CH240561A - Control device for diesel-electric vehicles. - Google Patents

Control device for diesel-electric vehicles.

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CH240561A
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CH
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field
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generator
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servo motor
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German (de)
Inventor
Aktiengesellschaft Gebr Sulzer
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Sulzer Ag
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/11Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines using DC generators and DC motors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

  

  Steuerungseinrichtung für Dieselelektrische Fahrzeuge.    Die Erfindung betrifft eine Steuerungs  einrichtung für     Dieselelektrische    Fahrzeuge  mit automatischer     Regulierung    der Gene  ratorspannung durch einen vom Drehzahl  regler des Dieselmotors beeinflussten, die Be  lastung des Dieselmotors auf einem konstan  ten Wert haltenden Feldregler und auto  matischer Feldschwächung der     Triebmotoren.     Die Erfindung besteht darin, dass in der  Endlage des Feldreglerservomotors, in     wel-          ehem    der regulierte Vurschaltwiderstand im  Feldstromkreis des Generators bei Erreichen       der    der betreffenden Drehzahl entsprechen  den Maximalspannung kurzgeschlossen ist,

    reit Hilfe eines Servomotors die     Feldschwä-          cbung    der Triebmotoren eingeleitet wird,  wobei die Überdeckung des Steuerorganes der  Feldschwächvorriehtung so gross ist, dass der  Feldregler des Generators ohne Verstellung  des Servomotors der Triebmotorfeldschwä  chung einen Bereich des Regulierwiderstandes  bestreicht, der mindestens eine so grosse Be  lastungsänderung auszugleichen erlaubt, als  der durch eine Stufe des Feldschwächwider-         standen    verursachten Belastungsänderung       entspricht.     



  Es sind schon automatische Steuerungen  angewendet worden, bei denen nach Errei  chen einer bestimmten Spannung des     Gene-          rators    die Feldschwächung der Triebmotoren  erfolgt. Die Fahrgeschwindigkeit kann dann  unter     Aufrechterhaltung    der vollen Leistung  weiterhin erhöht werden, ohne dass die Gene  ratorspannung ebenfalls noch     gesteigert    wer  den muss.

   Diese Steuerungen haben aber -den       Nachteil,    dass die Regulierung in einem     Fahr-          geschwindigkeitsbereich    mit Spannungsregu  lierung des     Hauptgenerators    und einem voll  ständig ausserhalb des ersteren liegenden Be  reich mit Feldregulierung der     Triebmotaren     erfolgt.

   Ist die Geschwindigkeit im Bereich  der     Triebmotor-Feldregulierung    gerade auf  einem Wert, wo die     Leistung    bei der im Mo  ment eingeschalteten     Feldschwächstufe    zu  gross und bei der vorhergehenden Stufe zu  niedrig ist, so     schältet    der     entsprechende          Feldschwächschalter    infolge der automati  schen Regulierung beständig ein und aus.

        Dies ist für die Kommutation der Triebmoto  ren schädlich, und da für diese nur     Serie-          wieklung    in Betracht kommt und somit im  Hauptstromkreis reguliert wird, sind bestän  dig relativ grosse Ströme zu schalten, so dass  der Kontaktabbrand der betreffenden Schal  ter ein beträchtlicher ist.  



  Ausführungsbeispiele des Erfindungs  gegenstandes werden im folgenden an Hand  der Zeichnung näher erläutert.  



  Fig. 1 zeigt die Schaltskizze eines Diesel  elektrischen Fahrzeuges mit automatischer  Feldschwächung der, Triebmotoren, Fig. 2  desgleichen, jedoch mit einer Variante für  die zur Begrenzung der Feldschwächung auf  Betrieb bei hoher Spannung notwendige Ap  paratur, Fig. 3 eine weitere Ausbildung des  dem letzteren Zweck dienenden Organes.  



  In Fig. 1 treibt der Dieselmotor 1 den       Hauptgenerator    2 und den Hilfsgenerator 3,  welcher unter anderem die Erregung für den  Hauptgenerator liefert. Der     Hauptgenerator     2 speist die Triebmotoren 4 über verschie  dene, in der Figur durch das Rechteck 5 dar  gestellte, der Abschaltung, Reversierung und  dem Schutz dienende Organe. Die Vorrich  tung 7 dient zur Drehzahlregulierung des  Dieselmotors 1, indem durch Drehen des  Handrades 7' die Federn 7" des Zentrifugal  reglers 6 mehr oder weniger stark bespannt  werden.

