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von den in den zitierten Patentschriften enthaltenen Systemen. Gemäss der vorliegenden Betriebseinrichtung ist in bekannter Art der primäre Toil eines Induktionsmotors mit einem einphasigen oder mehrphasigen Netz in Verbindung, während der sekundäre Teil mit den xn betreibenden Apparaten, z. B. Motoren, in Verbindung gebracht werden kann.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der Induktionsmotor wiihrend des Anlassens der zu betreibenden Motoren mittels einer Bremscinrichtnng von der maximalen Geschwindigkeit allmählich bis zum Stillstände gebracht wird, so dass er dann nur als ein statischer
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Motoren. Diese erhalten anfänglich Strom von sehr geringer Periodenzahl und Spannung zugeführt. Wird der Rotor des Induktionsmotors allmählich bis zum Stillstande gebremst, so wächst die Periodenzahl und Spannung des Stromes, welcher den zu betreibenden Motoren zugeführt wird, allmählich bis zu einem maximalen Werte an.
Ist der Induktionsmotor zum Stillstande gebracht, so ist die Periodeuzahl der von seinem sekundären Teil abgegebenen Ströme gleich der Periodenzahl des dem primären Teil zugeführten Stromes.
Der Induktionsmotor wirkt in dieser Art während des Anlassens der zu betreibenden Motoren als Spannungs-und Perioderzahlumformer und als Anlasser ; wenn die zu betreibenden Motoren die volle Geschwindigkeit erlangt haben, wirkt der Induktionsmotor als einfacher statischer Transformator. Die Bremsvorrichtung für den Induktionsmotor ist, wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht, so beschaffen, dass die zu betreibenden
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des normalen Laufes der zu betreibenden Motoren der als Umformer wirkende Induktionsmotor stillsteht und daher nur ebenso geringe Verluste verursacht, wie ein gewöhnlicher Wechselstromtransformator.
Die Betriebseinrichtung kann zum Betriebe beliebiger Motoren und Verbrauchsapparate dienen, hat aber insbesondere den Zweck, Hauptstromkollektormotoren zu betreiben. Diese sind, wie bekannt, wegen des grossen Anlaufdrehmomentes für den Betrieb elektrischer Bahnen sehr geeignet, jedoch haben sie, wenn sie mit Wechselstrom betrieben werden, den grossen Nachteil, dass während des Ingangsetzens derselben in den durch die Kollektorbürsten kurzgeschlossenen Spulen sehr starke Kurzschlussströme auftreten die nicht bloss einen grossen Energieverlust, sondern auch ein starkes Feuern
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diese Übelstände zu mildern.
Gemäss dem vorliegenden Betriebssystem sind diese Übelstände dadurch vermieden, dass die Kollektormotoren während des Anhlassens Strom zu-
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mit Hochspannungsstrom betrieben werden kann, der den Kollektormotoren nicht zugefÜhrt werden könnte ; er wirkt als Periodenumformer, da er den Kollektormotoren Strömn von
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motoren keine Anlasswiderstände zu erhalten brauchen. Wenn die Kollektormotoren die volle Geschwindigkeit erlangt haben, steht der Induktionsmotor still und wirkt nur als statischer Transformator. Die Unterschiede zwischen diesem Betriebssystem und den in den zitierten Patentschriften enthaltenen Systemen sind folgende :
Gemäss dem deutschen Patent sind als Umformer eine Reihe von Induktionsmotoren angeordnet, die in Kaskadenschaltung verbunden sind.
Der zu betreibende : Motor kann mit den Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Induktionsomotoren verbunden werden und erhält dadurch Strom von stufenweise veränderlicher Periodenzahl. Der Umformer besteht in diesem Falle aus mehreren Induktionsmotoren ; dieselben liefern nicht Wechselstrom von kontinuierlich veränderlicher Periodonzahl und wirken auch nicht als statische Transformatoren, da sie nicht zum Stillstande gebracht werden, wenn der zu betreibende Motor den vollen Lauf erlangt hat.
