DE187692C - - Google Patents

Description

■Vioa***nvi

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei der vorliegenden Betriebseinrichtung kommt wie bei anderen bereits bekannten, z. B. im D. R. P. 147111- und in den amerikanischen Patenten 546806, 563426, 615953, 615954, 620987, 620990, 730673 beschriebenen, ein als Periodenumformer wirkender Induktionsmotor zur Anwendung. In bekannter Weise steht der primäre Teil eines Induktionsmotors mit einem einphasigen oder mehrphasigen Netz in Verbindung, während der sekundäre Teil mit den zu betreibenden Motoren in Verbindung gebracht werden kann. Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, daß der Induktionsmotor während des Anlassens der zu betreibenden Motoren mittels einer Bremseinrichtung von der maximalen Geschwindigkeit allmählich bis zum Stillstande gebracht wird, so daß er dann nur als ruhender Transformator wirkt. Sollen die zu betreibenden Motoren angelassen werden, so läßt man zunächst den Induktionsmotor leer laufen und verbindet, wenn er die volle Geschwindigkeit erlangt hat, seine sekundären Wicklungen mit den zu betreibenden Motoren. Diese erhalten anfänglich Strom von sehr geringer Periodenzahl und Spannung zugeführt. Wird der -Läufer des Induktionsmotors allmählich bis zum Stillstande gebremst, so wächst die Spannung und Periodenzahl des Stromes, welcher den zu betreibenden Motoren zugeführt wird, allmählich bis zu einem maximalen Werte an und ist bei Stillstand gleich der Periodenzahl des dem primären Teil zugeführten Stromes.

Der Induktionsmotor wirkt also während des Anlassens der zu betreibenden Motoren . als Spannungs- . und Periodenzahlumformer und als Anlasser und bei voller Geschwindigkeit als Transformator.

Die Bremsvorrichtung für den Induktionsmotor ist so beschaffen, daß die zu betreibenden Motoren mit jeder, beliebigen, unter der maximalen . Geschwindigkeit liegenden Geschwindigkeit betrieben werden können. Die Betriebseinrichtung arbeitet wirtschaftlich, weil während des normalen Laufes der zu betreibenden Motoren der Induktionsmotor stillsteht und daher nur ebenso geringe Verluste verursacht wie ein gewöhnlicher Wechselstromtransformator.

Die vorliegende Einrichtung kann zum Betriebe beliebiger Motoren dienen, hat aber insbesondere den Zweck, Hauptstromkollektormotoren zu betreiben. Diese sind, wie bekannt, wegen des großen Anzugmomentes für den Betrieb elektrischer Bahnen sehr geeignet, jedoch haben sie, wenn sie mit Wechselstrom betrieben werden, den großen Nachteil, daß während des Ingangsetzens in · den durch die Kollektorbürsten kurzgeschlossenen Spulen sehr starke Kurzschlußströme auftreten, die nicht bloß einen großen Energieverlust, sondern auch ein starkes Feuern der Bürsten bewirken; auch übt beim Anlassen die Selbstinduktion der Motoren eine nachteilige Wirkung aus, da eine bedeutende Phasenverschiebung zwischen dem Strome und der Klemmenspannung des Motors

entsteht. Mannigfache Hilfsmittel wurden ersonnen, um diese Ubelstände zu mildern. Gemäß der Erfindung sind diese Übelstände dadurch vermieden, 'daß den Kollektormotoren während des Anlassens Strom zugeführt wird, welcher anfänglich nur eine sehr kleine Periodenzahl hat und keine Veranlassung zum Auftreten von starken Kurzschlußströmen und zum Feuern der Bürsten sowie zum

ίο Auftreten einer großen Phasenverschiebung bietet. Anlaßwiderstände sind nicht erforderlich, weil die Spannung des den Kollektormotoren zugeführten Stromes anfänglich sehr klein ist. Wenn die Kollektormotoren eine größere Geschwindigkeit erlangt haben, ist es nicht mehr nachteilig, daß der zugeführte Strom eine größere Periodenzahl hat, weil keine starken Kurzschlußströme mehr auftreten können. Der Induktionsmotor wirkt als Hochspannungstransformator, da sein primärer Teil unmittelbar mit Hochspannungsstrom betrieben werden kann, der den Kollektormotoren nicht zugeführt werden könnte; er wirkt als Periodenumformer, da er den Kollektormotoren Ströme von allmählich steigender Periodenzahi zuführt; er wirkt als Anlasser, weil die Kollektormotoren keine Anlaßwiderstände zu erhalten brauchen.