   Mittels des Gestänges 8-11 und des  Feldreglers 12 wird auf bekannte Weise die       Spannung    des vom Hilfsgenerator 3 erregten       Hauptgenerators    2 in     Abhängigkeit    der Stel  lung des Dieselmotorreglers 6 so reguliert,  dass bei einer bestimmten Stellung der Dreh  zahlverstellvorrichtung 7 die Belastung des  Dieselmotors 1 konstant bleibt. Anderseits  dient das Gestänge 8-11 dazu, jeder Dreh  zahl auf bekannte Weise eine bestimmte Lei  stung bezw. ein bestimmtes Drehmoment zu  zuordnen.

   Die Vorrichtung 18 stellt den vom  Feldregler 12 aus betätigten Servomotor zur  Shuntung der Triebmotoren 4 dar, wobei der  Zwischenschieber 22, gesteuert vom Elektro  magnet 27, dafür sorgt, dass der Kolben 20  sich aus der gezeichneten Lage, welche dem  Betrieb mit vollem Feld der     Triebmotoren       entspricht, nur entfernen kann, wenn der  Hauptgenerator 2 mindestens eine Spannung       erreicht    hat, die     höher    ist als die niedrigste  Spannung bei Vollast und der betreffenden  Drehzahl.  



  Die ZVirlkungsweise des     Feldschwäch-          survomnotors    18 ist folgende: In der gezeich  neten Lage des Feldreglerkolbens 14 hat des  sen Kolbenstange 15 keinen Kontakt mit  dem Schieber 19, der von der Feder 21 nach  unten gedrückt wird, und zwar trotzdem der  über Leitungen 32 und 33 mit den Klemmen  des Hauptgenerators 2 verbundene Magnet  27 seinen Anker gegen den Druck der Feder  26 angezogen und den Zwischenschieber 22  nach unten gedrückt hat. Die Öffnung 24  im Zwischenschieber 22 verbindet dann die  untere Seite des Kolbens 20 nit dem     Druck-          ölzutritt,    während Öffnung 23 die obere Seite  entlastet.

   Der Kolben 2t0 bleibt also in der  gezeichneten obern Endlage, so dass der Hebel  28 nach oben gedreht bleibt und die Hebel 29  den Shuntstromkreis der Triebmotorfelder  unterbrochen halten. Kommt nun die obere  Kante des Kolbens 14 bei zunehmender Fahr  geschwindigkeit in die Lage A, so berührt  dessen Stange 15 den Scbieber 19 und hebt  ihn bei weiterer Aufwärtsbewegung vom  Zwischenschieber 22 ab. Die Öffnungen 23  und 24 werden allmnählich geschlossen und       bleiben        infolge        zienilicb        starker     durch den Schieber 19 geschlossen, bis der  Kolben 14 fast in die Endlage B gelangt ist.

    Kurz vor     dieser        --eben        di < ,    untern     Kan-          1en        des        Schieber:        19        die     23 und  24 frei, so dass     nmi        durch    die Leitung ?0'  Druckmittel     ziii#        obern    Seite des Kolbens<B>920</B>  zutritt, während die untere     Seite    des Kolbens        0    entlastet wird.

   Der Kolben 20 geht also  nach unten und die     Hebel    29     schalten    die  erste     Stufe    der Widerstände 30 ein. Dadurch  schliesst sich ein     Parallel.#tromkreis    zu den  Feldern     b    der     Triebmotoren    4.

   Der Strom  der     Triebmoloren    nimmt     zu.    und weil die       Spannung    des Generators ? infolge Annähe  rung des Kolbens 14 an die obere Endlage  konstant geblieben oder eher noch     sehwach          -gestiegen    ist, nimmt die Belastung des Gene-      rators zu, die Gewichte des Reglers 6 gehen  nach innen, der Hebel 9 dreht sich im Gegen  uhrzeigersinn, die Stange 10 geht nach oben,  ebenso der Schieber 13, da sich der Hebel 11  infolge dieser Bewegung auch im Gegenuhr  zeigersinn dreht, so dass der     Kolben    14 wie  der nach unten gedrückt wird. Schon bevor  sich Stange 15 vom Schieber 19 abhebt,  schliessen sich die Öffnungen 23 und 24.