Gemäss dem ongl. Patente Nr. 5547 aus dem Jahre 1999 und den amer. l'al'nton Nr. 546806, 620990 und 730673 ist ein Induktionsmotor mit einer Wechselstrommaschine (Synchronmotor) mechanisch gekuppelt ; beide Maschinen zusammen wirken als Umformer, wobei vom sekundliren Teil des Induktionsmotors Strom abgenommen werden kann, weicher eine niedrigere Periodenzahl hat, als der durch das Netz zugeführte Wechselstrom, Die Periodenzahl des abgegebenen Stromes variiert nicht von Null an bis zur Periodcnzahl des zugeführten Stromes, sondern ist konstant oder nahezu konstant. Die beiden al- Umformer wirkenden Maschinen bilden nur einen Periodenumformer.
Sie wirken nht ais Anlasser, da der anzulassende Motor mit Benützung von Anlasswiderständen in g. wiihn- licher Weise angelassen werden muss, geradeso als ob er an das Stromzuführunnetz angeschlossen würde ; die beiden Maschinen wirken auch nicht als einfacher statischer Transformator, weil sie während des Laufes der zu betreibenden Motoren auch bc-nndig laufen müssen.
Gemäss dem engl. Patent Nr. 5549 aus dem Jahre 1899 ist ein Induktionsmotor ebenfalls mit einer Wechselstrommaschine mechanisch gekuppelt, jedoch die Einrichtung getroffen, dass der anzutreibende Motor mittels eines Umschalters entweder an die sekunderen Wicklungen des Induktionsmotors oder an die Wicklungen der Wechselstrommaschine angeschaltet werden kann. Der Induktionsmotor in Verbindung mit der Wechselstrommaschine bildet einen Umformer, welcher den zugeführten Wechselstrom in Strom von zwei niedrigeren Periodenzahlen umformt.
Der Umformer liefert nicht Strom, dessen Periodenzahl von \1111 an bis zur Periodenzahl des zugeführten Stromes wächst ; derselbe wirkt auch nicht als Anlasser, da die zu betreibenden Motoren in gewöhnlicher Weise angelassen w'dcu müssen und wirkt auch nicht als statischer Wechselstromtransformator.
Gemäss den amer Patenten Nr. 615953 und 615954 soll ein freilaufender Induktions- motor, dessen sekundäre Wicklungen mit den zu betreibenden Motoren verbunden werden, als Umformer dienen. Da ein freiumlaufender Induktionsmotor dem Synchronismus zustreb t, können die anzutreibenden Motoren stets nur Strom von sehr geringer Periodenzahl und Spannung erhalten.
Im amer. Patente Nr. 563426 ist angenommen, dass zwei Stromquellen vorschieder Periodenzahl gegeben sind. Der zu betreibende Motor muss in gewöhnlicher Weise angelassen werden, wenn er an eine der beiden Stromquellen angeschaltet wird. : Mittels eines als Umformer wirkenden Induktionsmotors und einer Schaltvorrichtung ist es ermöglicht, dass der zu betreibende Motor, welcher mit einer Stromleitung verbunden ist, an die andere Stronloitung angeschaltet werden kann, ohne dass man denselben abstellt.
Der Induktions- motor wirkt in diesem Falle nicht als Anlasser, er liefert auch nicht Ströme, deren Periodenzaht von Null an bis zur Feriodenzah ! des zugefuhrten Stromes wächst ; cl'ist während der Umschaltung, während einiger Zwischenstellungen der Schaltvorrichtung nicht
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einrichtungen zu bremsen, wobei der Widerstand M möglichst klein gewählt sein soll.
Wenn sich die Motoren in Gang gesetzt haben, lüftet man die mechanische Bremse und
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durch grosse äussere Widerstände geschlossen sind.
