Verfahren zum Anlassen von Lokomotivumformersätzen. Bei Lokomotivumformern, die aus einem tnit einem Gleichstromerzeuger gekuppelten Einphasenmotor bestehen, bereitet das An lassen. Schwierigkeiten, da der Einphasen motor bei Stillstand kein Drehmoment be sitzt. Gemäss der Erfindung erfolgt das An lassen eines solchen Umformersatzes in der Weise. dass der Gleichstromerzeuger als Ein phasenkommutatormaschine geschaltet und über einen Spannungswandler als Motor ,an das Wechselstromnetz gelegt wird.
Wenn auf fliese Weise der Maschinensatz eine ge wisse Drehzahl erreicht hat, so kann der Einphasenmotor einerseits an das Netz an gelegt werden, und er wird alsdann unter dem Einfluss .des bei dieser Drehzahl in ihm erzeugten Drehfeldes sich bis nahe an die synchrone Drehzahl beschleunigen. Wenn der Einphasenmotor ein Asynchronmotor ist, so wird er mit dem der Belastung entspre ehenden Schlupf in .der Nähe der synchronen Drehzahl sieh halten. Ist er ein Synchron motor, so wird er nach Einschalten der Gleichstromerregung in die synchrone Dreh- zahl hineinlaufen.
In beiden Fällen kann man auf die angegebene Weise ein sicheres und einfaches Anlaufen erzielen. Nachdem der Umformersatz .auf volle Drehzahl gekommen ist, wird die Gleichstrommaschine vom Ein phasennetz getrennt und durch Umschaltung ihrer Wicklungen wieder in einen Gleich stromerzeuger verwandelt, der den für die Speisung der Triebmotoren erforderlichen Strom liefern kann.
In Abb. 1 ist beispielsweise eine Schal tung angegeben, mit der das Anlassen ge mäss der Erfindung ausgeführt werden kann. 1 ist der Fahrdraht, von dem mittelst der Stromabnehmer 2 der Einphasenstrom zu dem aus der Gleichstrommaschine 3 und dem Einphasenmotor 4 bestehenden Umformersatz .der Lokomotive geleitet wird. Der Einphasen motor 4 ist im vorliegenden Fäll ein Induk tionsmotor mit Schleifringanker. Der Stän der des Einphasenmotors ist mit einer Hoch spannungswicklung für unmittelbaren An schluss an die Betriebsspannung versehen.
Während des Betriebes liebt diese Wicklung mit dem einen Pol an Erde, .der andere ist über den Hochspannungsschalter 5 an die Stromzuführungen2 angeschlossen. Während des Anlassens ist der Haupthochspannungs- schalter 5 geöffnet. Das Feld des mit ,dem Einphasenmotor gekuppelten Gleichstrom erzeugers 3 trägt eine im Nebenschluss oder fremd erregte Haupterregerwicklung 6 und eine Gegenverbundwicklung 7, ferner eine Wendepolwicklung 8 und eine Kompensa tionswicklung 9.
Während des Anlassens liegt die Haupterregerwicklung 6 nicht an Spannung. Um Überspannungen in ihr zu vermeiden; wird sie zweckmässig in einzelne Unterabteilungen unterteilt, die gegebenen falls jede für sich über passende Wider stände kurz geschlossen sein können.
Die Gegenverbundwicklung ist während des An lassens in der Weise in,den Ankerstromkreis geschaltet, dass sie als Hauptschlusserreger- wicklung für die gleiche Drehrichtung wirkt, in der die Maschine später als Gleichstrom erzeuger zu arbeiten hat.
Zweckmässig wird die Gegenverbundwicklung so angeordnet, dass sie eine möglichst geringe Streuunng be sitzt, also in .der Nähe des LuftspaJts. Für die Umschaltung der Gleichstrommaschine aus einem Gleichstromerzeuger mit Gegenverbund- wicklung in einen Einphasenkommutator- hauptschlussmotor von gleicher Drehrichtung dient der dreipolige Umschalter 10. Für den Anlauf werden die Schaltmesser nach der linken Seite gelegt.