   Der  Kolben 20 kommt also zum Stillstand, wäh  rend der Widerstand 17 sich so lange erhöht,  bis das Feld des Generators 2 so weit     ge-          chwächt    ist, als zur Aufrechterhaltung der  s<B>s</B>  konstanten     Leistung    bei dem erhöhten Trieb  motorstrom nötig ist.

   Dabei ist es     natürlich     wichtig, die Abstufung des Widerstandes 17  im Verhältnis zur Abstufung der Wider  stände 30 so vorzunehmen, dass der Weg, den  der Kolben 14 nach unten zurücklegt, bis die  Öffnungen 23 und 24 im Zwischenschieber 22  von den obern ganten des Schiebers 19 abge  deckt werden, genügt, um die Spannung des  Generators 2     unter    den Wert zu reduzieren,  welcher der Solleistung des Dieselmotors ent  spricht, nachdem eine     Stufe    des Widerstandes  30 eingeschaltet ist.

   Wäre der Teil des Wi  derstandes 17, der eingeschaltet wird vom  Moment an, wo der Kolben 20 sich so weit  nach unten bewegt hat,     dass    eine Stufe der  Widerstände 30 hineingeht, bis zum Moment,  wo der Schieber 19 die Öffnungen 23 und  24 mit der obern Kante freigibt, nicht gross  genug, um die erwähnte Entlastung zu er  zielen, so würde der Kolben 20 in einem     oge-          wissen    Bereich hin und her pendeln und der  gewünschte Effekt, der der ganzen Erfin  dung zugrunde liegt, nämlich die Verhinde  rung von Pendelungen der     Feldschwächvor-          richtung,    würde nicht erreicht.

   Auf diese  Weise gehen dann die Hebel 29     schrittweise     nach oben, bis der ganze regulierbare Wider  stand 30 abgeschaltet ist, während der Kol  ben 14 immer ungefähr zwischen Lage A und  B hin und her     pendelt.    Wenn die Hebel 29  allen regulierbaren Widerstand 30 abgeschal  tet haben, sind nur noch die Widerstände 31  in den Shuntstromkreisen, und es ist dadurch  die maximale Shuntung erreicht.

      Der Magnet 27 und Zwischenschieber 22  sind aus folgenden Gründen notwendig: Um  den Regulierbereich des Widerstandes 17 auf  ein Minimum zu reduzieren, ist es üblich,  dem Generator 2 mittels geeigneter     Kombi-          natonvonWicklungen    (beispielsweise Fremd  erregung, Nebenschluss, Gegenkompound) eine  stark abfallende     Stromspannungscharakteri-          stik    zu geben. Bei gleicher Einstellung der       Widerstände    in den Stromkreisen der Erre  gerwicklungen, d. h. also z. B. bei gleichblei  bender maximaler Fremderregung, kann so  wohl eine sehr niedrige Spannung bei Maxi  malstrom als auch die maximale Spannung  bei sehr niedrigem Strom auftreten.

   Im erste  ren Fall wäre es nicht nur nutzlos, die Trieb  motoren zu shunten, sondern dies wäre für  die Triebmotoren direkt schädlich. Die Feld  schwächung bei niedriger Spannung wird  durch den Magnet 27 auf folgende Weise  v er hindert: Solange die Spannung zu niedrig n  ist, um den Druck der Feder 26 zu über  winden, wird der     Zwischenschieber    22 in  seine obere Endlage gezogen. Die Stange 15  kommt dann auch in der Lage B des     Kolbens     14 nicht mehr in Berührung mit dem Schie  ber 19, und der Kolben 20     steht    beständig  von seiner Unterseite her unter Druck, so     dass     keine Feldschwächung erfolgt.  



  Der Schieber     19    wird in     Flg.    1 von der  Feder 21 gegen einen Anschlag am Zwischen  schieber 22 gedrückt. Es könnte aber ebenso  gut auch ein fester Anschlag vorgesehen  werden, indem auch dann der Kolben 20 bei  hochgezogenem     Zwischenschieber    von     unten     mit     Druckmittel        beaufschlagt        wird,    wenn  Kolben 14 in Lage B gekommen ist und  Stange 15 den Schieber 19 ganz nach     oben     geschoben hat.  



