DE1038594B

DE1038594B - Einrichtung zur Verbesserung der Anlaufverhaeltnisse bei Triebfahrzeugen fuer Einphasenstrom

Info

Publication number: DE1038594B
Application number: DEA25201A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Kern
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1956-06-14
Filing date: 1956-06-29
Publication date: 1958-09-11

Description

Einrichtung zur Verbesserung der Anlaufverhältnisse bei Triebfahrzeugen für Einphasenstrom Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verbesserung der Anlaufverhältnisse bei Triebfahrzeugen für Einphasenstrom, deren Fahrmotoren Asynchronmotoren mit Kurzschlußläufern sind und über einen Umrichter, bestehend aus gesteuerten Entladungsstrecken und einer Synchronmaschine mit angebautem Verteiler, gespeist werden. An Hand des Schaltungsaufbaues nach der Zeichnung sei zunächst die Arbeitsweise einer solchen Einrichtung erläutert.
Die als Drehstrom-Asynchronmotoren ausgebildeten Fahrmotoren 7, die Kurzschlußläufer aufweisen, werden aus einem Sammelschienensystem 10 gespeist, dessen Spannung und Frequenz stetig verändert werden kann. Parallel zu den Fahrmotoren 7 ist eine Synchronmaschine 6 geschaltet, die die Lieferung der Blindleistung für die asynchronen Fahrmotoren übernehmen muß und gleichzeitig durch den Anbau eines geeigneten Verteilers 12 als Taktgebermaschine für die Steuerung des Umrichters 4-5 verwendet werden kann. Mit Rücksicht auf die notwendige Raum- und Gewichtsersparnis bzw. zur besseren Verteilung der Gewichte wird die Synchronmaschine für hohe Drehzahlen, zweckmäßig! über 3000 Umdrehungen je Minute. gebaut. Es können auch auf der Drehstroinseite parallel arbeitende Phasenschieberkondensatoren oder übererregte Synchronmaschinen an das Sammelschienensystem 10 angeschlossen werden.
Für rein motorischen Betrieb der Fahrmotoren kann in an sich bekannter Weise die Erregung der Synchronmaschine dem Betriebsstrom der Fahrmotoren proportional sein. Für die Nutzbremsung der Fahrmotoren ist dies mit Rücksicht auf die Stabilität der Bremsung nicht anwendbar. Hierfür muß vielmehr eine konstante Erregung der Synchronmaschine angewendet werden.
Die Änderung der Spannung und der Frequenz des Sammelschienensysbeins 10 kann mit Hilfe der Gittersteuerungen 13 und 14 der Entladungsstrecken 4 und 5 des Umrichters erreicht werden. Um einen guten Leistungsfaktor über den ganzen Zuggeschwindigkeitsbereich zu erhalten, wird am Transformator 2 sekundärseitig eine Anzapfung 22 vorgesehen, die über eine zusätzliche Ventilgruppe b finit dein Fahrniotoren-Sammelschienensystem 10 verbunden ist. i\'Iit Hilfe der Steuergitter können nun in an sich bekannter Weise die zu einem Wicklungsteil (z. B. b-c) gehörenden Ventile gesteuert werden. Es können ab°r auch die Ventile eines Wicklungsteiles bis zur vollen Spannung und die des Nachbarstranges wiederum bis zii einer beliebigen Teilspannung ausgesteuert werden. Durch zweckmäßige Wahl des Anzapfungsverhältnisses ist es somit möglich, jede Geschwindigkeit der Fahrmotoren mit Hilfe der Gittersteuerung allein und mit stark verringertem Blindstrom stetig einzustellen. Sofern bewegliche Kontakte, z. B. in einem Stufenschalter, in Kauf genommen werden, kann die ganze Regelung mit einem Stufenschalter im Transformator sinngemäß ausgeführt werden.
Die Drehzahlregelung der Fahrmotoren erfolgt entweder ausschließlich über die Spannungsregelung durch die Steuergitter der Stromrichter, wie in der Zeichnung dargestellt, oder über einen Stufenschalter am Transformator. Die gewünschte Beeinflussung der Steuergitter muß in Abhängigkeit sowohl von der Speise-Wechselspannung als auch von der Drehzahl der Svnchroninaschine erfolgen. Dementsprechend wird die den Gittersteuerungen 13 und 14 zugeleitete Steuerspannung von einer Hilfswicklung 21 des "Transformators 2, vom Verteiler 12 der Synchronniaschine 6 und vom Kontroller 8 beeinflußt. In diesem wird sowohl die Wahl der jeweils gerade benützten Anodengruppen a, b oder c getroffen als auch die Phasenverschiebung der netzfrequenten Steuerimpulse nach 1\Zaßgabe der gewünschten Drehzahl der Fahrmotoren eingestellt. Der Kontroller 8 hat somit nur ganz geringe Leistungen zu steuern.
Beim Anfahren der Fahrmotoren besteht nun die Schwierigkeit, daß die im Ständer der Fahrmotoren induzierte Spannung, herrührend vom Drehfeld, von derselben Größenordnung ist wie der ohmsche Spannungsabfall im Widerstand der Ständerwicklung, was zur Folge hat, daß das Anlaufdrehmoment der Fahrinotoren unter Umständen nicht ausreichend ist, um eine genügende Beschleunigung des Fahrzeuges zu gewährleisten. Dieser Nachteil wird dadurch' behoben, daß die Taktgeber-Synchronmaschine erst bei einer höheren Mindestspannung anläuft.
Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß in den Stromkreis der Arbeitswicklung der Synchronmaschine zusätzliche Widerstände mindestens während des Anlaufes der Fahrmotoren einschaltbar sind.
Durch diese Widerstände wird nämlich erreicht, daß beim Anfahren die Synchronmaschine einen verringerten Strom aufnimmt, dafür aber ein überwiegender Strom zu den asynchronen Fahrmotoren gelangt, wodurch deren Anlaufdrehmoment erhöht und damit eine größere Beschleunigung des Fahrzeuges erzielt wird.
Im Schema des Schaltungsaufbaues handelt es sich um die `'Widerstände 16, die zwischen das Sammelschienensystem 10 und die Ständerwicklung der Synchrontnaschine 6 eingeschaltet sind. Diese Widerstände können entweder dauernd oder nur zu Beginn des Anlaufens eingeschaltet sein. Ihre Ein- und Ausschaltung kann dabei entweder von der Frequenz oder von der Spannung an dem Sammelschienens_vstem 10 abhängig gemacht werden.
Die Wirkung dieser Widerstände kann noch dadurch erhöht werden, daß die Gleichstromerregung der Taktgeber-Synchronmaschine zu Beginn des Anlaufes herabgesetzt wird.

Claims

PATENTANSI'IIUCII: Einrichtung zur Verbesserung der Anlaufverhältnisse bei Triebfahrzeugen für Einphasenstrom, deren Fahrmotoren Asvnchronmotoren mit Kurzschlußläufern sind und- über einen Umrichter, bestehend aus gesteuerten Entladungsstrecken und einer Synchronmaschine mit angebautem Verteiler, gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der Arbeitswicklung der Synchronmaschine zusätzliche Widerstände mindestens während des Anlaufes der Fahrmotoren einschaltbar sind.