Die Unterschiede zwischen dem vorliegenden Betriebssystem und den in den oben angegebenen Patentschriften enthaltenen sind folgende:

Gemäß dem D. R. P. sind als Umformer eine Reihe von Induktionsmotoren angeordnet, die in Kaskadenschaltung verbunden sind. Der zu betreibende Motor kann an die Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Induktionsmotoren angeschlossen werden und erhält dadurch Strom von stufenweise veränderlicher Periodenzahl. Der Umformer besteht in diesem Falle aus mehreren Induktionsmotoren ; dieselben liefern nicht Wechselstrom von allmählich veränderlicher Perioden-' zahl und wirken auch nicht als ruhende Transformatoren, da sie nicht zum Stillstande gebracht werden, wenn der zu betreibende Motor den vollen Lauf erlangt hat.

Gemäß den amerikanischen Patenten 546806, 620990 und 730673 ist ein Induktionsmotor mit einer Wechselstrommaschine (Synchronmotor) mechanisch gekuppelt; beide Maschinen zusammen wirken als Umformer, wobei vom sekundären Teil des Induktionsmotors Strom abgenommen werden kann, welcher eine niedrigere Periodenzahl hat als der durch das Netz zugeführte Wechselstrom. Die Periodenzahl des abgegebenen Stromes ändert sich nicht von Null an bis zur Periodenzahl des zugeführten Stromes, sondern ist konstant oder nahezu- konstant. Die beiden als Umformer wirkenden Maschinen bilden nur einen Periodenumformer. Sie wirken nicht als Anlasser, da der anzulassende Motor mit Benutzung von Anlaß widerständen in gewöhnlicher Weise angelassen werden muß, gerade so als ob er an das Stromzuführungsnetz artgeschlossen würde; die beiden Maschinen wirken auch nicht als einfacher Transformator, weil sie während des Laufes der zu betreibenden Motoren auch beständig laufen müssen.

Gemäß der amerikanischen Patentschrift' 620987 ist ein Induktionsmotor ebenfalls mit einer Wechselstrommaschine mechanisch gekuppelt, jedoch die Einrichtung getroffen, daß der anzutreibende Motor mittels eines Umschalters entweder an die' sekundären Wicklungen des Induktionsmotors oder an die Wicklungen der Wechselstrommaschine angeschaltet werden kann. Der Induktionsmotor in Verbindung mit der Wechselstrommaschine bildet einen Umformer, welcher den zugeführten Wechselstrom in Strom von zwei niedrigeren Periodenzahlen umformt. Der Umformer liefert nicht Strom, dessen Periodenzahl von Null an bis zur Periodenzahl des zugeführten Stromes wächst; derselbe wirkt "auch nicht als Anlasser, da die zu betreibenden Motoren in gewöhnlicher Weise angelassen werden müssen, und wirkt auch nicht als Wechselstromtransformator.

Gemäß den amerikanischen Patenten 615953 und 615954 soll ein freilaufender Induktionsmotor, dessen sekundäre Wicklungen mit den zu betreibenden Motoren verbunden werden, als Umformer dienen. Da ein freilaufender Induktionsmotor dem Synchronismus zustrebt, können die anzutreibenden Motoren stets nur Strom von sehr geringer Periodenzahl und Spannung erhalten.

Im amerikanischen Patente 563426 ist angenommen, daß zwei Stromquellen verschiedener Periodenzahl gegeben sind. Der zu betreibende Motor muß in gewöhnlicher Weise angelassen werden, wenn er an eine der beiden Stromquellen angeschaltet wird. Mittels eines als Umformer wirkenden Induktionsmotors und einer Schaltvorrichtung ist es ermöglicht, daß der zu betreibende Motor, welcher mit einer Stromleitung verbunden ist, an die andere Stromleitung angeschaltet werden kann, ohne daß man denselben abstellt. Der Induktionsmotor wirkt in diesem Falle nicht als Anlasser, er liefert auch nicht'Ströme, deren Periodenzahl von Null an bis zur Periodenzahl des zugeführten Stromes wächst; er ist während der Umschaltung, während einiger Zwischenstellungen der Schaltvorrichtung, nicht als Umformer, sondern als Verbrauchsapparat geschaltet; er wirkt, wenn die Umschaltung vollzogen ist, nicht als Transformator, da er dann abge-

stellt ist und mit dem zu betreibenden Motor in gar keiner Verbindung steht.

