyttelsessystemet (ABS). Derved er det ikke nødvendig med en omdreiningstallovervåkning av akslene ved hjelp av separate omdreiningstallgivere da omdreiningstallet her tilveiebringes f.eks. av den målte pulsbredden til den frembrakte spenningen. Ved den ytterligere anvendelse av fremgangsmåten og akselgeneratoren for en drivslureregulering (ASR), for eksempel for trekkmaskinen, har det likeledes vist seg fordelaktig at omdreiningstallet til de respektive akslene kan tilveiebringes på den allerede nevnte måte. Ved anordning av et slikt system i en trekkmaskin kan derved til og med anordningen av en tacho-generator utelates, da hastighetsregistreringen kan utledes av de målte pulspara-metrene.

I det påfølgende skal oppfinnelsen beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser funksjonen av generatoren og registreringen av omdreiningstallet ved hjelp av et blokkretsdiagram. Fig. 2 viser et blokkretsdiagram av registreringen av det induserte spenningsforløpet for tilveiebringelse av omdreiningstallet.

Fig. 3 viser akselgeneratoren i snitt.

Fig. 4 viser en parallellkobling av flere akselgeneratorer i

ladedrift.

Av fig. 1 fremgår funksjonen ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse og akselgeneratoren 10 ifølge foreliggende oppfinnelse. Den tilveiebrakte spenningen til generatoren 10 tilføres en elektronikkenhet, som frembringer parametrene ifølge fremgangsmåten og dessuten leverer en konstant regulert utgangsspenning såvel som med en ytterligere separat utgang for et digitalt pulsbreddesignal. Det for eksempel som firkantsignal bearbeidede pulsbreddesignal tilføres en elektronikkenhet 20 for å tilveiebringe hastigheten til de respektive aksler, hvilken elektronikkenhet ved utgangen leverer den tilveiebrakte hastigheten.

Den tilveiebrakte henholdsvis beregnede hastighet tilføres en hastighetssammenligner 24 som en faktisk verdi, hvilken hastighetssammenligner 24 utspørres ved sin andre inngang om den fastlagte verdi. Dvs., det tilveiebringes om omkrets-hastigheten til hjulene overensstemmer med den reelle hastigheten. Med andre ord, det tilveiebringes om hjulet omdreies med friksjon, altså uten hastighetsforskjell eller glidedrives med tilsvarende hastighetsforskjell. Den derved tilveiebrakte hastighetsforskjellen tilføres en logikkenhet 25, som utløser tiltak for innledning av bremsing og dermed styring av ventilene 26, 27, som bevirker bremsingen. Parallell dertil av den fastlagte hastighetsverdien ved elektronisk realisering, matematisk lik 1. Utledningen av akselerasjonen beregnes og tilføres parallelt to komparatorer 22, 23, som avgjør om det er en positiv eller negativ akselerasjon, hvorved det er ment om det er en akselererende hastighet eller en bremsing. I avhengighet om det foreligger en deakselerasjon eller akselerasjon blir den tilsvarende utgangen tilført logikkenheten 25, i hvilket det tas avgjørelse med hensyn til bremsevirkningen og signalet nødvendig for elektrisk styring av ventilene 26, 27 tilføres utgangen til en forsterker. Sammenfattet betyr dette at parallell til hastighetsbetraktningen og akselerasjons-betraktningen er såvel glidebeskyttelsessystemet (anti-blokkeringssystemet ABS) som også driftsslurereguleringen (ASR) beregnbar. Det er også mulig ut fra akselerasjons-forholdet å mate såvel ABS som også ASR, men hastighetsbetraktningen for ASR er først interessant når drivhjulene "slipper" med høyt omdreiningstall. Ved en slik driftstil-stand blir innenfor trekkjøretøyet dannet en referansehastig-het, enten imaginær eller over en ytterligere aksel slik at en vurdering av differansehastigheten er fordelaktig.

Ved anvendelse av et drivslurereguleringssystem virker de enkelte elementene sammen på lignende måte. Først blir omdreiningstall-proporsjonal pulsbredde av den tilveiebrakte elektriske spenningen målt, og derav tilveiebringes hastigheten. Deretter foregår en beregning av forsinkelsen henholdsvis akselerasjonen av de drevne hjulsettene, og det foretas en hastighetsdifferansesammenligning av de forskjellige hjulsettene. Ved beregningen av hastighetsforskjellen av forskjellige hjul sett på en vogn er det dermed mulig å foreta en svingingsregistrering av hjulsettet, som f.eks. kan oppstå ved asymmetriske drivkrefter og dermed ved torsjon. Dermed er det videre på en fordelaktig måte mulig å ha en påvirkningsmulighet på motoromdreiningsreguleringen, hvorved slike svinginger til hjulsettene kan kompenseres.

