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Elektrische Übertragung, besonders für Traktionsmaschinen.
Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Übertragung, besonders für Traktionsmaschinen, bei welcher die Kraftübertragung vom Antriebsmotor, z. B. Explosionsmotor, auf die angetriebene Welle mittels zweier elektrischer Maschinen erfolgt, die eine kontinuierliche Regelung der Umdrehungen von Null-bis zum Maximum und eine Vervielfachung des Momentes des Explosionsmotors beim Anlauf ermöglichen, wobei die elektrische Übertragung nach erfolgtem Anlauf ausgeschaltet und der Antriebsmotor mit der angetriebenen Welle direkt verbunden wird. Es sind bereits ähnliche elektrische Übertragungseinrichtungen bekannt, bei welchen nach erfolgtem Anlauf der Antriebsmotor mit der angetriebenen Welle direkt verbunden wird, wobei jedoch die hiezu verwendete Kupplung von Hand aus betätigt wird, also der Zeitpunkt der Schaltung vom Bedienungsmann des Fahrzeuges abhängig ist.
Beim Anmeldungsgegenstand erfolgt die Verbindung der Antriebswelle mit der angetriebenen
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samen Regler gleichzeitig mit der Erregerwicklung der beiden Maschinen aus einer Hilfsstromquelle gespeist wird, selbsttätig von diesem Regler aus. Gegenüber den bekannten Ausführungen wird demnach unabhängig vom Bedienenden der richtige Zeitpunkt für die direkte Verbindung der Antriebswelle mit der angetriebenen Welle eingehalten und gleichzeitig die elektrische Kraftübertragung ausgeschaltet. Während der Regelung des Regulieraggregates durch den Hauptregler wird ein und derselbe Widerstand einerseits zur Überbrückung der Erregerwicklung der einen Maschine benutzt, anderseits gleichzeitig in Serie zur Erregerwicklung der zweiten Maschine geschaltet.
Durch diese Schaltanordnung wird nicht nur eine wesentliche Vereinfachung des Hauptschalters gegenüber den bekannten Ausführungen erzielt, sondern durch diese Schaltung der Widerstände eine sehr zweckmässige Feldänderung an beiden Maschinen bewirkt.
Überdies werden zwangläufig mit dem Hauptregler durch einen Bremsschalter in den Rotorstromkreis des Regulieraggregates Bremswiderstände eingeschaltet und gleichzeitig der Gaszustrom zum Explosionsmotor abgedrosselt. Dabei wird der Bremsschalterhebel stets in eine solche Lage gebracht, dass die Traktionsmaschine in jeder Lage des Hauptschalters abgebremst werden kann.
Durch diese Anordnung wird beim Erfindungsgegenstand gegenüber den bekannten Ausführungen eine einfache Handhabung bei der Regelung der elektrischen Übertragungseinrichtung erzielt, nachdem sich diese bloss auf die Betätigung eines Hauptschalters beschränkt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der elektrischen Übertragung gemäss der Erfindung dargestellt.
Der Explosionsmotor 1 treibt die Welle 2, auf der sich der Rotor 4 der Dynamomaschine G befindet, deren Stator 3 mit einer zweiten Welle 5 starr verbunden ist, die zum eigentlichen Antrieb der Traktionsmaschine, z. B. durch Kardanübertragung 6, dient. Auf der Welle 5 befindet sich der Rotor 8 einer zweiten elektrischen Maschine M, deren Stator 7 unter allen Umständen fest ist. Die Welle 5 ist von der Welle 2 unabhängig und wird mit ihr nur unter gewissen Umständen auf die im folgenden beschriebene Art durch eine elektromagnetische Kupplung 9 verbunden.
Die Erregung der Maschinen G und M geschieht von einer fremden Stromquelle, z. B. von einer Akkumulatorbatterie, und wird durch einen besonderen Schalter R mittels des Hebels 13 gesteuert ; dieselbe Quelle dient auch zur Speisung der Elektromagneten der Kupplung 9. Der Erregerstromkreis der Maschinen G und M ist auf der Zeichnung durch starke Striche angedeutet, während die schwachen
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Striche den Erregerkieis. der Elektromagneten der Kupplung 9 und die Leitung für den Schlupfstrom andeuten.
In der punktiert gezeichneten äussersten Linksstellung des Hebels 13 wird die Kupplung 9 von dem Hilfsstrom gespeist, so dass die mit dem Stator 3 der Maschine G fest verbundene Kardanwelle 5 von der durch den Motor 1 angetriebenen Welle 2 abgekuppelt ist. Die Kupplung bleibt bis zur Unterbrechung des zugehörigen Speisestromkreises 15 offen, die lediglich beim Verschieben des Hebels 13 auf den äussersten rechten Kontakt 16 erfolgt.