Die Einzelheiten der neuen Betriebseinrichtung sind aus den Fig. ι bis 5 ersichtlich. In der Fig. 1 ist angenommen, daß das Stromzuleitungsnetz L₁ L₂ L₃ einen dreiphasigen Strom führe, und daß unter Vermittelung des Induktionsmotors J als Umformer zwei Hauptstromkollektormotoren Ai₁ Af₂ betrieben werden sollen; diese mögen z. B. zum Betriebe eines elektrischen Motorwagens dienen. Mit Rücksicht darauf, daß zwei Motoren zu betreiben sind, ist angenommen, daß der sekundäre Teil des Induktionsmotors J mit zweiphasigen Wicklungen versehen ist, deren Enden mit vier Schleifringen JR in Verbindung stehen, von welchen Leitungen zu einem Umschalter S₃ führen. Der primäre, als Ständer angenommene Teil des Induktionsmotors ist dreiphasig gewickelt und kann mittels eines Schalters S₂ an die Stromzuleitungen angeschaltet werden. Mittels des Umschalters S₃ können die sekundären Wicklungen des Umformers J entweder über verhältnismäßig schwache Anlaßwiderstände P₁ P₂ oder über die Motoren Af₁ Af₂ geschlossen werden. Die Widerstände P₁P₂ dienen nur dazu, den Umformer J leer anzulassen. Auf der Welle A des Umformers J sitzt eine mechanische Bremseinrichtung B, welche eine beliebige, mechanisch oder durch Druckluft oder elektrisch geregelte Bremse, z. B. eine Solenoid- oder Friktionsbremse, sein kann. Mit T ist ein Tachometer bezeichnet.

Um die Motoren Af₁ Af₂ anzulassen, lüftet man die Bremse B, schließt die sekundären Wicklungen des Umformers J mittels des Umschalters S₃ über die Widerstände P₁ P₂ und verbindet die primären Wicklungen des Umformers mittels des Schalters S₂ mit den Stromzuleitungen. Wenn ; der Umformer J angelaufen ist, schließt man seine sekundären Wicklungen durch Verstellung des Umschalters S₃ auf die Motoren Af₁ Af₂. Diese kommen zunächst noch nicht in Gang, weil sie wegen des nahezu synchronen Laufes des Umformers / nur Strom von sehr geringer Spannung und Stärke erhalten. Der Schalter S₃ kann daher gegebenenfalls auch während des Ruhezustandes der Motoren Af₁ Af₂ in der Stellung verbleiben, in welcher die sekundären Wicklungen des Umformers über die Motoren Af₁ Af₂ ^- geschlossen sind. Wenn mittels der Bremse B der Umformer gebremst wird, so wird dessen Schlüpfung vergrößert; dadurch erhalten die Motoren Af₁ Af₂ Strom von allmählich steigender Perioden- · zahl, Spannung und Stärke zugeführt. Die den Motoren zugeführten Ströme sind in der Phase um ein Viertel einer Periode verschieden, haben anfänglich eine sehr niedrige Periodenzahl und verursachen daher nicht die Übelstände, welche beim Anlassen von Kollektormotoren mit Benutzung von Strömen von hoher Periodenzahl auftreten. Wenn sich infolge Bremsung des Umformers die Motoren Af₁ Af₂ in Gang gesetzt haben, so wächst die Schlüpfung des Umformers, weil die Motoren Af₁ Af₂ wegen der auftretenden gegenelektromotorischen Kraft scheinbar einen größeren Widerstand haben: Der Umformer kann durch Bremsung allmählich zum Stillstande gebracht werden, während hierbei gleichzeitig die Motoren Af₁. Af₂ ihre volle Geschwindigkeit erlangen.

