Anlage zur Nutzbremsung eines Wechselstromtriebfahrzeuges mit einer Mehrzahl von Einphasen-gommutator-Seriemotoren. Vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur Nutzbremsung eines Wechselstromtrieb- fahrzeuges mit einer Mehrzahl von Einpha- sen-Kommutator-Seriemotoren, bei welcher für Bremsbetrieb das Feld eines Motors (Primärmotor) vom Reguliertransformer mit einer passenden Teilspannung fremd erregt wird, der Anker dieses Motors über die in Serie geschalteten Felder der übrigen Moto ren (Sekundärmotoren)
nebst einem induk tiven Zusatzwiderstand zum Leistungsaus gleich, auf eine zweite Teilspannung des Reguliertransformers zurück arbeitet, und die Anker der Sekundärmotoren über einen zwei ten induktiven Widerstand auf eine dritte Teilspannung des Reguliertransformers zu rückarbeiten. Gemäss der Erfindung werden zur Verzögerung bezw. Verhinderung der Selbsterregung die elektrischen und magne tischen Verhältnisse der Anlage entsprechend der Stabilitätsbedingung<I>A n</I> Lf M < ,-rja --@- raLo gestaltet.
In dieser für einen Motor in Nebenschluss- schaltung gültigen, aber für unsere Anlage sinngemäss anzuwendenden Stabilitätsbedin gung bedeuten<B>:</B><I>A n</I> Lf der sogenannte elek tromotorische Widerstand des Ankers, das heisst das Verhältnis Rotations EMK/Anker- strom. Lf ist der Selbstinduktionskoefizient der Motorfeldwicklung, den wir an Stelle des Kraftflusses benützen, n ist die Drehzahl des Ankers.
9. ist demzufolge eine Motor konstante, die die Polzahl, die Rotorstabzahl, die Anzahl Stromzweige der Rotorwicklung und die Umrechnung auf Ohm berücksichtigt. M ist der Koefizient der gegenseitigen In duktion für die transformatorische Verkettung des Ankers und des Feldes über den Regu- liertransformer. Ein selbsterregter Anker strom überträgt sich auf den Feldstromkreis im Verhältnis der Teilspannungen am Re guliertransförmer bezw. im Verhältnis der entsprechenden Windungszahlen,
normale Ei sensättigung vorausgesetzt, r., r" sind die gesamten induktionslosen Widerstände des Anker- und Feldstromkreises, L.Le die ent sprechenden Gesamtinduktivitäten. Die an geführte Stabilitätsbedingung wird erhalten, wenn für einen mit Nebenschlusserregung generatorisch betriebener) Motor die beiden Spannungsgleichungen im Anker (Primär-) und Feld (Sekundär-) stromkreis aufgestellt werden,
nämlich <I>0</I> =-Mdieldt -j- Ladialdt <I>1-</I> r" i"- AnLfie <I>0</I> =-Ledieldt + Mdialdt-reie.
Für beide Ströme in und i" ergibt sich die gleichlautende Bestimmungsgleichung d2ildt2 + (R/L)dildt -f- (IILC)i <I>= 0,</I> woraus sich der selbsterregte Strom ergibt zu i=Je-(RIL)t sin (aut-a). Für R als scheinbaren Widerstand für den selbsterreg ten Strom ergibt sich<I>R =</I> re(LalLe) -f- ra- A <I>n</I> Lf (MILe) <I>;
</I> ferner die scheinbare Induk- tivität und Kapazität<I>L =</I> La--(H2/L") und 1)C <I>=</I> r-, re/Le.
Von den vorstehenden Ausdrücken inte ressiert uns nur der Ausdruck für R als Kriterium für die Selbsterregung. Diese tritt auf, wenn R _@ 0 ist, sie tritt nicht auf, wenn R > 0 ist.
Die Stabilitätsbedingung ist demnach wie vorstehend aufgeführt AnLfMCreLm+r.Le. Kleines Lf bedeutet stark gesättigtes Feld, bezw. stark gesättigter Primärmotor, kleines M stark gesättigter Reguliertrar)sformer. Ein grosses r. kommt aus wirtschaftlichen Grün der) nicht in Frage. Da Lf in L. enthalten ist, können wir L. nicht gross machen.
Hin gegen darf r. mässig vergrössert werden, weil in Verbindung mit einem grossen L" stark zur Geltung kommt. L" ist bezüglich des selbsterregten Stromes gross zu halten, was nur so zu verstehen ist, dass La mit wach sendem Strome nicht kleiner wird. Dies wird bekanntlich so erreicht, dass man das Eisen des bezügl. induktiven Widerstandes nicht übersättigt, oder dass man in den Kraftlinien weg des Eisenkerns einen Luftspalt einschal tet. Im übrigen ist Lp, in der Grösse bestimmt durch die Nutzbremsleistung.
