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und dass dieser Strom das Feld des Motors, welcher ursprünglich die kleinere elektromotorische Kraft gibt, um polarisiert, Als Resultat sind die elektromotorischen Kräfte beider Motoren in Serie kurzgeschlossen und es entsteht ein ungeheuer starker Kurzschlussstrom. Fig. 5 zeigt den Stromverlauf, welcher eintritt, wenn bei der in Fig. 4 gezeichneten Fahrschaltung die Verbindung mit dem Netz unterbrochen wird, für den Fall, dass die elektromotorische Kraft des Ankers al überwiegt.
Da erfahrungsgemäss stets eine Verschiedenheit zwischen zwei Motoren vorhanden ist, welche ausreicht, diese ausserordentlich plötzliche und schädliche Bremsung hervorzurufen, so ist die Fahrschaltung gemäss Fig. 4 praktisch nicht brauchbar.
Der Unterschied der Schaltung in Fig. 5 gegenüber derjenigen in Fig. 3 ist der, dass in dem durch die Motoren gebildeten Kurzschlussstromkreis bei Fig. 5 die Schaltrichtung der Anker und Felder die gleiche wie für Fahrt ist, während in Fig. 3 die Schaltrichtung der Anker gegen die Felder die umgekehrte ist, als der Fahrt bei der augenblicklichen Drehrichtung der Motoren entspricht. Bei der Schaltung nach Fig. 3 kann auch bei offenem Widerstand iv die schädliche Bremsung wie in Schaltung 5 nicht eintreten, da jeder in dem Kurzschlussstromkreis 2-1-7- - 8-6-5-3-4-2 durch Verschiedenheit der gegeneinander wirkenden elektromotorischen Kräfte entstehende Strom einen Ausgleich der elektromotorischen Kräfte hervorruft. Z.
B. bei Überwiegen der elektromotorischen Kraft in a wird ein so gerichteter Strom erzeugt, dass das
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bis beide elektromotorische Kräfte gleich werden und der Strom verschwindet.
In dem Buch von Schiemann : #Bau und Betrieb elektrischer Bahnen", 3. Auflage 1900, Band I, Ncitc 4 : 14, letzter Absatz, sind zwei Schaltungen für die Kurzschlussbremsung zweier Hauptstrommotoren in sich selbst ohne äusseren Widerstand erwähnt, bei denen die Motoren gegeneinander geschaltet und bei deren einer die Kreuzschaltung der Anker- und Feldwicklungen benutzt wird. Im (Gegensatz hierzu handelt es sich im vorliegenden Falle um eine Kurzschluss Bremsung. bei welcher die Motoren in Parallelschaltung auf einen gemeinsamen Widerstand abgebremst werden und zu diesem Zwecke ausser der dort erwähnten Kreuzschaltung noch die an sich ebenfalls bekannte Umkehrung der Schaltrichtung der Anker gegen die Felder benutzt wird.
Wohl ist auch diese Vereinigung bereit8 bekannt, aber nur in der Weise, dass der eine Motor dauernd auf den gesamten Widerstand, der andere bei vorrückender Fahrschalterkurbel auf einen immer kleiner werdenden Teil des Widerstandes abgebremst ist. Bei dieser bekannten Schaltung werden daher die Motoren ungleichmässig abgebremst und erwärmen sich beispielsweise auf langen Gefällen verschieden stark. Auch ist dort erforderlich, bei der Bemessung des Fahrschalters,
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., Elektrotechn. Zeitschrift", 1899. S.508-509 angegebene Bremsschaltung, bei welcher die Felder in Reihe mit dem Widerstand und den parallel geschalteten Ankern liegen und beim Zurückrollen beide entmagnetisiert werden.
Die oben für Kurzschlussbremsung von zwei Motoren angegebene Schaltung kann in der
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werden.
Eine einfache Ausdehnung der beschriebenen Schaltung auf mehrere Motoren in der Art.