Hierdurch wird, wie er sichtlich, die Maschine 3 als Hauptschluss- motor an die Sekundärwicklung des Anlass- transformators 11 angeschlossen, dessen Pri märwicklung mit dem einen Pol an der Erde liegt und mit dem andern über einen Schalter 12 an die Stromabnehmer 2 :der Lokomotive angeschlossen werden kann.
Nach erfolgtem Anlaufen wird der Haupthochspannungs- schalter 5 geschlossen und ,dadurch der Ein- phasenmotor 4 an das<I>Netz</I> gelegt.
Nachdem der Umformersatz dann auf volle Drehzahl gekommen ist, wobei gegebenenfalls noch ein an ,die Schleifringe des Einphasenmotors an geschlossener Anlasswiderstand Verwendung finden kann, wird der Schalter 12 des An- lasstransfoimators geöffnet und die Maschine 3 durch Umlegen des Schalters 10 in einen Gleichstromerzeuger mit Gegenverbundwick- lung verwandelt, der auf die zu den Trieb motoren bezw. dem Fahrtwender führenden Gleichstromleitungen 13 arbeitet.
Die Schal ter, durch die die Ha.upterregerwicklung 6 der Maschine 3 während des Anlassens unter teilt wird und während .des Betriebes als Gleichstromerzeuger in ihren Teilen hinter einandergeschaltet wird., sowie diejenigen, durch :die die Ab- und Anschaltung dieser Wicklung 6 an die gommutatorbürsten bezw. an .die fremde Stromquelle erfolgt, sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
Statt einen besonderen Anla.sstransfor- mator vorzusehen, kann man den niederge spannten Einphasenstrom für den -Betrieb der Gleichstrommaschine als Einphasenkom- mutatormotor einer auf dem Ständer des Einphasenmotors angeordneten, mit der Ar beitswicklung dieses Motors magnetisch ge- kuppelten Wicklung entnehmen. die im üb rigen mit der Arbeitswicklung elektrisch ver bunden oder von ihr elektrisch getrennt sein kann.
In diesem Falle wird zum Anlassen, wie in Abb. 2 dargestellt ist, die Arbeits wicklung 14 des Einpasenmotors durch den Hochspannungsschalter 15 an das Netz ge legt. Ausser der Arbeitswicklung 14 trägt der Ständer des Einphasenmotors noch eine i\Tiederspannungswicklung 16, die im. vorlie genden Fall dreiphasig ausgebildet ist, und in der während des Laufes des Einphasen motors in an sich bekannter Weise eine für den Betrieb von Hilf svorrichtungen verwend bare Dreiphasenspannung induziert wird.
Zum Anlaufen wird einem Teil dieser Drei- pha.senspannu'ng, und zwar demjenigen, der mit der Arbeitswicklung 14 magnetisch ver kettet ist, Einphasenstrom entnommen und über den Schalter 17 der zum Beispiel in der gleichen Weise wie bei dem früheren Aus führungsbeispiel als Einphasenreihenschluss- kommutatormotor geschalteten Gleichstrom maschine 18 zugeführt. Nach erfolgtem An lauf wird die Läuferwicklung des Einphasen motors, die bisher auf den Schutzwiderstand 19 geschaltet war,
durch einen Kurzschliesser ?0 kurzgeschlossen und alsdann durch Um legen des Schalters 17 die Gleichstrom maschine 18 von dem Wechselstromnetz ge trennt und in einen Gleichstromerzeuger mit Nebenschluss- oder Fremderregung und mit Gegenverbundwicklung verwandelt, der auf die zu den Triebmotoren, beziehungsweise dem Fahrtwender führenden Leitungen21 ar beitet. Auch in Abb. 2 sind die für die Schaltung der Haupterregerwicklung der Maschine 18 .dienenden Schalter nicht darge stellt.
Das Anlassen gemäss der Erfindung ist nicht auf die in dem Ausführungsbeispiel beschriebene Art der . Umschaltung der Gleichstrommaschine beschränkt. llan kann auch die Wendepol- und Kompensations wicklung als Erregerwicklung wirken lassen, indem man die Bürsten entsprechend ver schiebt. Ferner ist es möglich, die verschie denen Teilspulen der Nebenschlusserreger- wicklung zueinander parallel und gegebenen falls auch zu .der Cregenverbundxvicklung pa rallel oder mit dieser in Reihe zu schalten und sie so als Erregerwicklung zu ver wenden.
