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Wechselstromkollektormotor, insbesondere Bahnmotor.
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induktive Widerstand der Wendepolwieklung ist ebenfalls nur 1/3 dieses Widerstandes bei 50 Perioden.
Die sieh ergebende Stromverteilung wäre daher Jiv'und Jr'. Die vom Wendefeld in den kurzgeschlos- senen Spulen erzeugte Spannung wäre dann est'. Diese Spannung hat zwar die richtige Phasenlage, aber nicht die richtige Grösse. Es bleibt eine unausgeglichene Restspannung M übrig, die eine ein- wandfreie Kommutierung vereitelt.
Durch die erfindungsgemässe Zuschaltung der Drossel d bei der kleineren Frequenz gelingt es nun, die richtige Wendefeldspannung auch bei dieser Frequenz zu erhalten. Bei entsprechender Bemes- sung der Drossel d ergibt sieh dann die in Fig. 3 wiedergegebene Stromverteilung. Jod ist der Strom in der Wendepolwieklung, J der Strom in der Drossel d, J l der Strom im Widerstand i'. (JJrl und J sind in Phase, da beide induktive Ströme sind. ) Zum Vergleich ist die Stromverteilung bei der höheren
Frequenz in gestrichelten Linien ebenfalls eingetragen. Die durch das Feld des Stromes Jitl erzeit-te
Wendefeldspannung ist eiel, sie hat jetzt richtige Phase und Grösse.
Die gleiche Wirkung lässt sich auch erzielen, wenn die Drossel nicht ein-und ausgeschaltet wird, sondern ständig eingeschaltet bleibt, durch Abschalten eines Teiles ihrer Windungen aber bei der niedrigeren Frequenz ihre Induktivität verkleinert wird, wodurch sich ihre induktive Wirkung erhöht (Aufnahme eines grösseren induktiven Stromes).
Das Zu-und Abschalten der Drossel oder das Ein-und Ausschalten einzelnerTeile der Drossel kann von Hand aus odei selbsttätig, z. B. durch frequenzabhängige Relais, erfolgen.
Statt eines induktiven Widerstandes kann auch ein kapazitiver Widerstand zur Anpassung der Wendefeldspannung an die verschiedenen Frequenzen dienen. In diesem Fall ist jedoch umgekehrt wie bei der Verwendung der Drossel der Kondensator bei der niedrigeren Frequenz auszuschalten bzw. durch Verkleinern der Kapazität die kapazitive Wirkung bei dieser Frequenz herabzusetzen.
Fig. 4 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel im Schaltbild, Fig. 5 das Arbeitsdiagramm
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e seine Erregerwicklung, ! ss die Wendepol-und/c die Kompensationswielung, r ist ein der Wendepolwicklung parallel geschalteter Widerstand, c ein über einen Transformator t dem Widerstand rund der Wendepolwicklung 1C parallel geschalteter Kondensator, der mittels des Schalters s ein-und aus- geschaltet werden kann.
Bei der höheren Netzfrequenz ist dieser Kondensator durch Schalter s eingeschaltet. Wie Fig. 5 zeigt, fliesst in diesem Fall durch die Wendepolwicklung der Strom J16, diesem in der Phase entgegengesetzt im Kondensator der Strom Je und durch den Widerstand !' der Strom Jy. er ist die Reaktanzspannung, et die transformatorische Funkenspannung bei der höheren Frequenz, ew die vom Feld des
Stromes J erzeugte Wendefeldspannung, die der Resultierenden aus er und et das Gleichgewicht hält.
Bei der niedrigeren Frequenz wird der Kondensator durch Öffnen des Schalters s ausgeschaltet.
Durch die Wendepolwicklung fliesst der Strom Jowl, durch den Ohmsehen Widerstand der Strom Jrl.
Jwl hat im gleichen Verhältnis abgenommen wie die resultierende Spannung aus ei, und et, so dass bei der grossen und kleinen Frequenz gleich günstige Kommutierungsverhältnisse bestehen.
Der Kondensator ist, wie gezeigt, zweckmässig über einen Transformator angeschlossen, um den Kondensator kleiner bemessen zu können. Gegebenenfalls kann ausser der Einführung einer Kapazität bei der höheren Frequenz auch eine gleichzeitige Einfügung einer Widerstandskomponente sich als erforderlich erweisen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise parallel zum Kondensator ein entsprechender Ohmseher Widerstand angeordnet sein. Dasselbe ist auch bei einer Anordnung mit Drossel (Fig. 1) möglich.