In der punktiert gezeichneten äussersten Linksstellung des Hebels 13 ist das Feld der Dynamo kurzgeschlossen ; der Erregerstrom aus dem Kreis 20 wird durch die Leitung 10 nur dem Stator 7 des Motors M zugeführt, so dass die Dynamomaschine G überhaupt nicht erregt und daher durch den Motor 1, durch welchen sich der Rotor 4 der Maschine G mit normaler Geschwindigkeit dreht, weder elektrisch noch mechanisch ein Moment oder eine Leistung übertragen wird. Durch Verstellen des Hebels 13 auf den folgenden Kontakt des Schalters oder durch Einschalten eines bestimmten Widerstandes in die Kurzschlussleitung wird ein Teil des Erregerstromes durch den Kreis 11 über die Schleifringe in die Magnetwicklung des Stators 3 der Maschine G geführt.
Bei dieser Lage ist somit die Maschine M noch immer übererregt, die Maschine G hingegen nicht voll erregt und demzufolge verwandelt sich in dieser die vom Motor 1 gelieferte mechanische Energie in einen elektrischen Strom von grosser Intensität aber niedriger Spannung. Dieser Strom wird dann durch den Kreis 12 zum Rotor 8 der Maschine M geführt, durch welche der Schlupfstrom wieder in die auf der Kardanwelle 5 übertragene mechanische Energie umgewandelt wird. Da die Maschine M übererregt ist, kommt unter diesen Umständen ein bedeutendes Drehmoment zustande, das so gross sein soll, dass sich die Traktionsmaschine in Bewegung setzt.
Durch eine weitere Verstellung des Hebels 13 über die Mittellage hinaus nach rechts sinkt die Erregung der Maschine M und steigt die Erregung der Maschine G, so dass die Intensität des in der Maschine G induzierten Stromes sinkt und seine Spannung steigt und demzufolge mit steigender Geschwindigkeit auch das Moment sinkt. Nachdem sich der Rotor 3 zwangläufig mit der Welle 5, also mit der gleichen Geschwindigkeit wie diese dreht, sinkt durch Verstellung des Hebels 13 nach rechts die relative Geschwindigkeit des Stators 3 gegenüber dem Rotor 4 der Maschine G. Durch Zusammenwirken von Rotor und Stator der Maschine G wird ein Teil der Energie des Motors 1 durch Reaktion des Torsionsmomentes der Dynamomaschine G auf die Welle 5 übertragen, so dass die Gesamtleistung durch die beiden Maschinen G und M auf die Welle 5 gleichzeitig übertragen wird.
Durch Verschieben des Hebels 13 nach rechts wird die Leistung stufenweise von der Maschine M auf die Maschine G übertragen, und bei der auf der Zeichnung stark gezeichneten Hebestellung ist die Gesamtleistung auf beide Maschinen gleich verteilt. Die Momente der beiden Maschinen Gund'M summieren sich stets, und das resultierende Moment wird durch die Kardanübertragung übertragen. Dabei beträgt die Geschwindigkeit der Welle 5 die Hälfte der Maximalgeschwindigkeit.
Wie erwähnt, sinkt durch Verstellen des Hebels 13 über die Mittellage hinaus nach rechts die Magnetisierung der Maschine M und steigt die Magnetisierung der Maschine G ; dabei ist die Maschine M nicht vollerregt, während die Maschine G übererregt ist, die Geschwindigkeit der Welle 5 steigt an und die Leistung des Motors 1 wird vorwiegend durch die Torsionsreaktion der Dynamomaschine G auf diese übertragen. Das auf die Welle wirkende Moment sinkt, und wenn sich der Hebel in der rechten strichliert gezeichneten Lage befindet, dann wird die ganze Leistung durch die stark übererregte Maschine G übertragen, während die Maschine M, die fast überhaupt nicht erregt ist, fast gar keine Leistung liefert. Dabei erreicht die Geschwindigkeit der Kardanwelle den Maximalwert, der der Geschwindigkeit der Welle 2 fast gleich kommt.
Damit ist die Regulierung und das Anlaufen beendet und die Welle 5 kann mit der Welle 2 direkt gekuppelt werden. Dies erzielt man durch Verstellen des Hebels 13 auf den äussersten rechten Kontakt 16, was die Unterbrechung der Stromzuführung zum Elektromagneten der Kupplung 9 zur Folge hat. Gleichzeitig wird dadurch auch die Stromzuführung zu den Maschinen G und M ausgeschaltet.
Durch Zurückdrehen des Hebels 13 aus der äussersten Rechtslage wird analog wie früher ausgeführt, die Geschwindigkeit der angetriebenen Welle bis auf Null absinken. Für das Bremsen ist ein besonderer Schalter P vorgesehen, dessen Bewegung vom Hebel 13 abgeleitet ist. Der z. B. durch einen Fusshebel betätigte Hebel 20 dient einerseits zur Regulierung der Gaszufuhr zum Explosionsmotor durch die Regulierklappe 21 während des normalen Ganges im Umfang des Winkels Cl, anderseits zum Bremsen des Motors im Umfang des Winkels y, wo nicht nur die Drosselklappe 21 geschlossen wird, sondern auch Widerstände in den Rotorkreis des Motors M eingeschaltet werden, wodurch man ein wirksames Abbremsen erzielt. In den Rotorkreis 12 ist ausserdem ein ebenfalls mit dem Hebel 13 verbundener Reversierumschalter 23 eingeschaltet, der zum Umschalten des Kreises 12 diept.
Die elektromagnetische Kupplung 9 kann beliebig ausgeführt sein.
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