DE217564C

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Publication number: DE217564C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 217564 KLASSE 20/. GRUPPE- M 217564 CLASS 20 /. GROUP

Zusatz zum Patente 197604 vom 28. Mai 1907.Addendum to patent 197604 of May 28, 1907.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. März 1909 ab. Längste Dauer: 27. Mai 1922.Patented in the German Empire on March 31, 1909. Longest duration: May 27, 1922.

In der Patentschrift 197604 (Kl. 201) ist ein Betriebssystem beschrieben, bei welchem ein Hauptmotor angewendet ist, dessen induzierender und induzierter Teil beide beweglich sind. Der innere Teil des Hauptmotors wirkt mechanisch auf die zu treibenden Achsen, der äußere Teil treibt eine Dynamo an, welche Strom an einen Hilfsmotor liefert, der ebenfalls auf die zu treibenden Achsen wirkt.In the patent specification 197604 (Kl. 201) is a Operating system described in which a main engine is applied, its inducing and induced part are both movable. The inner part of the main engine works mechanically on the axles to be driven, the outer part drives a dynamo, which supplies power to an auxiliary motor, which also acts on the axes to be driven.

Im nachfolgenden ist eine besondere Ausführungsform dieses Betriebssystems beschrieben und in der Figur dargestellt; diese Ausführungsform ist insbesondere in dem Falle vorteilhaft anzuwenden, wenn der Betriebsstrom einphasiger Wechselstrom ist. In der Figur ist angenommen, daß das System zum Betriebe einer elektrischen Bahn angewendet wird. Die Stromzuleitungen sind mit L₁ und L₂ bezeichnet; eine derselben könnte durch die Fahrschienen ersetzt werden. Der Hauptmotor ist in gleicher Weise wie in der erwähnten Patentschrift mit M, sein innerer Teil mit B, der äußere Teil mit C, die Dynamo mit D und der Hilfsmotor mit F bezeichnet. Der Teil B des Hauptmotors wirkt auf die Achse O₁, der Hilfsmotor F auf die Achse a₂. Die Achsen O₁, a₂ können, wie dargestellt, gekuppelt sein.A particular embodiment of this operating system is described below and shown in the figure; this embodiment is particularly advantageous to use in the case when the operating current is single-phase alternating current. In the figure it is assumed that the system is applied to the operation of an electric train. The power supply lines are labeled L ₁ and L _2; one of these could be replaced by the running rails. In the same way as in the above-mentioned patent specification, the main motor is designated with M, its inner part with B, the outer part with C, the dynamo with D and the auxiliary motor with F. Part B of the main motor acts on axis O ₁ , the auxiliary motor F acts on axis a ₂ . The axes O ₁ , a ₂ can, as shown, be coupled.

Die Dynamo D ist gemäß der vorliegenden Zusatzerfindung derart ausgebildet, daß sie nicht bloß als Gleichstromdynamo wirken, sondern auch als Einphasen-Kollektormotor angelassen werden kann. Der Eisenkörper des Feldmagneten muß daher unterteilt sein; zweckmäßigerweise ist der Feldmagnet sowohl mit einer Hauptstromwicklung H als auch mit einer Nebenschlußwicklung N zu versehen, damit die Maschine D als Einphasen-Reihenschlußmotor angelassen werden pnd als Gleichstrom-Nebenschluß dynamo wirken kann. Zum Zwecke des Anlassens der Maschine D als Motor ist ein Transformator T angeordnet, dessen Primärkreis mittels des Schalters S₁ an das Netz L₁, L₂ angeschlossen werden kann. Der sekundäre Kreis des Transformators T ist so eingerichtet, daß mittels eines Schalters A Strom von stufenweise veränderlicher Spannung abgenommen und der Maschine D zugeführt werden kann, wobei dieser Strom jedoch nur den Anker und die Hauptstromwicklung H der Dynamo durchfließt. Der Transformator T braucht nur für eine geringe Leistung bemessen zu sein, weil die Maschine D als Motor in unbelastetem Zustande angelassen wird.According to the present additional invention, the dynamo D is designed in such a way that it not only acts as a direct current dynamo, but can also be started as a single-phase commutator motor. The iron body of the field magnet must therefore be divided; The field magnet is expediently provided with both a main current winding H and a shunt winding N so that the machine D can be started as a single-phase series motor and can act as a direct current shunt dynamo. For the purpose of starting the machine D as a motor, a transformer T is arranged, the primary circuit of which can be connected to the network L ₁ , L ₂ _{by means of the switch S 1.} The secondary circuit of the transformer T is set up so that by means of a switch A current of stepwise variable voltage can be drawn off and fed to the machine D , but this current only flows through the armature and the main current winding H of the dynamo. The transformer T only needs to be dimensioned for a low power, because the machine D is started as a motor in an unloaded state.

