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Erregul1gseinricbtung für das Wendefeld von Reihenschlusskollektormaschinen.
Für Bahnmotoren, welche abwechselnd mit Gleichstrom und Wechselstrom betrieben werden, erscheint es wünschenswert, das Wendefeld verschieden zu beeinflussen, je nachdem Gleichstrom oder Wechselstrom den Motor durchfliesst. Es ist erwünscht, dass einerseits bei Gleichstrom und Wechselstrom Ströme annähernd gleicher Grösse durch die Wendefeldspulen fliessen und anderseits bei Wechselstrom eine Phasenverschiebung im Wendefeld eintritt.
Es ist bekannt, dies durch Abschalten von Teilen des Nebenschlusses (Shunts) zum Wendefelde oder durch Parallelschalten einer Drossel zum Nebenschluss zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung erreicht diese Wirkung durch Verwendung eines Stromtransformators in der nachstehend geschilderten Weise.
Der Reihenschlusskollektormotor 1, der in üblicher Weise aus dem Felde 6. den Anker 4 und dem Wendefelde 5 besteht, erhält einen unveränderlichen Nebenschluss 3, welcher für die Gleichstromverhältnisse zu bemessen ist. Hinter diesem ist die Sekundärwicklung 7 des Stromtransformators 2 geschaltet, während die Primärwicklung 7 hinter dem Vereinigungspunkte des Wendefeld-und des Shuntstromes geschaltet ist. Durch 3 und 7 fliesst der Shuntstrom J", durch 5 der Wendefeldstrom J", und schliesslich durch 8 (ebenso wie durch 4 und 6) der volle Motorstrom J.
In dem Strom-und Spannungsdiagramm, Fig. 2, sind die Strom-und Spannungs- verhältnisse für Betrieb mit Einphasenwechselstrom dargestellt.
Die Spannung an der Wendepolwicklung Etc bewirkt einen bekanntlich fast um 90 nacheilenden Strom J"in der Wendepolwicklung 5 der Fig, 1. Der Shuntstrom ist Js, dessen Phasenlage zusammenfallend mit E', gewünscht wird ; er fliesst im Shunt 3 und der Wicklung 7.
Die geometrische Summe von J und Js ergibt den Gesamtstrom J, der in der Wicklung 8
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Magnetisierungsstrom J", die eingezeichnete Phasenlage, die also genau um 900 gegen die Spannung Eu nacheilend oder (zur Berücksichtigung des Histeresiswinkels) etwas weniger nacheilend gewählt werden kann. Es kann dadurch erreicht werden, dass die vom Transformator induzierte Spannung Et genau in Gegenphase mit der Spannung E, t, zu liegen kommt, so dass sich die für die Grösse des Shuntstromes massgebende Spannung von Ew auf E6 vermindert.
Durch geeignete Wahl der Grösse der Transformatorspannung konnte nun eine solche Grösse von Es erreicht werden, dass mit einem Shuntwiderstandswert, wie er für den Betrieb mit Gleichtrom notwendig ist (bekanntlich wesentlich kleiner als der Wechselstromshunt bei der normalen Schaltung) der richtige Shuntstrom erreicht wird.
Bei Gleichstrom ist hauptsächlich nur der Shunt 3 wirksam und die Wicklungen 7 und 8 lediglich durch den fast vernachlässigbaren Ohmschen Widerstand.
Durch die Verwendung des Transformators statt einer Drosselspule oder statt Umschalt- vorrichtungen kann der Shuntwiderstand 3 sehr niedrig auf dem Werte für Gleichstrombetrieb gehalten werden, weil bei Wechselstrombetrieb die Spannung an den Klemmen des Wendefeldes durch den Stromtrallsformator gegenüber der Spannung am Shunt erhöht wird. Ander-
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'seits. kann'durchrichtige. Bemessungen die entsprechende Phasenlage des Shuntstromes und des Wendepolstromes bzw. ein richtiges Wendefeld nach Grösse und Phasenlage erreicht werden. Auch wird durch die Verwendung des Stromtransformators der cos (p der Anordnung verbessert.
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Excitation device for the turning field of series collector machines.
For rail motors that are operated alternately with direct current and alternating current, it appears desirable to influence the turning field differently, depending on whether direct current or alternating current flows through the motor. It is desirable that, on the one hand, with direct current and alternating current, currents of approximately the same magnitude flow through the turning field coils and, on the other hand, with alternating current, a phase shift occurs in the turning field.
It is known to achieve this by switching off parts of the shunt to the reversing field or by connecting a choke in parallel to the shunt.
The present invention achieves this effect by using a current transformer as described below.
The series collector motor 1, which consists in the usual way of the field 6, the armature 4 and the reversing field 5, receives an invariable shunt 3, which is to be dimensioned for the direct current conditions. The secondary winding 7 of the current transformer 2 is connected behind this, while the primary winding 7 is connected behind the junction of the turning field and the shunt current. The shunt current J "flows through 3 and 7, the reversing field current J" flows through 5, and finally through 8 (as well as through 4 and 6) the full motor current J.
In the current and voltage diagram, FIG. 2, the current and voltage relationships for operation with single-phase alternating current are shown.
The voltage at the reversing-pole winding Etc causes a current J ″ in the reversing-pole winding 5 of FIG. 1, which is known to be almost 90 behind. The shunt current is Js, the phase position of which is desired to coincide with E ';
The geometric sum of J and Js gives the total current J that is in winding 8
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Magnetizing current J ", the drawn phase position, which can be selected to lag exactly 900 with respect to the voltage Eu or (to take into account the histeresis angle) a little less lag. It can be achieved that the voltage Et induced by the transformer is exactly in antiphase with the Voltage E, t, comes to rest, so that the decisive voltage for the size of the shunt current is reduced from Ew to E6.
By suitable choice of the size of the transformer voltage, it was now possible to achieve such a size that the correct shunt current is achieved with a shunt resistance value as is necessary for operation with constant current (known to be significantly smaller than the alternating current shunt in normal switching).
With direct current, mainly only the shunt 3 is effective and the windings 7 and 8 only because of the almost negligible ohmic resistance.
By using the transformer instead of a choke coil or instead of switching devices, the shunt resistor 3 can be kept very low at the value for direct current operation, because in alternating current operation the voltage at the terminals of the turning field is increased by the current transformer compared to the voltage at the shunt. At the-
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'on the other hand. can'throughout. Measurements, the corresponding phase position of the shunt current and the reversing pole current or a correct reversing field according to size and phase position can be achieved. The use of the current transformer also improves the cos (p of the arrangement.