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Einphasenkollektormotor für Fahr-und Bremsbetrieb
Zum Zwecke der Nutzbremsung werden Einphasenkollektormotoren zum Antrieb von Lokomotiven od. dgl. mit einem vom Ankerstromkreis gesonderten Erregerkreis versehen. Der Übergang vom Fahren auf Bremsen ist bei diesen Ausführungen ohne Änderung der Erregerschaltung möglich, z. B. durch Einführung einer regelbaren Fremdspannung in den Erregerkreis beim Übergang zum Bremsen.
An Hand der Fig. 1 ist eine derartige bekannte Schaltung erläutert. Es bedeutet 1 den Anker des Einphasenkollektormotors, 2 die Wendepolwicklung, 3 die Kompensationswicklung. In Reihenschaltung mit diesen Wicklungen ist der Anker 1 an den Stufentransformator 4 angeschlossen. 5 ist die in einem gesonderten Stromkreis liegende Erregerwicklung, mit der in an sich üblicher Weise ein Kondensator 6 und gegebenenfalls ein Ohmscher Widerstand 7 in Reihe geschaltet sind, um Spannung und Strom im Erregerkreis in gleicher Phase zu halten. Über den Transformator 8, der an der Kopplungsimpedanz 9 im Ankerkreis liegt, erhält der Erregerkreis eine dem Ankerstrom verhältnisgleiche Erregung. Ein Ende des Erregerkreises ist an den beweglichen
Kontakt 10 am Stufentransformator 4 angeschlossen.
Dadurch kann zusätzlich zur stromabhängigen Erregung eine regelbare Erreger- spannung in den Erregerkreis eingeführt werden.
Bei Motorbetrieb befindet sich der Kontakt 10 an der Stelle 0, die Maschine arbeitet als Motor mit reinem Reihenschlussverhalten mit indirekter
Hauptstromerregung über den Transformator 8.
Zum Bremsen wird der Kontakt 10, wie im Aus- fuhrungsbeispiel gezeichnet, nach rechts verstellt.
Im Erregerkreis wird dadurch eine der strom- abhängigen Erregerspannung entgegengesetzt gerichtete regelbare Fremdspannung eingeführt, die Maschine arbeitet als gegenkompoundierter fremderregter Generator. Beim Übergang zum
Bremsen und umgekehrt ist eine Änderung der
Erregerschaltung nicht nötig, erforderlich ist nur eine entsprechende Einstellung der am Stufen- transformator abgegriffenen Erregerspannung U e beim Bremsen.
Die Erfindung betrifft eine besonders vorteilhafte weitere Ausbildung derartiger MotorschaJtungen mit vom Ankerstromkreis gesonderter Erregung. Die Erfindung ermöglicht vor allem die selbsttätige Anpassung des Wendefeldes an den Motor-und Generatorbetrieb bei unver- änderter Schaltung der Wendefelderregung. Während also bisher, um Phase und Grösse des Wendefeldes richtig zu erhalten, eine Ein-bzw. Ausschaltung bzw. Umgruppierung der Widerstände im Wendefelderregerkreis nötig war, entfällt diese Schaltungsänderung durch die Erfindung. Ausserdem kann im Falle der Erfindung im allgemeinen überhaupt auf die sonst üblichen Parallelwiderstände zur Wendefelderregerwicklung verzichtet werden. Gemäss der Erfindung ist das Wendefeld ausser vom Ankerstrom auch in Abhängigkeit von der Erregung des Motors erregt.
Völlig zweckentsprechende Verhältnisse werden insbesondere dann erhalten, wenn der Wendefelderregung zusätzlich eine von der Motorerregung abhängige Komponente zugeführt wird, die im wesentlichen um 90 Q gegen- über dem Strom bzw. der Spannung im Erregerkreis des Motors phasenverschoben ist.
Zur Einführung dieser Spannungskomponente in die Wendefelderregerwicklung dient in Fig. l der Transformator 11, dessen Primärwicklung an der Spannung im Erregerkreis liegt und dessen
Sekundärwicklung an die Enden der Wendefeld- wicklung angeschlossen ist. Um die nötige Phasen- verschiebung von 90'zwischen der Spannung im
Erregerkreis und der in die Wendefeldwicklung eingeführten Spannung zu erzielen, ist ein induktiver Widerstand 12 in den Primärkreis des
Transformators 11 gelegt.