Durch Regelung der Bremsstärke kann man auch erreichen, daß der .Umformer und die Motoren mit irgend einer mittleren Geschwindigkeit laufen. Der Umformer wandelt sowohl während des Laufes, als auch wenn er zum Stillstande gebracht ist, den zugeführten Dreiphasenstrom stets in Zweiphasenstrom um, ' wirkt also stets. als Phasenzahltransformator. Der festgebremste Induktionsmotor sucht sich stets mit einem gewissen Drehmomente zu bewegen. Wenn man daher die Bremse B lüftet, so setzt er sich sofort in Gang, wodurch der den Motoren Af₁ Af₂ zugeführte Strom geschwächt wird. Wird die Bremse ganz gelüftet, so steigert sich die Drehgeschwindigkeit des Umformers beinahe bis zum synchronen Laufe, und die Motoren Af₁ Af₂ kommen zum Stillstande. Um die Motoren Af₁ Af₂ rasch zum Stillstände zu bringen, braucht man nur den Schalter S₂ zu öffnen; es tritt elektrische Kurzschlußbremsung ein, da die Kollektormotoren über die induzierten Wicklungen des Umformers kurzgeschlossen sind.

In der Fig. 1 ist außer der mechanischen Bremse noch eine andere Bremseinrichtung vorgesehen, welche insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn man die Motoren dauernd mit einer mittleren Geschwindigkeit laufen lassen will.

Auf der Achse des Umformers ist eine Gleichstromserienmaschine E angeordnet, deren Stromkreis über einen Widerstand W geschlossen werden kann, wodurch eine bremsende Wirkung auf den Umformer ausgeübt wird, wenn derselbe läuft; durch Änderung des eingeschalteten Widerstandes W kann man die Bremskraft regeln. Während des Anlassens der Motoren Af₁ Af₂ muß man den Umformer J nur im Anfange stark bremsen; wenn die Motoren einmal in Gang sind, kann wegen ihres infolge der gegenelektromotorischen Kraft vergrößerten Widerstandes der Umformer verhältnismäßig leicht gebremst werden; wenn die Motoren die volle Geschwindigkeit erlangt haben, genügt eine

geringe Bremskraft zum Festhalten des Umformers.

Im Falle, daß gemäß der Fig.·. ι außer der mechanischen Bremse B noch eine Brems^ dynamo E angeordnet ist, ist es zweckmäßig, beim Anlassen der Motoren M₁ Af₂, den Umformer anfänglich mittels beider Bremseinrichtungen zu bremsen, wobei der Widerstand W möglichst klein gewählt sein soll.

ίο Wenn sich die Motoren in Gang gesetzt haben, lüftet man die mechanische Bremse und bremst mittels der Bremsdynamo E allein.

Um den Motoren Af₁ Af₂ die volle Ge-

. sch windigkeit zu, geben, stellt man die mechanische Bremse an und bringt den Umformer zum Stillstande. Die Bremsdynamo E kann im Vergleich zur Leistung des Umformers J von verhältnismäßig geringer Größe sein, da dieser, wenn die Motoren AT₁ Ai₂ bereits laufen, verhältnismäßig leicht gebremst werden -kann, da die sekundären Wicklungen gleichsam durch große äußere Widerstände geschlossen sind.

Anstatt der zwei Kollektormotoren könnte man in gleicher Art eine größere Anzahl solcher Motoren oder asynchrone Zweiphasenmotoren oder irgendwelche andere Verbrauchsapparate betreiben. Der sekundäre Teil des Umformers könnte auch mit einer . Dreiphasenwicklung versehen sein, von welcher Strom für den Betrieb von Kollektormotoren oder asynchronen Dreiphasenmotoren abgenommen werden könnte, die dann ebenfalls beim Anlassen Strom von allmählich steigender Periodenzahl und Spannung zugeführt erhalten.

Aus der Fig. 2 ist das Verhalten des Umformers J während des Anlassen der Motoren Ai₁ Af₂ ersichtlich. Die Kurven 1 bis 7 stellen das vom Umformer entwickelte Drehmoment in Abhängigkeit von der Tourenzahl dar, wenn der äußere Widerstand, durch welchen die Wicklungen des Ankers geschlossen sind, allmählich vergrößert wird.