Anstatt der zwei Kollektormotoren könnte man in gleicher Art eine grössere Anzahl solcher Motoren oder asynchrone Zweiphasenmotoren oder irgendwelche andere Verbrauchs- apparato betreiben. Der sekundäre Teil des Umformers könnte auch mit einer Dreiphasenwicklung versehen sein, von welcher Strom für den Betrieb von Kollektormotoren oder asynchronen Dreiphasenmotoren abgenommen werden leönnte, die dann ebenfalls beim Anlassen Strom von allmählich steigender Periodenzahl und Spannung zugeführt erhalten.
Aus der Fig. 2 ist das Verhalten des Umformers J während des Anlassens der Motoren M1, M2 ersichtlich. Die Kurven 11 2, 3, 4, 5, 6, 7 stellen das vom Umformer entwickelte Drehmoment in Abhängigkeit von der Tourenzahl dar, wenn der äussere Widerstand, durch welchen die Wicklungen des Ankers geschlossen sind, sukzessive vergrössert wird. Die Kurve 1 bezieht sich auf den Fall, dass die äusseren Widerstände durch die Widerstände der noch ruhenden Motoren NI, 312 gebildet sind. Wenn sich z. B. die Motoren M1, M2 in Gang setzen, wenn der Umformer J mittels des Drehmomentes Al B1 gebremst wird,
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bis zum Stillstande ; es gilt dann für denselben die Kurve 7.
Wie bereits früher erörtert wurde, ist während des Anlassens der Motoren M1, M2 nicht mit einem konstanten Drehmoment, sondern anfänglich mit stärkerem und nach dem Anlaufen der Motoren mit schwächeren Drchmcnt zu bremsen ; dann können der Umformer und die Motoren auch
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Umformer mit dem Drehmoment A6 1J6 gebremst werde und entsprechend der Kurve 6 mit der Tourenzahl 0 A6 laufe. Wenn im Falle des Auftretens eines vergrösserten Hinder nisses in der Bewegung der Motoren die Geschwindigkeit derselben abnimmt, so wird
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hindern, eine noch grössere Rotationsgeschwindigkeit anzunehmen.
Die Regelung erfolgt daher in gewissem Masse selbsttätig ; wenn die Tourenzahl des Umformers abnimmt, so bremst auch die Dynamo E schwächer, während sie stärker bremst, wenn die Tourenzahl des Umformers zunimmt.
Gemäss der Fig. 3 ist angenommen, dass durch das Stromzuloitungsnetz L, L ein einphasiger Wechselstrom zugeführt wird. Bezüglich des Umformers J ist wieder angenommen, dass dessen induzierender Teil feststeht und dass der Anker mit zweiphasigen Wicklungen versehen ist, von welchen Strom für den Betrieb zweier lIauptstromkollektor-
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generator, welcher gemäss der Fig. 3 aus einem einphasigen selbstangehondcn Wechsel- strommotor N und einer mit demselben auf gemeinsamer Achse befestigten Gleichstromdynamo D besteht, welche als eine Nebenschlussdynamo angenommen ist.
DEr Motor N kann irgendein Induktionsmotor bekannter Art mit Hilfswicklung zur Aufnahme eines künstlich erzeugten, in der Phase verschobenen Stromes sein. Auf der Welle A des Umformers J ist in gleicher Art wie in Fig. 1 eine mechanische Bremse B und eine Brems- dynamo E angeordnet, welche wieder als eine Serienmaschine gezeichnet ist. Im Stromkreis der Maschine E befindet sich wie in Fig. 1 ein Widerstand IF. Zwei Schleifkontakte C1, C2, welche längs des Widerstandes verschiebbar sind, nehmen gemäss der Figur gerade die Nullstellung ein, wobei der Stromkreis der Maschinen D und E unterbrochen ist.