  Während bei     Fig.    1 die     Blockierung    der       Feldschwächvorrichtung,    durch den     Magnet     <B>27</B>     erfol;,t,    dient bei     Fig.    2 ein     Sehütz    34 dem  gleichen Zweck.

       Dieser    Schütz 34 ist eben  falls über     Leitungen    32 und 38 an den Gene  rator 2 angeschlossen und     schliesst    den     Feld-          schwäch-Stromkreis    erst, wenn die Spannung  des     Generators    einen bestimmten Wert er  reicht     'hat.    Der     Feldschwäch=Servomotor    18      t ritt also hier jedesmal in Funktion, wenn der  Feldreglerkolben 14 in der obern Endlage B  angelangt ist. Die Feldschwächung wird aber  nicht wirksam, weil der Stromkreis von der  einen Seite der Felder 4b über die Wider  stände 30/31 zur andern Feldseite nicht ge  schlossen ist.  



  Falls der Servomotorkolben 14 des Feld  reglers als Drehkolben ausgebildet ist, mag  es zweckmässig sein, den Schieber 19 nicht  durch die Kolbenstange 15, sondern vom  Hebel 16 aus zu betätigen. Im übrigen kann  sowohl für den Servomotor 12 als auch den  Servomotor 18 statt der hydraulischen Bau  art irgendeine andere der bekannten Bauwei  sen, z. B. elektropneumatisch,     elelktromoto-          risch,    elektrohydraulisch usw., verwendet  werden, ohne dass sich an der grundsätzlichen  Wirkungsweise der Vorrichtung etwas ändert.  



  Die automatische Feldschwächvorrichtung  gemäss Erfindung ist auch nicht unbedingt  an die in Fig. 1 dargestellte Zuordnung eines  Drehmomentes zu jeder Drehzahl gebunden.  Drehzahl und Drehmoment können     ebensogut     durch separate Organe eingestellt werden.  



  Die Abstufung der Widerstände 30     kann     ziemlich fein vorgenommen werden, was be  züglich Kommutation der Triebmotoren,  Überlastung des Dieselmotors und stossfreie  Fahrt gegenüber der grobstufigen Feldschwä  chung mit Schützen Vorteile bietet. Die Ab  stufung kann mit Vorteil noch verfeinert  werden, indem die einzelnen Hebel 29 etwas  gegeneinander versetzt werden, so dass die  Einschaltung gewisser Feldschwächstufen  für die     verschiedenen    Triebmotoren nicht  gleichzeitig erfolgt.  



  Die Spannung, bei der Widerstand 17  kurzgeschlossen ist, nimmt mit sinkender  Drehzahl ab. Falls die Rechnung zeigt, dass  die niedrigste Spannung, bei der das Organ  27 oder 34 bei der höchsten Drehzahl anspre  chen darf, höher ist als die höchste Spannung  bei der niedrigsten Drehzahl, bei der man  noch Feldschwächung haben möchte, so kann  mit der Vorrichtung 7 ein Widerstand kom  biniert werden, der die     Ansprechspannung     der Organe 27 oder 34 zum Teil von der    Drehzahl abhängig macht, oder dieses Organ  (z. B.

   Magnet 27) erhält vorteilhaft nach  Fig. 3 eine vom Erregerstrom des     Hilfsgene-          rators    3 durchflossene Hilfswieklung 35,  welche den gleichen Effekt hat, da der Er  regerstrom des Hilfsgenerators mit sinkender  Drehzahl abnimmt, indem dessen Grösse durch  den mit der Drehzahlverstellvorrichtung 7  verbundenen Widerstand 36 derart der Dreh  zahl angepasst wird, dass die Spannung des  Hilfsgenerators 3 konstant bleibt.  



  Die Schwierigkeiten werden dadurch be  seitigt, dass die Spannungsregulierung wäh  rend der Feldschwvä chungsregulierung wei  ter arbeitet, so dlass nach Einschaltung einer  bestimmten Feldschwä chstufe und daraus  resultierender Überlastung des Dieselmotors  diese Stufe nicht sofort wieder ausgeschaltet  wird, sondern die entsprechende Leistungs  reduktion durch Herabsetzung der Generator  spannung erfolgt. Erst wenn im Verlauf der  weiteren Beschleunigung des Fahrzeuges die  Spannung wieder auf den gleichen Wert an  gestiegen ist wie im Moment, als die vorber  erwähnte Feldschwächungsstufe eingeschal  tet wurde, scbaltet die Vorrichtung eine wei  tere Feldsclhwächrungstufe ein.  



