DE119255C

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Publication number: DE119255C
Application number: DENDAT119255D
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Publication date: 1900-01-01

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

JVi 119255 KLASSE 20/.JVi 119255 CLASS 20 /.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. März 1897 ab.Patented in the German Empire on March 23, 1897.

Die Vortheile bei Erzeugung, Weiterleitung und Verwerthung der Wechselströme, besonders der mehrphasigen Wechselströme, für die verschiedenen Zwecke der Kraftübertragung sind hinlänglich gewürdigt, nur bei Transportanlagen, insbesondere bei elektrischen Bahnen, hat sich diese Stromart praktisch fast gar nicht eingebürgert. Dies liegt hauptsächlich in der Eigentümlichkeit der meisten Wechselstrommotoren, welche zwar in Bezug auf Bau und Wirkungsweise solider und vielfach auch zweckmäfsiger sind als die Gleichstrommotoren, jedoch für so sehr veränderliche Geschwindigkeit, wie der Transport sie erfordert, nicht vortheilh a ft arbeiten, dann auch in der Schwierigkeit, AVechselströme in Verbindung mit Sammlern zu benutzen. Hinderlich, war endlich auch, insbesondere für die Verwendung mehrphasiger Wechselströme, dafs die Anordnung von mehreren Leitungen längs der ganzen Linie grofse Schwierigkeiten verursacht.The advantages in the generation, transmission and utilization of alternating currents, especially of polyphase alternating currents, which are used for various purposes of power transmission adequately appreciated, only for transport systems, especially for electric railways, This type of current has practically not become established at all. This is mainly due to the Peculiarity of most AC motors, which, although in terms of construction and The way they work is more solid and often more expedient than the DC motors, however for as much variable speed as the transport requires, not advantageous a ft work, then also in the difficulty of A alternating currents in connection with collectors to use. A hindrance was finally also, especially for the use of multi-phase Alternating currents, so that the arrangement of several lines along the whole line is great Causes trouble.

Um Wechselströme für deri Bahnbetrieb wenigstens mittelbar nutzbar zu machen, wurde wiederholt vorgeschlagen, in der Nähe der Bahnlinie Umformerstationen zu errichten; welche die gesammte elektrische Arbeit von Wechselstrom in Gleichstrom umzusetzen hätten. Diese aus Wechselstrommotoren und Gleichstromdynamos bestehenden Umformerstationen sind kostspielige Anlagen, verursachen bedeutende Arbeitsverluste und erfordern eine ,.besondere Wartung und .Aufsicht, sind also für die Oekonomie des Kraftbetriebes mehrfach nachtheilig. In order to make alternating currents usable at least indirectly for railway operations, was repeatedly proposed to build converter stations near the railway line; Which to convert the entire electrical work from alternating current into direct current. These are converter stations consisting of AC motors and DC dynamos expensive systems cause significant loss of work and require special ones Maintenance and supervision are therefore detrimental to the economy of power operations in several ways.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung soll alle diese Schwierigkeiten vollkommen beseitigen , d. h. ohne besondere Umformerstationen die Verwendung von ein- oder mehrphasigen Wechselströmen mit Sammlern und die gleichzeitige Verwerthung der vortheilhaften Eigenschaften sowohl der Wechselstrommotoren als auch der Gleichstrommotoren möglich machen. Der gröfste Theil der Arbeit für den Kraftbetrieb wird hierbei durch Wechselströme direct geleistet, und nur ein kleiner Theil, nämlich die Accumulatorenarbeit, wird durch Umformung gewonnen, wodurch die Oekonomie des Betriebes im Vergleiche zu den bisherigen gemischten Systemen ganz wesentlich verbessert werden soll.The object of the present invention is intended to completely eliminate all of these difficulties , d. H. the use of single or multi-phase without special transformer stations Alternating currents with collectors and the simultaneous utilization of the beneficial ones Make properties of both AC motors and DC motors possible. Most of the Work for the power plant is here done directly by alternating currents, and only one a small part, namely the work of the accumulator, is obtained by transformation, whereby the The economy of the company compared to the previous mixed systems should be significantly improved.