Auch kann die Maschine statt als einfach gespeiste als doppelt gespeiste Rei- henschlussmaschine gestaltet werden.
Auch kann mnan die Gleichstrommaschine als Repulsionsmotor anlaufen lassen. Man kann dabei nur die Wendepol- und die Kom pensationswicklung gemeinsam oder jede für sich allein oder,a.uch nur die Gegenverbund wicklung, gegebenenfalls mit Parallel- oder Reihenschaltung mit der entsprechend umge schalteten Haupterregerwicklung (die ein zelnen Spulen der Haupterregerwicklung können .dabei miteinander in Reihe oder untereinander parallel geschaltet werden)
verwenden. In diesem Falle müssen die Bürsten des Kommutators entsprechend ver schoben werden. Ilan kann jedoch auch, ins besondere bei Maschinen ohne ausgeprägte Pole nach .der Art der kompensierten Ma schine in der Weise verfahren, da.ss man die Werndepol- und die Kompensationswicklung oder eine von beiden mit der Gegenverbund- wicklung, zu der gegebenenfalls die Haupt- in nach entsprechender Umschal tung parallel oder in Reihe geschaltet sind, in Reihe schalten.
Hierdurch erhält man ein räumlich verschobenes Wechselfeld, sowohl gegenüber der Wendepol- und Kompernsa.- tionswicklungsachse, als auch gegenüber der Gegenverbunduvicklungs- und Haupterreger wi.cklungsachse. In .diesem Falle kann also die Maschine ohne Verschiebung der Bürsten als Repulsionsmotor anlaufen.
Auch in andere Arten. von Einphasen kommutatormaschinen lässt sich der Gleich stromerzeuger durch entsprechende Schaltung seiner Feld- und Ankerwicklungen, gege benenfalls unter Zuhilfenahme ohm.scher oder induktiver Widerstände verwandeln.
Procedure for starting locomotive converter sets. In the case of locomotive converters, which consist of a single-phase motor coupled to a direct current generator, this prepares for the start. Difficulties because the single-phase motor has no torque when it is stationary. According to the invention, such a converter replacement is started in the manner. that the direct current generator is switched as a single phase commutator machine and is connected to the alternating current network via a voltage converter as a motor.
When the machine set has reached a certain speed in a tile manner, the single-phase motor can be connected to the mains, and it will then accelerate under the influence of the rotating field generated in it at this speed to close to the synchronous speed. If the single-phase motor is an asynchronous motor, it will hold in the vicinity of the synchronous speed with the slip corresponding to the load. If it is a synchronous motor, it will run into the synchronous speed after switching on the DC excitation.
In both cases, a safe and easy start-up can be achieved in the manner indicated. After the converter set has reached full speed, the DC machine is separated from the one-phase network and converted back into a DC generator by switching its windings, which can supply the electricity required to feed the traction motors.
In Fig. 1, for example, a circuit is shown with which the starting ge according to the invention can be carried out. 1 is the contact wire, from which the single-phase current is conducted by means of the pantograph 2 to the converter set of the locomotive consisting of the DC machine 3 and the single-phase motor 4. The single-phase motor 4 is an induction motor with slip ring armature in the present case. The stator of the single-phase motor is provided with a high-voltage winding for direct connection to the operating voltage.
During operation, this winding has one pole connected to earth, the other is connected to the power supply lines 2 via the high-voltage switch 5. The main high-voltage switch 5 is open during starting. The field of the direct current generator 3 coupled to the single-phase motor carries a main excitation winding 6, which is excited by shunting or externally, and a mating winding 7, furthermore a reversing pole winding 8 and a compensation winding 9.
During starting, the main excitation winding 6 is not live. To avoid surges in it; it is expediently divided into individual sub-sections, each of which can be short-circuited with appropriate resistances if necessary.
The mating winding is connected to the armature circuit during start-up in such a way that it acts as the main circuit excitation winding for the same direction of rotation in which the machine will later work as a DC generator.
