DE142869C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

In kombinierten elektrischen Bahn- und Lichtanlagen werden häufig Umformer verwendet, welche im besonderen dazu dienen, die oft nicht völlig ausgenutzte Leistung der Bahndynamos zur Zeit geringer Belastung zum Speisen der Lichtanlage zu verwenden, oder umgekehrt, um eine auf das Lichtnetz arbeitende Stromerzeugermaschine gleichzeitig zur Lieferung des für eine Bahnanlage erforderliehen Stromes zu benutzen. Hierfür wurden bisher meist Umformer »für ganze Transformierung«, bestehend aus einem mit der Spannung des abgesonderten Bahnnetzes gespeisten Motor und einer mit diesem gekuppelten Stromerzeugermaschine verwendet. Bei Anwendung dieser vollständigen Spannungsumformung ergeben sich große Maschinen, jede Maschine muß hierbei der verlangten Lichtleistung entsprechen und der Wirkungsgrad der Umformung fällt verhältnismäßig klein aus.Converters are often used in combined electrical railway and lighting systems, which in particular serve the often not fully utilized power of the orbital dynamos to use to feed the lighting system at times of low stress, or vice versa, in order to simultaneously use a power generator that is working on the lighting network Supply of the electricity required for a railway system to be used. For this were so far mostly converter "for complete transformation", consisting of one with the voltage of the separate railway network and a power generator coupled to it used. Applying this full voltage conversion results in large machines, every machine must correspond to the required light output and the conversion efficiency turns out to be relatively small.

Man hat deshalb Anordnungen zu treffen versucht, welche es durch Verwendung eines oder mehrerer Umformer für sogen, teilweise Transformierung ermöglichen, die Maschinengröße zu reduzieren und gleichzeitig den Wirkungsgrad der Anlage zu erhöhen. Eine Anordnung dieser Art ist beispielsweise durch die Patentschrift 109070 bekannt geworden.Attempts have therefore been made to make arrangements which can be made by using a or several converters for so-called, partial transformation enable the machine size to reduce and at the same time increase the efficiency of the system. An arrangement of this type has become known, for example, from patent specification 109070.

Die bei der Schaltungsweise nach PatentThe one with the switching method according to the patent

30.109070 verwendeten Mittel müssen jedoch als ziemlich verwickelte bezeichnet werden, da außer der gemeinsamen Stromquelle bis zu fünf Maschinen, nämlich ein Motor, eine Dynamo, eine Zusatzdynamo und zwei getrennte Ausgleichsmaschinen, überdies noch eine Sammlerbatterie verwendet werden.30.109070, however, must be described as quite intricate, since In addition to the common power source, up to five machines, namely a motor, a dynamo, an additional dynamo and two separate balancing machines, plus one more Battery can be used.

Die im nachstehenden beschriebene Schaltungsweise stellt eine Vereinfachung des durch das genannte Patent bekannt gewordenen Systems dar, insofern, als die Zusatzdynamo und die Sammlerbatterie hierbei entbehrlich sind und die getrennten Ausgleichsmaschinen durch eine einzige Dynamo, welche mit den beiden anderen erforderlichen Maschinen zweckmäßig direkt gekuppelt wird, ersetzt werden können. Hierbei kann diese Dynamo in zweierlei Weise geschaltet werden, wie im nachfolgenden des näheren erläutert ist.The circuitry described below simplifies the the said patent known system, insofar as the additional dynamo and the accumulator battery and the separate balancing machines can be dispensed with by a single dynamo, which is useful with the other two machines required is directly coupled, can be replaced. This dynamo can be switched in two ways, as in is explained in more detail below.

In den Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung sind die beiden neuen Schaltungsweisen schematisch zur Darstellung gebracht, und zwar bedeutet α die gemeinsame Stromquelle und m den Motor, der, je nachdem der negative oder der positive Pol der Hochspannungszweileiteranlage an Erde gelegt ist, mit der positiven oder mit der negativen Hälfte des Dreileiternetzes in Reihe geschaltet wird, wobei der geerdete Nulleiter des Netzes mit dem negativen, an Erde gelegten Pol der Bahnmaschine verbunden ist. Bei 2 χ 220 Volt Dreileiterspannung erhält der Motor eine Spannung von 550 — 220 = 330 Volt. Der Motor treibt nun die Hauptdynamo d_v welche die zweite (in Fig. ι die negative) Hälfte des Dreileiternetzes speist, und eine zweite kleinere Dynamo d._z, die Nebendynamo, welche zwischen die beiden Außenleiter des Netzes geschaltet ist. Diese Dynamo nimmt den Überschuß der LeistungIn Figs. 1 and 2 of the accompanying drawings, the two new circuits are shown schematically, namely α means the common power source and m the motor, which, depending on the negative or the positive pole of the high-voltage two-wire system is connected to earth the positive or negative half of the three-wire network is connected in series, with the earthed neutral conductor of the network being connected to the negative, earthed pole of the railway machine. At 2 220 volts three-wire voltage, the motor receives a voltage of 550 - 220 = 330 volts. The motor now drives the main dynamo d _v which feeds the second (in Fig. Ι the negative) half of the three-wire network, and a second smaller dynamo d. _z , the secondary dynamo, which is connected between the two external conductors of the network. This dynamo takes the excess of power

des Motors über den Kraftbedarf des Stromerzeugers d_L auf. Alle drei Maschinen, deren Wicklungen entweder sämtlich oder zum Teil auf gemeinschaftlichen Eisenkernen aufgebracht sein können; werden zweckmäßig unmittelbar miteinander gekuppelt.of the engine on the power requirement of the power generator d _L. All three machines, the windings of which can be applied either all or in part to common iron cores ; are conveniently coupled directly to one another.

