DE198315C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

■-J& 198315 KLASSE 21 c. GRUPPE

Die Erfindung betrifft die Regelung elektrischer Motoren und soll vorzugsweise, jedoch nicht ausschließlich, bei solchen Motoren Anwendung finden, die zur Fortbewegung von Straßenfuhrwerk dienen und deren Regelung nach dem bekannten Regenerativsystem erfolgt.

Die Erfindung bezweckt hauptsächlich, die Übelstände zu beseitigen, welche aus den

ίο Schwankungen der Feldstärke der Motoren entstehen, und durch Widerstände hervorgerufen werden, die im Nebenschluß zu den Reihenwicklungen angeordnet sind. Diese Widerstände sind im allgemeinen nicht induktiv und können nur dadurch in erheblichem Maße im Vergleich zu der Feldstärke der Motoren induktiv gemacht werden, daß man Eisenmassen zur Anwendung bringt, die in ihren Abmessungen viel zu groß sind, um in elektrisch betriebenen Fahrzeugen angewandt werden zu können, wo jedes überflüssige Gewicht nach Möglichkeit vermieden werden muß. Der Nachteil, der durch einen nicht oder nur wenig, induktiven Widerstand im Nebenschluß zu -den Reihenfeldwicklungen hervorgerufen wird, besteht darin, daß, wenn immer der Stromkreis durch die Motoren zeitweise unterbrochen und dann wieder geschlossen wird, (wie z. B. beim Wechsel der Ankerstellungen in Reihen-Parallelschaltungen durch Ruhestromregelung, oder wenn die Stromabnehmerrolle vom Leitungskabel abkommt und sich wieder anlegt), der bei der Wiederschließung des Stromkreises auftretende Stromstoß bedeutend größer ist, wenn der Nebenschlußwiderstand sich im Stromkreise befindet, als wenn dieser Widerstand überhaupt nicht im Stromkreise wäre. Dies ist darauf zurückzuführen, daß in solchem Falle der größte Teil des durch die Anker tretenden Stromes durch den Nebenschlußwiderstand, wegen dessen mangelnder Induktion, gehen wird. Würden nun aber diese Nebenschlußwege nicht vorhanden sein, so müßte der Stromstoß durch die Feldwicklungen gehen und das Feld erregen, wodurch dann eine elektromotorische Gegenkraft in diesen Feldwicklungen erzeugt werden würde, die den Stromstoß unterdrückt.

Nach der Erfindung wird nun im Stromkreise des Nebenschluß widerstandes zur Reihenwicklung oder in dem zu den Reihenwicklungen parallelen Kurzschlußstromkreise eine Umschaltvorrichtung derart angeordnet und beeinflußt, daß bei Unterbrechung des durch die Feldwicklungen gehenden Stromkreises diese Vorrichtung sofort den von dem Nebenschlußwiderstande oder Kurzschlußstromwege gebildeten Stromkreis öffnet und ihn auch nicht eher schließen kann, als bis nach einer gewissen Zeitdauer das Reihenfeld eine gehörige Stärke erlangt hat.

Die Zeichnung soll die Erfindung an der Hand schematischer Darstellung erläutern.

Fig. ι zeigt vier verschiedene Phasen der Ankerschaltungen, von der parallelen bis zur Reihen-Parallelschaltung bei einer auf dem Rühestromprinzip beruhenden Regenerativsystem-Motorschaltung.

Fig. 2 zeigt vier verschiedene Phasen der Ankerschaltungen von der Reihen-Parallel- bis zur reinen Reihen-Schaltung.

Es ist zu bemerken, daß nach den Figuren

der Wechsel der Phasenstellungen bei einer mittels des Fahrschalthebels vorgenommenen Verminderung der Umlaufgeschwindigkeit der Motoren angenommen ist.

A-A sind die Motoranker, B-B die Reihenfeldwicklungen, C-C die Widerstände im Nebenschluß zu den Windungen B, und D-D die Umschalter für den Stromkreis des Nebenschlußwiderstandes C.

Die Umschaltungsvorrichtung wird durch ein Solenoid ausgelöst, das aus dem Kern d der Wicklung d¹ und einer Bremse d- besteht. Die Solenoidwicklung ist mit der Wicklung der Reihenfeldwicklung B in Reihe geschaltet.

Würde der Umschalter nicht benutzt und der Wechsel der Ankerstellungen sich unmittelbar von der mit α bezeichneten auf die mit d bezeichnete Stellung vollziehen, so würde der erste Stromstoß durch den nicht induktiven Nebenschlußwiderstand C und nicht durch die Reihenfeldwicklungen B gehen, und die Folge davon würde sein, daß die Reihenfeldwicklungen während der Regeneration fast vollständig ihren ausgleichenden Einfluß auf das Nebenschlußfeld E verlieren würden. Überdies würde der Stromstoß auch größer ausfallen, weil das Nebenschlußfeld E wegen der während des Wechsels der Stellungen vorhandenen Einschaltung der Widerstände e e¹ von einer vollen Stärke nicht schnell zurückgeht.

Wird jedoch gemäß der Erfindung zur Schaltung des Nebenschlußwiderstandes C der genannte Umschalter benutzt, so tritt folgende Wirkung ein:

Beim Übergang aus der Phase α zur Phase b werden die Motoranker- und FeIdverbindungen unterbrochen, und da die Solenoidwicklung d^l nicht mehr erregt wird, so wird durch den Solenoidkern d der Schaltkontakt D des Umschalters aus der Stromschlußstellung entfernt, wobei jedoch die besondere Ausführung der Bremse d'² für diese Bewegungsrichtung des Kernes eine schnelle Bewegung der Teile gewährleistet.