Der Hauptmotor M ist gemäß der Figur als Einphaseninduktionsmotor angenommen. Der äußere Teil C ist der induzierende Teil; diesem kann mittels der Schleifringe S unmittelbar der aus dem Netze entnommene Hochspannungsstrom zugeführt werden. Einer der beiden Schleifringe kann, wenn die Stromrückleitung durch die Schienen bewirkt wird, entfallen, da man in diesem Falle das eine EndeThe main motor M is assumed to be a single-phase induction motor according to the figure. The outer part C is the inducing part; The high-voltage current taken from the network can be fed directly to this by means of the slip rings S. One of the two slip rings can be omitted if the current return is effected through the rails, since in this case one end

der Wicklung des Teiles C mit dem Gehäuse des Motors verbinden kann. Der Teil B des Motors M ist mit Kurzschlußwicklungen versehen. Zum Anschlüsse des Motors M an die Stromleitungen L₁ und L₂ dient der Schalter S₂, welcher derart eingerichtet ist, daß beim Anschalten des Motors M an das Netz anfänglich noch ein Widerstand in den Stromkreis geschaltet ist, wodurch bekanntlich erreichtthe winding of part C can connect to the housing of the motor. The part B of the motor M is provided with short-circuit windings. To connect the motor M to the power lines L ₁ and L ₂ , the switch S _{2 is used} , which is set up in such a way that when the motor M is switched on to the mains, a resistor is initially connected to the circuit, which is known to be achieved

ίο wird, daß Strom- und Spannungsstöße beim Einschalten vermieden werden. Zur Regelung des Stromes, welchen die als Gleichstrom-Nebenschlußdynamo wirkende Maschine D an den Hilfsmotor F abgibt, dient der Reglerwiderstand E, welcher von gleicher Beschaffenheit ist wie der in dem Hauptpatente beschriebene. Der Reglerwiderstand ist der Nebenschlußwicklung N der Dynamo D vorgeschaltet. In der Endstellung 1 des Schalthebels ist der ganze Widerstand eingeschaltet, in der Endstellung 2 ausgeschaltet. Der Schalthebel dient auch als Stromschließer im Stromkreis zwischen der Dynamo D und dem Hilfsmotor F; in der Endstellung 1 ist der Stromkreis unterbrochen, in allen anderen Stellungen geschlossen.ίο will ensure that current and voltage surges are avoided when switching on. The regulator resistor E, which is of the same nature as that described in the main patent, is used to regulate the current which the machine D, acting as a direct current shunt dynamo, delivers to the auxiliary motor F. The regulator resistor is connected upstream of the shunt winding N of the dynamo D. In the end position 1 of the shift lever, the entire resistance is switched on, in the end position 2 it is switched off. The gearshift lever also serves as a circuit breaker in the circuit between the dynamo D and the auxiliary motor F; In the end position 1 the circuit is interrupted, in all other positions it is closed.

, Das Betriebssystem wird in folgender Art angewendet: Vor Beginn der Fahrt wird der Schalthebel des Reglers E in die Endstellung 1 gebracht, hierauf der Schalter S₁ geschlossen und durch Drehung des Schalthebels des Transformators T der Maschine D einphasiger Wechselstrom von stufenweise steigender Spannung zugeführt. Die Maschine D kommt als Einphasen-Reihenschlußmotor in Gang und treibt hierbei auch den unbelasteten äußeren Teil C des Hauptmotors M an. Sobald dieser volle Geschwindigkeit erlangt hat, wird er mittels des Schalters S₂ an das Netz geschaltet; der Schalter A des Transformators T wird auf den Leerkontakt gestellt und mittels des Schalters S₁ der Primärkreis des Transformators abgeschaltet. Der Motor M läuft mit geringer Schlüpfung. Um die Achsen U₁ und «₂ in Gang zu bringen, wird der Schalter des Reglers E allmählich aus der Endstellung 1 in der Richtung gegen die Endstellung 2 verdreht. Nun wirkt, wie im Hauptpatente beschrieben wurde, die Dynamo D auf den Teil C des Hauptmotors M bremsend ein, wodurch bewirkt wird, daß auch der Teil C des Hauptmotors ein starkes Drehmoment auf die Achse a_x ausübt. Gleichzeitig gibt die Dynamo D als Gleichstrom-Nebenschlußdynamo an den Hilfsmotor F Strom ab, welcher die Achse «₂ antreibt. Die relative Geschwindigkeit der Teile B und C des Hauptmotors M ist bei allen Fahrgeschwindigkeiten stets fast gleich groß, da der Motor M stets mit einer nur geringen Schlüpfung läuft. Der Motor M läuft auch während des Stillstandes des Fahrzeuges. Der Transformator T kommt nur vor dem ersten Anlassen der Achsen a_x und a₂ in Verwendung.The operating system is used in the following way: Before the start of the journey, the control lever of the controller E is brought to the end position 1, then the switch S _{1 is} closed and, by turning the lever of the transformer T, the machine D is supplied with single-phase alternating current of gradually increasing voltage. The machine D starts up as a single-phase series motor and also drives the unloaded outer part C of the main motor M. As soon as it has reached full speed, it is connected to the network _{by means of switch S 2;} the switch A of the transformer T is set to the idle contact and the primary circuit of the transformer is switched off by means of the switch S _1. The motor M runs with little slip. In order to set the axes U ₁ and ₂ in motion, the switch of the controller E is gradually turned from the end position 1 in the direction towards the end position 2. Now, as has been described in the main patent, the dynamo D acts to brake the part C of the main motor M , which causes the part C of the main motor to also exert a strong torque on the axis a _x . At the same time, the dynamo D, as a direct current shunt dynamo, delivers current to the auxiliary motor F , which drives _{the axis «2.} The relative speed of parts B and C of the main motor M is always almost the same at all driving speeds, since the motor M always runs with only a small amount of slip. The motor M also runs when the vehicle is stationary. The transformer T is only used before the axes a _x and a ₂ are started for the first time.