Die Kurve 1 bezieht sich auf den Fall, daß die äußeren Widerstände durch die Widerstände der noch ruhenden Motoren Af₁ Af₂ gebildet sind. Wenn sich z. B. die Motoren Af₁ Af₂ in Gang setzen, wenn der Umformer J mittels des Drehmomentes A₁ B₁ gebremst wird, so gelten für den Umformer wegen des vergrößerten Widerstandes der Motoren statt der Kurve 1 der Reihe nach die Kurven 2, 3, 4 usw. Falls das bremsende Drehmoment konstant erhalten würde (^₁ B₁ = A₂ .B₂ = A₃ B₈ usw.), sinkt die Tourenzahl des Umformers J bis zum Stillstande; es gilt dann für denselben die Kurve 7. Wie bereits früher erörtert wurde, ist während des Anlassens der Motoren Af₁ Af₂ nicht mit einem konstanten Drehmoment, sondern anfänglich mit stärkerem und nach dem Anlaufen der Motoren mit schwächerem Drehmoment zu bremsen; dann können der Umformer und die Motoren auch auf einer mittleren Geschwindigkeit erhalten werden. Es sei z. B. angenommen, daß der Umformer mit dem Drehmoment A₆ B₆ gebremst werde und entsprechend der Kurve 6 mit der Tourenzahl O A₆ laufe. Wenn im Falle des Auftretens eines, vergrößerten Hindernisses in der Bewegung der Motoren. die Geschwindigkeit derselben abnimmt, so wird statt der Kurve 6 die Kurve 5 gelten und daher der Umformer etwas rascher umlaufen; wenn die Bremsung mittels der Bremsdynamo E bewirkt wird, so wird das bremsende Drehmoment vom Werte A₆ B₆ auf den Wert FH ansteigen und dadurch den Umformer hindern, eine noch größere Geschwindigkeit anzunehmen. Die Regelung erfolgt daher in gewissem Maße selbsttätig; wenn die Tourenzahl des Umformers abnimmt, so bremst auch die Dynamo E schwächer, während sie stärker bremst, wenn die Tourenzahl des Umformers zunimmt.

Gemäß der Fig. 3 ist angenommen, daß durch das Stromzuleitungsnetz L₁ L₂ ein einphasiger Wechselstrom zugeführt wird. Bezüglich des Umformers / ist wieder angenommen, daß dessen induzierender Teil feststeht, und daß der Anker mit zweiphasigen Wicklungen versehen ist, von welchen Strom für den Betrieb zweier Hauptstromkollektormotoren Af₁ Af₂ abgenommen werden soll. Da der einphasige Umformer / nicht von selbst angeht, muß er vor der Anschaltung an die Leitungen L₁ L₂ auf eine größere Geschwindigkeit gebracht werden, welche jedoch nicht dem synchronen Lauf genau gleich zu sein braucht. Zum' Anlassen des Umformers dient ein verhältnismäßig kleiner Motorgenerator, welcher gemäß der Fig. 3 aus einem einphasigen selbstangehenden Wechselstrommotor N und einer mit demselben auf gemeinsamer Achse befestigten Gleichstromdynamo D besteht, welche als eine Neben-· schlußdynamo angenommen ist. Der Motor N kann irgend ein Induktionsmotor bekannter Art mit Hilfswicklung zur Aufnahme eines künstlich erzeugten, in der Phase verschobenen Stromes sein. Auf der Welle A des Umformers / ist in gleicher Art, wie in Fig. 1, eine mechanische Bremse B und eine Bremsdynamo E angeordnet, welche wieder als Reihenschlußmaschine gezeichnet ist. Im Stromkreis der Maschine E befindet sich, wie in der Fig. 1, ein Widerstand W. Zwei Schleifkontakte C₁ C₂, welche längs des Widerstandes verschiebbar sind, nehmen gemäß der Figur gerade die Nullstellung ein, wobei der Stromkreis der Maschinen D und E unter-

brochen ist. Verschiebt man den Kontakt C₁ längs des Widerstandes W, während der Kontakt C₂ in der Nullstellung bleibt, so ist die Maschine D unter Zwischenschaltung eines Teiles des Widerstandes W mit der Maschine E verbunden, so daß E als Motor wirken kann, wenn D als Dynamo Strom abgibt. Verschiebt man den Kontakt C₂ längs des Widerstandes W, während C₁ in der Nullstellung

ίο bleibt, so wirkt die Maschine E als Bremsdynamo, wenn der Umformer in Gang ist. Mit S₁ ist ein Schalter bezeichnet, welcher zur Verbindung des Motors N mit den Stromleitungen L₁ L₂ dient; die Schalter S₂ S₃ haben den gleichen Zweck wie in der Fig. 1, doch sind in der einen Stellung des Schalters S₃ die sekundären Wicklungen des Umformers nicht über Anlaß widerstände, sondern kurzgeschlossen.

