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NutzbremssehaItung für EinphasenserienmotorfM.
Für Einphasenserienmotoren, insbesondere für Verwendung auf Einphasentriebfahrzeugen, ist unter den Schaltungen für Nutzbremsung mit Fremderregung auch eine solche mit Benutzung von statischen Kondensatoren, die in Serie mit der Erregerwicklung geschaltet werden, bekannt.
Bei dieser Schaltung sind aber in der bisher bekannten Ausführung verschiedene Nachteile vor-
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diesen Nachteil und gibt Mittel zur Verbesserung des Leistungsfaktors bzw. der Phasenverschiebung an.
Bei der erwähnten Schaltung ist, wie z. B. aus Fig. 3 der österr. Patentschrift 133361 hervorgeht, die Tangente des Phasenverselhiebungswinkels'C gleich dem Verhältnis des induktiven zum Ohmschen
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des Ankerstromkreises im Verhältnis zum induktiven Spannungsabfall desselben Stromkreises klein ist. ergibt sich somit ein relativ grosser Winkel bzw. zur Erzielung eines entsprechenden Drehmomentes beim Bremsen und zu einer genügenden Bremsleistung sind verhältnismässig grosse. Ankerstrome notwendig.
Diese Verhältnisse können zum Teil durch den in der bereits erwähnten Patentschrift beschrie- benen Kompoundierungstransformator verbessert werden, doch ist diese Verbesserungsmöglichkeit nur beschränkt anwendbar. Die Erfindung bringt nun weitere und wirksame Mittel zur Verbesserung des Leistungsfaktors bei der erwähnten Schaltung.
Die Phasenverschiebung kann dadurch verbessert werden, dass in dem Ankerstromkreis ein zu- sätzlicher Ohmscher Widerstand eingeschaltet wird. Es lässt sich leicht nachweisen, dass für ein bestimmtes Verhältnis zwischen Ohmschen und induktiven Widerstand dieses Stromkreises die Verluste für eine gegebene Bremsleistung ein Minimum werden, und es kann angestrebt werden, dieses Verhältnis möglichst oder ganz zu erreichen. Als Ohmscher Widerstand kann ganz oder teilweise bzw. nach entsprechender Umschaltung der für den Fahrbetrieb übliche Ohmsche Wendepolshunt Verwendung linden.
In Fig. 1 ist die betreffende Schaltung beispielsweise schematisch dargestellt, wobei im Erreger-
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des Transformators der Erregerstromkreis angeschlossen, der die Erregerwicklung des Motors B und die Primärwicklung F1 des Zwischentransformators für den Kondensator enthält. Die Sekundärwicklung desselben Transformators speist direkt den Kondensator C. An Stelle eines Transformators mit zwei 'Wicklungen Fi, Fa kann auch ein Transformator in Sparschaltung Verwendung tinden.
Zur Erzielung eines geringen Phasenverschiebungswinkels ist es ferner zweckmässig, eine Voreilung zwischen den Magnetisierungsstrom und der Netz-bzw. Transformatorspannung zu bewirken. Erfindungsgemäss wird die Verschiebung auf folgende Art bewirkt :
Der Erregerstromkreis wird vom Transformator nicht direkt gespeist, sondern in der Weise, dass über einen Ohmsehen Widerstand zwei Zweigströme fliessen, von welchen der eine den Magnetisierungsstrom des Motors bildet und der andere über eine entsprechend grosse Induktivität fliesst. An Stelle des
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Stromes in der Induktivität kann auch der Magnetisierungsstrom eines Transformators treten, von dessen Sekundärseite der Magnetisierungsstrom des Motors abgenommen wird.
Dieser ist dann, wie gewünscht, gegenüber der Primärspannung etwas in der Phase voreilend.
Eine beispielsweise Schaltung hiefür ist aus Fig. 2 zu entnehmen. Am Transformator D ist einerseits der Anker A des Einphasenserienmotors angeschlossen, anderseits werden über einen Ohmschen Widerstand r'zwei parallele Stromkreise gespeist. D er eine dieser Stromkreise speist die Erregerwicklung B über die Primärseite des Kondensator-Zwischentransformators F. In diesem stromzweig fliesst der Magnetisierungsstrom Jm.
Der zweite Stromzweig wird durch die Induktivität F gebildet ; der Strom in ihm sei mit J D bezeichnet. Die Induktivität H kann in bekannter Weise als Ersatzschema für einen auf das Übersetzungsverhältnis 1 : 1 reduzierten Transformator aufgefasst werden, dessen Magnetisierungsstrom dem Strom JD entspricht. Da, wie aus der noch zu besprechenden Fig. 3 hervorgeht, zur Erzielung einer entsprechenden Phasenverschiebung der Strom JD eine bestimmte Grösse haben muss, kann es vorteilhaft sein, bei dem Transformator einen grösseren Magnetisierungsstrom als normal erforder- lich durch besondere an sich bekannte Hilfsmittel zu erreichen (Luftspalte usw. ). Das Vektordiagramm des Magnetisierungskreises ist aus Fig. 3 zu entnehmen.
Da die Selbstinduktion der Wicklung Bund der über den Transformator F1, F2 im gleichen Kreise wirkende Kondensator C für die Netzfrequenz die Resonanzbedingung geben, ist der Strom Jm in Phase mit der an den Klemmen der Induktivität H herrschenden Spannung. Letztere ist J",. r'",. Der Strom in der Induktivität eilt dieser Spannung um 90 nach. Über den Widerstand r'fliesst der Summenstrom J'der Ströme J, und Je. Der Spannungs- abfall am Widerstnad r1 ist J' r1. Letzterer ist zur Spannung J,. f', geometrisch zu addieren und ergibt sich dann die Spannung E", an der Transformatoranzapfung. Wie ersichtlich, eilt der Strom J", gegenüber der Transformatorspannung E", etwas vor.
In den Fig. 1 und 2 sind der Übersichtlichkeit halber etwaige Kompensations-und Wendepolwicklungen an den Einphasenmotoren weggelassen, die in an sich bekannter Weise geschaltet werden können. Die Mittel zur Verbesserung der Phasenverschiebung gemäss der Anmeldung können nicht nur einzeln, sondern auch gleichzeitig bzw. abwechselnd für verschiedene Betriebszustände zur Anwendung gelangen.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Nutzbremsschaltung für Einphasenserienmotoren mit Fremderregung der Magnetfelder bei
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zwischen Ankerstrom (Nutzbremsstrom) und Spannung erzielt wird.