DE155860C

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Publication number: DE155860C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Antriebe von Fahrzeugen oder dergl. mit Wechselstrom.The present invention relates to a circuit for driving vehicles or the like with alternating current.

Sie besteht darin, daß der Wechselstrom einerseits unmittelbar in einem Wechselstrommotor und andererseits mittelbar unter Zwischenschaltung eines Wechselstromgleichstromumformers und eines Gleichstrommotors in mechanische Arbeit umgewandelt wird, wobeiIt consists in that the alternating current on the one hand directly in an alternating current motor and on the other hand indirectly with the interposition of an AC / DC converter and a DC motor is converted into mechanical work, wherein

ίο die Sekundärwicklung des Wechselstrommotors den zum Speisen des Umformers erforderlichen Wechselstrom liefert. Durch diese Schaltung wird bei entsprechender Erregung der Umformer die Phasenverschiebung ganz oder nahezu ganz aufgehoben und ein wirtschaftlicheres Anlassen und eine günstigere Regelung der Umdrehungszahl erreicht als bei Verwendung von Widerständen im sekundären Stromkreise eines Wechselstrommotors.ίο the secondary winding of the AC motor supplies the alternating current required to feed the converter. Through this circuit, with appropriate excitation the converter completely or almost completely canceled the phase shift and a more economical starting and a cheaper one Regulation of the number of revolutions achieved than when using resistors in the secondary Circuits of an AC motor.

Infolgedessen eignet sich diese Schaltung insbesondere für jeden Antrieb, der entweder ein häufiges Anlassen, wie bei Fahrzeugen und Hebezeugen, oder eine gute Regelung der Umdrehungszahl, wie beispielsweise bei Arbeitsmaschinen, verlangt. Die Schaltung besitzt außerdem den Vorteil, daß sie auch für Einphasenstrom verwendbar ist. Unerheblich ist es, ob das Anlaufen des Umformers selbsttätig oder unter Verwendung besonderer Hilfsmittel erfolgt.As a result, this circuit is particularly suitable for any drive that either frequent starting, such as vehicles and hoists, or good regulation the number of revolutions, such as in the case of work machines. The circuit also has the advantage that it can also be used for single-phase electricity. Irrelevant it is whether the converter starts up automatically or with the use of special ones Aid takes place.

In. der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher zwei Einphasenmotoren, zwei mechanisch miteinander verbundene Wechselstromgleichstromumformer und zwei Gleichstrommotoren verwendet sind. Bei dieser Anordnung wird gleichzeitig der Vorteil erreicht, daß während des Anfahrens ein Umformer den anderen nur als Gleichstromerzeuger arbeitenden antreibt und durch entsprechende Erregung des letzteren und durch Gegen- und Hintereinanderschalten der beiden Gleichstromspannungen den Gleichstrommotoren jede beliebige Spannung zugeführt wird.In. the accompanying drawing shows an embodiment of the invention which two single-phase motors, two mechanically interconnected alternating current direct current converters and two DC motors are used. With this arrangement, the advantage is achieved at the same time, that during the start-up one converter works the other only as a direct current generator drives and by corresponding excitation of the latter and by connecting the two direct current voltages in opposite directions and in series any voltage is supplied to the DC motors.

In der Zeichnung bedeuten: 1 die Oberleitung, 2 den Stromabnehmer, 3 den Hochspannungseinschalter, 4, 5 die Einphasenmotoren, 6, 7 deren Primärwicklungen und 8, 9, 10 und 11,12,13 deren Sekundärwicklungen, die an den sechspoligen Umschalter 14 angeschlossen sind. Von letzterem führen Leitungen einerseits zu den Schleifringen 15 des Umformers 16, dessen Anker 17 mit dem Anker 18 des Umformers 19 auf der gleichen Welle 20 sitzt, und andererseits zu dem Um-Schalter 21, durch den die Sekundärwicklungen 11, 12, 13 entweder gleichfalls an die Schleifringe 15 oder an die Schleifringe 22 des Umformers 19 angeschlossen werden.In the drawing: 1 denotes the overhead line, 2 the pantograph, 3 the high-voltage switch, 4, 5 the single-phase motors, 6, 7 their primary windings and 8, 9, 10 and 11,12,13 their secondary windings, which are connected to the six-pole changeover switch 14. Lead from the latter Lines on the one hand to the slip rings 15 of the converter 16, the armature 17 with the Armature 18 of the converter 19 sits on the same shaft 20, and on the other hand to the switch 21, through which the secondary windings 11, 12, 13 either also to the Slip rings 15 or to the slip rings 22 of the converter 19 can be connected.