  In beiden Ausführungsbeispielen ist     Feld-          schwwächung    in Form von Shuntung vorge  sehen. Die Steuerung gemäss Erfindung  könnte ebensogut auf eine     Feldschwächvor-          richtung    mittels Feldanzapfung angewendet  werden oder auf eine aus Shuntung und     Arn-          zapfung    kombinierte Vorrichtung.



  Control device for diesel-electric vehicles. The invention relates to a control device for diesel-electric vehicles with automatic regulation of the generator voltage by one influenced by the speed controller of the diesel engine, the loading of the diesel engine at a constant value holding field regulator and automatic field weakening of the drive motors. The invention consists in that in the end position of the field regulator servomotor, in which the regulated pre-switching resistance in the field circuit of the generator is short-circuited when the maximum voltage corresponding to the relevant speed is reached,

    With the help of a servomotor, the field weakening of the drive motors is initiated, whereby the overlap of the control element of the field weakening device is so large that the field controller of the generator, without adjusting the servomotor of the drive motor field weakening, sweeps an area of the regulating resistor that compensates for at least such a large change in load allowed than corresponds to the change in load caused by a level of the field weakening resistance.



  Automatic controls have already been used in which the field of the drive motors is weakened after a certain voltage has been reached by the generator. The driving speed can then be further increased while maintaining full power, without the generator voltage also having to be increased.

   However, these controls have the disadvantage that the regulation takes place in a driving speed range with voltage regulation of the main generator and in an area completely outside the former with field regulation of the drive motors.

   If the speed in the area of the traction motor field regulation is just at a value where the power is too high in the field weakening stage activated at the moment and too low in the previous stage, the corresponding field weakening switch switches on and off continuously as a result of the automatic regulation.

        This is detrimental to the commutation of the drive motors, and since this only comes into consideration in series and is thus regulated in the main circuit, relatively large currents must be switched constantly, so that the contact erosion of the switch concerned is considerable.



  Embodiments of the subject invention are explained in more detail below with reference to the drawing.



  Fig. 1 shows the circuit diagram of a diesel-electric vehicle with automatic field weakening of the, traction motors, Fig. 2 the same, but with a variant for the necessary to limit the field weakening to operation at high voltage Ap, Fig. 3 a further embodiment of the latter Purpose-serving organ.



  In Fig. 1, the diesel engine 1 drives the main generator 2 and the auxiliary generator 3, which among other things supplies the excitation for the main generator. The main generator 2 feeds the traction motors 4 via different, in the figure by the rectangle 5 is asked, the shutdown, reversing and the protection serving organs. The Vorrich device 7 is used to regulate the speed of the diesel engine 1 by turning the handwheel 7 ', the springs 7 "of the centrifugal controller 6 are more or less tensioned.

   By means of the linkage 8-11 and the field regulator 12, the voltage of the main generator 2 excited by the auxiliary generator 3 is regulated in a known manner depending on the position of the diesel engine regulator 6 so that the load on the diesel engine 1 remains constant at a certain position of the speed adjustment device 7 . On the other hand, the linkage 8-11 is used to each speed in a known manner a certain Lei stung respectively. assign a specific torque.

   The device 18 represents the servo motor actuated by the field controller 12 for shunting the drive motors 4, the intermediate slide 22, controlled by the electro magnet 27, ensuring that the piston 20 moves out of the position shown, which allows the drive motors to operate with full field corresponds, can only remove when the main generator 2 has reached at least one voltage that is higher than the lowest voltage at full load and the speed in question.



  The ZVirlkweise the Feldschwäch- survomnotors 18 is as follows: In the gezeich Neten position of the field regulator piston 14, the sen piston rod 15 has no contact with the slide 19, which is pressed down by the spring 21, and that via lines 32 and 33 anyway the terminals of the main generator 2 connected magnet 27 has attracted its armature against the pressure of the spring 26 and pushed the intermediate slide 22 down. The opening 24 in the intermediate slide 22 then connects the lower side of the piston 20 with the pressure oil inlet, while opening 23 relieves the upper side.

