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Bei Lokomotivumformern, die aus einem mit einem Gleielhstromerzeuger gekuppelten Einphasen- motor bestehen, bereitet das Anlassen Schwierigkeiten, da der Einphasenmotor bei Stillstand kein Drehmoment besitzt. Die Erfindung bezieht sich auf ein solches Anlassen des Umformersatzes, bei dem der Gleichstromerzeuger als Einphasenkommutatormasehine geschaltet und als Motor an das Wechselstromnetz gelegt wird.
Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltungsanordnung, bei der für die Speisung des Gleichstromerzeugers ein besonderer Transformator dadurch gespart wird, dass auf dem Ständer der Einphasenmaschine eine mit deren Hauptwicklung magnetisch gekuppelte Anlass-oder Hilfswieklung angeordnet ist, der der niedergespannte Einphasenstrom für die Speisung der als Weehselstromkommutatormotor anlaufenden Gleichstrommaschine entnommen wird.
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11 ist der Fahrdraht, von dem mittels der Stromabnehmer J2 der Einphasenstrom zu dem aus der Gleichstrommaschine 18 und dem Einphasenmotor 13 bestehenden Umformersatz der Lokomotive geleitet wird. Der Einphasenmotor 13 ist in diesem Fall ein Induktionsmotor mit Schleifringanker.
Der Ständer des Einphasenmotors ist mit einer Arbeitswieklung 14 für unmittelbaren Anschluss an die Betriebsspannung über den Hochspannungssehalter 15 versehen. Ausser der Arbeitswieklung 14 trägt der Ständer
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ist, und in der während des Laufes des Einphasenmotors in an sich bekannter Weise ein für den Betrieb von Hilfsvorriehtungen verwendbarer Dreiphasenstrom induziert wird. Zum Anlauf wird einem Teil dieser Dreiphasenwicklung, u. zw. zweckmässig demjenigen, der mit der Arbeitswicklung 14 magnetisch verkettet ist, Einphasenstrom entnommen und über den Schalter 17 der als Einphasenkommutatormotor geschalteten Gleichstrommaschine 18 zugeführt.
Nach erfolgtem Anlauf wird die Läuferwicklung des
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stromnetz getrennt und in einen Gleichstromerzeuger verwandelt, der auf die zu den Triebmotoren bzw. dem Fahrtwender führenden Leitungen 21 arbeitet. Das Feld des Gleichstromerzeugers 18 ist mit einer im Nebenschluss oder fremderregten Haupterregerwicklung 22 und einer Gegenverbundwicklung 23 versehen, ferner mit einer Wendepolwicklung 24 und einer Kompensationswicklung 25. Während des Anlassens liegt die Haupterregerwieklung 22 nicht an Spannung. Um Überspannungen in ihr zu vermeiden, wird sie zweckmässig in einzelne Unterabteilungen unterteilt, die gegebenenfalls jede für sich über passende Widerstände kurzgeschlossen sein können.
Die Gegenverbundwicklung 23 ist während des Anlassens in der Weise in den Ankerstromkreis geschaltet, dass sie als Hauptschlusserrcgerwicklung für die gleiche Drehrichtung wirkt, in der die Maschine später als Gleiehstromerzeuger zu arbeiten hat. Zweckmässig
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der Nähe des Luftspaltes. Für die Umschaltung der Gleichstrommasehine aus einem Gleichstromerzeuger mit Gegenverbundwicklung in einen Einphasenkommutatorhauptschlussmotor von gleicher Drehrichtung
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werden die Schaltmesser des dreipoligen Umschalters 17 nach der linken Seite gelegt. Hiedurch wird, wie ersichtlich, die Maschine. 18 als Hauptschlussmotor an einen Teil der Niederspannungswicklung 16 angeschlossen.
