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Werden Wechselstromkollektormotoren zum Betrieb von Eisenbahnen oder anderen Fahrzeugen benutzt, so sind Feld- und Ankerwickelungen gewöhnlich in Reihenschaltung verbunden : wird einem solchen Motor Wechselstrom von veränderlicher Spannung durch Änderung der wirksamen Windungszahl eines Transformators zugeführt, so ist der Motor in einer Schliessung von einem verhältnismässig geringen chemischen Widerstand eingeschaltet. Es hat sich ergeben, dass sich unter diesen Bedingungen der Motor selbsttätig in einen Gleichstromgenerator umwandeln kann, wenn die Feld- und Ankerwickelung gegeneinander umgeschaltet werden, während das Fahrzeug in Bewegung ist. Dies kann selbst dann eintreten, wenn dem Transformator noch weiter Wechselstrom zugeführt wird.
Ein Zweck der vorliegenden Erfindung ist, zu verhüten, dass Wechselstrommotoren dieser Art als Gleichstromgeneratoren laufen. Wenn es auch sehr wünschenswert ist, dass ein Motor dieser Art verhindert wird als Gleichstromgenerator zu laufen, so kann es zeitweise sehr vorteilhaft sein ihn a) s Wechselstromgenerator laufen zu lassen, um Energie an die Speiseleitung ab,.-. geben, beispielsweise wenn der den Wagen tragende Motor über ein Gefäll lierabfährt oder vermöge seiner lebendigen Kraft weiterfährt.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 und 2 schematisch Ausführungsbeispiele der vorliegenden Schaltungsweise. Nach Fig. 1 kann die Spannung des dem Motoranker J ! zu- geführten Wechselstromes durch Änderung der wirksamen Windungszahl der Transformator- wicketung ; ? durch irgend welche geeignete Mittel, beispielsweise den Schalterarm 3 ge- ändert werden, der eine Klemme des Ankers mit irgend einem geeigneten Punkt der unter- teilten Transformatorwickelung zu verbinden gestattet. Der Motor möge zum Antrieb eines Wagens dienen und Strom über einen Oberleitungsdraht 4 und eine Gleisschiene 5 zugeführt erhalten.
Die Andker- und Feldbewickelung 1 und 6 sind in Reihe geschaltet und im Nobenschluss zur Feldmagnetwickelung 6 ist eine Vorrichtung 10 geschaltet, die aus einem Kern 12 und einer Spule 11 von einem gegenüber der Feldmagnetwickelung geringen Ohmischen Widerstand und hoher Selbstinduktion besteht. Wird dem Motor Wechselstrom zugeführt, so geht er fast zur Gänze durch die Feldmagnetwickelung (wegen der hohen Selhstinduktion der Vorricntung 11); gelangt aber auf irgend eine Weise Gleichstrom in die Leitung, so geht er fast zur Gänze durch die Spule 11 (wegen ihres geringen Widerstandes) statt durch die Feldmagnetwickelung 6, der Motor kann sonach als Gleichstromgenerator nicht laufen, weil die Feldmagnetwickelung keinen genügenden Strom erhält.
Wenn gewssnscht, kann die Impendanz-Spule 11 auch im Nebenschluss zur Anker- wlckelun 1 angpordnpt sein, statt zur Feldmagnetwickelung 6 parallel geschaltet zu sein,
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dieser Art gewöhnlich sehr gering ist, so kann es geschehen, dass die Impedanzvorrichtung 10 grosse Abmessungen erhalten muss, damit ihr Ohm'scher Widerstand kleiner sei, als der der
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Speiseleitung zuf, z. B. wenn die elektromotorische Gegenkraft des Motors gleich wird der Netzspagung. so zeigt sich, dass unter gewissen Bedingungen der von dem als Generator
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Bedingungen laufen könne, ist es offenbar nötig die Feldstärke konstant zu erhalten oder zu regeln.
Diese Bedingungen können erreicht werden, wenn der Kern 12 der Impedanzvorrichtung 10 Fig. 1 eben magnetisch gesättigt ist, oder das Knie in seiner Magnetisierungskurve dann auftritt, wenn das Feld des Motors die normale oder eine vorbestimmte Stärke hat. Die Feldstärke kann dann nämlich nicht wesentlich erhöht werden, weil, wenn die Stromstärke im Anker wächst, auch jene in der Feldwickelung etwas zunimmt, was eine Steigerung der Spannung zwischen den Klemmen der Feldwickelung und auch zwischen jenen der Impedanzvorrichtung nach sich zieht,
Infolge der Spannungszunahme an den Klemmen der Impedanzvorrichtung wird eben wegen der Sättigung des Kernes der scheinbare Widerstand der Impedanzvorrichtung langsamer zunehmen als jener der Feldwickelung und daher der durch erstere fliessende Stromanteil gegenüber dem durch letztere fliessenden rasch steigen, so dass nur ein sehr kleiner Teil der Zunahme des Ankerstromes auf die Feldwickelung entfällt und die Feldstärke des Motors bei Änderungen der Ankerstromstärke fast konstant bleiben oder sich nur wenig ändern wird. Man erreicht hierdurch im wesentlichen ein Äquivalent für ein magnetisch gesättigtes Feld, obgleich die Energieverluste in der Feldwickelung jenen in einem gesättigten Feld nicht entsprechen.
Um in der Zeichnung anzudeuten, dass die Kerne der Impedanzvorrichtung magnetisch gesättigt sind, sind sie in der Nähe der Luftzwischenräume 14 verengt. Man sieht ohne weiters, dass der Motor, wenn er als Generator läuft, durch den Schalter 3 mit einem Punkt der Transformatorwickelung verbunden wird, welcher der erzeugten Spannung entspricht und dass auf diese Weise Strom durch den Transformator an die Speiseleitung abgegeben wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungsweise für Wechselstt'om-Kollektormotoren zur Vermeidung von Gleichströmen, gekennzeichnet durch eine parallel zur Feldbewickeluug geschaltete Drosselspule, deren Ohm'scher Widerstand geringer und deren induktiver Widerstand grösser ist, als die entsprechenden Widerstände der Feldbewickelung.