Die Wirkungsweise der in der Fig. 3 gezeichneten Betriebseinrichtung ist folgende: Anfänglich befinden sich alle Schalter und die Kontakte C₁ C₂ in der gezeichneten Nullstellung; die Bremse B ist gelüftet. Schließt man den Schalter S₁, so kommt der Motor N in Gang und erreicht leicht nahezu den synchronen Lauf, weil die Maschine ΰ noch keinen Strom abgibt., Hierauf wird der Kontakt C₁ allmählich längs des Widerstandes W verschoben, bis derselbe aus dem Stromkreis ausgeschaltet ist. Die Maschine E bekommt dabei Strom und bringt als Motor den Umformer in Gang. Sobald derselbe den synchronen Lauf erreicht hat oder nahezu synchron läuft, was am Tachometer T zu ersehen ist, wird der Schalter S₂ geschlossen, hierauf der Kontakt C₁ in die Nullstellung geschoben und der Schalter S₁ gegebenenfalls geöffnet. Der Umformer J läuft nun mit nahezu synchroner Geschwindigkeit als Motor, weil die Wicklungen des Ankers kurzgeschlossen sind, und weil er keine äußere Arbeit zu leisten hat. Um die Motoren M₁ M₂ in Gang zu setzen, werden sie mittels des Schalters S₃ mit den sekundären Wicklungen des Umformers verbunden und erhalten dadurch Ströme zugeführt, welche anfänglich eine sehr kleine Periodenzahl und Spannung haben, so daß die Motoren noch nicht in Gang kommen; die den beiden Motoren zugeführten Ströme sind in der Phase um ein ■ Viertel einer Periode verschoben. Hierauf wird der Umformer mittels der mechanischen Bremse B stark gebremst, so daß seine Schlüpfung vergrößert und die den Motoren Ai₁ Ai₂ zugeführten Ströme verstärkt werden. Sobald sich diese Motoren in Gang gesetzt haben, hat man schwächer zu bremsen, weil das Drehmoment des Umformers bei der durch die gegenelektromotorische Kraft der Motoren bedingten Vermehrung des äußeren Widerstandes der sekundären Wicklungen des Umformers rasch abnimmt. Man kann durch schwache Bremsung mittels der Bremse B erreichen, daß der Umformer mit einer mittleren Geschwindigkeit läuft, wobei auch die Motoren Ai₁ Af₂ mit einer mittleren Geschwindigkeit laufen. Diese brauchen ebenso, wie im Falle der Fig. 1, keine Anlaß widerstände zu erhalten. Um zu erzielen, daß. die Motoren. Af₁ Af₂ mit der vollen Geschwindigkeit laufen, bringt man die Umformer mittels der Bremse B zum Stillstande; man muß jedoch, wenn dies geschehen ist, die Bremse B lüften, damit sich die induzierten sekundären Wicklungen des Umformers symmetrisch zu den Wicklungen des primären Teiles einstellen können; diese Einstellung erfolgt, wenn der Umformer frei beweglich ist. Von den beiden induzierten sekundären Wicklungen wird nun einphasiger Strom abgegeben, dessen Periodenzahl gleich ist der Periodenzahl des zugeführten Stromes; der Umformer wirkt als einphasiger ruhender Transformator. Vorteilhaft ist es, beim Anlassen der Motoren anfänglich sowohl mit der mechanischen Bremse B als auch mit der Bremsdynamo E zu bremsen, um eine starke bremsende Wirkung zu erzielen. Sobald die Motoren Af₁ Af₂ sich in Gang gesetzt haben, ist dann nur mittels der Bremsdynamo E allein zu bremsen. Da die Bremswirkung durch Änderung des Widerstandes regelbar ist, kann man den Umformer, und daher auch die Motoren Af₁ Af₂, mit irgend einer mittleren Geschwindigkeit laufen lassen. Beim Anwachsen der Geschwindigkeit des Umformers wächst die Bremskraft der Dynamo E, beim Sinken nimmt sie ab; es erfolgt daher selbsttätig eine Regelung der Geschwindigkeit des Umformers auf eine bestimmte Tourenzahl. Schiebt man den Kontakt C₂ in die Nullstellung, so strebt der Umformer dem synchronen Laufe zu und die Motoren · Af₁ Af₂ kommen zum Stillstande. Ein rasches Abstellen der Motoren kann durch Öffnen des Schalters S₂ bewirkt werden, wodurch elektrische Kurzschlußbremsung· eintritt. Wenn der Umformer J zum Stillstande gebracht wurde, so ist er, um die Motoren Af₁Af₂ neuerlich anlassen zu können, mittels der Maschinen NDE in der früher angegebenen Weise in Gang zu bringen. Die Maschine E braucht ebenso, wie im Falle der Fig. 1, im Vergleich mit der Leistung des Umformers nur von verhältnismäßig geringer Leistung zu- sein, weil nach der Ingangsetzung der Motoren Af₁ Af₂ der größte Teil der in den sekundären Wicklungen des Umformers induzierten elektromotorischen Kraft im äußeren Kreise verbraucht wird, Und daher der Umformer leicht gebremst werden kann.