Nach vorliegender Erfindung werden aus dem Kraftwerk ein- oder mehrphasige Wechselströme, sei es direct oder mittelst Umformer zu den Bahnstrecken, und dort in die Fahrleitungen geführt. Ob diese Leitungen oberirdisch, unterirdisch oder in Schienenhöhe hergestellt werden, ist für die Anlage ohne Belang; es sei aber hervorgehoben, dafs es nicht nothwendig ist, die Fahrleitungen ununterbrochen längs der Bahnstrecke anzubringen, vielmehr können diese Leitungen an Stellen, wo ihre Ausführung schwierig oder ihr Be-According to the present invention, single or multi-phase alternating currents are generated from the power plant, be it direct or by means of converters to the railway lines, and there into the overhead lines guided. Whether these lines are above ground, underground or at rail height is of no concern for the plant; but it should be emphasized that it is it is not necessary to install the contact lines uninterruptedly along the railway line, rather, these lines can be used in places where it is difficult to

stand für den Bahnbetrieb hinderlich ist, z. B. bei Weichen, Kreuzungen innerhalb der Stationen u. s. w., unterbrochen oder weggelassen werden.stand is a hindrance to rail operations, e.g. B. for switches, crossings within the stations etc., be interrupted or omitted.

Durch die Fahrleitungen werden in bekannter Weise durch Contacte Wechselströme den Fahrzeugen zugeführt. Die Fahrzeuge oder Züge sind sowohl - mit Wechselstrommotoren (einphasigen Inductionsmotoren, Drehstrommotoren oder einphasigen asynchronen Motoren mit Commutator), als auch mit Gleichstrommotoren ausgerüstet, welch letztere gegebenenfalls auch umgekehrt als Stromerzeuger arbeiten. Es können entweder je ein Wechselstrommotor und ein Gleichstrommotor neben einander oder mit einander vereinigt (Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer) auf gemeinsamer Axe sitzen, oder es wird ein Theil der Treibaxen mit Wechselstrommotoren, der andere Theil mit Gleichstrommotoren versehen.Alternating currents are generated in a known manner through the contact lines through the contact lines supplied to the vehicles. The vehicles or trains are both - with AC motors (single-phase induction motors, three-phase motors or single-phase asynchronous motors with commutator), as well as with DC motors equipped, which the latter may also work in reverse as a power generator. Either one AC motor can be used and a DC motor next to each other or combined with each other (AC-DC converter) sit on a common axis, or one part of the driving axes will be driven by alternating current motors, the other part Partly provided with DC motors.

Die Fahrleitungen werden mit den W^Techselstrommotoren verbunden, diese Motoren also durch Wechselströme in Bewegung erhalten; mit den Gleichstrommotoren, dagegen werden die auf den Fahrzeugen mitgeführten Sammler in Verbindung gebracht. Die Treibaxen eines solchen Fahrzeuges oder Zuges bilden eine Art von Kraftübertragung und die Elektromotoren infolge dieser Uebertragung eine Umformungsanlage zur Gewinnung von Gleichstrom für das Laden der Sammler. Aufserdem wirken die Sammler als Pufferbatterie zur Ausgleichung des Kraftbetriebes. Wenn z. B. im Gefälle die Arbeit der Wechselströme für die Beförderung des Zuges mehr als hinreichend ist und der Zug in der Fahrt lebendige Kraft abzugeben in der Lage ist, so werden die Gleichstrommotoren als Stromerzeuger Gleichstrom in die Batterie liefern; umgekehrt, wenn auf Steigungen der Zugwiderstand die Kraftleistung der Wechselströme übersteigt, dann wird die Batterie rückwirkend durch die Gleichtrommotoren eine Hilfskraft zur Verfügung stellen und zur Unterstützung der Wechselstrommotoren Arbeit abgeben; in den Strecken, wo die Zuleitung von Wechselstrom unterbrochen ist, wird die Batterie ganz allein den zum Betriebe nothwendigen Strom liefern. An solchen Stellen wird der Batteriestrom allein zum Anfahren und zur Fahrt bis zum Beginne der nächsten Linienleitung thätig sein. Auf diese Weise kann sich der Zug auch ohne Inanspruchnahme des Wechselstromes in Bewegung setzen. Man kann daher auch einphasigen Wechselstrom mit Inductionsmotoren verwenden, die unter Last nicht anlaufen können, bei Erreichung einer gewissen Geschwindigkeit aber vorzüglich arbeiten, wäh rend die asynchronen einphasigen Wechselstrommotoren wohl unter Last anlaufen, aber dafür einen Commutator besitzen.The driving lines are connected with the echselstrommotoren W ^T, receive these motors so by alternating currents in motion; with the DC motors, on the other hand, the collectors carried on the vehicles are associated. The driving axles of such a vehicle or train form a type of power transmission and the electric motors as a result of this transmission a conversion system for generating direct current for charging the collectors. In addition, the collectors act as a buffer battery to balance the power operation. If z. B. on a slope the work of the alternating currents is more than sufficient for moving the train and the train is able to deliver living power while driving, the direct current motors will supply direct current to the battery as a generator; Conversely, if the pulling resistance exceeds the power output of the alternating currents on inclines, then the battery will retroactively make an auxiliary power available through the common-drum motors and provide work to support the alternating-current motors; in the sections where the supply of alternating current is interrupted, the battery alone will supply the current necessary for operation. In such places the battery current will only be used for starting and driving until the beginning of the next line. In this way, the train can start moving without using the alternating current. One can therefore also use single-phase alternating current with induction motors, which cannot start under load, but work excellently when a certain speed is reached, while the asynchronous single-phase AC motors start under load, but have a commutator.

