Schaltung für einen kollektorlosen Mutator-Reihenschlussmotor, insbesondere für Triebfahrzeuge 1:ist bekannt, dass man den Kollektor von (xleiehstrom-Motoren durch die Zwischen schaltung von gesteuerten Entladungsstrecken, beispielsweise Quecksilberdampf-MTechselrich- tern, ersetzen kann. Man wird dadurch in der Wahl der Betriebsspannung und der Drehzahl des Motors von jeder Einschränkung durch den Kollektor frei.
Man bezeichnet diese Moto ren, zur Unterscheidung von den Kollektor Motoren, mit Mutator-Motoren. In Fig. 1 ist die Prinzipschaltung eines derartigen Motors dargestellt. Der Motor wird konstruktiv wie ein Synchronmotor mit rotierendem, gleich strommagnetisiertem Polrad ausgeführt mit einer dreiphasigen Statorwieklung, in welcher ein leicht verzerrter, symmetrischer Dreipha senstrom fliesst.
Der Motor mit der Feldwick lung 6 und der Arbeitswicklung 5 arbeitet in bekannter Weise mit den Wechselrichter- Strecken 3, 4 zusammen wie ein mit nur drei Kollektorlamellen pro Palpaar. Die Steuerung der Mutatoren 3, 4 erfolgt in bekannter Weise durch einen Ver teiler 9, welcher auf dem Motor aufgebaut ist und die Entladungsstrecken in Abhängigkeit von der Stellung des Rotors periodisch zündet.
Diese bekannte Schaltung ergibt ohne beson dere Massnahmen auch den bei Serie-Motoren für Triebfahrzeuge benötigten, der Belastung proportionalen Gleichstrom für die Erregung des Motorfeldes, indem die Feldwicklung 6 ebenso wie auch die Kompensationswicklung 7 unmittelbar in. die Rückleitung vom Wechsel richter 4 zum Transformator l eingeschaltet sind.
Wird beim Anfahren dem nach stillstehen den Motor vom Gleichrichter 2 Gleichstrom zugeführt, so fliesst dieser bei einer gegebenen Stellung des Rotors beispielsweise nach den eingezeichneten Pfeilen durch die Motorwick lung 5. Muss nach einer Drehung des Rotors eine Kommutierung des Stromes auf eine andere Phase des Motors, z. B. von Phase S auf Phase T erfolgen, so wird durch den Ver teiler 9 das Steuergitter für die Strecke T der Gruppe 4 positiv gemacht, also freigege ben, wobei gleichzeitig das Gitter der Strecke S derselben Gruppe 4 negativ geladen wird. Die Strecke 4 T nimmt über die Motorphase T sofort Strom auf.
Da aber in der Strecke 4 S ein Gleichstrom fliesst, kann diese trotz des negativen Gitters nicht löschen, so dass nun beide Strecken 4 S und 4 T gleichzeitig bren nen. Bei noch weiterer Drehung des Motors beginnen nacheinander in gleicher Weise alle Strecken zu brennen, so dass endlich der Mo tor kurzgeschlossen wird und stillsteht. Damit scheidet die Schaltung Fig. 1 als unbrauch bar aus. Dieser Vorgang lässt sich nur ver meiden, indem man dafür sorgt, dass der in den Wechselrichtern 3 und 4 fliessende Gleich strom lückt, das heisst periodisch auf den Wert -Null absinkt.
Ist dies der Fall, so kann im oben betrachteten Beispiel das nun nega- tive Steuergitter der Strecke 4 S beim ersten Nulldurchgang des Anodenstromes diese Anode sperren, so dass nun an Stelle der Strecke 4 S nur die Strecke 4 T brennt, womit der Motor sich weiter dreht und an läuft. In allen bekannten Schaltungen, die dieser Forderung des lückenden Stromes Rechnung tragen, ist der Gleichstromkr eis unterdrückt. Diese Schaltungen können den für die Reihen-Erregung des Motorfeldes be nötigten Gleichstrom nicht abgeben.
Es musste deshalb für die Erzeugung des Felderreger stromes ein besonderer Gleichrichter verwen det werden, welcher den verfügbaren Last wechselstrom erst in Gleichstrom umformt. Solche Anlagen sind kompliziert und teuer.
Es stellt sich somit die Aufgabe, mit ein fachen Mitteln sowohl das Lücken des Stromes in den Wechselrichtern als auch die Lieferung des Felderregerstromes zu erreichen. Die Er findung betrifft eine Schaltung für einen kollektorlosen Mutator - Reihenschlussmotor, dessen Speisung durch ein- oder mehrphasigen Wechselstrom erfolgt.
Die Erfindung besteht darin, dass die Se kundärwicklung des den Motor speisenden Transformators in zwei Teile mit je einem herausgeführten Mittelpunkt unterteilt ist, wobei jedem Teil eine Gruppe von Entladungs strecken zugeordnet, ist und wobei die Aussen klemmen des einen Teils mit den Anoden der Gruppe, die Aussenklemmen des andern Teils mit den Kathoden der andern Gruppe ver bunden sind, während die Klemmen der Ar beitswicklung des Motors sowohl mit den Ka thoden der einen Gruppe als auch mit den Anoden der andern Gruppe verbunden sind, sowie dass die Mittelpunkte der beiden Wick lungsteile über die Feldwicklung des Motors miteinander verbunden sind.