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Die in Fig. 7 dargestcllte Bremsschaltung ist für die Praxis unbrauchbar, weit die sich ergebende Bremswirkung sich nicht durch Widerstände kontrollieren lässt. Die Motoren bilden zwei Gruppen, welche beim Bremsen keine Stabilität zulassen, denn je nach dem Grade der Feldremanenzen wird die eine oder andere Maschinengruppe umpolarisiert, z. B. der dritte Motor durch die beiden ersten, wie durch die durchbrochenen Pfeile angedeutet ist und von der anderen Gruppe als Bremswiderstand benutzt. Die umpolarisierte Maschinengruppe erhält von der nicht umpolarisierteh Gruppe ausserordentlich hohen Strom und übt ein starkes Drehmoment in der umgekehrten Fahrtrichtung aus.
Diese Wirkung tritt äusserst plötzlich und heftig auf, so dass sie für die Motoren und das Getriebe unter Umständen sehr gefährlich ist.
Die Bremsschaltung nach Fig. 8 ergibt eine für die Praxis brauchbare Stabilität, weil eine zyklische Beeinflussung der Motoren untereinander in günstigem Sinne vorhanden ist. Will z. B. der Anker a stärkeren Strom geben als die Anker al und all, so wird sein Feld f vom schwächeren Strom des Ankers all erregt und Feld./", des dritten Motors wird vom schwächeren Strom des Ankers al erregt. Folglich kann der Anker a nicht stärkeren Strom geben, als die übrigen Anker.
Andererseits ist auch ein Umpolarisieren eines oder mehrerer Motoren, so dass ein un- kontrollierbarer heftiger Bremsstoss erfolgt, ausgeschlossen, weil die Schaltrichtung der Anker zu den Feldern eine umgekehrte ist und weil durch die zyklische Einwirkung des einzelnen Ankers nur auf das Feld des jeweilig nächstfolgenden Motors jedem Feld in gleicher Richtung von den
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so setzt dies voraus, dass der Anker a in Richtung von 1 nach 2 Strom liefert. Ausserdem würde der Anker a' in Richtung von 5 nach 6 Strom liefern.
Nun gäbe es zwei Wege für die Summe beider Ankerstrüme. Erstens können die Ankerströme durch den Widerstand u' in alle drei
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wenn nach der Fahrt in der Schaltung der Fig. 6 beim Bremsen abweichend von Fig. 8 die Anker- punkte 7. J, 9 nicht der Reihe nach mit 7 bezw. 11 bezw. 3, sondern untereinander und mit dem Widerstand w verbunden sind und ferner die Punkt. e : 2. 6, 10 nicht untereinander und mit w
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Strom liefern kann.
Aus diesen Betrachtungen geht hervor. dass die Ströme bei einer Bremsschaltung nach Fig. 8 nur in der in dieser Fig. 8 eingezeichneten Pfeilrichtung fliessen können und dass sie nur
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In Fig. 9 bis 11 sind die gleichen Verhältnisse für ein System von vier Motoren gezeigt.
Gemäss der Stromrichtung für Fahrt nach Fig. 9 würde bei einer Brcmsscbattung nach Fig. K) die eme Maschinengruppe von der anderen durch Umpolarisieren überwältigt werden und es würde der gefährliche Bremsstoss auftreten. In der Bremsschaltung nach Fig. H ist die Wirkungs-
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der erste und vierte sowie der zweite und dritte Motor über Kreuz geschaltet.
Ein anderes Mittel, um die schädliche Umpolarisierung der Felder in der Bremsschaltung
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Kreuz schaltet wie bei Fig. 7 und 10 aber die Gruppen ausserdem an Jc : 'erbindungspunkten der Anker und Felder zusammenschattet. Bei Fig. 7 wäre zu diesem Zwecke Punkt 9 mit. 1 oder J
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Bremsschaltungen sind jedoch nicht so vorteilhaft, wie die zyklischen nach Fig. 8 und 11, insbesondere nicht bei Hilfspolmotoren ; bei Abweichungen in der Charakteristik derjenigen Motoren, deren Anker parallel geschaltet sind, tritt leicht eine grosse Verschiedenheit in der Stromlieferung dieser Anker ein.
