DE529791C

DE529791C - Control device for electric drives, especially for vehicles whose power source is an internal combustion engine

Info

Publication number: DE529791C
Application number: DEA51812D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1926-08-23
Filing date: 1927-08-24
Publication date: 1931-07-17

Description

Steuerungseinrichtung für elektrische Antriebe, insbesondere für Fahrzeuge, deren Kraftquelle ein Verbrennungsmotor ist Benzinelektrische Fahrzeuge u. dgl.. werden meistens durch mehrere Motoren betrieben, welche von einem - mit einer Verbrennungskraftmaschine gekuppelten Generator gespeist werden. Die Steuerung kann beispielsweise so eingerichtet sein, daß das Feld des Generators stufenweise z. B. durch einen Anlaßwiderstand vergrößert wird, während je zwei Motoren in Hintereinanderschaltung an den Klemmen des Generators liegen. Nach Erreichen der letzten Stufe wird der Widerstand nochmals vorgeschaltet und die Motoren parallel an den Generator angeschlossen; darauf kann man durch nochmaliges stufenweises Kurzschließen die Generatorspannung erhöhen und die Motoren weiterhin beschleunigen. Um eine derartig verwickelte Schaltung zu vermeiden, hat man die Maschinen so ausgelegt, daß sie ohne Anlaßwiderstand anfahren können. Man hat demnach nur zwei Geschwindigkeitsstufen auf dem Fahrschalter, nämlich die Reihen- und die Parallelschaltung. Bei Reihenschlußmotoren regelt sich die Geschwindigkeit dann nach Maßgabe der Stufen von selbst. Man fährt.bei diesen Schaltungen im allgemeinen dadurch an, daß die Motoren in Reihe geschaltet werden und die den Generator antreibende Verbrennungskraftmaschine durch Öffnen der Drosselklappe auf volle Drehzahl gebracht wird. Das Fahrzeug wird nun durch die Motoren beschleunigt, welche nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl unmittelbar parallel geschaltet werden.Control device for electric drives, especially for vehicles, whose power source is an internal combustion engine, gasoline-electric vehicles and the like. are mostly operated by several motors, which by one - with an internal combustion engine coupled generator are fed. The controller can for example be set up in this way be that the field of the generator gradually z. B. by a starting resistor is enlarged while two motors are connected in series to the terminals of the generator. After reaching the last level, the resistance increases again upstream and the motors connected in parallel to the generator; on it can the generator voltage can be increased by repeated short-circuiting in stages and the engines continue to accelerate. To avoid such a complicated circuit, the machines have been designed so that they can start up without starting resistance. So you only have two speed levels on the drive switch, namely the Series and parallel connection. With series motors, the speed is regulated then automatically according to the steps. One drives with these circuits in general in that the motors are connected in series and the one driving the generator Internal combustion engine brought to full speed by opening the throttle valve will. The vehicle is now accelerated by the engines, which after reaching a certain speed can be connected directly in parallel.