Logikkenheten 25 er forsynt med to utganger, som bevirker respektivt over en forsterker lufting av ventilen 26, som styrer bremsene, og over den andre banen bevirker den tilførsel av arbeidstrykket til den sperrende ventilen 27. Dette bevirker i tilsvarende koordinerte rekkefølger at f.eks. ved et bremseforløp påføres bremsen trykkmiddelet ved åpning av arbeidstrykkventilen 27, og derved betjenes bremsen, og at ved korttidsmessig frigjøring, f.eks. ved frigjøring av ABS, må bremsen frigjøres, idet trykkmiddel-ledningen luftes via ventilen 26 og arbeidstrykkventilen 27 lukkes.

Tilveiebringelsen av pulsparameteren av det induserte spenningsforløpet til akselgeneratorens induksjonsspole er vist på fig. 2. De direkte trefasede utgangene til statoren blir, før dette tilført en likeretter, tatt ut parallelt og tilført en anordning av optokoblere 31, 31'.... Utgangsfasene er betegnet med U, V og W, idet optokoblerne er ordnet slik at mellom respektive to faser er anordnet respektive to optokoblere 31, 31', idet den ene registrerer den øvre halvbølgen og den andre i den nedre halvbølgen. Det fremkommer derved ved denne trefasede anordningen totalt seks tilsvarende tidsforskjøvne pulsbreddesignaler. Disse tilføres over respektive RC-ledd 32... til en Schmitt-trigger 33..., som utgangssidig styrer respektive monostabile multivibra-torer 34.... Ever av de seks pulsbreddesignalene blir til slutt sammenfattet i en logikkenhet, koordinert og tidsmessig vurdert. Anvendelsen av optokoblere bevirker ikke bare et galvanisk skille mellom utgangsfasen UVW og omdreiningstall-registreringselektronikken, men derved blir i hovedsaken dannet pulsbreddesignaler av induksjonsspenningsforløpet. Anordningen av RC-leddet, Schmitt-triggeren og den monostabile multivibratoren bevirker at støysignaler holdes borte fra omdreiningstallvurderingslogikken 35. Den respektive monostabile multivibratoren 34 er utført med respektive tidskonstanter på 0,5 mm/sek., som betyr at støysignaler med en tidskonstant mindre enn 0,5 mm/sek. ikke aksepteres som pulsbreddesignal, men som støysignal har det ikke noen innvirkning på omdreiningstallregistreringen. Tidskonstanten lik 0,5 mm/sek. kan endres, slik at den valgte tidskonstanten er akkurat mindre enn tidskonstanten til det detekterte pulsbreddesignalet. Da nå hver puls ved sin tidsforskjøvne rekkefølge til neste puls stedsmessig oppløser informasjonen til den siste rotor-stator-posisjonen er derved gitt en følsom stedsoppløsning av omdreiningstallet. Det vil si at allerede etter en sjettedels hjulomdreining er det mulig å foreta en omdreiningstallregistrering, det må altså ikke vente til en full hjulomdreining for å kunne registrere omdreiningstallet henholdsvis hastigheten. Dette er spesielt gunstig ved anvendelse ved en ABS henholdsvis ASR. Parallelt dertil er på fig. 2 også vist den parallelle videreføringen av trefaset vekselspenning til en likeretter B6. Ved utgangen er anordnet en parallellregulering, som på sin side holder konstant den totale elektriske utgangen til generatoren, som er relevant for energiforsyningen. Herfra foregår til-slutningen til de enkelte forbrukere henholdsvis parallelt dertil akkumulatorer 40.

Fig. 3 viser akselgeneratoranordningen ifølge foreliggende oppfinnelse sett i snitt. Rotoren 13 er forbundet via en flens 12 direkte med akselen 11 til kjøretøyet. Statoren 14 er anordnet innenfor tildekninger 18, som virker som generatorhus, slik at ved montering kan statoren 14 skyves kvasi på rotoren 13 med luftspalteavstand etter at rotoren 13 er blitt festet på akselen 11. Dekselet 18 til akselgeneratoren 10 lukker da hele anordningen av som et hus. Huset selv er f.eks. anbringbart på aksel1agerbærehuset 11'. Luftspalten mellom rotoren 13 og statoren 14 er dermed radialt orientert mellom rotor og stator i motsetning til den innledningsvis beskrevne teknikkens stilling hvor luftspalten er orientert i aksial retning.