Verschiebt man den Kontakt Cl längs des Widerstandes IF, während der Kontakt ci in der Nullstellung bleibt, so ist die Maschine D unter Zwischenschaltung eines Teiles dos
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Widerstandes W mit der Maschine E verbunden, so dass E als Motor wirken kann, wenn . 1) ! a Dynamo Strom abgibt. Verschiebt man den Kontakt C2 längs des Widerstander W,
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in Gang und erreicht leicht nahezu den synchronen Lauf, weit die Maschine D noch keinen Strom abgibt. Hierauf wird der Kontakt Cl allmählich längs des Widerstandes W vorschoben, bis derselbe aus dem Stromkreis ausgeschaltet ist. Die Maschine E bekommt dabei Strom und bringt als Motor den Umformer in Gang.
Sobald derselbe den synchronen Lauf erreicht hat, oder nahezu synchron läuft, was am Tachometer l'zn orsohen ist, wird der Schaltor S2 geschlossen, hierauf der Kontakt C1 in die Nullstellung geschoben und
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die den beiden Motoren zugoführton Ströme sind in der Phase um ein Viertel einer Periode verschoben. Hierauf wird der Umformer mittels der mechanischen Bremse B stark gebremst, so dass seine Schlüpfung vergrössert und die den Motoren M M, zugefiihrtcn Ströme verstärkt werden.
Sobald sich diese Motoren in Gang gesetzt haben, hat man
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motorische Kraft der Motoren bedingten Vermehrung des äusseren Widorstandes der
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kann die Einrichtung getroffen sein, dass beim Verdrehen des Schalters O2 bis in eine gewisse Stellung, welche in der Figur durch eine punktierte Linie angedeutet ist, die
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Bremsen am stärksten wirken, während später, wenn die Motoren Art, jazz eine gewisse Geschwindigkeit erlangt haben, nur mittels der Dynamo E allein gebremst wird. Man ersieht, dass in dieser Art ein einziger Hebel C2 für das Anlassen der Motoren M, und für dio Regulierung der Geschwindigkeit derselben genügt.
Aus der Fig. 5 kann das Verhalten des Umformers. J, wenn derselbe mit einphasigem Strom betrieben wird, erschen werden. Die Kurven 1, 2, 3, 4 stellen das vom Umfurmor entwickelte Drehmoment in Abhängigkeit von der Tourenzahl dar, und zwar beziehen sich diese Kurven auf die Fälle, wenn die äusseren Widerstände, durch welche die sekundären
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einem stationären Zustande entsprechen, wobei die Geschwindigkeit der Motoren MI'M2 nicht mehr zunimmt ; die Geschwindigkeit des Umformers ist dann gleich 0 A.
In Wirklichkeit ist nicht mit einem konstanten Drehmoment, sondern anfänglich mit einem stärkeren Drehmoment zu bremsen, welches jedoch, wenn sich die Motoren 1111'11/2 in Gang gesetzt haben, allmählich zu verringern ist ; dies erfolgt in selbsttätiger Weise, wenn nach dem Anlaufen der Motoren 11/nur mittels der Bremsdynamo E allein gebremst
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grösserten Widerstandes die Tourenzahl der Motoren M1, M2 abnimmt, statt der Kurve 4 die Kurve 3 gelten;
der Umformer beginnt daher etwas rascher zu laufen, wobei aber das Drehmoment, welches von der elektrischen Bremse E entwickelt wird, auf den Wort '77 anwächst und den Umformer hindert, eine noch grössere Tourenzahl als 0 J ;'
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zurückkehrt, so nimmt auch der Umformer wieder die Tourenzahl 0 A4 an, Um den Motoren die maximale Geschwindigkeit zu geben, ist der Umformer zum Stillstande zu bringen.
DiebeschriebeneBetriebseinrichtungkannimDetailmannigfacheÄnderungenerleiden. Das Wesen derselben besteht darin, dass der als Umformer wirkende Induktion motor während des Anlassens der zu betreibenden Motoren oder anderen Verbrauchsapparate als Spannungs- und Periodenumformer und Anlasser wirkt, während er bei nor- malen Betriebe nur als statischer Transformator wirkt, was dadurch erreicht wird, dass er mittels einer Bremseinrichtung zum Stillstande gebracht wird.
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