   The piston 2t0 thus remains in the drawn upper end position, so that the lever 28 remains turned upwards and the lever 29 keeps the shunt circuit of the drive motor fields interrupted. Now comes the upper edge of the piston 14 with increasing driving speed in the position A, the rod 15 touches the Scbieber 19 and lifts it from the intermediate slide 22 with further upward movement. The openings 23 and 24 are gradually closed and as a result remain closed more strongly by the slide 19 until the piston 14 has almost reached the end position B.

    Shortly before this - just di <, below channels of the slide: 19, 23 and 24 are free, so that pressure medium flows through the line? 0 'to the upper side of the piston <B> 920 </B> while the lower side of the piston 0 is relieved.

   The piston 20 thus goes down and the levers 29 switch on the first stage of the resistors 30. This closes a parallel circuit to the fields b of the drive motors 4.

   The current of the drive motor increases. and because the voltage of the generator? As the piston 14 approaches the upper end position, the load on the generator increases, the weight of the regulator 6 goes in, the lever 9 rotates counterclockwise, the rod 10 goes up, as does the slide 13, since the lever 11 also rotates counterclockwise as a result of this movement, so that the piston 14 is pressed downwards like that. Even before the rod 15 lifts off the slide 19, the openings 23 and 24 close.

   The piston 20 comes to a standstill, while the resistance 17 increases until the field of the generator 2 is weakened to the extent necessary to maintain the s <B> s </B> constant power with the increased drive motor current is necessary.

   It is of course important to make the gradation of the resistor 17 in relation to the gradation of the resistors 30 so that the path that the piston 14 covers down until the openings 23 and 24 in the intermediate slide 22 from the upper ganten of the slide 19 abge are covered, is sufficient to reduce the voltage of the generator 2 below the value that corresponds to the target output of the diesel engine ent after a stage of the resistor 30 is switched on.

   If the part of the resistance 17 would be switched on from the moment when the piston 20 has moved so far down that a step of the resistors 30 goes into it, to the moment when the slide 19 opens the openings 23 and 24 with the releases the upper edge, not large enough to achieve the mentioned relief, the piston 20 would swing back and forth in an above-mentioned area and the desired effect on which the whole invention is based, namely the prevention of oscillations the field weakening device would not be reached.

   In this way, the lever 29 then gradually go up until the whole adjustable opponent stood 30 is switched off, while the Kol ben 14 always about between position A and B commutes back and forth. When the levers 29 have switched off all adjustable resistance 30, only the resistors 31 are in the shunt circuits, and the maximum shunt is achieved.

      The magnet 27 and the intermediate slide 22 are necessary for the following reasons: In order to reduce the regulation range of the resistor 17 to a minimum, it is usual to give the generator 2 a sharply decreasing voltage characteristic by means of a suitable combination of windings (for example external excitation, shunt, countercompound). to give stik. With the same setting of the resistances in the circuits of the excitation windings, d. H. so z. B. with constant maximum external excitation, a very low voltage at maximum current and the maximum voltage at very low current can occur.

   In the former case, not only would it be useless to shunt the drive motors, but it would be directly harmful to the drive motors. The field weakening at low voltage is prevented by the magnet 27 in the following way: As long as the voltage is too low n to overcome the pressure of the spring 26, the intermediate slide 22 is pulled into its upper end position. The rod 15 then no longer comes into contact with the slide 19, even in position B of the piston 14, and the piston 20 is constantly under pressure from its underside, so that no field weakening occurs.



  The slide 19 is shown in Flg. 1 pressed by the spring 21 against a stop on the intermediate slide 22. However, a fixed stop could just as well be provided in that the piston 20 is acted upon with pressure medium from below with the intermediate slide pulled up when piston 14 has come to position B and rod 15 has pushed slide 19 all the way up.



  While in FIG. 1 the field weakening device is blocked by the magnet 27, t, in FIG. 2 a contactor 34 serves the same purpose.

       This contactor 34 is also connected via lines 32 and 38 to the generator 2 and only closes the field weakening circuit when the voltage of the generator has reached a certain value. The field weakening = servo motor 18 t thus rode here every time when the field regulator piston 14 has reached the upper end position B. The field weakening is not effective because the circuit from one side of the fields 4b via the resistors 30/31 to the other side of the field is not closed.



  If the servomotor piston 14 of the field regulator is designed as a rotary piston, it may be useful not to actuate the slide 19 through the piston rod 15 but from the lever 16. In addition, any other of the known Bauwei sen for both the servo motor 12 and the servo motor 18 instead of the hydraulic construction type, z. B. electro-pneumatic, electric motor, electro-hydraulic, etc., can be used without changing anything in the basic mode of operation of the device.