An die Stelle eines stark gesättigten Reguliertransformers oder eines stark gesät tigten Primärmotors kann mit gleichem Effekt auch ein stark gesättigter Zwischentransfor- mer vor das Primärfeld treten oder dieselben ergänzen.
Im Sinne der Stabilitätsbedingung wirkt auch ein passend grosser in den Primärfeld stromkreis eingeschalteter induktiver Wider stand, dessen EMK nach Grösse und Phase bestimmt wird durch den Sekundärankerstrom, allenfalls auch durch den Gesamtankerstrom. Dieser Widerstand erzwingt mit Bezug auf der) Fremdstrom einen gegenläufigen Strom zum Strom, der sich transformatorisch vom Wicklungsteil des Reguliertransformers, der im Ankerstromkreis liegt, auf den Wicklungs teil des Reguliertransformers, der im Primär feldstromkreis liegt, überträgt und bringt demzufolge 9 n Lf, d.
1r. den sogenannten elektromotorischen Ankerwiderstand zum Ver schwinden oder auf einen positiven Wert.
Beispiele des Erfindungsgegenstandes sind irr den Abb. 1 und 2 dargestellt.
In Abb. 1 sind beispielsweise vier Trieb motoren eines elektrischen Triebfahrzeuges unter Weglassung der Kompensations- und Hilfsfeldwicklung angenommen. Auch die Regulierung ist weggelassen und vom Regir- liertransformer nur die Sekundärwicklung dargestellt. Die Anschlüsse am Regulier transformer sind beispielsweise unveränderlich angenommen und die Regulierung im Hoch spannungsteil des Reguliertransformers ge dacht.
T ist die Sekundärwicklung des Re- guliertransforiners, Ai bis 9a sind die Anker der 4 Motoren, .L1 und F'i deren Felder, X1 und X2 künstliche induktive Widerstände, Ui, U1 + U2, Ua sind die Teilspannungen) arn Reguliertransformer für den Sekun däranker, den Primäranker und der)
Primär feldstromkreis. Gemäss der Stabilitätsbedin gung können entweder die Felder, in unse rem Falle besonders das Primärfeld, oder der Reguliertransformer oder beide zusammen stark gesättigt sein. Mit dem induktionslosen Widerstand r im Primärfeldstromkreis ist die Vergrösserung von r0 in der Stabilitätsbedin gung angedeutet. Es ist klar, dass irgend eines dieser Stabilisierungsmittel für sich allein, oder in irgend einer Verbindung mit einander angewendet werden können.
In Abb.2 ist bei gleicher wie Abb. 1 zu Grunde geleg ten Schaltung mit 4 Motoren ein stark @ ge- sättigter Zwischentransformer Xs vor das Primärfeld gelegt. Dieses Stabilisationsmittel kann wieder für sich allein, oder in irgend einer Verbindung mit den vorerwähnten Mit teln angewendet werden.
An Stelle eines induktiven Widerstandes Xi wie in Abb. 1 sind in Abb. 2 deren 3, d. b. Xi, Xz, Xs, getreten. X4 in Abb. 2 ist identisch mit X2 in Abb. 1. Anstatt die 3 Sekundäranker nach Abb. 1 und 2 elektrisch parallel zu schalten, können sie natürlich auch in Serie geschaltet werden bei entsprechend geänderten Teil spannungen am Reguliertransformer.
Abb. 2 könnte noch durch den vorstehend erwähnten induktiven Dämpfungswiderstand ergänzt werden. Dieser Widerstand wäre beispielsweise zwischen X3 und X4 in den Sekundärankerstromkreis einzuschalten, wo bei der Anschluss des Zwischentransformers (primär) gegen Xs vorzuverlegen wäre. Auch dieses Mittel kann für sich oder in irgend einer Verbindung mit den andern erwähnten Mitteln angewendet werden.
Die angegebenen Stabilisierungsmittel er lauben die grundsätzlichen Vorteile der zu Grunde gelegten Nutzbremsschaltung mit Nebenschlusserregung des Primärmotors und gemischter Erregung der Sekundärmotoren, die im Leistungsfaktor, im kleineren Auf wand an künstlich induktivem Bremswider stand und in der betriebstechnisch vorteil hafteren Bremskraftkarakteristik liegen, auch praktisch auszunützen.