Bei einem Bedarf von beispielsweise 88 KW für das Lichtnetz, gleichmäßig verteilt auf beide Dreileiterhälften, für welche bei vollständigerIf, for example, 88 KW is required for the lighting network, evenly distributed between both Three-wire halves, for which at full

ίο Umformung ein Stromerzeuger von 88 KW mit zwei Stromabgebern und eine Treibmaschine von etwa 130 PS bei ungefähr 105 KW Energiebedarf erforderlich wären, ergibt sich unter Verwendung der vorliegenden Schaltungsweise eine Maschinengruppe, bestehend aus einem Motor von etwa 74 PS Leistung bei etwa 60 KW Energiebedarf, aus der Hauptdynamo d_x von etwa 40 KW Leistung und aus der Nebendynamo d_% von etwa 8 KW Leistung. Der Wirkungsgrad der Umformung beträgt für das gewählte Beispiel etwa 88 Prozent gegen etwa 82 Prozent bei ganzer Transformierung. ίο converting a power generator of 88 KW with two current sellers and a driving machine of about 130 HP with about 105 KW of energy requirement would be required, using the present switching method results in a machine group consisting of a motor of about 74 HP with about 60 KW of energy requirement, from the main dynamo d _x of about 40 KW power and from the secondary dynamo d _% of about 8 KW power. The conversion efficiency for the selected example is around 88 percent compared to around 82 percent for a complete transformation.

Die beschriebene Schaltung gestattet ohne weiteres Ungleichheit der Belastung in den beiden Dreileiterhälften, auch wenn keine Sammlerbatterie vorhanden sein sollte, und es richtet sich die Größe der beiden Stromerzeuger ά_λ und d.₂ nach dem im Grenzfall vorhandenen Unterschied in der Belastung der beiden Hälften.The circuit described allows without further inequality of the load in the two three-wire halves, even if there should be no collector battery, and the size of the two power generators ά _λ and d. ₂ according to the difference in the load on the two halves that exists in the borderline case.

Anstatt die Stromerzeugermaschine d₂ zwischen die Außenleiter zu schalten, kann dieselbe auch auf diejenige Dreileiterhälfte geschaltet werden, mit welcher der Motor m in Reihe geschaltet ist (Fig. 2). Auch hier beträgt der Wirkungsgrad der Umformung etwa 88 Prozent gegen 82 Prozent bei ganzer Transformierung. Instead of switching the power generator machine d ₂ between the outer conductors, it can also be switched to that three-wire half with which the motor m is connected in series (FIG. 2). Here, too, the conversion efficiency is around 88 percent compared to 82 percent for a complete transformation.

Je nachdem sich die geforderte Leistung zu den Leistungen der normalen Dynamotypen stellt, wird zweckmäßig die eine oder die andere der beiden Schaltungen zu wählen sein, um ein Minimum an Kosten zu erzielen.Depending on the required performance to the performance of the normal dynamotypes one or the other of the two circuits should be selected appropriately, in order to achieve a minimum of costs.

Selbstverständlich gestattet das den beschriebenen Schaltungen zugrunde liegende Verfahren ohne weiteres eine Umkehrung, indem die beiden Schaltungsweisen dazu verwendet werden, um Strom aus einer Niederspannungsdreiieiteranlage zum Speisen einer Hochspannungszweileiteranlage zu benutzen.Of course, the method on which the circuits described are based permits easily reversed by using the two types of circuit to to power from a low-voltage three-wire system to feed a high-voltage two-wire system to use.

Die Fig. 3 und 4 stellen die Schaltungsverhältnisse für diesen umgekehrten Fall dar, und zwar bedeuten hierin α beispielsweise die Lichtdynamo, Vi₁ m₂ und d die drei den Gruppen dj d₂ und m der Fig. 1 und 2 entsprechenden, direkt gekuppelten Maschinen. Die hierbei eingetretene Änderung in der Arbeitsweise der einzelnen Maschinen ist durch die Wahl der Bezugszeichen angedeutet: m_x und m₂ arbeiten nunmehr als Motoren, d als Stromerzeuger.3 and 4 show the circuit relationships for this reverse case, namely here α means, for example, the light dynamo, Vi ₁ m ₂ and d the three directly coupled machines corresponding to groups dj, d ₂ and m of FIGS . The change that occurred in the operation of the individual machines is indicated by the choice of reference symbols: m _x and m ₂ now work as motors, d as power generators.

Claims

Patent Claims:

1. Load compensation in systems with mixed power and light operation, whereby the high-voltage two-wire and the low-voltage three-wire network provide a power source as well as the earth line in common, characterized by the arrangement of three machines coupled together, of which the driving machine, depending on whether the negative or the positive pole of the high-voltage system is connected to earth, with the positive or negative half of the three-wire network with connection of the earthed Network center conductor with the pole of the high-voltage system (railway system) that is connected to earth is connected in series and drives the other two machines, one of which (the main dynamo) drives the other part of the Three-wire network feeds, while the second between the outer conductors of the three-wire network switched (secondary dynamo) to absorb the excess of the power output of the driving machine compared to the power requirement the main dynamo is used.

2. Execution of the power distribution according to claim 1, characterized in that the secondary dynamo is connected to the power supply connected in series with the driving machine is.

1 sheet of drawings.