Den aksiale utstrekningen til polen henholdsvis polflatene 13' til rotoren 13 er her større enn den aksiale utstrekningen til polflatene 14' til statorpakken 14. Med andre ord er poldekningsforholdet mellom rotor og stator større enn 1. Selv ved aksial forskyvning av rotoren 13 vil polflaten 14' til statoren 14 alltid være helt tildekket av polflatene 13' til rotoren 13. Herved er dimensjoneringen av statoren av statoren 14 avgjørende for virkningen av den tidlige oppnåelsen av magnetisk metning. Dimensjoneringen av statorpakken er avhengig av den ønskede magnetiske metningen og kan beregnes ut fra vanlige formelmessige sammenhenger. Polflaten 13' til rotoren 13 er derved overdimensjonert slik at de ovenfor nevnte virkninger av aksial forskyvning forblir uten påvirkning på luftspalteinduksjonen. Beregningen av den magnetiske metningen til statorpakken 14 velges derved slik at ved ønsket hastighet tilveiebringes en strømmetning. Statorpakken 14 og rotorpakken 13 er laminert, dvs. de består av blikkpakker for reduksjon av hvirvelstrømtap. Induksjonsspolene 15 til statoren 14 anordnes på tilsvarende vist måte. Permanentmagnetene 16 til rotoren 13 er radialt magnetisert i forhold til sine polaksler, dvs. feltlinjene går radialt ut. Permanentmagnetene 16 er anordnet under hverandre slik at de fra en til den neste magnet snur om den magnetiske polariteten utgående ved omkretsen.

Innenfor generatorhuset 18, dvs. i dekselet, er integrert anordnet likeretter 19 for likeretting av vekselspenningen, slik at den totale elektriske utgangen til generatoren 10 er fullstendig anordnet i selve generatoren. Utgangen til generatoren 10 er så f.eks. direkte forbundet til en laderegulator 14 for mating av akkumulatoren 40 og for å forsyne omdreiningstall-registreringsinnretningen.

Den med rotoren 13 forbundne flens 12, som skal anbringes på akselen 11, er ved denne akselgeneratoren utformet slik at den rager til den indre veggen til generatordekselet 18. Det faststående generatordekselet er innvendig rundt. Flensen 12 er ved sin anliggende ytre omkrets forsynt med en labyrinttetning 12'. Denne labyrinttetningen 12' er der forsynt med den viste fortannede overflaten. Labyrinttetningen 12' kan være forbundet i ett stykke med flensen 12, altså være påformet, idet det er anbrakt noen paral lei løpende spor ved omkretsen av flensen. Det vil imidlertid også være mulig å forsyne flensen 12 med en separat labyrinttetning 12'. Denne labyrinttetningen forhindrer inntrengning av lagerfett i generatorrommet og lukker dette dermed hermetisk.

Fig. 4 viser en anordning av flere generatorer, som er koblet parallelt. Parallellkoblingen er muliggjort ved hjelp av den ifølge foreliggende oppfinnelse foreslåtte utforming av akselgeneratoren, ved hvilket det foreligger en ekstremt konstant regulert utgang med hensyn til strømmen. Da spenningen likeledes skal holdes i høy grad konstant er akselgeneratoren ifølge foreliggende oppfinnelse svært godt egnet for parallell kobling. De sammenfattede parallell-koblede utgangene føres inn i en temperaturført laderegulator, som overvåker og regulerer tilsvarende ladedriften til akkumulatoren. Temperaturovervåkningen foregår her via en med akkumulatoren mekanisk og varmeledende forbundet tempera-turavhengig motstand.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse såvel som akselgeneratoren og anvendelsen utgjør således optimal på hverandre avstemte tiltak for en optimal løsning av oppgaven. En separat omdreiningstallgiver kan utelates slik at systemet forenkles og ved utforming av akselgeneratoren står elektrisk energi til rådighet slik at på fordelaktig måte kan det ekstremt driftssikkert anvendes et ABS- og/eller ASR-system. Tilveiebringelsen av omdreiningstallet direkte av generatorfunksjonen via pulsbredderegistreringen sammen med den rommessige anordningen av spolene såvel som den sekspulsede registrering av induksjonsspenningsforløpet medfører dessuten og høy stedsoppløsning og dermed en ekstremt følsom omdreiningstallregistrering, som er vesentlig for ABS og ASR.

Vurderingen av pulsparameteren for omdreiningstallregistrering og de i utførelseseksemplene foreslåtte betraktninger av pulsbredden som pulsparametere er av de allerede nevnte grunner og tekniske forklaringer svært fordelaktig. Det er imidlertid også mulig å tilveiebringe omdreiningstall fra andre pulsparametere, f.eks. av puls-høyde, pulsavstander, pulsformer osv. Da en generator i avhengighet av viklingstypen til induksjonsspolen til statoren kan levere ved siden av sinusformet induksjons-spenning også firkant- eller trekantformede spenningsforløp kan i visse tilfeller anvendelsen av pulshøyde eller pulsavstander være fordelaktig i forhold til vurderingen av pulsbredden for tilveiebringelse av omdreiningstallet. Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan således anvendes på andre måter. Den gode avstemningen av fremgangsmåten, akselgeneratoren og anvendelsen kan også anvendes ved andre kjøretøytyper, f.eks. lastebiler med flere tilhengere.