Die Regelung der Geschwindigkeit des Umformers und der Motoren M₁ M₂ könnte auch ohne mechanische Bremse mittels der Bremsdynamo E allein bewirkt werden, da der Umformer als einphasiger Induktionsmotor durch die Bremsdynamo E allein zum Stillstande gebracht werden kann; in diesem Falle müßte aber, um die im ersten Momente der Anlaßperiode der Motoren M₁ Af₂ erforderliche starke Bremskraft zu entwickeln, die Dynamo E verhältnismäßig stärker bemessen sein. Der Umformer könnte im induzierten Teile anstatt mit einer zweiphasigen mit einer dreiphasigen Wicklung, versehen sein. Ebenso wie Kollektormotoren könnte man auch zweiphasige oder Drehstrommotoren oder irgendwelche andere Verbrauchsapparate betreiben. Diese würden stets, beim Anlassen einen mehrphasigen Strom von niedriger Periodenzahl erhalten, welcher allmählich in einen einphasigen Strom von hoher Periodenzahl übergeht.

In der Fig. 4 ist eine besondere Ausführungsform der in der Fig. 3 dargestellten Einrichtung gezeichnet. Der Kontakt C₁ ist durch einen Schalthebel ersetzt, welcher mit dem Schalter S₁ gekuppelt ist. Bei Anschaltung des Motors N an die Leitungen L₁ L₂ ist anfänglich noch der Stromkreis der Dynamo E unterbrochen; derselbe wird erst bei stärkerer Verstellung des Schalters S₁ geschlossen, so daß der Motor N unbelastet anlaufen kann. Bei Rückdrehung des Schalters S₁ in die gezeichnete Nullstellung WiTd₁

auch der Hebel C₁ in die Nullstellung be-' wegt. Der Kontakt C₂ ist in' der Fig. 4 ebenfalls durch einen Schalthebel ersetzt. _: Im Falle die Bremse B eine durch Druckluft bewegte Bremse ist, kann die Einrichtung getroffen sein, daß beim Verdrehen des Schalters C₂ bis in eine gewisse Stellung, welche in der Figur durch eine punktierte Linie angedeutet ist, die Luftbremse angestellt wird; die Achse des Hebels C₂ braucht zu diesem Zweck nur mit dem Bremshahn entsprechend verbunden zu sein. Beim Anlassen der Motoren Ai₁ M₂ ist dann der Hebel C₂ anfänglich bis in die punktierte Stellung zu. drehen, wobei beide Bremsen am stärksten, wirken, während später, wenn die Motoren Af₁ Ai₂ eine gewisse Geschwindigkeit erlangt haben, nur mittels der Dynamo E allein gebremst wird. Man ersieht, daß in dieser Art ein einziger Hebel C₂ für das Anlassen und für die Regulierung der Geschwindigkeit der Motoren M₁ M₂ ge-. nügt. ■

