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Anordnung zum elektrischen Antrieb von Eisenbahnwagen mittels in Kaskade zu schaltende
Drehatrommotoren.
Bei Fahrzeugmotoren bestimmt der vorhandene Konstruktionsraum die obere Grenze der Leistungsfähigkeit der Motoren, d. h. es kann z. B. in eine elektrische Lokomotive oder in einen durch elektrische Motoren angetriebenen Wagen nicht ein Motor von beliebiger Leistung eingebaut werden, denn die Grenzen der äusseren Abmessungen des Motors sind durch den Radabstand usw. gezogen, so dass in dem gegebenen Raum nur ein Motor von einer bestimmten Höchstleistung untergebracht werden kann. Soll nun also die Lokomotive oder der Wagen eine höhere Leistungsfähigkeit erhalten, so muss die Zahl der Motoren entsprechend vermehrt werden, wobei es aus Wirtschaftlichkeitsrücksichten erforderlich ist, eine möglichst geringe Anzahl Motoren und dementsprechend möglichst grosse Einheiten anzuordnen.
Nehmen wir als Beispiel an, dass bei gegebenen Verh1illnisson in dem vorhandenen Raum on Motor von höchstens 100 Pferdekräften unterzubringen wäre und man eine Leistung von 300 Pferden erforderte, so müsste man eine dreiachsige Lokomotive mit drei Motoren zu je 100 Pferdekräfte bauen.
Nehmen wir aber den Fall, dass zum Betrieb der Eisenbahn Drehstrommotoren und
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1. Bei der Verwendung der Kaskadenschaltung bei Eisenbahnmotoren mit Lochspannungsbetrieb werden die Loitmotoren gewöhnlich mit einer hohen, die geleiteten Motoren jedoch mit einer bedeutend niedrigeren Spannung gespeist, weil die Sekundär-
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2. Die obere Grenze der Leistungsfähigkeit des in den gegebenen Konstruktionsraum einbaubaren Motors ist bei sonst gleichbleibenden Verhältnissen von der Spannung des Speisestromes und auch von der verschiedenen Polzahl abhängig, die der in der Kaskaden- schaltung zu erzielenden Geschwindigkeit angepasst werden muss.
Nehmen wir nun einen praktischen Fall an. Der Strom besitze eine Spannung von 3000 Volt und die Sekundärspanuung des Leitmotors und dementsprechend die Spannung des Speisestromes des geleiteten Motors betrage 500 Volt. Es ist augenscheinlich, dass nun
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Leistung für 500 Volt.
Angenommen dass bei bestimmten Verhältnissen in den gegebenen Konstruktionsraum ein für 3000 Volt bestimmter Leitmotor von höchstens 100 Pferdekräften und ein für 500 Volt bestimmter geleiteter Motor von 200 Pferdekräften untergebracht werden könnte und man eine Lokomotive mit 400 Pferdekräften Gesamtmotor- leistung zu bauen hätte, so sah man sich bis jetzt gezwungen, statt einen geleiteten Motor zu 200 Pferdekraften mit zwei Leitmotoren zn je 100 Pferdekräften anzuordnen, zwei Leitmotoren und zwei geleitete Motoren zu je 100 Pferdekräften einzubauen, weil man für jeden Leitmotor einen besonderen geleiteten Motor anordnen zu müssen glaubte und weil der Konstruktionsraum es nicht zuliess,
für den einbaubaren 200pferdigen Niederspannungsmotor einen ebenso starken Hochspannungsmotor anzuordnen.
Es hat sich nun gezeigt, dass es eine für den Eisenbahnbetrieb vorteilhaftere Lösung gibt, die darin besteht, dass sowohl für die Hochspannungsmotorcn ais für die Nieder-
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spannUDI8motoron die durch den Konstruktionsraum zulässigon grössten Einheiten angeordnet worden, ohne Rücksicht darauf, dass ihre Zahl eine ungleiche ist.
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schaltung trotz der ungleichen Zahl durchgeführt worden kann, wenn nur die in Mehrzahl vorhandenen Motoren derselben Kaskadenstufe untereinander primär und sekundär parallel geschaltet und miteinander zwangläufig gelcuppelt worden.