  The automatic field weakening device according to the invention is also not necessarily tied to the assignment of a torque to each speed as shown in FIG. Speed and torque can just as easily be set by separate organs.



  The gradation of the resistors 30 can be done quite finely, which offers advantages in terms of commutation of the drive motors, overloading of the diesel engine and smooth travel compared to the coarse field weakening with contactors. The graduation can be refined with advantage by the individual levers 29 are slightly offset against each other, so that the activation of certain field weakness levels for the various drive motors does not take place at the same time.



  The voltage at which resistor 17 is short-circuited decreases with decreasing speed. If the calculation shows that the lowest voltage at which the element 27 or 34 is allowed to respond at the highest speed is higher than the highest voltage at the lowest speed at which one would still like to have field weakening, device 7 a resistor can be combined which makes the response voltage of the organs 27 or 34 partially dependent on the speed, or this organ (e.g.

   Magnet 27) advantageously receives, according to FIG the speed is adjusted in such a way that the voltage of the auxiliary generator 3 remains constant.



  The difficulties are eliminated by the fact that the voltage regulation continues to work during the field weakening regulation, so that after switching on a certain field weakening stage and the resulting overload of the diesel engine this stage is not switched off again immediately, but the corresponding power reduction by reducing the generator voltage takes place. Only when, in the course of further acceleration of the vehicle, the voltage has risen again to the same value as at the moment when the aforementioned field weakening stage was switched on, does the device switch on a further field weakening stage.



  In both exemplary embodiments, field weakening is provided in the form of shunting. The control according to the invention could just as well be applied to a field weakening device by means of field tapping or to a device combined from shunting and tapping.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Steuerungseinriehtung für Diesel-elek trische Fahrzeuge mit automatischer Regulie rung der Generatorspannung durch einen vom Drehrzahlregler des Dieselmotors beeinfluss- ten, die Belastnnnr des Dieselmotors auf einem konstanten 'N\"erl haltenden Feldregler und automatischer Feldschwwiiehung der Trieb- rnotoren, dadurch. PATENT CLAIM: Control unit for diesel-electric vehicles with automatic regulation of the generator voltage by a field regulator influenced by the speed regulator of the diesel engine, keeping the load number of the diesel engine at a constant 'N \ "and automatic field oscillation of the drive motors, thereby. geherinzeiclrnet, dass in der Endlage des Feldreglerservomotors, in -wel chem der regulierte Vorschaltwiderstand im Feldstromkreis des Generators bei Erreichen der der betreffenden Drehzahl entsprechen- den Maximalspannung kurzgeschlossen ist, mit Hilfe eines Servomotors die Feldschwä chung der Triebmotoren eingeleitet wird, wo bei die Überdeckung des Steuerorganes der Feldschwächvorrichtung so gross ist, dass der Feldregler des Generators ohne Verstellung des Servomotors der Triebmotorfeldschwä chung einen Bereich des Regulierwider standes bestreicht, It is noted that in the end position of the field regulator servomotor, in which the regulated series resistor in the generator's field circuit is short-circuited when the maximum voltage corresponding to the relevant speed is reached, the field weakening of the drive motors is initiated with the help of a servomotor, where the overlap of the Control element of the field weakening device is so large that the field regulator of the generator sweeps an area of the regulating resistance without adjusting the servo motor of the drive motor field weakening, der mindestens eine so grosse Belastungsänderung auszugleichen er laubt, als der durch eine Stufe des Feld- schwächwiderstandes verursachten Bela stungsänderung entspricht. UNTERAN SPRÜCHE 1. Steuerungseinrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldschwächstufen der einzelnen Triebmotor stromkreise versetzt sind. 2. which allows to compensate for at least such a large change in load as corresponds to the change in load caused by a level of the field weakening resistance. SUBJECT DISCLAIMERS 1. Control device according to patent claim, characterized in that the field weakness levels of the individual drive motor circuits are offset. 2. Steuerungseinrichtung nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor für die Betätigung der Feld- schwächvorrichtung als hydraulischer Servo motor ausgebildet ist und eine von der Gene ratorspannung abhängige Vorrichtung einen Zwischenschieber dieses Servomotors derart verschiebt, dass der Servomotor des Genera- tors auch in der Endstellung die Steueröff nungen in diesem Schieber nicht mehr in dem Sinne abzudecken vermag, dass der Servo motor für die Feldschwächung der Trieb- matoren seine Endstellung entsprechend vol lem Feld verlässt. 3. Control device according to patent claim, characterized in that the servo motor for actuating the field weakening device is designed as a hydraulic servo motor and a device dependent on the generator voltage moves an intermediate slide of this servo motor in such a way that the servo motor of the generator is also in the end position can no longer cover the control openings in this slide in the sense that the servo motor for the field weakening of the drives leaves its end position corresponding to the full field. 3. Steuerungseinrichtung nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Servomotor für die Be tätigung der Feldschwächvorrichtung als hy draulischer Servomotor ausgebildet ist und eine von der Generatorspannung abhängige Vorrichtung einen Zwischenschieber dieses Servomotors derart verschiebt, dass der Servo motor des Generators auch in der Endstel- lung die Steueröffnung en in diesem Schieber nicht mehr in dem Sinne abzudecken ver mag, dass der Servomotor für die Feldschwä chung der Triebmotoren seine Endstellung entsprechend vollem Feld verlässt. 4. Control device according to patent claim and dependent claim 1, characterized in that the servo motor for actuating the field weakening device is designed as a hy draulic servo motor and a device dependent on the generator voltage moves an intermediate slide of this servo motor in such a way that the servo motor of the generator is also in the End position can no longer cover the control openings in this slide in the sense that the servomotor for the field weakening of the drive motors leaves its end position corresponding to full field. 4th Steuerungseinrichtung nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass eine von der Generator spannung abhängige Vorrichtung den Feld- schwächstromkreis unterbricht, solange die Generatorspannung unter einem bestimmten Wert bleibt, so dass die Feldschwächung erst bei Überschreiten einer bestimmten Span nung wirksam werden kann. 5. Steuerungseinrichtung nach Patent anspruch und Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass die von der Generatorspan nung abhängige Vorrichtung eine derart regu liert erregte Hilfswicklung erhält, dass die Ansprechspannung für einzelne Dieselmotor drehzahlen differiert. 6. Control device according to claim and dependent claim 1, characterized in that a device dependent on the generator voltage interrupts the field weakening circuit as long as the generator voltage remains below a certain value, so that the field weakening can only become effective when a certain voltage is exceeded. 5. Control device according to claim and dependent claim 2, characterized in that the device dependent on the generator voltage receives an auxiliary winding which is excited in such a way that the response voltage for individual diesel engine speeds differs. 6th Steuerungseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 und 3, da durch gekennzeichnet, dass die von der Gene ratorspannung abhängige Vorrichtung eine derart reguliert erregte Hilfswicklung erhält, dass die Ansprechspannunb für einzelne Dieselmotordrehzahlen differiert. 7. Steuerungseinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 und 4, da durch gekennzeichnet"dass die von der Gene ratorspannung abhängige Vorrichtung eine derart reguliert erregte Hilfswicklung erhält, dass die Ansprechspannung für einzelne Dieselmotordrehzahlen differiert. Control device according to patent claim and dependent claims 1 and 3, characterized in that the device dependent on the generator voltage receives an auxiliary winding excited in such a way that the response voltage differs for individual diesel engine speeds. 7. Control device according to claim and dependent claims 1 and 4, characterized in that "that the generator voltage dependent device receives a regulated excited auxiliary winding that the response voltage differs for individual diesel engine speeds. B. Steuerunb"seinrichtung nach Patent anspruch und Unteransprüchen 2 und 5, da durch gekennzeichnet, dass die Hilfswicklung der von der Generatorspannung abhängigen Vorrichtung vomHilfsgenerator-Erregerstrom durchflossen wird. B. Control device according to patent claim and dependent claims 2 and 5, characterized in that the auxiliary generator excitation current flows through the auxiliary winding of the device dependent on the generator voltage.
CH240561D 1944-03-09 1944-01-08 Control device for diesel-electric vehicles. CH240561A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE974998C (en) * 1951-04-26 1961-06-29 Licentia Gmbh Arrangement for traction vehicles with internal combustion engines and electrical power transmission

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DE974998C (en) * 1951-04-26 1961-06-29 Licentia Gmbh Arrangement for traction vehicles with internal combustion engines and electrical power transmission

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