DE198547C

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Publication number: DE198547C
Application number: DENDAT198547D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JVI198547-KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. September 1907 ab.

Bei elektrischen Bahnen, die mit Einphasenwechselstrom niederer Periodenzahl betrieben werden, besteht häufig die Aufgabe, Drehstrom in Einphäsenwechselstrom mittels Motorgeneratorgruppe umzuformen und gleichzeitig mittels einer Pufferbatterie durch eine Gleichstrommaschine die Belastungsschwankungen auf der Seite des Drehstromes auszugleichen. Die Gleichstrommaschine wird dabei

ίο mit der Umformergruppe direkt gekuppelt und z. B. durch eine besondere Zusatzmaschine mit bekannten Steuereinrichtungen so mit der Batterie verbunden, daß sie je nach der Belastung des Wechselstromgenerators oder des Drehstrommotors Strom in die Batterie treibt oder aus der Batterie entnimmt.

An Stelle des getrennten Wechselstrom- und Gleichstromgenerators kann auch ein einziger Generator nach Art der Einankerumformer verwendet werden, dessen rotierende induzierte Wicklung einerseits mit zwei Schleifringen zur Aufnahme des Einphasenwechselstromes und anderseits mit einem . Gleichstromkommutator zur Abnahme des Gleichstromes verbunden ist. Dann wird der Batteriestrom bei Mehrbelastung auf der Wechselstromseite unmittelbar in Wechselström umgeformt und bei Minderbelastung vom Antriebsmotor aus in dem Umformer erzeugt.

Auf die Verwendung solcher mechanisch angetriebenen Einankerumformer bezieht sich die vorliegende Erfindung, und zwar wird hiernach das Feld des Umformers mittels einer besonderen selbsttätigen Regelung so erregt, daß die Klemmenspannung auf der Wechselstromseite angenähert konstant bleibt, nötigenfalls mit der Belastung ein wenig zunimmt. Durch die Spannungsregelung der Zusatzmaschine entsprechend den Abweichungen der Belastung des Drehstrommotors von einem bestimmten Mittelwert wird dann die Ladung oder Entladung der Pufferbatterie gesteuert, und zwar so, daß' diese Belastung angenähert konstant bleiben kann. Für diese Steuerung kann ein Relais verwendet werden, das in bekaninter Weise auf die Stromstärke oder den Energieverbrauch des Drehstrommotors anspricht und Schaltbeweguhgen an einem gewöhnlichen Regelungswiderstand in dem Erregungsstromkreis der Zusatzmaschine auslöst. Die Magnetwicklung der Zusatzmaschine kann selbstverständlich auch aus zwei gegeneinandergeschalteten Wicklungen bestehen, von denen die eine einen konstanten, die andere einen veränderlichen Strom erhält. Ferner kann die Regelung der Erregung der Zusatzmaschine auch an einer besonderen Erregermaschine ausgeführt werden. Alle diese und ähnliche bekannte Einrichtungen zur Regekmg der Zusatzmaschine berühren das Wesentliche der Erfindung nicht.

Das Wesentliche liegt darin, daß·die Klemmenspannung auf der Wechselstromseite durch eine besondere Einrichtung unabhängig von dem inneren Spannungsabfall des Generators geregelt wird. Für diese Regelung der Klemmenspannung kann irgendein bekannter Apparat zur automatischen Spannungsregelung (Thuryscher Regler, Tirillregulator) verwendet werden, es kann auch der Batteriestrom

selbst zur Unterstützung dieser Regelung durch eine zusätzliche Hauptstromerregerwicklung geführt werden.

Die Verwendung von Einankerumformern als Wechselstromgleichstromgenerator ist für den vorgesehenen Fall besonders vorteilhaft, da die Periodenzahl der Wechselstrombahnen im allgemeinen sehr niedrig ist und sich bekanntlich für niedrige Periodenzahl Einankerumformer besonders günstig bauen lassen.

An Stelle des antreibenden Drehstrommotors könnte in besonderen Fällen auch ein mechanischer Antriebsmotor (Turbine, Dampfmaschine usw.) treten. In diesen Fällen müßte die Steuerung der Zusatzmaschine im Zusammenhang mit der Bewegung der Steuerapparate (Einlaßventile, Regulatoren¹) der Antriebsmotoren geschehen. Es ist ferner ohne weiteres einleuchtend, daß statt des Einphasenstromes Mehrphasenstrom erzeugt werden kann.

In der Figur ist die Schaltung für die Verwendung eines Dre'hstro'mmotors zum Antrieb des Einankerumformers und einer mit Differentialerregerwicklung versehenen Zusatzmaschine dargestellt. Es bedeutet M den Drehstrommotor mit der Wicklung W₁, angeschlossen an die Dre'hstromzuleitungen III, G den als Wechselstromg-leichstromgenerator dienenden Einankerumformer mit den Schleifringen S₁, S₂, dem Kommutator C₁ und der Magnetwicklung W₂, Z die Zusatzmaschine mit dem Kommutator C₂ und den Magnetwicklungen W_s, E eine Erregermaschine mit dem Kommutator C₃. Alle vier Maschinen sind unmittelbar miteinander gekuppelt und laufen in den Lag'ern L₁, L₂, L₃, L₄. B stellt die Pufferbatterie dar, die durch die Leitung V mit den Stromabnehmern auf den Kommutatoren C₁ und C₂ verbunden ist. An die Schleifringe S₁, S₂ sind die Wechselstromleitungen I, II angeschlossen. Die Drehstromleitumgen III führen zu dem Drehstrommotor M. Die Erregerleitung IV speist die Magnetwicklung W₂ des Umformers; die Stromstärke wird durch den automatischen Spannungsregler R₂, der auf die Änderungen der Klemmspannung der Leitungen I, II anspricht, geregelt. Die Magnetwicklung der Zusatzmaschine Z ist als Differentialwicklung ausgeführt, ein Zweig wird unmittelbar von der Erregerleitung IV abgezweigt, der andere Zweig wird durch den selbsttätigen Regler R₁ in Abhängigkeit von der Energieaufnahme der Leitung III geregelt, t stellt einen zu diesem Regler führenden Serientransformator dar. Die Nebenschlußleitung des Reglers führt zu dem neutralen Punkt der Drehstromwicklung W₁. Die Kupplung und Lagerung der Maschine kann natürlich ' auf beliebige Art ausgeführt werden. Die Zusatzmaschine und der Erreger könnten auch besondere Antriebsmotoren erhalten.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zum Ausgleich von Belastungsschwankungen in Wecbselstromanlagen, die aus einem mechanisch angetriebenen Einankerumformer gespeist werden, der gleichzeitig unter Zwischenschaltung einer selbsttätig geregelten Zusatzmaschine auf eine Pufferbatterie arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des Umformers in Abhängigkeit von der Spannung im Wechselstromnetz und die Erregung der Zusatzmaschine' in Abhängigkeit von der Belastung des Antriebsmotors selbsttätig geregelt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.