Claims (14)

1. Fremgangsmåte for tilveiebringelse av elektrisk energi fra dreiebevegelsen til kjøretøyers aksler, især skinnegående kjøretøyer, ved hjelp av generatoranordning, ved hvilken det ved siden av å produsere elektrisk energi registreres omdreiningstallet til de respektive akslene, karakterisert ved at såvel den elektriske energi-produksjon som omdreiningstallregistreringen foregår uteluk-kende over generatorfunksjonen, idet pulsparameteren til hvert induserte elektriske spenningsforløp registreres for frembringelse av omdreiningstallet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det induseres en trefaset vekselspenning og av induksjonsspenningsforløpet til hver fase registreres pulsbredden for registrering av omdreiningstallet.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at via omdreiningstallregistreringen skjer en funksjonskontroll av generatoren.

4. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at av den målte pulsbredden til det induserte spenningsforløpet måles hastigheten til kjøretøyet.

5. Akselgeneratoranordning for kjøretøyer, især for skinnegående kjøretøyer, med en rotor koblet til kjøretøyets aksel og med permanentmagneter fordelt på rotorens omkrets og en stator forsynt med induksjonsspoler og anordnet i en avstand til rotoren via en luftspalte, samt en elektronikk for vurdering av generatorfunksjonene, for utførelse av fremgangsmåten Ifølge krav 1, karakterisert ved at statoren (14, 15) i montert tilstand er anordnet koaksialt om den ytre omkretsen til rotoren 13, at det magnetiske ledelegemet til statorpakken (14) med hensyn til sine virksomme polflater (14') er utformet i sin aksiale utstrekning mindre enn den aksiale utstrekning av polflatene (13') til rotorpakken (13) slik at poloverdekningsforholdet mellom rotorpakke (13) og statorpakke (14) er større enn 1 i enhver driftssituasjon, og at det innenfor det magnetiske ledelegemet til rotorpakken (13) er anordnet permanentmagneter (16), som forløper radialt i forhold til rotorpakkens (13) polakse.

6. Akselgenerator ifølge krav 5, karakterisert ved at rotorer (13) ved hjelp av en flens (12) kan anbringes direkte på akselens tilsvarende frontside (11).

7. Akselgenerator ifølge krav 5 og 6, karakterisert ved at rotorens (13) permanentmagneter (16) fastholdes via en krympering (17) som består av amagnetisk materiale og virker samtidig som reluktansring.

8. Akselgenerator ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at statoren (14) er fast anordnet innenfor et akseldeksel (18) og at akseldekselet (18) kan anbringes på kjøretøyets aksellagerbærehus (11') mekanisk uavhengig av rotoren (13) og rotorflensen (12).

9. Akselgenerator ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at innenfor generatorens akseldeksel (18) er integrert anordnet en elektrisk like-retterenhet (19).

10. Akselgenerator ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at ved tilveiebringelse av trefaset vekselspenning er fasene elektrisk forbundet med optokoblere (31, 31'...) for digitalisering av pulsbreddesignalet.

11. Akselgenerator ifølge krav 10, karakterisert ved at mellom respektive to faser er anordnet to optokoblere slik at henholdsvis første optokobler registrerer den øvre halvbølgen til den frembrakte vekselspenningen og den respektive andre optokobler registrerer den nedre halvbølgen til den frembrakte vekselspenning.

12. Akselgenerator ifølge ett eller flere av de foregående krav, karakterisert ved at til generatorens (10) akseldeksel (18) i påbygd tilstand strekker seg delvis over aksellagerbærehuset (11') og at rotorflensen (12) ved sin omkrets er forsynt med en labyrinttetning (12'), som ligger omkretssidig an inne i akseldekselet (18).

13. Anvendelse av den ifølge krav 9 drevne akselgenerator i et glidebeskyttelsessystem (ABS-system) i kjøretøyer, især i skinnegående kjøretøyer, ved hvilke energiforsyningen til hvert glidebeskyttelsessystem er autark fra et neste koblet kjøretøy, fortrinnsvis et jernbanetog, og hvor de respektive registrerte omdreiningstallinformasjoner mates inn som inngangsstørrelse til reguleringskretsen for glidebeskyttelsessystemet.

14. Anvendelse ifølge krav 9 drevne akselgenerator i et anti-spinnsystem (ASR-system) i kjøretøyer, især ved skinnegående kjøretøyer, ved hvilke de respektive registrerte omdreiningstallinformasjoner mates inn som inngangsstørrelse til reguleringskretsen til drivspinnsystemet.