Die Magnetwicklungen 23, 24 der Umformer 16, 19 werden über die einstellbaren Vorschaltwiderstände 25, 26 aus dem Umformer 16 gespeist. Von den Bürsten 27, 28 und 29, 30 der Umformer 16 und 19 sowie von den Gleichstrommotoren 32, 33 führen Leitungen zu dem Schalter 31, in dem die Gegen-, Parallel- und Hintereinanderschaltung der beiden Gleichstrom liefernden AnkerThe magnet windings 23, 24 of the converters 16, 19 are adjustable via the Ballast resistors 25, 26 fed from the converter 16. From brushes 27, 28 and 29, 30 of the converters 16 and 19 and of the DC motors 32, 33 lead Lines to the switch 31, in which the counter, parallel and series connection of the two armatures supplying direct current

17, 18 und die Hintereinander- und. Parallelschaltung der beiden Gleichstrommotoren 32, 33 erfolgt. Jeder der letzteren ist mit ■ einem Umschalter 34, 35 zum Umkehren der Drehrichtung versehen. Die Umschalter 34, 35 werden vorteilhaft gemeinsam mit Umschalter 14 gesteuert; außerdem empfiehlt es sich, die Regelung der Vorschaltwiderstände 25, 26 im Schalter 31 vorzunehmen.17, 18 and the consecutive and. Parallel connection of the two DC motors 32, 33 takes place. Each of the latter is with ■ a switch 34, 35 for reversing the Direction of rotation provided. The changeover switches 34, 35 are advantageously used together with the changeover switch 14 controlled; It is also advisable to regulate the series resistors 25, 26 in switch 31.

Auf der Welle 20 ist außer den Ankern 17 und 18 noch der Anker 36 eines Repulsionsmotors 37 aufgekeilt, dessen Magnetwicklung 38 über den Schalter 39 aus dem Transformator 40 gespeist wird. Die Hochspannungswicklung des letzteren wird durch den Schalter 41 an den Stromabnehmer 2 und damit an die Oberleitung 1 angeschlossen.In addition to the armatures 17 and 18, the armature 36 of a repulsion motor is also on the shaft 20 37 wedged, its magnet winding 38 via the switch 39 from the transformer 40 is fed. The high voltage winding of the latter is through the switch 41 to the pantograph 2 and thus connected to the overhead line 1.

Das Anfahren geschieht auf folgende Weise:The approach is carried out in the following way:

Durch Schließen der Schalter 41 und 39 wird aus der Oberleitung 1 hochgespannter' Wechselstrom dem Transformator 40 zugeführt und aus letzterem der Repulsionsmotor 37 mit Wechselstrom geringer Spannung gespeist. Dieser Motor bringt die Welle 20 und damit die Anker 17, 18 auf eine Umdrehungszahl, die der vollen Wechselzahl des Stromes in der Oberleitung entspricht; hierbei sind die Bürsten 27, 28, 29, 30 abgehoben bezw. die zu denselben führenden Leitungen unterbrochen, γ /fBy closing the switches 41 and 39, the overhead line 1 becomes more tensioned ' Alternating current is fed to the transformer 40 and from the latter the repulsion motor 37 fed with alternating current of low voltage. This motor brings the shaft 20 and thus the armature 17, 18 on a number of revolutions which corresponds to the full alternation rate of the current in the overhead line; here the brushes 27, 28, 29, 30 are lifted and respectively. those leading to the same Lines interrupted, γ / f

Haben die Umformer die volle Umdrehungszahl erreicht, dann werden die Bürsten 27, 28, 29, 30 angelegt, der Schalter 3 und die Fahrtrichtungsschalter 14, 34, 35 eingeschaltet, Schalter 21 nach links gelegt, so daß die Wicklungen 8,9, 10 und 11, 12, 13 parallel geschaltet sind, die Magnetwicklungen 23, 24 über die entsprechend eingestellten \^orschaltwiderstände 25,26 an die Bürsten 27, 28 angeschlossen und der Schalter 31 in die erste Fahrstellung gebracht, in der die gegeneinander geschalteten Anker 17, 18 mit den hintereinander geschalteten Motoren 32,33 verbunden sind.Once the converters have reached full speed, the brushes 27, 28, 29, 30 applied, the switch 3 and the travel direction switches 14, 34, 35 switched on, Switch 21 placed to the left so that the windings 8, 9, 10 and 11, 12, 13 are parallel are switched, the magnet windings 23, 24 via the correspondingly set \ ^ switching resistors 25,26 connected to the brushes 27, 28 and the switch 31 in the first Brought driving position in which the mutually connected armature 17, 18 with the motors 32,33 connected in series are connected.