Nach Schliessen des Hochspannungsschalters 15 wird in diesem Teil der Niederspannungs- wicklung 16 ein Einphasenstrom erzeugt, der die Maschine 18 zum Anlaufen bringt. Nachdem der Umformersatz auf volle Tourenzahl gekommen ist, werden die Schaltmesser des Schalters 17 auf die rechte Seite herumgelegt, wodurch die Maschine 18 von der'Niederspanmmgswickhmg 16 getrenllt, in einen Gleichstromerzeuger mit Gegenverbundwicklung umgewandelt und auf die Gleichstromleitung 21 geschaltet wird.
Die Schalter, durch die die Haupterregerwiokhmg 22 der Maschine 18 während des Anlassens unterteilt wird und ihre Teile während des Betriebes als Gleiehstromerzeuger hintereinandergeschaltet werden, sowie diejenigen, durch die diese Wicklung an die Kommutatorbürsten bzw. an die fremde Stromquelle an-und abgeschaltet wird, sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
Die Schaltungsanordnung gemäss der Erfindung ist nicht auf die in dem Ausführungsbeispiel beschriebene Art der Umschaltung der Gleichstrommaschine beschränkt. Man kann auch die Wendepolund Kompensationswicklung als Erregerwicklung wirken lassen, indem man die Bürsten entsprechend verschiebt. Ferner ist es möglich, die verschiedenen Teilspulen der N ebenschlusserregerwicklung zueinander parallel und gegebenenfalls auch zu der Gegenverbundwicklung parallel oder mit dieser in Reihe zu schalten und sie als Erregerwicklung zu verwenden. Auch kann die Maschine statt als einfach gespeiste als doppelt gespeiste Reihenschlussmaschine geschaltet werden.
Auch kann man die Gleichstrommasehine als Repulsionsmotor anlaufen lassen, indem man die Bürsten verschiebt und sei es die Wendepol-und die Kompensationswicklung, sei es die Gegenverbundwicklung, gegebenenfalls unter Parallel-oder Reihenschaltung der entsprechend umgeschalteten Haupterregerspulen als Erregerwicklung verwendet. Man kann auch, insbesondere bei Maschinen ohne ausgeprägte Pole (nach Art der kompensierten Maschine) in der Weise verfahren, dass man die Wendepol-
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falls die. Haupterregerspulen nach entsprechender Umsehaltung parallel oder in Reihe geschaltet sind, in Reihe schaltet. Hiedurch erhält man ein räumlich verschobenes Wechselfeld, so dass die Maschine in diesem Fall ohne Verschiebung der Bürsten als Repulsionsmotor anlaufen kann.
Auch in andere Arten von Einphasenkommutatormaschinen lässt sich der Gleichstromerzeuger durch entsprechende Schaltung seiner Feld-und Ankerwicklungen, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme ohmscher und induktiver Widerstände, verwandeln.
Es ist nicht erforderlich, dass der Einphasenmotor ein Asynchronmotor ist, er kann auch ein Synchronmotor sein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltanordmmg zum Anlassen von Lokomotivumformersätzen, bestehend aus einer mit einem Einphasenmotor gekuppelten Gleichstrommaschine, die zum Anlassen als Einphasenkommutatormotor geschaltet und mit Wechselstrom gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Ständer der Ein- phasenmaschine (13) eine mit deren Hauptwicklung'Jf magnetisch gekuppelte Anlass-oder Hilfswicklung (16) angeordnet ist, der der niedergespannte Einphasenstrom für die Speisung der als Wechselstromkommutatormotor anlaufenden Gleichstrommasehine (18) entnommen wird.
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In the case of locomotive converters, which consist of a single-phase motor coupled with a DC generator, starting is difficult because the single-phase motor has no torque when it is at a standstill. The invention relates to such a starting of the converter set, in which the direct current generator is switched as a single-phase commutator machine and connected to the alternating current network as a motor.
The subject of the invention is a circuit arrangement in which a special transformer is saved for the supply of the direct current generator by the fact that on the stator of the single-phase machine a magnetically coupled starting or auxiliary winding is arranged, which provides the low-voltage single-phase current for the supply of the alternating current commutator motor starting DC machine is removed.
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11 is the contact wire from which the single-phase current is conducted by means of the pantograph J2 to the converter set of the locomotive consisting of the DC machine 18 and the single-phase motor 13. The single-phase motor 13 is in this case an induction motor with slip ring armature.
The stator of the single-phase motor is provided with a working position 14 for direct connection to the operating voltage via the high-voltage switch 15. Apart from the working position 14, the stand carries
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and in which a three-phase current which can be used for the operation of auxiliary devices is induced in a manner known per se while the single-phase motor is running. To start up a part of this three-phase winding, u. between the one who is magnetically linked to the working winding 14, single-phase current is taken and fed via the switch 17 to the DC machine 18 connected as a single-phase commutator motor.
After the start-up, the rotor winding of the
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Power grid separated and transformed into a direct current generator, which works on the lines 21 leading to the drive motors or the reverser. The field of the direct current generator 18 is provided with a shunted or separately excited main excitation winding 22 and a counter-composite winding 23, further with a reversing pole winding 24 and a compensation winding 25. During starting, the main excitation voltage 22 is not live. In order to avoid overvoltages in it, it is expediently divided into individual sub-sections, each of which can be short-circuited via suitable resistors if necessary.
The mating composite winding 23 is connected to the armature circuit during starting in such a way that it acts as the main circuit winding for the same direction of rotation in which the machine will later work as a DC generator. Appropriate
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near the air gap. For switching the direct current phase from a direct current generator with counter-compound winding to a single-phase commutator main-circuit motor with the same direction of rotation
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the switch blades of the three-pole changeover switch 17 are placed to the left. As can be seen, this creates the machine. 18 connected to a part of the low-voltage winding 16 as a main circuit motor.
After closing the high-voltage switch 15, a single-phase current is generated in this part of the low-voltage winding 16, which causes the machine 18 to start up. After the converter set has come up to full speed, the switch blades of the switch 17 are turned over on the right side, whereby the machine 18 is separated from the low voltage winding 16, converted into a direct current generator with counter-composite winding and switched to the direct current line 21.
The switches by which the main exciter coil 22 of the machine 18 is divided during starting and its parts are connected in series during operation as a traction generator, as well as those by which this winding is switched on and off to the commutator brushes or to the external power source not shown in the drawing.
The circuit arrangement according to the invention is not limited to the type of switchover of the DC machine described in the exemplary embodiment. The reversing pole and compensation winding can also act as an excitation winding by moving the brushes accordingly. It is also possible to connect the various sub-coils of the shunt exciter winding parallel to one another and, if necessary, also to the counter-composite winding in parallel or in series with it and to use it as an exciter winding. The machine can also be switched as a double-fed series-wound machine instead of a single-fed machine.
The direct current phase can also be started up as a repulsion motor by moving the brushes and using either the reversing pole and the compensation winding or the counter-compound winding, possibly with the correspondingly switched main excitation coils connected in parallel or in series as the excitation winding. It is also possible, especially in machines without pronounced poles (like the compensated machine), to move the reversing pole
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if the. Main excitation coils are connected in parallel or in series after corresponding conversion, switched in series. This results in a spatially shifted alternating field, so that in this case the machine can start up as a repulsion motor without moving the brushes.
The direct current generator can also be converted into other types of single-phase commutator machines by appropriate switching of its field and armature windings, possibly with the aid of ohmic and inductive resistors.
It is not necessary that the single-phase motor is an asynchronous motor, it can also be a synchronous motor.
PATENT CLAIMS:
1. Schaltanordmmg for starting locomotive converter sets, consisting of a DC machine coupled to a single-phase motor, which is switched as a single-phase commutator motor for starting and is fed with alternating current, characterized in that on the stator of the single-phase machine (13) one with its main winding'Jf magnetically Coupled starting or auxiliary winding (16) is arranged, from which the low-voltage single-phase current for supplying the direct current phase (18) starting as an alternating current commutator motor is taken.