Die durch die Fahrleitungen zugeführten Wechselströme werden mit möglichst' gleichmäfsiger Stärke so zu bemessen sein, dafs ihr Arbeitswerth für die Zugförderung während der ganzen Fahrt einschließlich der Arbeitsleistung in den Strecken, wo keine Linienleitung vorhanden ist, mit Berücksichtigung der Ümformungs- und ■ Ladungsverluste hinreichend ist.The alternating currents supplied by the overhead lines are as uniform as possible Strength must be measured in such a way that its labor value for the train transport during the entire journey, including the work performed in the routes where there is no line, sufficient considering the transformation and ■ charge losses is.

Es braucht nicht besonders hervorgehoben zu werden, dafs diejenigen wirthschaftlichen Vortheile, welche eine Pufferbatterie für den elektrischen Bahnbetrieb bietet, d. i. die gleichmäfsigere Inanspruchnahme der Anlagen,' daher die wohlfeilere Herstellung und wirthschaftlichere Ausnutzung derselben bei unserer Anordnung gleichfalls zur Geltung kommen.It need not be particularly emphasized that they are economic Advantages offered by a backup battery for electric rail operations, d. i. the more even one Utilization of the facilities, hence the cheaper production and more economical Use of the same will also come into play with our arrangement.

Die Schaltung der elektrischen Einrichtungen im Fahrzeuge stellt die beiliegende Zeichnung schematisch dar. L L sind die Linienleitungen, von denen auch eine durch die Schienen und die Erde gebildet werden kann; W ist der Wechselstrommotor, hier beispielsweise als Dreiphasenmotor (Drehstrommotor) angedeutet; G die Gleichstromdynamomaschine, deren Feldmagnete M im Nebenschlüsse geschaltet und regelbar dargestellt erscheinen. Die Regelung kann entweder von Hand geschehen oder selbsttätig bewirkt und durch entsprechende gemischte Magnetwickelung (Verbundwickelung) gefördert werden. B ist die Accumulatorenbatterie. W und G haben entweder eine gemeinsame Axe, oder ihre Axen sind durch die Schienenadhäsion gewissermafsen zwangläufig verbunden, so dafs die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschinen W und G mit einander in Uebereinstimmung bleibt.The circuit of the electrical equipment in the vehicle is shown schematically in the accompanying drawing. LL are the line lines, one of which can also be formed by the rails and the earth; W is the alternating current motor, indicated here, for example, as a three-phase motor (three-phase motor); G the DC dynamo machine, the field magnets M of which appear connected in shunt and shown in a controllable manner. The regulation can either be done manually or automatically and promoted by means of a corresponding mixed magnetic winding (composite winding). B is the accumulator battery. W and G either have a common axis, or their axes are, to a certain extent, inevitably connected by the adhesion of the rails, so that the speed of rotation of the machines W and G remains in agreement with one another.

Claims

P A T E N T - A N S P R U C H :P A T E N T - A N S P R U C H:

In the case of electrical transport systems, a combination of single or multi-phase AC motors with DC motors on the same vehicles BEZW. same In such a way that the former have electric motors in connection with lines, which from Supply single-phase or multi-phase alternating currents to stationary generation facilities, as a rule drive the vehicle, the latter electric motors to the accumulators carried in the train are switched in such a way that they are soon charged with the use of the excess force, soon drive or help drive the vehicle unloading.

For this purpose ι sheet of drawings.