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Schaltungsanordnung für die thermoelektrische Zugförderung Bei der
thermoelektrisch@en Zugförderung ist es unerläßlich, daß die vom Generator aufgenommene
Leistung trotz der Änderung der Zuggeschwindigkeit unveränderlich gehalten wird.
Es sind mehrere Regelanordnungen bekannt, bei denen Mittel zur Steuerung der Erregung
des Generators angewendet werden, um eine Änderung . des Drehmoments im entgegengesetzten
Sinne zur Änderung der Geschwindigkeit und damit eine Gleichhaltung der Leistung
zu erreichen.
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Die bekannten Einrichtungen haben den Mangel, daß der Widerstand der
verschiedenen Stromkreise, besonders des Stromkreises der Generatorerregung, sich
in Abhängigkeit von der Temperatur verändert, die entweder infolge von äußeren Ursachen
oder infolge der eigenen Erwärmung der Wicklungen schwanken kann. Diese Temperaturschwankung
.kann eine Änderung des Widerstandes in der Größenordnung von 5o% und folglich eine
Änderung des Erregerstroms und der Generatorspannung in derselben Größenordnung
herbeiführen. Um diesen, einem Betriebe mit gleichbleibender Leistung entgegenstehenden
Mangel zu beseitigen, werden im allgemeinen in Reihe mit den verschiedenen Wicklungen
der Maschinen Widerstände angeordnet, die sich mit der Temperatur nicht verändern.
Diese Maßnahme führt jedoch dazu, daß diese Wicklungen .so bemessen werden müssen,
daß ihr Widerstand klein ist im Verhältnis zum Widerstand der zusätzlichen Widerstände.
Der wirtschaftliche Nachteil einer solchen Anordnung ist daher unmittelbar ersichtlich,
da sie zu einer Vergrößerung der Maschinen und zu einem schlechten Wirkungsgrad
der gesamten Anordnung führt.
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Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu vermeiden, indem der Generator
für eine normale Erwärmung seiner Erregerwicklung bemessen, die letztere aber durch
eine besondere Anordnung in der Weise gespeist wird, daß die Stromstärke im wesentlichen
unabhängig vom Widerstand des Erregerstromkreises und folglich die Regelung des
Generators- auf gleichbleibende Leistung unabhängig von der Erwärmung und der Temperatur
der Umgebung wird. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung in den Erregerstromkreis
des Hauptgenerators eine Zusatzmaschine geschaltet, die bei einer durch Temperaturänderung
veranlaißten Widerstandszunahme bzw. -abnahme selbsttätig die Erregerspannung erhöht
bzw. erniedrigt.
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Die Erfindung wird an Hand der Figuren erläutert.
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G ist ein den Zugmotorstromkreis T speisender Generator, der in Fig.
z mit einer
Nebenschlußerregung a und in Fig. 2 mit einer Fremderregung
a dargestellt ist. Im letzteren Falle wird die Erregung von einer Erregermaschine
e geliefert, die eine Neben schlußerregung slz oder eine Fremderregung:d oder beide
Erregungsarten besitzt. Die Ei#-. regermaschine e kann mit gleichbleibende oder
veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben werden.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.3 dargestellt.
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In den Erregerstromkreis -des Hauptgenerators G ist eine zweite Erregermaschine
E eingeschaltet, die entweder durch einen Hilfsmotor oder durch den thermischen
Motor mit gleichbleibender Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Wirkungsweise bleibt
grundsätzlich dieselbe, wenn die Erregung des Genorators G eine Nebenschluiß- oder
Fremderregung ist. Die Erregermaschine E besitzt drei Erregerwicklungen: Eine Reihenschluß«ricklung
b, die von dem Strom id durchflossen ist; eine unabhängige Wicklung c,. die von
einem Strom durchflossen wird, der verhältnisgleich der Klemmenspannung der Erregermaschine
e ist; eine Nebenschlußwicklung g, die so bemessen ist, daß ihre Widerstandsgerade
parallel zu der Leerlaufkennlinie der Maschine ist.
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Nach der bekannten Wirkungsweise der Erregermaschine mit drei Wicklungen
wird, wenn der Str om id infolge der Erwärmung der Erregerwicklung a abnimmt, die
dadurch entstehende Ungleichheit zwischen den Amperewindungen der Wicklungen b und
c die Erregermaschine E zur Wiederherstellung des Gleichgewichts veranlassen. Bei
einer gegebenen Spannung der Erregermaschine c wird demnach der Strom id unabhängig
vom Widerstand des Erregungsstromkreises des Hauptgenerators G.
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Die Widerstandsänderung der Wicklung b wird ebenfalls durch die Erregermaschine
E ausgeglichen. In Reihe mit den Wicklungen c und g werden (nicht dargestellte)
größere Widerstände mit geringem Temperaturkoeffizienten geschaltet. Die durch diese
Anordnung hervorgerufenen Verluste sind verhältnismäßig unwesentlich.