Diese einfache und leicht zu bedienendeAnordnung hat jedoch Nachteile. Beim Abschalten der Motoren wird der Strom bei voller Spannung unterbrochen, so daß starke Funkenbildung in Kauf genommen werden muß. Beim Übergang von der Reihen- zur Parallelschaltung tritt außerdem ein plötzliches Anwachsen des Stromes auf; dies kann den Steuerungsschaltern und anderen Bestandteilen der elektrischen Einrichtung schaden. Weiterhin können hierdurch Stöße und plötzliche Überlastung der Verbrennungskraftmaschine des Triebfahrzeuges auftreten. Man hat bereits versucht, diese Nachteile durch Anordnung von Widerständen zur Feldschwächung der Leonarddynamo zu beheben. Die Widerstände werden von Hand durch den Führer eingeschaltet oder überbrückt. Es ergibt sich dabei aber der Nachteil, daß diese zusätzlichen Handgriffe eine weitere Belastung des Führers ausmachen, wodurch seine auf die Strecke gerichtete Aufmerksamkeit abgelenkt wird. Ein Verschleiß der Kontakte und Kontaktfinger kann dadurch- auch nicht verhütet werden; denn wenn der Fahrer bloß gelegentlich versäumt, den Widerstand einzuschalten, ist trotz der komplizierten Anordnung die Funkenbildung nicht vermieden, so daß gerade der gewünschte Zweck nicht erzielt wird.However, this simple and easy-to-use arrangement has disadvantages. When the motors are switched off, the current is interrupted at full voltage, see above that strong sparking must be accepted. When transitioning from the row for parallel connection there is also a sudden increase in the current; this can be the control switches and other components of the electrical equipment damage. Furthermore, this can result in shocks and sudden overloading of the internal combustion engine of the locomotive occur. Attempts have already been made to remedy these disadvantages by arrangement of resistances for field weakening of the Leonard dynamo. The resistances are switched on or bypassed manually by the guide. It arises in the process but the disadvantage that these additional handles are a further burden on the Guide, making his on the track attention is distracted. This can also cause wear on the contacts and contact fingers not be prevented; because if the driver only occasionally neglects the resistance switched on, sparking cannot be avoided despite the complicated arrangement, so that just the desired purpose is not achieved.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine Steuereinrichtung für elektrische Antriebe, insbesondere für Fahrzeuge, deren Kraftquelle ein Verbrennungsmotor ist und bei welcher die Geschwindigkeitsstufen durch L?berschalten von Reihe auf Parallel hergestellt werden. Die Erfindung besteht darin, daß in an sich bekannter Weise Widerstände in den Erregerstromkreis des Hauptgenerators geschaltet sind, welche in den Fahrstellungen dauernd überbrückt sind, deren Überbrückung aber nur beim unmittelbaren Überschalten des Fahrschalters von Reihe auf Parallel oder beim gänzlichen Abschalten der Motoren aufgehoben ist.The present invention is a control device for electric drives, in particular for vehicles, the power source of which is an internal combustion engine is and at which the speed levels by switching on from series Be produced in parallel. The invention consists in that in itself known Way resistors are connected in the excitation circuit of the main generator, which are permanently bridged in the driving positions, but only bridged when the drive switch is immediately switched from series to parallel or when complete shutdown of the motors is canceled.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. io ist die Gasmaschine, il der Generator und i2 die Erregermaschine, 15 ist der Fahrtwender.An embodiment of the invention is shown in the drawing. io is the gas engine, il is the generator and i2 is the exciter, 15 is the Trip reverser.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Die Gasmaschine fo wird irgendwie zweckmäßig angelassen, z. B. elektrisch. Der Generator i i und die Erregermaschine i2 laufen dann leer, wenn sich der Drosselklappenhebel T in der Stellung befindet, wie sie in der Abbildung dargestellt ist. Der Fahrtwender 15 wird entweder in die Vorwärts- oder Rückwärtsstellung F oder R gebracht. Bei dem Schaltungsverlauf, wie er jetzt verfolgt werden soll, befindet sich der Fahrtwender 15 in der Vorwärtsstellung F und der Fahrschalter 16 für die Reihen- und Parallelschaltung S und P in der Reihenschaltungsstellung S. Die Widerstände i811 und i86 für die Generatorerregung sind über die eingelegten Kontaktfinger 28 und 2g, die sich auf dem Fahrschalter 16 befinden, kurzgeschlossen. Der Drosselklappenhebel T wird nun aus der Leerlaufstellung heraus nach rechts bewegt; dadurch nimmt die Umdrehungsgeschwindigkeit der Gasmaschine fo zu; gleichzeitig wird der Schalter 25 eingelegt. Hierdurch wird das Schütz 21 durch die Batterie B erregt und geschlossen. Es wird dann die Feldwicklung der Erregermaschine ig an die Spannung der Batterie B gelegt. Die Erregermaschine 12 schickt jetzt einen Strom durch die Feldwicklung 1711 des Generators, der sofort Spannung an die Motoren 13 und 14 legt. Wenn die Spannung der Erregermaschine 12 so groß geworden ist, daß die Spannung an der Wicklung 23 des Rückstromrelais 22 genügend groß geworden ist, so schließt es seinen Kontakt, und die Batterie B wird jetzt von der Erregermaschine 12 in Reihe mit der Generatorfeldwicklung i76 geladen. Der Ladestromkreis geht von der positiven Bürste der Erregermaschine über den Kontakt 2g, die Generatorfeldwicklung i76 nach dem positiven Pol der Batterie, über die Batterie und die Hauptschlußwicklungen 24 des Rückstromrelais 22 nach der negativen Bürste der Erregermaschine. Die Erregermaschine besitzt eine zusätzliche Feldwicklung 26, welche vom Ankerstrom des Generators i i durchflossen ist und dem Feld ig entgegenwirkt. Durch diese zusätzliche Wicklung soll verhindert werden, daß die Gasmaschine infolge Überlastung stehenbleibt, gleichzeitig wird dadurch ferner ein sanftes Anlaufen der Antriebsmotoren, erreicht. Der Generator i i ist noch mit einer Wendepolwicklung 27 versehen. Außer den Antriebsmotoren 13 und 14 werden von dem Generator i i auch der Lüftermotor 30 und der Kompressormotor 31 mit Strom versorgt.The mode of operation of the arrangement is as follows: The gas engine fo is somehow expediently started, e.g. B. electrical. The generator ii and the exciter i2 then run idle when the throttle valve lever T is in the position as shown in the figure. The trip reverser 15 is brought into either the forward or reverse position F or R. In the course of the circuit as it is now to be followed, the reverser 15 is in the forward position F and the travel switch 16 for the series and parallel connection S and P in the series connection position S. The resistors i811 and i86 for the generator excitation are above the Contact fingers 28 and 2g, which are located on the travel switch 16, short-circuited. The throttle valve lever T is now moved to the right from the idle position; this increases the speed of rotation of the gas engine fo; at the same time the switch 25 is inserted. As a result, the contactor 21 is energized by the battery B and closed. The field winding of the exciter ig is then connected to the voltage of battery B. The exciter 12 now sends a current through the field winding 1711 of the generator, which immediately applies voltage to the motors 13 and 14. When the voltage of the exciter 12 has become so high that the voltage on the winding 23 of the reverse current relay 22 has become sufficiently large, it closes its contact, and the battery B is now charged by the exciter 12 in series with the generator field winding i76. The charging circuit goes from the positive brush of the exciter via the contact 2g, the generator field winding i76 to the positive pole of the battery, via the battery and the main winding 24 of the reverse current relay 22 to the negative brush of the exciter. The exciter has an additional field winding 26 through which the armature current of the generator i i flows and counteracts the field ig. This additional winding is intended to prevent the gas engine from stalling as a result of overloading, and at the same time it also ensures that the drive motors start up smoothly. The generator ii is also provided with a reversing pole winding 27. In addition to the drive motors 13 and 14, the generator ii also supplies the fan motor 30 and the compressor motor 31 with power.

