-
Aus Wärmekraftmotor oder Turbine und elektrischem Stromerzeuger bestehendes
Aggregat Bei wärmeelektrischen Aggregaten (Wärmekraftmotor oder Turbine und elektrischer
Stromerzeuger) ist es bekannt, z. B. durch entsprechende Gegenkompoundierung des
Generators o. dgl. eine selbsttätige Regelung des Generators auf annähernd konstante
Drehmomentaufnahme vorzusehen. Damit ergibt sich insbesondere hei Fahrzeugen, bei
denen zum Antrieb derartige Aggregate dienen, die vorteilhafte Möglichkeit, in einfachster
Weise nur durch Regelung der Drehzahl des Wärmekraftmotors das Fahrzeug zu steuern.
-
Ein Nachteil der meisten bekannten Anordnungen mit sich selbst- auf
annähernd konstante Drehmomentaufnahme regelndem Generator besteht jedoch darin,
daß sich hierbei das aufgenommene Drehmoment nicht über einen genügend weiten Bereich
konstant halten läßt, und daß sich an gewissen Stellen des Arbeitsbereiches empfindliche
Abweichungen vom richtigen Wert ergeben. Eine zeitweise Unter- bzw. Überlastung
der Antriebsmaschine ist daher nicht zu vermeiden.
-
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser bekannten Antriebe
und besteht darin, daß der Generator des Aggregates noch eine zusätzliche Regelung
in Abhängigkeit von den Abweichungen der Geschwindigkeit des Wärmemotors von dessen
eingestellter Drehzahl erhält. Die drehzahlabhängige Regelung des Stromerzeugers
ist für verbrennungselektrische Aggregate bekannt, und zwar wurde sie als alleinige
elektrische Regelung des Generators verwendet. Diese bekannte Regelung des Generators
hat den Nachteil, daß sie einen großen und komplizierten Regelapparat mit als Servomotor
dienenden Druckmitteleinrichtungen o. dgl. erfordert, der teuer, platzraubend und
verhältnismäßig leicht der Gefahr des Versagens ausgesetzt ist. Die Erfindung vermeidet
diese Nachteile. Durch die erfindungsgemäße Verbindung der stromabhängigen Regelung
des Generators (direkte oder indirekte Gegenkompoundierung o. dgl.) mit der geschwindigkeitsabhängigen
Regelung, die nur zusätzlich korrigierend wirkt, wird eine beliebig genaue und stetige
Regelung der Drehmomentaufnahme des Generators ermöglicht, ohne daß größere oder
kompliziert gebaute Regeleinrichtungen erforderlich sind. Die nach der Erfindung
vorzusehende Regeleinrichtung benötigt als zusätzlicher Apparat nur geringe Regelkräfte
und kann wesentlich kleiner und einfacher ausgebildet sein als die bekannten geschwindigkeitsabhängigen
Regeleinrichtungen. Der für die zusätzliche Regelung vorgesehene Regelwiderstand
im Erregerkreis des Generators kann infolge der kleineren Regelkräfte unmittelbar
von
der Muffe oder dem Gestänge de: Drehzahlreglers für die Brennstoffzufuhr - dei Verbrennungskraftmaschine
gesteuert werden. Sollte einmal die geschwindigkeitsabhängige zusätzliche Regelung
der nach der Erfindung vorgesehenen Anordnung versagen, so hat dieses Versagen lediglich
einen Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit des Betriebes und Ausnutzbarkeit der Dieselleistung,
jedoch nicht auf die Betriebssicherheit, die durch die daneben vorhandene Hauptregelung
stets gewahrt ist.
-
Bekannt ist noch eine Zusatzregelung, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit
oder von der von den Triebmotoren aufgenommenen Leistung abhängig ist. Abgesehen
davon, daß für diese Art der Regelung besondere Hilfsgeräte (ein zweiter von der
Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflußter Fliehkraftregler bzw. ein. Kontaktwattmeter)
erforderlich sind, ist ihre Auswirkung auf den Wärmekraftmotor nicht eindeutig,
da den Betriebsgrößen, welche die Hilfsgeräte steuern, je nach den herrschenden
Betriebszuständen, insbesondere der Temperatur der elektrischen Maschinen, mehrere
voneinander verschiedene Betriebszustände des Wärmekraftmotors zugeordnet sein können.
