Einrichtung zur Stufenschaltung zweier in Reihe geschalteter, von Einzelspannungen der Sekundärwieklung eines Stufentransformators je für sich gespeister Einphasen- Kollektormotoren (bezw. Motorgruppen), insbesondere für Bahnbetrieb. Die grosse Steigerung ider Leistung der elek trischen Lokomotiven macht den Einbau einer grösseren Zahl von Motoren, zum Beispiel Einphasenkollektormotoren, erforderlich, wel che in Reihen- oder in Parallelschaltung (oder auch in gemischter Schaltung) betrieben wer den können.
Beiden Schaltungsarten haften aber grosse Nachteile an, welche sich beim Betrieb der Lokomotive störend bemerkbar machen. Die Parallelschaltung einer Reihe grosser Motoren erfordert sehr teure Schalter für grosse Stromstärken, weil für die Be messung der Schalter und Kontakte die Summe ider Ströme aller Motoren in Betracht kommt. Die Reihenschaltung aller Motoren gestattet nun zwar die Schaltung bei relativ kleinem Strom, aber sie ist nur von Vor teil, wenn die Motoren starr miteinander ge kuppelt sind, weil zum Beispiel bei Einzel. arantrieb ein Motor der Reihe leicht ins Schleudern geraten und daibei die ganze der Reihe zugeführte Spannung auf sich ziehen kann.
Der schleudernde Motor setzt dann dpu Strom der Motorreihe dermassen herab, dass alle Motoren ihr Drehmoment verlieren und die Lokomotive keine Zugkraft besitzt. Für Lokomotiven mit Einzelagantrieb ist dem gemäss die einfache Reihenschaltung -der Mo toren nicht ohne weiteres verwendbar.
Will man den Vorteil der Reihenschaltung mit der besonderen Speisung jedes Motors vereinigen, dann lässt sich dies so erreichen, -dass man die Sekundärwicklung des die Motoren speisen den Transformators durch Anzapfungen in geeigneter Weise und der Motorzahl ent sprechend unterteilt und,die Enden der Mo torreihe mit den Enden der Sekundärwick lung verbindet, während man die Verbia- dungspunkte :der Motoren an die entspre chenden Anzapfungen der Sekundärwicklung anschliesst.
Es wird in diesem Falle jeder Motor der Reihe von einer Einzelspannung gespeist. Aber auch diese Anordnung hat einen grossen Nachteil, indem es nicht ein fach ist, die Spannung der Motoren zu re geln. Man könnte eine solche Regelung zwar mit Hilfe vieler Anzapfungen vollziehen, aber die Einrichtung und das Verfahren wären sehr kompliziert.
Um zum Beispiel eine um eine Spannungsstufe kleinere Spannung an allen Motoren zu erhalten, müsste man die Stufenschritte bei den verschiedenen Motoren ungleich machen, und zwar müsste, wenn ma n bei einem Ende der Reihe anfängt, der Stufenschritt beim ersten Motor gleich I, beim zweiten Motor gleich 2, beim dritten Motor gleich 3 sein usw., damit nach er folgten Schritten die Spannung an den Mo toren wieder -die gleiche ist. Dies erfordert aber eine Zahl von Anzapfungen an der Sekundärwicklung des Transformators, wel che fast gleich dem Produkt aus Motorzahl Stufenzahl ist.
Eine wesentlich einfachere Stufenregelung mit weniger Anzapfüngen er gibt sich aber bei einer solchen Reihen schaltung von zwei Motoren bezw. Motor gruppen, wenn die Stufenschritte, vom Wicli-. lungsmittelpunkt der Sekundärwicklung aus gesehen, nach beiden Seiten hin erfolgen, und zwar bei Erhöhung der Stufenspannung vom Mittelpunkt fort, bei Erniedrigung der Stufenspannung zum Mittelpunkt hin, wobei aber die Schritte auf Iden beiden Seiten in zeitlich wechselnder Folge vor sich gehen.
Die Gleichheit der Spannung an den Notoren wird dabei durch einen den mittleren An zapfungspunkt in dem einen oder andern Sinne -etwas verschiebenden Umschalter er reicht.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Einrichtung zur Stufenschaltung zweier in Reihe geschalteter, von Einzelspannungen der Sekundärwicklung eines Stufentransforma tors je für sich gespeister Einphasenkollek- tormotoren (bezw. Motorgruppen), insbeson dere für Bahnbetrieb, bei welcher der Ver bindungspunkt beider Motoren mit einem Um schalter verbunden ist, durch welchen dieser Punkt wahlweise mit dem Mittelpunkt oder mit einem eine Spannungsstufe von diesem entfernt liegenden u'icklungspunkt der Se kundärwicklung verbunden werden kann,
während jedes Ende der Motorreihe mit je einem Umschalter verbunden ist, durch wel- eben das betreffende Ende wahlweise mit N\Ticlilungspunliten der zugehörigen Seite der Sekundärwicklung verbunden werden kann, welche um den zweifachen Wert einer Span nungsstufe auseinander liegen.
Die Erfindung sei anhand der Ausfüh rungsbeispiele der Fig. 1 bis 3 näher er läutert. Füg. 1 stellt den Fall der Reihen schaltung zweier von Einzelspannungen ge speister Einphasenkollektor - Reihenschluss- motoren dar, deren Regelung durch Än derung der Anschlüsse an einen Haupt transformator erfolgt. Fig.2 behandelt den gleichen Fall, nur dass jeder Motor der Fig. 1 durch eine Gruppe von zwei parallel geschal teten Motoren ersetzt ist.