Ein Beispiel der Erfindung ist in der Fig. 2 dargestellt.. Diese zeigt die Prinzip- schaltung eines einphasigen Mutator-R.eihen- schlussmotors z. B. für Triebfahrzeuge. Der Sekundärwicklung 2 des Transformators sind über die Klemmen 2a und 2b die Mutatoren 4... und der Sekundärwicklung 3 über die Klemmen 3a, 3b die Mutatoren 5... zuge- ordnet. Die Mutatoren sind in Gegentaktschal tung angeordnet.
Die Transformatorwicklun- gen 2 und 3 weisen Mittelanzapfunen 2e, 3c auf. An diesen Mittelanzapfungen \ sind die Erregerwicklung 7 und die Kompensations- wieklung 8 des Motors angeschlossen. Die Gegentakt-Mutatorengruppen R, S, T sind in Spannungsteilersehaltung aufgebaut.
Ihre Mittelpunkte führen über Klemmen 12F, 12, 12r zu den Phasen-vvicklungen R, S, T der Statorwieklung 6 des Motors. Der Rotor treibt den Verteiler 11 an, welcher in phasenrichti ger 1Veise die Mutatoren der Gruppe 4 und 5 zündet.
Die Arbeitsweise ist folgende: Soll nun bei einer gegebenen Rotorstellung der Motor anlaufen, so fliesst bei Stillstand der Strom im Sinne der eingetragenen Pfeile über die Mutatoren und durch die Motorwick lung. Dabei arbeiten die beiden Hälften jeder der beiden Wicklungen 2 und 3 abwechslungs- weise im Takte der Frequenz des den Motor speisenden Netzes. Ebenso arbeiten die beiden Mutatoren der Phase R in der Gruppe 4 unter sich abwechslungsweise im Takte der Netz frequenz, in gleicher Weise wie die beiden Mutatoren der Phase S in der Gruppe 5.
Alle Anoden der beiden Gruppen 4 und 5 löschen somit periodisch und damit ist die oben begmündete Forderung des Lüekens der Mutatorströme erfüllt. Der Strom fliesst, nun abwechslungsweise über die beiden Hälften der 1V icklung 2 und die beiden Mutatoren der Phase R in der Gruppe 4 und über die Motor wicklungen R 8 in die Mutatoren S der Gruppe 5.
Der aus den 1lutatoren der Phase S in der Gruppe 5 abfliessende Strom fliesst nun über die Wicklung 3 in den Nulleiter und über die Glättungsdrossel 10 in den Wendeschalter 9 in die Feldwicklung 7 und die Kompensationswicklung 8 und von da zurück in den Mittelpunkt 2c der Wicklung 2.
Bei jeder Fortsetzung der Drehung des Rotors um den elektrischen Winkel 60 wird eine andere Phase der Motorwicklung vom Strom durchflossen, und durch das Zusam menwirken des lückenhaften Stromes in den Anoden der Mutatoren und der Steuerung der Gitter durch den Verteiler kann nun der Strom auch im Stillstand kommutiert werden. Bei grösserer Geschwindigkeit des Motors tre ten zusätzliche Wendespannungen im Kommu- tierungskreis auf, welche die Kommutierung unabhängig von der Pulsation des Gleich stromes grewährleisten.
Infolge der neuartigen Unterteilung der Transformatorwicklung und der Zwischen- selialtun,- der Feldwicklung zwischen den bei den Nullpunkten wird ohne Mehraufwand an .Material auch der Erregerstrom für das Motorfeld gewonnen.
Dasselbe Prinzip lä-sst sieh auch mit drei- phasiger Speisung des Motors durchführen, indem man die Wicklungen 2 und 3 in drei phasiger Stern-Schaltung ausführt. und jeder Motorphase 2 X 3 Mutatoren zuordnet, statt deren 2 X 2.
Ausser der Feldwicklung des Motors kann in Reibe mit dieser auch noch die Kompen- sationswieklung in den Hauptstromkreis ein geschaltet werden. Ebenfalls kann für die Erleichterung der Kommutierung eine Glät- tungsdrossel in Reihe mit. der Feldwicklung eingebaut werden.
Es ist noch zu bemerken, dass die beiden Wicklungen 2, 3 unter sich ungleiche oder gleiche Spannungen aufweisen können; der 3linimalwert der Spannung ist durch die Be dingung des Lüekens des Stromes in den Strecken festgelegt.
Durch die Schaltung wird es möglich, den Kollektor wegzulassen. Es ist nur nötig, den Erregergleiehst.rom und den Kompensations strom über Schleifringe zuzuführen. Durch das Fehlen des Kollektors fällt die bisherige Beschränkung der Drehzahl weg, da Kommu- tationssehwierigkeiten nicht mehr auftreten.
Die Schaltung wird mit besonderem Vor teil bei Triebfahrzeugen angewendet. Sie kommt natürlich auch überall. da in Frage, wo hohe Drehzahlen verlangt sind und Regu- liermöglichkeiten gefordert werden, wie sie sonst nur Gleichstrommotoren zukommen.
Aus konstruktiven Gründen werden die Transformatorwicklungen 2, 3 zweckmässig mit gleicher Spannung ausgeführt.