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Schaltung für elektrische .Akkumulatorfahrzeuge Bei elektrischen Fahrzeugen,
die für den Antrieb die erforderliche Energie von einer auf dem Fahrzeug angebrachten
Batterie erhalten, werden für gewöhnlich Gleichstromreihenschlußmotoren als Antriebsmotoren
verwendet, weil man hierdurch dank dem größeren Moment dieser Motoren bei niedrigen
Geschwindigkeiten eine bessere Antriebskraft erhält.
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Zum Laden der Batterien in derartigen Fahrzeugen wurden bisher für
gewöhnlich besondere Ladestationen angeordnet, obgleich auch Versuche gemacht sind,
den Antriebsmotor selbst als Ladegenerator zu verwenden, wobei dieser durch einen
auf dem Fahrzeug angebrachten Explosionsmotor oder elektrischen Motor angetrieben
wurde, welcher im letzteren Falle von einem Kraftnetz gespeist wird. Es ist aber
nicht möglich, den reihenschlußgewickelten Antriebsmotor als Ladegenerator ohne
weiteres zu verwenden, sondern er muß in diesem Falle außer der Reihenschlußwicklung
auch eine Nebenschlußwicklung tragen, weshalb er schwer, teuer und in elektrischer
Hinsicht auch ungeeignet ausfällt.
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Eine fernere Schwierigkeit bietet die mechanische Freikupplung des
Antriebsmotors von
dem Fahrzeug, welche notwendig ist, wenn der
Motor beim Stillstand des Fahrzeugs als Generator angetrieben werden soll. Eine
gewisse 'Vereinfachung bietet zwar die schon bekannte Anordnung mit einem Antriebsorgan,
das aus einem Hauptmotor und einem Hilfsmotor besteht, «-elche reilienschlußgewickelt
sind und so arbeiten, daß der Hauptmotor mit der Antriebsachse des Fahrzeugs ständig
verbunden ist, während der Hilfsmotor nur dann eingeschaltet wird, wenn der Hauptmotor
für den Antrieb des Fahrzeugs unterstützt werden muß, nämlich beim Anfahren und
beim Fahren den Berg hinauf. Der Hilfsmotor arbeitet auf die Welle des Hauptmotors
über ein vorzugsweise zylindrisches Zahnradgetriebe, in dessen angetriebene Radnabe
eine Freikupplung eingebaut ist, welche eingreift, wenn der Hilfsmotor eingeschaltet
ist und neben dem Hauptmotor das Fahrzeug antreibt, aber unwirksam bleibt, wenn
der Hilfsmotor nach Isurzschluß zum Stillstand kommt. Die Welle des Hilfsmotors
liegt parallel mit der Welle des Hauptmotors, und es bietet deshalb keine Schwierigkeit,
den Hilfsmotor mit einem Dreiphasenmotor zu kuppeln, welcher, wenn das Fahrzeug
stillsteht, den Motor in entgegengesetzter Richtung als Generator antreibt. Diese
Anordnung ist aber mit dem Nachteil verbunden, daß das Ritzel des Getriebes an der
Welle des Hilfsmotors fest angebracht ist, so daß das ganze Getriebe mitbewegt wird,
wenn der Dreiphasenmotor den Hilfsmotox als Generator antreibt. Dieser Nachteil
wird noch größer dadurch, dali die Drehzahl des Dreipliasenmotors sehr hoch gewählt
werden muß, am besten etwa 2,900 Umdrehungen per Minute, damit der Hilfsmotor die
erforderliche hohe Ladespannung liefert. Bei dieser hohen Drehzahl wird das Getriebe,
das in Öl läuft, einen beträchtlichen 'Viderstand leisten, welcher den Wirkungsgrad
verschlechtert, und ein störendes Geräusch in dein Getriebe kann bei dieser hohen
Drehzahl kauen vermieden werden.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltung für elektrische Akkumulatorfahrzeuge,
welche mit einem reilienschlußgew ickelten Antriebsmotor versehen sind, und ist
dadurch gekennzeichnet, daß dieser Motor auch als Ladegenerator verwendet wird und
dabei seine Reihenschlußwicklung den erforderlichen Erregerstrom von einem auf dem
Fahrzeug angebrachten Trockengleichrichter erhält, welcher bei der Ladung an das
Wechselstromnetz angeschlossen wird, von welchem der Antriebsmotor als Generator
angetrieben wird. Der Gleichrichter kann ganz klein sein, denn er hat nur die verhältnismäßig
geringe Leistung zu liefern, die zur Erregung des Generators erforderlich ist. Weiter
kann die Erreger-Wicklung, trotzdem sie einen niedrigen Widerstand und wenige Windungen
hat, ohne weiteres auch bei der Ladung als Erregerwicklung verwendet werden dank
dem Umstand, daß sie durch die Heruntertransformierung der -Netzspannung, die in
einem den Gleichrichter speiseirden Transformator erfolgt, mit einer niedrigen Spannung
gespeist wird.