Sind dann bei Phase c die Motorankerund Feldwicklungen wieder verbunden, so wird die Solenoidwicklung d¹ wieder erregt, aber die Bremse i² verhindert hier ein schnelles. Zurückgehen des Kernes d und des Kontaktes D, so daß der Stromkreis des Nebenschlußwiderstandes C sich nicht plötzlich schließen kann. Der erste Stromstoß muß daher durch die Reihenfeldwicklungen £ gehen, und da hier an die Zurückbewegung des Fahrschalthebels zwecks Tourenverminderung der Motoren gedacht ist und die Motoren, wie angenommen, als Regeneratoren wirken, so wird die Richtung des Stromes in den Reihenfeldwicklungen entgegengesetzt sein der Stromrichtung in der Nebenschlußfeldwicklung E. Das Nebenschlußfeld wird somit neutralisiert; dadurch wird die E.M. K. der generierenden Motoren herabgesetzt und der Stromstoß gemindert. In dem Falle, wo die Motoren Strom aus der Stromquelle entnehmen, würde die Richtung des Stromes durch die Reihenfeldwicklungen die gleiche sein wie die durch die Nebenschlußfeldwicklungen, und die Reihen- und Nebenschlußamperewicklungen wurden sich zu starker Erregung des Feldes vereinigen und auch so stärkere Stromstöße vermieden.

Nachdem dann die Schließung des Umschalters eine genügende Zeit hindurch verzögert worden ist, um das Reihenfeld wieder die erforderliche Stärke gewinnen zu lassen, wird der Umschalter geschlossen,- und die Verbindungen nehmen die durch d bezeichneten Stellungen ein.

Ein anderer Fall, bei dem eine ausgleichende Wirkung des Reihenfeldes nicht zur Geltung kommen würde, wenn eine solche Umschaltvorrichtung nicht Anwendung fände, tritt ein, wenn die Stromabnehmerrolle eines Wagens von der Zuleitüug bei abwärts gerichteter Fahrt abspringt. Die E. M. K. der Motoren würde in diesem Falle mit der zunehmenden Geschwindigkeit des Wagens wachsen, und wenn dann die Stromabnehmerrolle zufällig wieder Anschluß erhält, so wird der ganze Strom durch den nicht induktiven Widerstand C gehen und seine Begrenzung im wesentlichen nur in dem Ohm-Widerstand des Stromkreises, nicht aber durch eine Abschwächung des Feldes finden. Offenbar läßt sich die Erfindung sinngemäß in gleicher Weise auch bei reinen Reihenmotoren, also unter Fortlassung des Nebenschlußfeldes E der Figuren, anwenden. .

Die Zurückbewegung des Umschalters kann auch auf andere Weise als durch einen Bremstopf geregelt werden.

Nach Fig. 3 steht der Schalter D unter dem Einflüsse der Solenoidspule d¹ in Verbindung mit einer Spule d° von hohem Widerstand, welche an die Reihenfeldwicklung B angeschlossen und so gewickelt ist, daß sie eine zur Solenoidspule d ] entgegengesetzte Wirkung hat.. Im Augenblicke, wo der Motorstrom wieder geschlossen wird, wird eine Gegen-E. M. K. an der Reihenfeldwicklung entstehen, die einen verhältnismäßig starken Strom durch die entgegenwirkende Spule d° gehen läßt und dadurch dem durch die Solenoidspule d¹ gehenden, langsam anwachsenden Strome im ersten Augenblicke das Gegengewicht hält, wodurch der Umschalter verhindert wird, sich ,sofort zu schließen, bevor der durch die Reihenfeldwicklung

gehende Strom seine normale Stärke erreicht hat und die induzierte Gegen-E. M. K. verschwunden ist.

Eine weitere Änderung dieser Einrichtung zur Regelung des Umschalters ist in Fig. 4 veranschaulicht. Hier wird die entgegenwirkende Spule d° durch die sekundäre Wicklung d^x eines Transformators gespeist, dessen Primärwicklung die Reihenfeidwicklung B ist, so daß unmittelbar nach Herstellung der Anker- und der Feldverbindungen die Transformatorwirkung, welche zwischen der Reihenfeldwicklung B und der Spule d^x durch den durch die Reihenfeldwicklung gehenden Stromstoß und den Aufbau des Reihenfeldes hervorgerufen wird, eine zeitweilige Erregung der Spule d° herbeiführt und dadurch die Wirkung der Solenoidspule d¹ verzögernd beeinflußt.

Claims (3)

1. Patent-Anspruch ε:

   ι. Einrichtung zur Regelung elektrischer Motoren, bei welchen die Reihenfeldwicklungen zur Regelung Neben-. Schlüsse besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Nebenschlüsse selbsttätig geöffnet werden, sobald der die Reihenwicklungen durchfließende Strom unterbrochen wird, und nach Wiedereinschaltung des letzteren so lange unterbrochen bleiben, bis das Reihenmagnetfeld wieder eine gewisse Stärke erlangt hat, zum Zwecke, den ersten Stromstoß nach dem Wiedereinschalten der Reihenfeldwicklungen durch diese zu leiten.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung der Nebenschlüsse durch mit einseitig wirkender Dämpfvorrichtung versehene elektromagnetische Vorrichtungen bewirkt wird, deren Erregerspulen in Reihe mit den Reihenfeldwicklungen liegen.
3. 3. Eine Ausführungsform der elektromagnetischen Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung der Schließbewegung der Schaltvorrichtung durch eine zweite der ersten entgegenwirkende Spule herbeigeführt wird, die von dem beim Wiederschließen des Reihenfeldstromes in der Reihenfeldwicklung auftretenden Induktionsstoß beeinflußt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.