Infolgedessen fließt aus der Oberleitung 1 über den Stromabnehmer 2 und den Hochspannungseinschalter 3 Wechselstrom durch die Hochspannungswicklungen 6, 7 der Einphasenmotoren 4, 5 zur Erde. Dadurch werden in den Wicklungen 8, 9, 10 und 11, 12, 13 Wechselströme induziert, die über die Schalter 14 und 21 und über die Schleifringe 15 in den Anker 17 gelangen. Da dieser Anker bereits durch den Repulsionsmotor 37 auf Synchronismus gebracht ist, so wird von den Bürsten 27, 28 Gleichstrom abgenommen, der die Magnetwicklungen 23, 24 über die Vorschaltwiderstände 25,26 speist. Durch das Magnetfeld des Ankers 17 werden die demselben zugeführten Mehrphasenströme derart gerichtet, daß sie Drehfelder in den Motoren 4, 5 erzeugen. Letztere werden nunmehr anlaufen. Außerdem wird der Umformer 16 als Synchronmotor weiterlaufen; es kann daher der Repulsionsmotor 37 abgeschaltet werden. Durch die Drehung des Ankers 18 in dem durch die Magnetwicklung 24 erzeugten Felde wird an den Bürsten 29,30 Gleichstrom erzeugt, und zwar ist der Vorschaltwiderstand 26 so eingestellt, daß die an den Bürsten 29, 30 auftretende Spannung geringer ist als die zwischen 27, 28 vorhandene. Erstere wird nun der letzteren durch den Schalter 31 gegengeschaltet, so daß die jetzt hintereinander geschalteten Motoren 32, 3.3 nur mit Strom von der Differenz beider' Spannungen gespeist werden. Die nunmehr anlaufenden Motoren 32,33 bedürfen daher keiner Vorschaltwiderstände.As a result, flows from the overhead line 1 via the pantograph 2 and the high-voltage switch 3 AC current through the high voltage windings 6, 7 of the single phase motors 4, 5 to earth. This will be in windings 8, 9, 10 and 11, 12, 13 Alternating currents are induced, which are transmitted via the switches 14 and 21 and via the slip rings 15 get into the anchor 17. Since this anchor is already on by the repulsion motor 37 Synchronism is brought, so is taken from the brushes 27, 28 direct current, the feeds the magnet windings 23, 24 via the series resistors 25, 26. By the Magnetic field of the armature 17, the polyphase currents fed to the same are thus directed that they generate rotating fields in the motors 4, 5. The latter are now start up. In addition, the converter 16 will continue to run as a synchronous motor; it can therefore the repulsion motor 37 can be switched off. By rotating the armature 18 in the field generated by the magnet winding 24 is applied to the brushes 29,30 Direct current generated, and that the ballast resistor 26 is set so that the on the voltage occurring between the brushes 29, 30 is less than that between 27, 28. The former is now switched against the latter by the switch 31, so that the now motors 32, 3.3 connected in series only with current of the difference between the two ' Voltages are fed. The now starting motors 32,33 therefore require no series resistors.

Die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges wird gesteigert durch Verminderung des Stromes in der Magnetwicklung 24, da hierdurch die Gegenspannung an den Bürsten 29,30 verringert und die auf die Gleichstrommotoren wirkende resultierende Spannung vermehrt wird, bis letztere den vollen Wert der Spannung des Umformers 17' erreicht. Hierauf wird der Spannung des Ankers 17 die des Ankers 18 hinzugefügt, wobei letztere allmählich bis zu dem gleichen Wert wie' die des Ankers 17 gesteigert wird. Die volle Fahrgeschwindigkeit wird erhalten, wenn die bisher hintereinander geschalteten Gleichstrommotoren 32, 33 parallel geschaltet werden.The driving speed of the vehicle is increased by reducing the Current in the magnet winding 24, since this reduces the counter voltage on the brushes 29, 30 and on the DC motors acting resulting voltage is increased until the latter reaches the full value of the voltage of the converter 17 '. The tension of the armature 17 is then added to that of the armature 18, with the latter is gradually increased up to the same value as that of the armature 17. The full driving speed is obtained if the previously switched one behind the other DC motors 32, 33 are connected in parallel.