Vorzuziehen ist daher die Regelung gemäß der Erfindung, die unmittelbar von einer
Betriebsgröße des Wärinekraftmotors selbst abhängig und somit eindeutig mit dessen
Betriebszustand verknüpft ist.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt vereinfacht die Zeichnung
in Fig: i. i ist der Generator des Aggregates, der von einem nicht gezeichneten
Wärmemotor angetrieben wird, 2 eine Erregerwicklung des Generators, außer der noch
eine vom Strom abhängige Erregung, z. B. eine Gegenkompoundwicklung 22, zur Regelung
der Drehmomentaufnahme vorgesehen ist- 3 und q. sind Widerstände im Kreis der Erregung
2, von denen der Widerstand 3 durch die Kontakte 5, 6 entweder eingeschaltet oder
überbrückt ist. Mit 7 ist der Drehzahlregler der Wärmekraftmaschine angedeutet,
8 sind seine Fliehgewichte, g eine Feder, =o die Muffe des Reglers, =i, 12, 13 ein
Gestänge, über das die Treibmittelzufuhr eingestellt wird. Von diesem Gestänge wird
zugleich auch der bewegliche Kontakt 15 gesteuert, der mit den Kontakten 5 und 6
zusammenarbeitet.
-
Solange die Muffe =o ihre mittlere Stellung behält, die Wärmekraftmaschine
also mit der richtigen Drehzahl läuft, sind die Kontakte 5 und 6 durch Kontakte
15 geschlossen, der Widerstand 3 also überbrückt. Tritt jedoch Überlastung des Wärmekraftmotors
ein, so daß seine Drehzahl sinkt und die Muffe in eine tiefere Stellung geht, so
werden die Kontakte 5 und 6 geöffnet, und der Widerstand 3 kommt voll im Erregerkreis
2 zur Wirkung. Die Erregung des Generators wird geschwächt und das von ihm aufgenommene
Drehmoment auf den gewünschten Wert heruntergesetzt. Durch entsprechende Auslegung
des Widerstandes 3 kann die richtige Drehmomentaufnahme erreicht werden..
-
Um ein Pendeln des Kontaktes 15 zu vermeiden, kann zweckmäßig zwischen
dem beweglichen Teil des Reglers (Gestänge, Muffe) und dem in seiner Abwärtsbewegung
durch Anschläge =7, 18 begrenzten Widerstandsschalter 15 im Erregerkreis des Generators
ein Totgang 16 eingeschaltet sein, so daß erst nach einem gewissen Anstieg der Muffe
wieder die Kontakte 5, 6 geschlossen werden.
-
Die Wirkung der erfindungsgemäßen Einrichtung zeigt Fig. 2 im Diagramm.
I ist die Kurve, die der ideellen konstanten Drehmomentaufnahme des Generators entspricht.
II ist die tatsächliche Generatorcharakteristik bei normaler Erregung (Widerstand
3 überbrückt). Arbeitet der Generator in der Nähe der Punkte i und 2, so nimmt er
das gewünschte Drehmoment auf. Arbeitet er aber im dazwischenliegenden Bereich,
so nimmt er ein höheres Drehmoment auf als durch die Kurve I vorgezeichnet ist,
der Wärmekraftmotor ist überlastet. Wird jedoch hierbei das Generatorfeld entsprechend
geschwächt (Einschaltung des Widerstandes 3), so entspricht dem eine Generatorcharakteristik
entsprechend Kurve 1I', die wieder in den Punkten i' und 2' und in deren Umgebung
den gewünschten Drehmomentwert liefert.
-
Um bei kleinem Generatorstrom die Antriebsmaschine noch voll belasten
zu können, kann, sinngemäß. die Erregung des Generators verstärkt werden. Zu diesem
Zweck können z. B. Teile des Widerstandes q. überbrückt werden, wenn die Reglermuffe
über ihre Mittelstellung ansteigt, wenn also eine gewisse Entlastung des Generators
eintritt.. Die entsprechenden Kurven sind in Fig.2 mit II", II"' bezeichnet.
-
Die einzuschaltenden Widerstände können au ch aus mehreren nacheinander
zu schaltenden Teilen bestehen. Ebenso können statt einer unmittelbaren Betätigung
vom Reglergestänge oder von der Reglermuffe aus auch Servomotoren, Relais u. dgl.
zur Steuerung der Widerstände dienen. PATENTANSPRÜCHE: