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(xleichstrom-Gleichstrom-Umformeraggrega. t.
In elektrischen mit hochgespanntem Gleichstrom arbeitenden Kraftbetrieben, insbesondere aber bei Gleichstromhochspannungsbahnen, wird oftmals für die Speisung von Hilfsstromkreisen, wie z. B. zur Steuerung, Beleuchtung usw., eine möglichst konstante und von den Schwankungen im Netz unabhängige Niederspannung benötigt. Die meisten Vorrichtungen, die diesen Zweck zu erfüllen suchen, bestehen aus einem Umformeraggregat, dessen sekundäre Gleichspannung dadurch konstant gehalten wird, dass mittels Spannungsrelais od. dgl. die Erregung der Generatorseite des Umformers geändert wird. Die Nachteile dieser Regelvorrichtungen sind bekannt.
Es ist auch vorgeschlagen worden, die Verbrauchsspannungen dadurch konstant zu halten, dass man einen vom Netz gespeisten Motor mit einer zweiten Wicklung versieht, die in Reihe mit dem die Verbraucherspannung liefernden Generator geschaltet ist. Diese Anordnung besitzt den Nachteil, dass der Motor hiebei zur Erzeugung einer geradlinigen Charakteristik der zweiten Wicklung schwach gesättigt sein muss, so dass man auf unverhältnismässig grosse Abmessungen kommt.
Erfindungsgemäss wird eine konstante Sekundärspannung ohne Zuhilfenahme von Regelvorrichtungen oder einer Batterie mittels eines in Sparschaltung liegenden Einankerumformers und einer mit diesem gekuppelten Zusatzmasehine erzeugt. Der Spannungsausgleich wird dabei gemäss der Erfindung dadurch erzielt, dass der Einankerumformer in an sich bekannter Weise stark gesättigt ist, während die Zusatzmaschine, die einen Teil der von der Generatorseite des Umformers erzeugten Spannung motorisch verbraucht, eine schwache Sättigung besitzt.
Es ist also die auf der Generatorseite erzeugte Spannung von der Netzspannung linear abhängig, während die Gegen-EMK der mechanisch mit ihm gekuppelten Zusatzmaschine infolge ihrer schwachen Sättigung sich erstens in Abhängigkeit von der Drehzahl und zweitens in Abhängigkeit von der Netzspannung ändert, d. h. im ganzen entsprechend dem Quadrate der Netzspannung. Die an den Klemmen der Hilfseinrichtungen verfügbare Restspannung ist gleich der Differenz der von der Generatorseite des Umformers erzeugten und der von der Zusatzmaschine verbrauchten Spannung. Es lässt sich zeigen, dass diese Differenz durch die erfindungsgemässe Wahl der magnetischen Sättigungsverhältnisse der Maschine für die praktischen Bedürfnisse hinreichend konstant gehalten wird.
Gleichzeitig werden infolge der starken Sättigung des Umformers die Abmessungen so gering gehalten, dass sich der Maschinensatz ohne Schwierigkeiten auf jedem Triebwagen unterbringen lässt.
In den Fig. 1-3 sei ein Beispiel der Erfindung an Hand von Schaltbildern näher erläutert. Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, welche die Abhängigkeit einiger elektrischen Grössen voneinander und
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In Fig. 1 ist MD der Umfonner, der zweckmässig als Umformer ausgebildet ist. Dieser besitzt zwei in Sparschaltung liegende Ankerwicklungen, von denen die eine motorisch und die andere genera- torisch wirkt. Der Umformer wird vom Netz aus mittels Nebenschlusswicklung W1 erregt. Die Abmessungen des Umformers sind derart gewählt, dass er magnetisch stark gesättigt und das Feld (b von M1D auch bei schwankender Netzspannung praktisch konstant bleibt.
Die Drehzahl n des Umformers
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und somit die auf der Generatorseite erzeugte Spannung ED sind daher von der Netzspannung E1 linear abhängig. Es ist also
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Die im Verbraucherkreise liegende Zusatzmaschine M2 ist so bemessen, dass sie bei geringer Sättigung, also im geradlinigen Teil der Magnetisierungskurve arheitet. Da die Erregerwicklung W2 vom Netz aus gespeist wird, ist der Kraftfluss der Zusatzmaschine
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Die GEMK des Motors 2 ändert sich also einerseits infolge der Drehzahlsehwankungen und anderseits im gleichen Sinne infolge der Feldsahwankungen. Es ist daher die GEMK der Zusatzmaschine
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Die Spannung EM2 ist also proportional JE2.
Durch geeignete Wahl der elektrischen und magnetischen Verhältnisse beider Maschinen lässt es sich deshalb erreichen, dass die Verbraucherpannung
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