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Umformeraggregat für hochgespannten Gleichstrom.
Es ist neuerdings gelungen, Gleichstrommaschinen für verhältnismässig hohe Spannungen zu bauen, so dass man heute bei vielen Anlagen dort Gleichstrom anwenden kann, wo man früher aus wirtschaftlichen Gründen Wechselstrombetrieb einführen musste. Bahnanlagen und Kraft- übertragungen werden daher zum Teil wieder für Gleichstrombetrieb gebaut. Es gibt aber doch viele Gleichstromapparate, bei denen es unzweckmässig wäre, hohe Spannungen zu verwenden ; daher muss man den hochgespannten Gleichstrom in solchen niedriger Spannung umformen, was mittels Motorgeneratoren oder Einankerumformern geschehen kann.
Bei den Nebenschlussmaschinen für hochgespannten Gleichstrom zeigt sich ein übelstand, dass man nämlich gezwungen ist, die Erregerwicklung aus sehr vielen dünndrähtigen Windungen auszuführen, die für die hohe Spannung isoliert sein müssen, was die Maschine verteuert und ihre Betriebssicherheit verschlechter.
Nach der vorliegenden Erfindung versieht man daher mit Vorteil den von der Hochspannung gespeisten Motor des Umformers mit Fremderregung, die von der Niederspannungsdvnamo gespeist wird. Da die Dynamo aber erst dann Spannung liefert, wenn sie umläuft, so würde das Aggregat nicht anlaufen. Man gibt daher dem Motor eine Hauptstromerregerwicklung, so dass er als Hauptstrommotor anläuft ; nach wenigen Umdrehungen wird sich die Dynamo erregen und ihrerseits dem Motor Erregerstrom zuführen, der die Hauptstromerregung zunächst verstärkt und dann überwiegt, so dass der Motor mehr und mehr Nebenschlusscharakteristik annimmt.
Wenn nun die Dynamoseite belastet wird, steigt auch der Motorstrom, damit auch die Motorerregung und der Motor läuft langsamer, wodurch die Dynamo weniger Spannung liefert. Um dies zu vermeiden, führt man den Belastungsstrom der Dynamo durch eine dritte Erregerwicklung des Motors, die seiner Hauptstromwicklung gegengeschaltet ist. Durch geeignete Bemessung der
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zuständen erreichen. Die Anordnung soll im folgenden durch einige Beispiele erläutert werden.
Fig. 1 zeigt die einfache Anordnung eines Motorgenerators, dessen Motor m an das Hoch- spannungsnetz h angeschlossen ist, während der Generator g ein Niederspannungsnetz n speist.
Der Motor hat eine Hauptstromerregerwicklung , die zum Anlassen mit hohem Anzugsmoment dient ; indem er auf Touren kommt, erregt sich der mit der Nebenschlusswicklung 4 : versehene
Generator g und speist die Erregerwicklung 2 des Motors, so dass dieser Nebenschlusscharakter erhält. Wird die Dynamo belastet, so sorgt die vom Dynamostrom durchflossene Gegen- kompoundwicklung 3 dafür, dass die Spannung des Netzes n nicht sinkt.
Um zu bewirken, dass sich die Dynamo g auf jeden Fall erregt und der Motor 1n nicht durchgehen kann, ist es gut, auf
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In Fig. 3 sind die beiden Maschinen des Aggregats in eine einzige, einen Einankerumformer, zusammengezogen, der vom Hochspannunganetz h auf das Niederpa. nnungnetz n arbeitet.
Dabei wird wieder die Erregerwicklung 1 vom Motorstrom, 3 ihr entgegenwirkend vom Belastungsstrom der Dynamoseite und 2 wird von der Niederspannung gespeist. Die Wicklung 1 ersetzt gleichzeitig die Wicklungen 1 und 5 der Fig. 2, die Wicklung 2 vereinigt die Wirkung der Wicklungen 2 und 4 der Fig. 1 und 2.
Fig. 4 zeigt eine Anwendung der Erfindung für Traktionszwecke in Verbindung mit der Leonardschaltung. Die Hochspannungsfahrleitung h speist den Motor m, auf dessen Welle die Erregerdynamo 9 sowie ferner die Leonarddynamo I aufgekeilt sind. Der Fahrmotor f wird von der Dynamo I gespeist, während die Erregermaschine g sämtlichen Nebenschlusserregerwicklungen Strom liefert ; ihrer eigenen Erregung 4 und der Wicklung 2 des Motors m direkt und der Erregerwicklung 6 der Leonarddynamo I über einen Spannungsteiler t.
Die Maschine wird wieder in der Wicklung 5 vom Hauptatrom des Motors m kompoundiert. Nach erfolgtem Anlassen des Umformeraggregats werden die beiden Hauptetromwicklungen 1 und 5 von dem Wagen-bzw. Lokomotivführer von Hand oder selbsttätig über den Widerstand tp kurzgeschlossen
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Wicklungen 1 und 5 eingeschaltet, so hat man bei einem Erdschluss des Fahrdrahtes den Vorteil, dass sich der Motor selbsttätig gegenerregt und dadurch die Gruppe nicht plötzlich gebremst wird.
In Fig. 5 ist endlich ein Aggregat gezeichnet, wo der Motor hauptsächlich mechanische Energie an irgend welche Arbeitsmaschine abgibt und wo nur ein geringer Teil seiner Energie in der Dynamo g wieder in elektrische umgesetzt wird ; 9 ist klein und arbeitet nur als Erregermaschine für den Motor m. Sinkt infolge des zu starken Motorstromes die Tourenzahl zu stark, so kann man ein irgendwie beeinflusste Relais f anbringen, das dann die Wicklung 1 plötzlich oder allmählich über einen Parallelwiderstand kurzschliesst ; beim Anlassen des Motors wird dieses Kurzschliessen durch irgend welche bekannte Mittel verhindert.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Umformeraggregat, bei dem die Motorseite (m) von hochgespanntem Gleichstrom gespeist wird und bei dem Motor- (m) und Dynamoanker (g) mechanisch miteinander gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (m) einerseits mit niedrigerer Spannung von der fremdoder im Nebenschluss erregten Dynamo (g), andererseits vom Hochspannungsnetz durch eine Hauptstromwicklung (1) erregt wird. deren Wirkung nach erfolgtem Anlassen durch Gegenkompoundierung oder durch Kurzschliessen ganz oder teilweise aufgehoben wird, so dass der Motor mit Hauptstromcharakteristik anläuft, im Betriebe dagegen Nebenschluss-oder Kompound- charakteristik erhalt.