Der Vollständigkeit wegen sei bemerkt, dass bei den Bremsschaltungen nach Fig. 7 und 10 auch durch Verlegen des Bremswiderstandes w entweder zwischen die Punkte 6 und 10 (Fig. 12) oder zwischen 8 und 12 bei drei Motoren bezw. zwischen 8 und 12 (Fig. 13) bei vier Motoren möglich wäre. die schädliche Bremswirkung zu beseitigen und eine regelbare Bremsung zu erzielen. Diese Methode ist jedoch nicht so günstig, wie jene nach Fig. 8 und 11, weil bei Fig. 12 und 13 durch Hintereinanderschaltung der elektromotorischen Kräfte ausserordentlich hohe Überspannungen beim Bremsen auftreten, so dass die Stromstösse auf den Widerstandsstufen hoch und daher die Bremsstösse immer noch ziemlich hart werden.
Bei der Anordnung nach Fig. 12 kommt noch ein erschwerender Umstand insofern hinzu, als der dritte Motor immer doppelt so hohen Strom hat als die beiden anderen Motoren.
Für die Wirkungsweise der betrachteten Schaltungen ist es selbstverständlich gleiehgiltig, ob in jedem einzelnen der parallelen Motorkreise, ausgehend von demselben Verzweigungspunkte, erst der Anker und dann das Feld kommt oder ob in einzelnen von ihnen die Reihenfolge umgekehrt ist. Dies gilt sowohl von der Fahr-wie von der Bremsschaltung. Man wird beide so wählen, dass bei der Umschaltung möglichst wenig Verbindungen zu lösen bezw. zu schliessen sind.
Man kann so insbesondere im Anschluss an die in unserem deutschen Patente Nr. 184700 für zwei Motoren angegebene Schaltung erreichen, dass die Zahl der zu lösenden und der zu schliessenden Ver-
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ganz entfällt, indem schon durch die abwechselnde Reihenfolge der Anker und Felder und durch den Anschluss des Bremswiderstaudes an die Mittelklemmen der Motoren sowohl die gegenseitige Erregung als die Umkehrung des Drehmomentes bewirkt. wird.
Dies wird durch die Fig. 14 bis 17 veranschaulicht. Fig. 14 ist Fahrschaltung. Im Gegensatz zu Fig. 9 ist hier die Reihenfolge von Anker und Feld bei zwei Motoren z. B. beim dritten und vierten die umgekehrte wie bei den beiden anderen. Beim Übergang zur Bremsschaltung nach Fig. 15, 16 oder 17 werden die Stromzufiihriingen und der Widerstand w von den äusseren Motorklemmen losgetrennt und letzterer beiderseits mit je zwei Mittclklemmcn verbunden.
Bei der Bremsschaltung Fig. 15 erregen sich je zwei Motoren kreuzweise wie bei Fig. 10. so dass eine schädliche Umpolarisierung eintreten kann. Bei der Bremsschaltung Fig. 16 ist dies durch die obenerwähnte Zusammenschaltung der Verbindungspunkte der Anker und Felder (1 und J
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mässigen Stromverteilung entgegengewirkt.
Die beschriebenen Bremsschaltungen sind selbstverständlich auch anwendbar, wenn die Motoren bei der Fahrt in Reihe bezw. teilweise in Reihe und teilweise parallel geschaltet sind. Hierbei kann noch über die bisher angegebenen Vorteile hinausgehend bei der Umschaltung von Fahr- und Bremsschaltung die Zahl der zu losende und der zu schliessenden Verbindungen
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Anschtuss des Bremawiderstaudes an die Mittelklemmen der Motoren sowohl die gegenseitige Erregung als die Umkehrung des Drehmomentes bewirkt wird und zwar tritt hier die neue Er- schonung auf, dass die Bremswirkung auf der Umpolarisierung eines Motors beruht.
Fig. 18 und 19 zeigen zwei Motoren in Fahr- bezw. Bremsschaltung. Bei der Reihenschaltung tür Fahrt (Fig. 18) ist die Reihenfolge von Anker und Feld bei den Motoren die gleiche. Beim
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Ankern und Feldern werden ähnlich wie bei unserem deutschen Patente 184700 über den Bremswiderstand w. als welcher der Anlasswiderstand dienen kann. verbunden.