Wllhrend man nach dem bisherigen Stand der Technik bei dem obigen Beispiel zwei primäre und zwei sekundäre Motoren zu je 100 Pferdekräfton anordnon musste, wird im Sinne der Erfindung für die zwei Hochspannungsmotoron bloss ein Niodorspannungsmotor zu 200 Pferdokri1ften angeordnet.
Die Erfindung beruht also auf der Erkenntnis, dass für den wirtschaftlichen Eisenbahnbetriob sowohl für die Hochspannungs-als für die Niederspannungsmotoren der Kaskaden, Einheiten von der möglichst grössten Leistungsfähigkeit ohne Rücksicht auf die Ungleichheit der Anzahl derselben angeordnet worden müssen, ferner auf der Erkenntnis, dass die Motoren von ungleicher Zahl in Kaskade geschaltet werden können, insofern die in Mehrzahl befindlichen Motoren primär und sekundär parallel geschaltet und miteinander zwangläufig gekuppelt werden.
Die zwangläufige Kupplung der parallel geschalteten Motoren derselben liaskadenstufe soll nicht nur sichern, dass die Motoren mit gleichen Winkelgeschwindigkeiten laufen, sondern bezweckt gleichzeitig die jeweilige gegenseitige Lage der parallel geschalteten Motoren genau zu bestimmen, da dieselben, sobald sie primär und sekundär parallel geschaltet sind, während des Anlassens die Tendenz haben, sich derart gegenseitig zu verdrehen, dass sie in die Kurzschlussstellung gelangen, in welcher aus der Sekundärwicklung des einen Motors in die Sekundärwicklung dos anderen Motors Strom fliesst.
Dieser Zustand tritt sofort ein, wenn die Spannungen an den Schleifringen der parallel geschalteten Motoren ungleich gross sind oder sich in ungleichen Phasen befinden.
Es ist demnach von grösster Wichtigkeit, durch die zwangläufige Kupplung auch eine solche gegenseitige Lage der Motoren zu sichern, dass an den Schleifringen der parallel- geschalteten Motoren Spannungen von genau gleicher Grösse und Phase entstehen.
Zwei beispielsweise Anordnungen sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Bei dem Beispiel Fig. 1 sollen zwei Leitmotoren I, 1 mit einem geleiteten Motor 11 in
Kaskade geschaltet werden können. Die Rotoren sämtlicher Motoren sind mit Kurbeln 1 versehen, die mittels der Stange 2 miteinander gekuppelt sind. Der induzierende Teil der Loitmotoron I wird durch die Leitung 3 gespeist. Die induzierten Teile dieser
Motoren sind mittels der Leitungen 4 parallel geschaltet und die von diesen Verbindung- leitungen abgezweigten Drähte 5 führen zum induzierenden Teil des geleiteten Motors 11 ; der induzierte Teil dieses letzteren ist mittels der Leitungen C an den regelbaren Anlass- widerstand 7 angeschlossen.
In Fig. 2 soll im Gegenteil ein Leitmotor mit zwei geleiteten Motoren in Kaskade geschaltet werden können. Die Motoren sind hier ebenfalls mittels Kurbeln und Schub- stange 2 zwangläufig gelcuppelt. Der Leitmotor 1 wird von den Leitungen 3 gespeist. Die induzierenden Wicklungen der geleiteten Motoren II, 11 sind durch die Leitungen 8 parallel geschaltet und werden vom induzierten Teil des Leitmotors durch die Leitungen 5 gespeist. Die induzierten Wicklungen der geleiteten Motoren sind durch die Leitungen 9 ebenfalls parallel geschaltet und werden mittels von den Verbindungsleitungen 9 abgezweigten
Leitungen 6 mit dem Anlasswiderstand 7 verbunden.
In den Figuren sind die zur Durchführung der Schaltungen erforderlichen Schalter nicht dargestellt.
Es ist selbstverständlich, dass die beschriebene Anordnung für Motoren beliebiger Anzahl verwendet worden kann, wenn die Zahl der Leitmotoren und der geleiteten Motoren voneinander abweicht.