The mating winding is expediently arranged in such a way that it has as little scatter as possible, i.e. in the vicinity of the air gap. The three-pole changeover switch 10 is used to switch over the DC machine from a DC generator with counter-compound winding to a single-phase commutator main circuit motor with the same direction of rotation. The switch blades are placed on the left for start-up.
In this way, as he can see, the machine 3 is connected as a main circuit motor to the secondary winding of the starting transformer 11, the primary winding of which is connected to the earth with one pole and the other via a switch 12 to the pantograph 2: the locomotive can be connected.
After the start-up, the main high-voltage switch 5 is closed and, as a result, the single-phase motor 4 is connected to the <I> network </I>.
After the converter set has come up to full speed, with a starting resistor connected to the slip rings of the single-phase motor, if necessary, the switch 12 of the starting transformer is opened and the machine 3 is switched to a DC generator with a counter-compound winding by flipping the switch 10 - changed treatment, which responds to the drive motors. direct current lines 13 leading to the reverser works.
The switch, through which the main excitation winding 6 of the machine 3 is divided during starting and during .des operation as a DC generator in their parts is switched one after the other., As well as those through: the disconnection and connection of this winding 6 the gommutator brushes respectively. to .die external power source is not shown in the drawing.
Instead of providing a special starting transformer, the low-voltage single-phase current for operating the DC machine as a single-phase commutator motor can be obtained from a winding that is arranged on the stator of the single-phase motor and magnetically coupled to the working winding of this motor. which can also be electrically connected to the working winding or be electrically separated from it.
In this case, for starting, as shown in Fig. 2, the working winding 14 of the single-phase motor through the high-voltage switch 15 is placed on the grid. In addition to the working winding 14, the stator of the single-phase motor also has a low-voltage winding 16, which in the. The present case is three-phase, and during the running of the single-phase motor in a manner known per se, a three-phase voltage that can be used for the operation of auxiliary devices is induced.
To start up, a part of this three-phase voltage, namely that which is magnetically linked to the working winding 14, is drawn from single-phase current and via switch 17, for example, in the same way as in the previous embodiment as a single-phase series connection - Commutator motor switched direct current machine 18 is supplied. After the start-up, the rotor winding of the single-phase motor, which was previously connected to protective resistor 19, is
short-circuited by a short-circuiting device? 0 and then by turning the switch 17, the direct current machine 18 is separated from the alternating current network and converted into a direct current generator with shunt or external excitation and with a counter-connected winding that connects to the lines 21 leading to the traction motors or the reverser works. Also in Fig. 2, the switches used for switching the main field winding of the machine 18 are not shown.
The tempering according to the invention is not in the manner described in the embodiment. Switching of the DC machine limited. llan can also let the reversing pole and compensation winding act as an excitation winding by moving the brushes accordingly. Furthermore, it is possible to connect the various sub-coils of the shunt exciter winding parallel to one another and, if necessary, also to the Cregen composite winding in parallel or in series with it and thus to use them as an exciter winding.
The machine can also be designed as a double-fed series-wound machine instead of a single-fed machine.
You can also start the DC machine as a repulsion motor. You can only use the reversing pole winding and the compensation winding together or each individually or, also only the counter-connection winding, possibly with parallel or series connection with the correspondingly switched main field winding (the individual coils of the main field winding can with each other connected in series or in parallel with each other)
use. In this case, the brushes of the commutator must be moved accordingly ver. Ilan can, however, also, especially in the case of machines without pronounced poles, proceed according to the type of compensated machine in such a way that the reversing pole and the compensation winding or one of the two with the counter-composite winding, to which the main winding, if necessary - are connected in parallel or in series after appropriate switching, connect in series.
This results in a spatially shifted alternating field, both in relation to the reversing pole and compensation winding axis, and in relation to the counter-compound winding and main excitation winding axis. In this case, the machine can start up as a repulsion motor without moving the brushes.
In other ways too. The direct current generator can be converted from single-phase commutator machines by switching its field and armature windings accordingly, if necessary with the aid of ohmic or inductive resistors.