Wenn beispielsweise das Feld f grössere Remanenz besitzt, so wird in der Bremsschaltung
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Fig. 20 und 21 zeigen entsprechende Schaltungen für vier Motoren, welche bei der Fahrt (Fig. 20) zu zweit dauernd parallel und dann, hintereinander geschaltet sind. Die Reihenfolge von Anker und Feld ist bei sämtlichen Motoren die gleiche. Beim Übergang zur Bremsschaltung (Fig. 21) werden die Verbindungen 3-6 und 7-10, von denen übrigens eine ganz entfallen kann, gelöst, die freien Klenunen 1, 4,9, 12 von den Stromzuführungen bezw.
vom Widerstand abgetrennt und paarweise verbunden, jedoch in anderer Weise als die anderen Motorklemmen 3, 6,7, 10, ferner die Verbindungspunkte der Anker und Felder durch die Verbindungsstücke v paarweise unmittelbar verbunden, nämlich 2 mit 5 und 8 mit 11 und dann diese Paare über den Bremswiderstand w verbunden, so dass wie oben in zyklischer Reihenfolge jeder Anker mit dem Feld des nächsten Motors in Reihe liegt und eine für die Bremsung schädliche Gruppierung der Motoren vermieden wird. Für den eingezeichneten Stromlauf ist angenommen, dass beispielsweise die Felder f und f'stärkere Remanenz besitzen und die Felder/"und/'"'umpolarisiert werden.
Bei der Fahrschaltung Fig. 22 ist die Reihenfolge von Anker und Feld beim ersten und dritten Motor die entgegengesetzte wie bei dem je einem von ihnen parallel liegenden, zweiten bezw. vierten Motor. Der Übergang zur Bremsschaltung Fig. 23 erfolgt in ähnlicher Weise wie beim früheren Ausführungsbeispiel, doch bleiben hierbei die freien Enden 1 und 6 bezw. 9 und 10 verbunden und von den Verbindungspunkten der Anker und Felder werden 2 und 11 bezw. 5 und 8 paarweise unmittelbar durch die Verbindungsstücke v'und dann diese Paare über den Bremswiderstand w verbunden. Hier ist eine Umpolarisierung der Felder umgangen.
Noch einfacher ist der Übergang zur Rremsschaltung, wenn die Motoren für die Fahrt zu zweit in Reihe und dann parallel geschaltet sind, da dann die Verbindungen 3-6 und 7-10
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möglich, diese Verbindungen für die Bremsschaltung beizubehalten, wenn man gleichzeitig auch sämtliche freien Motorenden 1, 4, 9, 12 in Fig. 4 bezw. 1, 6,9, 10 in Fig. 6 miteinander verbindet.
Es speisen dann zwei Anker in Parallelschaltung gemeinsam die Felder der beiden Motoren und umgekehrt, wodurch ebenfalls eine für die Bremsung schädliche Gruppierung vermieden wird.
Doch sind diesen Schaltungen die gezeichneten vorzuziehen.
PATENT-ANSPRÜCHE:
1. Schaltung für die Kurzschlussbremsung zweier Hauptstrommotoren, welche in Parallelschaltung auf einen gemeinsamen Widerstand abgebremst werden, wobei, während bei der Fahrt jeder Anker mit dem zugehiirigcn Feld in Reihe gesehaltet ist, für die Kurzschlussbremsung ir an sich bekannter Weise die Anker und Felder unter Umkehrung der gegenseitigen Schaltrichtung über Kreuz geschaltet werden, so dass der Anker jedes der boden Motoren mit dem Feld des anderen in Reihe liegt, dadurch gekennzeichnet, dass beide Motoren auf den verschiedenen Bremsstufen gleichmässig auf einen gemeinsamen, regelbaren Widerstand abgebremst werden, zum Zweck. auch bei verschiedener Charakteristik der Motoren praktisch gleiche Bremswirkung beider Maschinen zu erhalten.