Gleichzeitig mit dem Zu-und Abschalten der Kapazität oder der Induktivität kann auch gegebenenfalls der Parallelwiderstand)'verändert werden.
Es ist auch möglich, Induktivitäten und Kapazitäten zugleich anzuwenden und abwechselnd ein-bzw. auszuschalten, also bei der höheren Frequenz eine kapazitive, bei der niedrigeren Frequenz eine induktive Widerstandskomponente einzuführen. Das kann z. B. dann von Vorteil sein, wenn die Wendepolwindungszahl zu Mein ist, um mit reiner Parallelschaltung eines Ohmschen Widerstandes bei der einen Frequenz einwandfreie Stromwendung zu erreichen. Es ist nämlich möglich, dass bei Anordnung eines kapazitiven Widerstandes, wie Fig. 5 zeigt, der Strom Ja grösser gemacht werden kann, als dies bei Parallelschaltung eines rein Ohmschen Widerstandes möglich ist.
Durch die gemeinsame Verwendung von Induktivität und Kapazität ist es aber weiters bei entsprechender Anordnung auch möglich, eine völlig selbsttätige Einstellung der richtigen Stromwendebedingungen für jede der in Betracht kommenden Netzfrequenzen zu erhalten, ohne dass eine Zu-oder Abschaltung von Widerständen notwendig ist.
Ist gemäss Fig. 6 parallel zur Wendepolwicklung ? und dem Widerstand r eine den in Betracht kommenden Frequenzen entsprechend bemessene Kombination aus einer Drossel d und einem Kondensator c parallel geschaltet, so arbeitet diese Anordnung von selbst, so dass sich bei jeder der betref-
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Ist bei der höheren Frequenz die Induktivität cl der Widerstandskombination durch die Kapazität von c kompensiert, also unwirksam gemacht, so arbeitet die Anordnung so, als ob nur der Ohmsche
Widerstand r der Wendepolwicklung paiallel geschaltet wäre, also wie z. B. die Anordnung nach Fig. 1 bei ausgeschalteter Drossel.
Bei der kleineren Frequenz wird jedoch nur ein Teil der Induktivität durch den Kondensator kompensiert, es tritt also eine entsprechende induktive Komponente auf, die dieselbe Wirkung hat wie die zugeschaltet Drossel nach Fig. 1.
Diese Anordnung kann auch so ausgebildet werden, dass bei der höheren Frequenz die Kapazität des Kondensators überwiegt, während s ; e bei der niedrigeren Frequenz durch die Induktivität der Drossel kompensiert ist, oder es kann schliesslich bei der höheren Frequenz die Kapazität und bei der niedrigeren Frequenz die Induktivität überwiegen. In allen Fällen ist es möglich, ohne Zu-oder Abschaltung von Widerständen selbsttätig richtige Kommutierungsverhältnisse zu erhalten.
Aus wirtschaftlichen Gründen wird es sich empfehlen, den Kondensator wie in Fig. 4 über einen Transformator anzuschliessen. Dieser kann dann zweckmässig auch zugleich die Rolle der Drossel'd übernehmen, indem er mit grosser Streuung ausgeführt wird. Eine gegebenenfalls zugleich notwendige Veränderung der Ohmschen Widerstandskomponente mit der Frequenz kann hier ebenfalls dadurch z. B. erhalten werden, dass ein Ohmscher Widerstand im Sekundärkreis des Transformators angeordnet ist. Es kann aber gegebenenfalls auch der Widerstand ;'selbst im Sekundärkreis des Transformators parallel zur Sekundärwicklung und zum Kondensator angeordnet werden.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Wechselstromkollektormotor, insbesondere Bahnmotor mit Wendepolen für abwechselnden Betrieb mit zwei oder mehreren voneinander verschiedenen Netxfrequenzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wendepolwicklung bzw. der Kompensationswicklung bzw. Teilen dieser Wicklungen Widerstände oder Widerstandskombinationen mit derart veränderlicher Induktivität oder Kapazität parallel geschaltet sind, dass durch deren Einstellung das Wendefeld nach Grösse und Phase dem Betrieb mit jeder der verschiedenen Wechselstromfrequenzen angepasst werden kann.