Da die Spannung im
Erregerkreis mit dem Erregerstrom im wesent- lichen gleichphasig ist, eilt der in der Primär- wicklung des Transformators 11 fliessende Strom wegen der Induktivität 12 dem Erregerstrom um 90"nach. Es ist also dadurch möglich, eine Wende- feldkomponente zu erhalten, die zur Aufhebung der transformatorischen Funkenspannung bei allen Betriebszuständen des Motors richtige
Grösse und Phasenlage hat. Die Aufhebung der
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Stromwendespannung wird durch die vom Ankerstrom gelieferte Komponente der Wendefelderregung ebenfalls nach Grösse und Phase richtig bewirkt.
Die sonst üblichen Parallelwiderstände zur Wendefeldwicklung können hiebei entfallen, da durch die erfindungsgemässe Beeinflussung des Wendefeldes eine Phasenverschiebung des ankerstromabhängigen Anteiles der Erregung nicht notwendig ist.
Statt der Spannung im Erregerkreis kann auch eine in ihrer Phasenlage entsprechende Komponente des Erregerstromes selbst der Primärwicklung des Transformators 11 zugeführt werden. In diesem Fall kann der Erregerstromkreis z. B. in zwei Zweige aufgespalten werden, von denen der eine ausser der Transformatorprimärwicklung eine Induktivität, der andere eine Kapazität enthält. Bei entsprechender Bemessung von Induk- tivität und Kapazität ist es möglich, eine gegen den Motorerregerstrom um 90'verschobene Erregerkomponente entsprechender Grösse am Transformator zu erhalten. Statt eines Transformators 11 kann auch ein Hilfsstromerzeuger parallel zur Wendefeldwicklung angeordnet werden, z. B. eine kleine Kollektormaschine, die vom Erregerstrom fremd erregt ist.
Die Spannung in dieser Maschine ist phasengleich mit dem Erregerstrom, der von der Maschine gelieferte, zusätzlich in die Wendefeldwicklung fliessende Strom wird zweckmässig durch eine mit der Maschine in Reihe geschaltete Induktivität um 90 c gegen die Maschinenspannung und damit gegen den Motorerregerstrom verschoben.
Naturgemäss kann auch umgekehrt die Wendefeldwicklung direkt im Erregerstromkreis der Maschine oder in einem Zweig des Erregerstromkreises liegen und der Ankerstrom transformatorisch, durch eine Hilfsmaschine od. dgl., in die Wendefeldwicklung eingeführt werden.
Eine weitere Möglichkeit einer erfindunggemässen Ausführung zeigt Fig. 2. Hier ist die eine Komponente der Wendefelderregung nur von der beim Bremsen eingeführten Regelspannung U, aus dem Stufentransformator 4 abgeleitet und daher dieser Spannung verhältnis- gleich. Die Primärwicklung des Transformators 11 ist hier an die Zapfenstellen 0-10 des Transformators 4 unter Zwischenschaltung der
Induktivität 12 unmittelbar angeschlossen. Die Wendefelderregung besteht hier wegen der
Kopplung zwischen Anker-und Erregerkreis und wegen des Parallelwiderstandes 13 zur Wendefeldwicklung einerseits aus einem ankerstromabhängigen Teil, wie er normal beim Einphasen-
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seits aus einem von der Teilspannung U, am Transformator abhängigen Teil.
Auch in diesen Fall ist es möglich, für alle Betriebszustände einfach mit der Steuerung des Bremsvorganges durch Verstellen des Kontaktes 10 selbsttätig die entsprechende Wendefelderregung zur Aufhebung der Stromwendespannung und der transfomatorischen Funkenspannung zu erhalten, ohne dass in der Haupt-und Wendefelderregerwicklung der Maschine eine Schaltungsänderung vorgenommen werden braucht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einphasenkollektormotor für Fahr-und Bremsbetrieb mit vom Ankerstromkreis gesondertem Erregerstromkreis, insbesondere Bahn- motfi mit Nutzbremsung, dadurch gekennzeichnet, dass das Wendefeld ausser vom Ankerstrom auch in Abhängigkeit von der Erregung des Motors erregt ist.