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In der Zeichnung wird in der Abb. i eine Ausführungsform der Erfindung
schematisch gezeigt. Auf dieser bezeichnet i den Anker des Antriebsmotors und 2
die Batterie. 3 ist die Reihenschlußwicklung des Antriebsmotors und .4 der Gleichrichter,
der bei der Ladung die Wicklung 3 speist und über den Transformator 5 und den Schalter
io an das Netz angeschlossen ist. 6 und 7 sind Umschalter, durch die die Reilienschlußwicklung
3 abwechselnd an das Netz oder an den Anker i und die Batterie 2 angeschlossen «-erden
kann. 8 ist ein Umschalter, durch «-elchen der Akkumulator 2 entweder direkt an
den Anker i oder in Reihe mit der Magnetwicklung 3 an denselben angeschlossen «-erden
kann. Die Umschalter 6, ; und 8 sind zweckmäßigerweise unter sich und auch mit dein
Schalter io gekuppelt, mit welchem der treibende Drehstrommotor 9 an das Netz angeschlossen
wird. Ferner ist die Anordnung mit einem Regelwiderstand für die Regelung der Geschwindigkeit
bei Fahrt versehen, wobei diese Widerstände und; der Fahrschalter in der Zeichnung
nicht gezeigt sii@nd. Bei der in der Zeichnung gezeigten Schaltung ist angenommen,
daß der Anker i bei der Ladung die entgegengesetzte Drehrichtung hat wie als :Motoranker.
Es steht natürlich nichts ini Wege dafür, daß die Drehrichtung dieselbe ist, aber
in diesem Falle muß die Schaltung eine andere sein, so daß bei Ladung die Polarität
der Erregerwicklung 3 gewechselt wird. Statt wie oben angegeben den Antriebsmotor
als Generator mittels eines besonderen Motors anzutreiben, kann man sich natürlich
auch vorstellen, daß der Antriebsmotor mit Schleifringen versehen wird und bei Ladung
als Einankeruinformer arbeitet. Mit Rücksicht auf die Spannungsregelung ist es aber
zweckmäßiger, das Fahrzeug mit einem besonderen Drehstrommotor zu versehen, weil
die Mehrkosten dafür kaum höher werden, als wenn der Antriebsmotor selbst als Einankerumformer
ausgeführt werden soll.
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Die Abb. 2 zeigt die elektrische Schaltung in dein Fall, daß das Fahrzeug
mit einem Hauptmotor und einem Hilfsmotor angetrieben wird; aus der Abbildung geht
hervor, daß der Hilfsmotor durch das Schließen oder Öffnen des Schalters S3 aus-
und eingeschaltet wird, was ohne Nachteil während des normalen Betriebes vorgenommen
werden kann. Die
mechanische Anordnung geht aus der Abb. 3 hervor,
wo M den Hauptmotor bezeichnet und M, den Hilfsmotor. Das zylindrische Zahnradgetriebe,
dessen Ritzel auf der Welle des Hilfsmotors sitzt, wird mit V bezeichnet, und F
ist die Freilaufschaltung, welche in der Nähe des angetriebenen Rades eingebaut
ist und ermöglicht, daß nach Kurzschließung der Motor M1 auf die Drehzahl 0 heruntergeht.
Die Schalter S1, S2 und der Widerstand W dienen zum Regeln des Motors M.
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Die Abb. 4 zeigt dieselbe Anordnung mit einem mit dem Hilfsmotor direkt
gekuppelten Dr ehstrommotor L'M, welcher bei der Ladung den Motor M1 als Generator
treibt. Um den Wirkungsgrad zu erhöhen und Geräusche in dem Getriebe zu vermeiden,
ist nach der Erfindung auch in der Nabe des Ritzels eine Freilaufschaltung eingebaut,
die sperrt, wenn Motor M1 als Motor läuft, aber frei läuft, wenn der Drehstrommotor
den Motor in entgegengesetzter Richtung antreibt. Das Getriebe wird deshalb bei
der Ladung nicht mitangeffieben.
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DieErfindung betrifft auch eine Schaltungsanordnung zum automatischen
Anlassen der Ladeanordnung bei der Zusammenschaltung mit dem Drehstromnetz, durch
welche auch der Ladeverlauf automatisch in Gang gesetzt wird, wenn nach einer Störung
die Spannung im Netz wiederkehrt.
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Die Abb. 5 zeigt schematisch eine solche Anordnung. Wenn Schalter
S geschlossen wird, wird der Drehstrommotor VM angefahren, und der Trockengleichrichter
TL
liefert Gleichstrom zur Erregerwicklung des Generators M1, wodurch die
Spannung desselben proportional der Drehzahl steigt. Wenn diese Spannung einen Wert
erreicht hat, der nahe der Spannung derBatterieB liegt, spricht ein Spannungsrelais
ZR an, und der Schalter S2 schaltet den Wechselstrommagneten VS ein, wodurch der
Schalter S1 geschlossen wird, so daß der Ladestromkreis geschlossen wird und die
Ladung beginnt. Diese geht ganz normal vonstatten, und wenn man es wünscht, kann
der Stromkreis bei vollendeter Ladung dadurch unterbrochen werden, daß Schalter
Si einen Impuls von einem Zähler oder ein Zeitrelais erhält. Wenn während der Ladung
das Wechselstromnetz stromlos wird, wird der Schalter S1 geöffnet gleichzeitig mit
der Ab-Schaltung des Umformers. Wenn die Wechselspannung zurückkommt, wird der oben
angegebene Anlaßverlauf wiederholt.