In Fig.3 ist an Stelle jedes Motors der Fig. 1 je eine aus zwei mechanisch gekuppelten Motoren gebildete Motorreihe gesetzt. In diesen Figuren be deutet T den die Motoren speisenden Transfor mator, P dessen Primär-, Q dessen Sekundärwicklung, M1 und M2 je einen Einpha:
senkollektor- motoT in Reihenschlussschaltung, <I>a, b,</I> cl, d1, <I>ei,</I> f1, c2, d2, e2, f, Kontakte der Umschalter, welche mit Anzapfungen der verbunden sind, 0 (bezw. 0') den Verbindungspunkt der beiden in Reihe verbundenen Motoren (bezw. Motorgruppen), t .einen Spannungsteiler.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Mo toren M1 und M2 in Reihe geschaltet. Der Verbindungspunkt 0 ist zum Umschalter Uo geführt, welcher den Punkt<I>0 mit</I> den Kon takten<I>a</I> und<I>b</I> verbinden kann. Die Kon takte ea und b sind mit Wicklungspunkten der Sekundärwicklung Q verbunden, welche den Abstand einer vollen Spannungsstufe von einander haben. Der Kontakt a sei mit dem Wicklungsmittelpunkt von Q verbunden.
Die Enden der Motorreihe stehen in Verbindung mit ,:dem Umschalter Ui bezw. U2, welche diese Enden mit den Kontakten <B>ei,</B> d1, ei bezw. c2, dz, e.. verbinden. Zu diesen Kon- takten führen Anzapfleitungen der Wicklung Q, welche den Abstand einer zweifachen Spannungsstufe von einander haben. Ist n.
die Stufenzahl ohne Ausgangsstufe, dann ist die gesamte Zahl der Anzapfungen ohne die Endanschlüsse gleich n -f- <I>2.</I>
Das Verfahren der Stufenregelung mit Hilfe dieser Einrichtung ist nun folgendes: Um eine Spannungsregelung der beiden Motoren mit voller Stufenzahl zu erhalten, wird zunächst der mittlere Umschalter (Uo) und ein mit diesem gleichsinnig bewegter äusserer Umschalter (zum Beispiel U2) auf den nächsten Stufenkontakt gesetzt, also im vorliegenden Falle Schalter U" von a nach b, Schalter U2 von e.; nach d2 bewegt.
Dann wird der mittlere Umschalter (W) und der andere äussere Umschalter (U,) in entgegen gesetzter Richtung auf den benachbarten Kontakt gestellt, also im vorliegenden Fall Schalter U" von<I>b</I> nach<I>a,</I> Schalter U, von er nach d, bewegt, und in dieser Weise wird abwechselnd bis zur Erreichung der End- kontakte weiter geschritten.
Bei diesem Ver fahren wechselt :also der mittlere Umschalter (Uo) in Übereinstimmung mit :der Bewegung der abwechselnd um eine Doppelstufe weiter geSchobenen äussern Umschalter die beiden ihm zugeordneten Kontakte<I>a</I> und<I>b</I> jeweils beim Übergang von einer Spannungsstufe zur andern.
In Fig. 2 ist der Vorgang der gleiche wie in Fig. 1, nur ist an Stelle eines Motors M, (bezw. M2) eine Motorgrüppe M1, M,' bezw. .H2, 1V12' gesetzt, wobei M, und Ml' (bezw. M2 und M2') sich in Parallelschaltung befinden.
Diese Anordnung von vier Motoren hat den Vorteil, da.ss eine Abschaltung eines Motors den Betrieb in keiner Weise stört, weil die Motoren an Einzelspannungen liegen und daher unabhängig von einander sind.
Da nun bei Transformatoren für grosse Leistungen die Spannung der Windungen unter Umständen grösser als -die Spannung einer Regelstufe sein kann, ist :es gegebenen falls vorteilhaft, zwischen die Enden der mittleren Windung der Sekundärwicklung einen Spannungsteiler zu schalten und den Kontakt a des Umschalters Uo an die Mittel- klemme :des Spannungsteilers t gemäss Fig. 3 zu legen.
In Fig.3 sind ebenfalls zwei Gruppen von Motoren in Reihe geschaltet, und zwar die Gruppe M3 M, mit der Gruppe M2 M4. Hierbei sollen aber die zu einer Gruppe ge hörenden Motoren, also M, und M3, sowie M2 und M4 mechanisch derart miteinander gekup pelt sein, dass die Gleichheit ihrer Geschwin digkeit erzwungen ist.
So könnten zum Bei spiel die Motoren M, und M3 auf einer ge meinsamen Welle des einen, die Motoren M, und M4 .auf einer gemeinsamen Welle :des an dern Drehgestelles der Lokomotive ange ordnet sein. Ein Schleudern der beiden Grup pen unter Verbrauch der Spannung der je weils andern Gruppe ist durch :die Einzel speisung der beiden Gruppen vermieden. Die Spannungsregelung erfolgt auch hier in der geschilderten Weise, und die gleichmässige Verteilung der Spannung auf :die Motoren jeder Gruppe ist durch :deren Kupplung ge sichert.
Die geschilderte Einrichtung ermöglicht also, Schalter und Kontakte zu verwenden, welche nur für :die halbe Summe der Ströme sämtlicher Motoren zu bemessen sind. Sie gestatten, die Zahl der Kontakte und Her ausführungen insgesamt annähernd gleich ,der einfachen Stufenzahl und nicht gleich dem Produkt aus Stufenzahl X Motorzahl zu machen.
Gleichzeitig wird durch die Spei sung der Motoren von Einzelspannungen aus die Gefahr :des Schleuderns herabgesetzt und verhütet, @dass beim Schleudern .eines Motors das Drehmoment der andern verkleinert wird. Die Einrichtung ist ganz besonders für Lokomotiven mit Einzolaxenantrieb geeignet.