Sollen jetzt die Triebmotoren 13, 14 mit höherer Geschwindigkeit laufen, so werden sie parallel geschaltet. Der Fahrschalter 16 wird in die Parallelstellung P gedreht. Während des Überganges von der Reihenschaltung der Motoren 13, 14 zu der Parallelschaltung wird der Kurzschluß der Widerstände i811 und i86, die die Generatorspannung begrenzen sollen, aufgehoben. Hierdurch werden diese Widerstände in den Feldkreis des Generators eingeschaltet; das Feld des Generators wird geschwächt und die Generatorspannung nimmt dementsprechend ab. Es entstehen somit beim Abschalten keine Funken. Ist der Fahrschalter 16 jetzt nun so weit gedreht, daß er sich in der Stellung P befindet, so werden die Widerstände 18a und i 8b wiederum kurzgeschlossen. Die Parallelschaltung ist aber schon erfolgt, so daß die Motoren nicht an die volle Spannung gelegt werden; die Spannung baut sich vielmehr erst auf und nimmt einen der größeren Stromaufnahme entsprechenden Wert an.If the drive motors 13, 14 should now run at a higher speed, so they are connected in parallel. The travel switch 16 is in the parallel position P rotated. During the transition from the series connection of the motors 13, 14 to the parallel connection is the short circuit of the resistors i811 and i86, which the To limit generator voltage, repealed. This creates these resistances switched into the field circuit of the generator; the field of the generator is weakened and the generator voltage decreases accordingly. It thus occurs when switching off no sparks. Is the drive switch 16 now turned so far that it is in the position P is, the resistors 18a and i 8b are again short-circuited. The parallel connection has already taken place, so that the motors are not at full power Tension to be put; rather, the tension builds up and takes you the value corresponding to the greater current consumption.

