CH273293A - Energieübertragungsanlage auf Fahrzeugen mittels Drehstrom höherer Frequenz. - Google Patents

Description

      Energieübertragungsanlage    auf Fahrzeugen mittels Drehstrom höherer Frequenz.    Die Vorteile der     Energieübertragung    auf  Fahrzeuge vom Motor auf die Triebachse  mittels Drehstroms höherer Frequenz     als    nor  maler Industriefrequenz in bezog auf Gewicht,  Preis und Wirkungsgrad sind allgemein be  kannt. Besonders die     Verwendung    von     kapa-          zitiv    erregten     Asynchrongeneratoren    bietet  hier grosse Vorteile infolge einfacher Bauart  und demzufolge zulässig hoher Umfangsge  schwindigkeiten.  



  Ferner ist die Verwendung von polum  schaltbaren     Kurzschlussanker-Motoren    für den       Achsantrieb    eine sehr     vorteilhafte    Lösung, wo  bei vorgeschlagen worden ist, diese Motoren in       unerregtem    Zustand direkt mit dem Generator  elektrisch zu verbinden     und    die Überkompen  sation der induktiven Komponente der Anlage  mittels Kondensatoren derart vorzunehmen,  dass sich das System erregt und die Energie  übertragung erlogt.  



       Fig.1    der beiliegenden Zeichnung zeigt  schematisch diese bekannte Anordnung, in  welcher 1 den Triebmotor bedeutet, der ent  weder ein thermischer oder ein elektrisch  durch eine Fahrleitung gespeister Motor ist.  2 ist der     Asynchrongenerator,    3 sind die pol  umschaltbaren     Kurzachlussanker-Triebmotoren     und 4 die Polumschalter. 5 ist die regulierbare       Kondensatorenbatterie.     



  Es liegt in der Art der     Kurzschlussanker-          Motoren    und -Generatoren, dass diese beim  Anfahren eine viel grössere wattlose Kom  ponente benötigen als in der Nähe der syn  chronen Tourenzahlen. Dies bedingt somit nur    für die     Anfahrt    eine sehr grosse     Konden-          satorenbatterie,    welche     die    Wirtschaftlichkeit  der Anlage in Frage stellt.  



  Man kann eine kleinere Kondensatoren  batterie für die Kompensation der wattlosen  Leistung der     Kurzschlussanker-Motoren    und  die Erregung des Generators wählen, wenn  man gemäss vorliegender Erfindung Mittel  vorsieht, die erlauben, wenigstens während der  Anfahrt und des     Polzahlwechsels    die Span  nung der Kondensatoren kurzzeitig über die  normale Betriebsspannung der Kondensatoren  zu erhöhen. Bekanntlich können die Konden  satoren kurzzeitig ohne Gefahr derartig hohe  Spannungen aushalten, falls die Dauerspan  nung niedriger gewählt wird.  



  Als Richtlinie für die     Regulierung    kann  der wattlose Erregerstrom des Generators oder  der mit diesem praktisch proportionale     Flux     des Generators benutzt werden. Beide Werte  sind sehr leicht elektrisch erfassbar, der erste  mittels eines     kapazitiv    oder induktiv erregten       Wattmetersystems    und der zweite Wert mit  tels eines von der Wechselspannung des     Gene-          rators    erregten     Magnetsystems        mit        vernach-          lä,ssigbarem        Ohmachem    Widerstand.  



  Ein weiterer Vorteil dieser Anlage ist, dass  falls zum Anfahren die Tourenzahl     des    An  triebsmotors 1 reduziert wird und damit die  Frequenz und die     Generatorspannung\    sinkt,  die Regelung davon unberührt wird. Das Ab  senken der Frequenz bei gleichbleibendem       Flux    hat bekanntlich eine Reduktion der watt  losen Komponente der Kurzschlussanker-Moto-           ren        zur    Folge.

   Insbesondere bei Verwendung  dieser Massnahme ist aber die Erhöhung der       Spannung    an den Kondensatoren notwendig;  da bei dieser ja sowohl die Spannung als     auch     die Frequenz des     Gdnerators    absinkt     und    so  mit die     kapazitive    Abgabe der     Konderisatoren-          batterie    nach     Fig.1    im Verhältnis ab  nimmt, wobei     fl    die Normalfrequenz
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   und       fli    die     Anfahrfrequenz    bedeuten.