Aus der Fig. 5 ist das Verhalten des Umformers J ersichtlich, wenn er mit einphasigem Strom betrieben wird. Die Kurven'i, 2, 3, 4 stellen das vom Umformer entwickelte Drehmoment in Abhängigkeit von der Tourenzahl dar, und zwar beziehen sich diese Kurven auf die Fälle, wenn die äußeren Widerstände, durch welche die sekundären Wicklungen geschlossen sind, allmählich vergrößert werden. Die Kurve 1 möge sich auf den Fall beziehen, wenn die äußeren Widerstände durch die Widerstände der noch ruhenden Motoren Af₁ Ai₂ gebildet sind. Es sei angenommen, daß die Motoren Ai₁ Ai₂ sich bereits in Gang setzen, wenn mit dem Drehmomente ^I₁ B₁ gebremst wird; die Tourenzahl des Umformers ist dabei gleich OA₁. Wegen der in den Motoren Ai₁ Ai₂ entstehenden gegenelektromotorischen Kraft nimmt ihr scheinbarer Widerstand zu. Statt der Kurve 1 gilt daher nach einiger Zeit die Kurve 2; würde mit konstantem Drehmomente gebremst werden, so daß A₂ B₂ gleich A₁ B₁ ist, so würde die Tourenzahl des Umformers zurückgehen auf den Wert O A₂. Wenn die Geschwindigkeit der Motoren Ai₁ Ai₂ noch weiter wächst, so gelten die Kurven 3 und 4. Die letzte Kurve möge einem Ruhezustande entsprechen, wobei die Geschwindigkeit der Motoren Af₁ Af₂ nicht mehr zunimmt; die Geschwindigkeit des Umformers ist dann gleich O A₁. In Wirklichkeit ist nicht mit einem konstanten Drehmoment, sondern anfänglich mit einem stärkeren Drehmoment zu bremsen, welches jedoch, wenn sich die Motoren Ai₁ Ai₂ in Gang gesetzt haben, allmählich zu' verringern ist; dies erfolgt selbsttätig, wenn nach dem Anlaufen der Motoren Ai₁ Af₂ nur mittels der · Bremsdynamo E allein gebremst wird. Wenn die elektrische Bremse E das Drehmoment A_i B₁ entwickelt, und sich die Motoren mit entsprechender Geschwindigkeit . drehen, so wird, wenn infolge eines vergrößerten Widerstandes die Tourenzahl der Motoren Af₁ Ai₂ abnimmt, statt der Kurve 4 die Kurve 3 gelten; der Umformer beginnt daher etwas rascher zu laufen, wobei aber das Drehmoment, welches von der elektrischen Bremse E entwickelt wird, auf den Wert FH anwächst und den Umformer hindert, eine noch größere Tourenzahl als O F anzunehmen. Wenn der Bewegungswiderstand der Motoren Af₁ Af₂ auf den früheren Wert zurückkehrt, so nimmt auch der Umformer wieder die Tourenzahl O A₁ an. Um den Motoren die maximale Geschwindigkeit, zu geben, ist der Umformer zum Stillstande zu bringen.

Die beschriebene Betriebseinrichtung kann im einzelnen mannigfache Änderungen erleiden. Das Wesen derselben besteht darin, daß der als Umformer wirkende Induktionsmotor während des Anlassens der zu betreibenden Motoren oder anderen Verbrauchsapparate als Spannungs- und Periodenumformer und Anlasser wirkt, während er bei

normalem Betriebe nur als Transformator wirkt, was dadurch erreicht wird, daß er mittels einer Bremseinrichtung zum Stillstande gebracht wird.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Einrichtung zum Anlassen von Wechselstrommotoren mit Hilfe von Strömen allmählich steigender Spannung ίο und Periodenzahl unter Benutzung eines einphasigen oder.mehrphasigen Induktionsmotors, dessen sekundäre Wicklungen mit den anzulassenden Motoren verbunden sind, als Umformer, dadurch gekenn-■15 zeichnet, daß der Induktionsmotor mit . einer Bremsvorrichtung versehen ist, welche ermöglicht, ihn während des Anlassens der zu betreibenden Motoren allmählich von seinem vollen Laufe bis zum Stillstande zu bringen, so daß der Höchstwert der Periodenzahl gleich ist der Periodenzahl des zugeführten Stromes, und der Umformer während des normalen Laufes der zu betreibenden Motoren nur als statischer Transformator wirkt.
2. 2. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremseinrichtung aus einer mechanischen Bremse und einer als Bremse wirkenden Gleichstromdynamo besteht.
3. 3. Ausführungsform der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundären Wicklungen des Induktionsmotors mit Kollektormotoren als anzutreibenden Motoren verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.