Bei der Ladung der Akkumulatorenbatterie bei abgeschalteten Motoren und bei stillgesetztem Fahrzeug durch die Erregermaschine 12 wird der Fahrschalter 16 in die Stellung E gebracht und der Gasdrosselhebel T aus der Leerlaufstellung nach rechts hin bewegt. Die Kontaktsegmente 34 und 35 dienen dazu, die Widerstände i811 und i86, die die Generatorspannung begrenzen, kurzzuschließen, so daß, wenn der Gasdrosselhebel den Schalter 25 schließt, das Schütz 21 die Feldwicklung ig an die Spannung der Batterie B legt. Ist die Erregerspannung auf einen gewissen Wert angestiegen, so spricht das Relais 22, wie vorher beschrieben wurde, an und schließt den Ladungskreis für die Batterie über die Generatorfeldwicklung 17b. Die Generatorfeldwicklungen 17a und 171' werden dann durch die Erregermaschine voll erregt, so daß der Lüfter 30 und der Luftkompressor 31 gleichzeitig beim Laden der Batterie vom Generator i i gesteuert werden können. Zu diesem Zwecke braucht man lediglich die Trennschalter 32, und 33 zu schließen.When charging the accumulator battery with the engines switched off and with the vehicle stopped by the exciter 12, the drive switch 16 is brought into position E and the throttle lever T is moved from the idle position to the right. The contact segments 34 and 35 serve to short-circuit the resistors i811 and i86, which limit the generator voltage, so that the contactor 21 applies the field winding ig to the voltage of the battery B when the throttle lever closes the switch 25. If the excitation voltage has risen to a certain value, the relay 22 responds, as previously described, and closes the charge circuit for the battery via the generator field winding 17b. The generator field windings 17a and 1 71 ' are then fully excited by the exciter, so that the fan 30 and the air compressor 31 can be controlled simultaneously when the battery is being charged by the generator ii. For this purpose, one only needs to close the isolating switches 32 and 33.

Sollte aus irgendeinem Grunde einer der Triebmotoren 13 und 14 schadhaft geworden sein, z. B. durch Durchbrennen oder durch Kurzschluß der Motorwicklungen, so kann der beschädigte Motor in einer einfachen Weise ausgeschaltet werden. Man hebt zu diesem Zweck nur die Kontaktfinger des Fahrschalters 16 empor und schaltet auf diese Weise ab, ohne den anderen Motor dabei stillzusetzen, so z. B. wird durch Emporheben der Kontaktfinger 36 der Motor 13 vom Generator abgeschaltet oder durch Emporheben der Kontaktfinger 37 der Motor 14 des Fahrzeuges.Should one of the traction motors 13 and 14 be defective for any reason have become, e.g. B. by burning out or by short-circuiting the motor windings, so the damaged engine can be switched off in a simple manner. Man for this purpose only lifts the contact fingers of the drive switch 16 and switches in this way, without shutting down the other motor, so z. B. is through Raising the contact fingers 36, the motor 13 is switched off or by the generator Raising the contact fingers 37 of the engine 14 of the vehicle.

Claims

PATENT CLAIM Control device for electric drives, in particular for vehicles whose power source is an internal combustion engine and for those in the excitation circuit of the main generator resistors are arranged and the speed levels through immediate switching from series to parallel can be established, characterized in that that the resistors (18a, 18b) are permanently bridged in the driving positions, that but their bridging only when the drive switch is immediately switched over from Row on parallel or when the motors (13, 1q.) Are switched off completely is.