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DieWiderständsänderung der Nebenschlußwicklung slt der Erregermaschine
e kann dadurch ausgeglichen werden, daß man diese Wicklung an die Klemmen der in
Reihe geschalteten Erregermaschinen .e und E anschließt.
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Eine erste Abänderung ist in Fig.4 dargestellt. Die beiden Wicklungen
c und g der Fig. 3 sind zu einer einzigen Wicklung f vereinigt. Es bleiben demnach
nur die Wicklungen b und f. An der Wirkungsweise der Maschine wird nichts geändert,
da die Wicklung f dieselbe Rolle spielt wie die beiden Wicklungen c und ä.
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".:. Eine zweite Abänderung ist in Fig. 5 darksxellt. Der Erregerstromkreis
ist geteilt. ..Dadurch wird eine Verkleinerung der Ab-@.m-e.ssungen der Erregermaschine
e zu Ungunsten der Erregermaschine E ermöglicht. Die Erregermaschine e speist nur
noch die Wicklung c der Erregermaschine E. Die Wicklungen b und g spielen dieselbe
Rolle wie bei der Anordnung nach Fig.3.
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Die Widerstandsänderung der Wicklung sh der Erregermaschine e wird
dadurch ausgeglichen, daß diese Wicklung an die Klemmen der Erregermaschine E angeschlossen
wird, deren Strom proportional der Spannung von e ist. Die von der Erregenmaschine
E infolge der Widerstandszunahme der Wicklung a herbeigeführte Berichtigung überträgt
sich auf die Wicklung slt der Erregermaschine e.
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Bei den Anordnungen nach Fig. 3, 4 und 5 kann man die Nebenschlußwicklung
slt durch eine Reihenwicklung s nach Fig. 6 ersetzen, die vom Erregerstrom des Hauptgenerators
'durchgossen wird. Diese beiden Wicklungen spielen dieselbe Rolle, da ihre Amperewindungen
proportional dem Erregerstrom id sind. Die Schwankungen des Stromes in der Wicklung
s werden selbsttätig wie im übrigen Erregerstromkreis ausgeglichen.
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Wenn man eine unabhängige Wicklung d vorsieht, so kann diese durch
eine getrennte Stromquelle U gespeist und mit Hilfe eines Regelwiderstandes 1Z geregelt
werden. Diese Stromquelle U kann entweder die Akkurnulatorenbatterie oder der Ladegenerator
dieser Batterie sein. Die letzte Anordnung bietet den Vorteil, daß der Erregerstrom
des Hauptgenerators G in demselben Sinne wie die Geschwindigkeit des thermischen
Motors geändert wird.
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Wenn die Erregermaschine e mit einer der Zuggeschwindigkeit proportionalen
Geschwindigkeit .angetrieben wird, kann man auf dem Hauptgenerator G eine zusätzliche
Erregerwicklung vorsehen, die zur Herbeiführung des Anlaufs von einer Hilfsstromquelle
gespeist wird. Diese zusätzliche Wicklung kann auf dem Generator G weggelassen werden,
wenn man auf der Erregermaschine E eine durch die getrennte Stromquelle U gespeiste
vierte Wicklung lt vorsieht.
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Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Art. Die. Wicklung lt
wirkt in demselben Sinne wie die Wicklung c. Diese beiden Wicklungen könnten auch
zu einer einzigen vereinigt werden, wenn man die Spannungen der Erregermaschine
e und der getrennten Stromquelle U in Reihe schaltet. Wie bei
den
Anordnungen nach Fig. ¢ und 6 könnte man auch die Wicklung h neben der Wicklung
f versehen, die die Rolle der Wicklungen c und ä spielt.
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Im Stillstand liefert die Erregermaschine E für die Erregerwicklung
a den zum Anlauf erforderlichen Strom. Nach dem Anlauf addiert sich die Spannung
der Erregermaschine e, welche die Rolle :einer Hilfserregermaschine spielt, zu der
Spannung der Erregermaschine E, so daß das Änderungsgesetz des Erregerstroms in
Abhängigkeit von der Geschwindigkeit verwirklicht wird, das notwendig ist, um einen
Betrieb mit gleichbleibender Leistung herbeizuführen. Die Erregermaschine E wird
stets die Widerstandsänderung des Stromkreises ausgleichen. Wenn sie von dem. thermischen
Motor angetrieben wird, wirken bei einem zufälligen Geschwindigkeitsabfall des thermischen
Motors die verschiedenen vorgesehenen Anordnungen selbstregelnd. Die Spannung der
ErregermaschineE und die Spannung des Generator s G werden nämlich in diesem Falle
abnehmen, was zur Wiederherstellung des Gleichgewichts führt.
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Selbstverständlich können die verschiedenen Ausführungsbeispiele der
Erfindung in den Einzelheiten abgeändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu
verlassen.