Erzeugen die Anker 17, 18 die gleiche Spannung, so kann der Schalter 21 nach rechts gelegt werden; infolgedessen werden die Wechselströme aus den Wicklungen 11, 12, 13 über die Schleifringe 22 in den Anker 18 gelangen und beide Maschinen 16, 19 als Umformer arbeiten.If the armatures 17, 18 generate the same voltage, the switch 21 can after be placed on the right; As a result, the alternating currents from the windings 11, 12, 13 reach the armature 18 via the slip rings 22 and both machines 16, 19 work as a converter.

Anstatt den Umformer 19 als Stromerzeuger laufen zu lassen und durch Veränderung der Erregung die Spannung an dem Kommutator desselben zu ändern, kann letzteres auch dadurch erreicht werden, daß die Maschine 19 dauernd als Umformer arbeitet und die ihr zugeführte und damit auch die abgegebene Spannung durch Drosselspulen geregelt wird. Alsdann kann an Stelle der zwei Umformer auch ein solcher mit einem Anker und zwei Wicklungen verwendet werden, wobei für jede der letzteren ein Satz Schleifringe und ein Kommutator angebracht wird. Selbstverständlich können an Stelle der im Beispiel angegebenen Wechselstromgleichstromumformer mit einem Anker auch Doppelmaschinen, bestehend aus einem Wechselstrommotor und einem Gleichstromerzeuger, verwendet werden.Instead of running the converter 19 as a power generator and by changing the Excitation to change the voltage at the commutator of the same, the latter can also thereby be achieved that the machine 19 works continuously as a converter and you supplied and thus also the output voltage is regulated by choke coils. Then, instead of the two converters, one with one armature and two Windings are used, for each of the latter a set of slip rings and a commutator is attached. Of course, instead of the ones given in the example Alternating current direct current converter with an armature also double machines, consisting of an alternating current motor and a DC generator.

Das Anlassen der Umformer kann außer durch einen Repulsionsmotor, der anstatt aus dem Transformator 40 aus einer der Wicklungen 8 bis 13 gespeist werden kann, auch durch jeden anderen Motor erfolgen. Wird ein Gleichstrommotor verwendet, so wird dieser nach dem Anlassen zweckmäßig als Stromerzeuger zur Erregung des Feldes der Umformer oder zum Aufladen von Beleuchtungsakkumulatoren benutzt. Ist Gleichstrom entsprechender Spannung vorhanden, so kann der Umformer auch ohne weiteres von der Gleichstromseite angelassen werden.The starting of the converter can besides by a repulsion motor, which instead of the transformer 40 can be fed from one of the windings 8 to 13, too by any other engine. If a DC motor is used, then this after starting is useful as a power generator to excite the field of Converters or used to charge lighting batteries. Is direct current corresponding voltage is present, the converter can also easily from the DC side can be started.

Schließlich kann an Stelle der zwei Wechsel-Strommotoren 4, 5 auch ein solcher mit zwei getrennten Sekundärwicklungen verwendet werden.Finally, instead of the two AC motors 4, 5, one with two separate secondary windings can be used.

Bei Verwendung von Nebenschlußmotoren an Stelle der Hauptstrommotoren ist es möglieh, unter Stromrücklieferung in das Netz elektrisch zu bremsen.When using shunt motors instead of the main current motors, it is possible to brake electrically while delivering power back into the network.

Claims

Patent Claims:

I. Circuit for driving electric vehicles, hoists or the like. With Alternating current, characterized in that the latter is primarily used with motors (4, 5) polyphase secondary winding is supplied that the generated here in the latter Multiphase current in AC DC converter (16, 19) and that of the. the latter DC motors (32,33) are fed, which together with the AC motors (4, 5) the Drive vehicle or the like.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that two converters (16,19) are used, the armature (17, 18) of which are mechanically coupled to one another are that when starting only the converter (16) supplied multiphase power and that the field strength of the converter (19), which is now working as a power generator, is adjustable, for the purpose by Controlling the field strength and switching the direct current against and one behind the other delivering armature (17, 18) to receive any voltages.

3. A circuit according to claim 1, characterized in that of the AC motors produced polyphase electricity from two converters, namely one is supplied directly and the other via adjustable choke coils and the generated direct currents are shared can be used to feed the DC motors.

4. A circuit according to claim 1 and 3, characterized in that in place of the AC DC converter

one with two armature windings

is used, each of which is a

Has set of slip rings and a commutator.

1 sheet of drawings.