   Die Regulie  rung der     Kondensatorspannung    kann mittels  bekannter Mittel,     wie    Stufentransformatoren,  Autotransformatoren, Induktionsregler, oder  durch Vorschalten von     Induktivitäten    erfol  gen.  



       Eine    weitere Massnahme zur Verbesserung  der     Anfahrverhältnisse    einer     derartigen    An  lage kann in der gleichzeitigen Reduktion  der     Spannung    der- Triebmotoren bestehen.  Hierzu lässt sich entweder ein Autotransfor  mator verwenden, wobei dieser mit dem Auto  transformator für die Erhöhung der     Konden-          satorenbatterie        identisch    sein kann, oder es       können    induktive Impedanzen den Motoren  vorgeschaltet werden.  



  Es können diese Mittel für das Anfahren  auch während der Umschaltung der Stufen  der Triebmotoren     verwendet    werden, was eine  Umschaltung ohne Unterbruch erlaubt. Dies  ist besonders der Fall, wenn die Motoren mit  zwei oder mehreren Wicklungen versehen       sind    und jede     Wieklung    eine separate, induk  tive Impedanz für die Anfahrt und     Umschal-          tung    erhält.

   Das System erlaubt, ohne     Pol-          umsehaltung    des Generators (was ja für den  Antrieb einen     Unterbruch    bedeuten würde]  bei     Verwendung    polumschaltbarer     Kui!zschluss-          anker-Motoren,    vorzugsweise solcher mit     zwei          Wicklungen    und jede für 4-6-16 und 6-  12-24 Pole umschaltbar, und bei Frequenzen  in der Höhe von 100 bis 200     Per/sek    und  mehr, gut regulierbare,     einfache    und robuste       Übertragungen    für Dieselfahrzeuge,

   Gas-     und          Dampfturbinenlokomotiven    und solche, deren  Antriebsmotor über Fahrleitungen mit gegen-    über Industriefrequenz höherer Frequenz ge  speist wird, zu erzielen. Die angegebenen Pol  zahlen ergeben     Geschwindigkeitsstufen    von  20, 30, 40, 60, 80 und 120 km/h.  



  Die     Fig.2    zeigt als     Ausführungsbeispiel     der Erfindung ein     Prinzipschema    einer der  artigen     Energieübertragungsanlage.    Es bedeu  tet 1 der Antriebsmotor des     Asynchrongenera-          tors,    2 und 3 die Triebmotoren mit pol  umschaltbaren Wicklungen 15, 16 und den  zugehörigen Polumschaltern 4, 4'. 8 ist die       Spannungsregeleinrichtung    mit den Reglern 9  und 10 für die     Kondensatoren    5. 11 und 12  sind Impedanzen in den     einzelnen    Motor  kreisen, die mit     Schaltern    13, 14 im Normal  betrieb überbrückt werden.

   Die Regulierein  richtung 8     ist    als Autotransformator dar  gestellt mit Anschlüssen 17, 18     und.    19 für den  Generator, die Kondensatoren bzw. die Moto  ren. Durch Verschieben dieser     Anschlüsse     können die gewünschten Spannungen für jene  Teile eingestellt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Energieübertragungsanlage auf Fahrzeu gen mittels Drehstroms mit gegenüber Indu striefrequenz höherer Periodenzahl, unter Ver wendung von Kurzschlussanker-Induktions- generatoren mit kapazitiver Erregung und mit diesen verbundenen polumschaltbaren Kurzschlussanker-Motoren, dadurch gekenn zeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die er lauben,

   wenigstens während der Anfahrt und des Polzahlwechsels die Spannung der Kon densatoren kurzzeitig über die normale Be- triebsspannung der Kondensatoren zu er höhen. UNTERANSPRUCH: Anlage nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass für die Regulierung der Kondensatoren ein Autotransformator vor gesehen ist, der auch zur Regulierung der Motorspannung und der Generatorspannung dient.