Das Betriebssystem könnte in der Weise abgeändert werden, daß der Erregerstrom für die Wicklung N der Dynamo D nicht aus dieser Dynamo, sondern aus einer besonderen Stromquelle entnommen wird.The operating system could be modified in such a way that the excitation current for the winding N of the dynamo D is not taken from this dynamo, but from a special power source.

Man ersieht auch, daß das Betriebssystem in gleicher Weise anwendbar ist, wenn der Betriebsstrom ein mehrphasiger Strom ist, denn auch in diesem Falle kann die Maschine D in der beschriebenen Art benutzt werden.It can also be seen that the operating system can be used in the same way if the operating current is a multiphase current, because in this case too the machine D can be used in the manner described.

In der Figur ist zum Unterschiede von der im Hauptpatente beschriebenen Einrichtung die Bremsvorrichtung weggelassen, mittels welcher der Teil C des Hauptmotors festgebremst werden kann. Es ist hier angenommen, daß auch bei voller Geschwindigkeit des Fahrzeuges beide Teile B und C des Motors laufen sollen, und zwar mit gleich großer Geschwindigkeit. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß die Periodenzahl des Betriebsstromes doppelt so hoch gewählt werden kann als in dem Falle, wenn der Teil C des Motors M-festgebremst würde. Die Periodenzahl kann doppelt so hoch gewählt werden als bei anderen Betriebssystemen, bei welchen Motoren mit feststehendem äußeren Teile benutzt sind. Dadurch erhält aber auch der Motor M bei gleicher Größe eine doppelt so hohe Leistung als bei anderen Systemen, bei welchen ein Motor mit feststehendem äußeren Teile benutzt ist. Der Motor M wirkt, obwohl seine beiden Teile beweglich sind, doch stets auf die Achse a_x mit einer Zugkraft, welche ebenso groß ist wie die Zugkraft eines Mortors von gleicher Leistung, dessen äußerer Teil feststehen würde. Zu der Zugkraft des Hauptmotors M kommt noch die Zugkraft des Hilfsmotors F hinzu; außerdem wird die Energie bewegter Massen, und zwar des Ankers der Dynamo D und des Teiles C des Hauptmotors, bei der Ingangsetzung der Achsen a_v a₂ zum großen Teil für den Antrieb ausgenutzt. Die Phasenverschiebung zwischen dem Betriebsstrome und der Netzspannung ist bei allen Fahrgeschwindigkeiten klein, weil der Motor M stets mit geringer Schlüpfung läuft. Die Verluste sind stets gering, da keine nachteiligen Kurzschlußströme, wie bei den Einphasen-Kollektormotoren, auftreten und keine Hauptstromwiderstände für die Regulierung der Geschwindigkeit erforderlich sind. Das Betriebssystem wirkt daher zum Unterschiede von anderen Systemen bei jeder beliebigen Fahrgeschwindigkeit sehr ' günstig. Während der Talfahrt eines Eisenbahnfahrzeuges wird Energie an das Netz zurückgegeben, weil die Relativgeschwindigkeit der Teile B und C desIn the figure, in contrast to the device described in the main patent, the braking device, by means of which part C of the main motor can be braked, has been omitted. It is assumed here that both parts B and C of the engine should also run at full speed of the vehicle, and that at the same speed. This has the advantage that the number of periods of the operating current can be selected to be twice as high as in the case when part C of the motor M- would be braked. The number of periods can be chosen twice as high as with other operating systems in which motors with fixed outer parts are used. As a result, however, the motor M also receives twice as high an output of the same size as in other systems in which a motor with fixed outer parts is used. The motor M , although its two parts are movable, always acts on the axis a _x with a pulling force which is as great as the pulling force of a motor of the same power, the outer part of which would be fixed. The tensile force of the auxiliary motor F is added to the tensile force of the main motor M; In addition, the energy of moving masses, namely the armature of the dynamo D and part C of the main motor, is used to a large extent for the drive when the axes a _v a _{2 are started.} The phase shift between the operating current and the mains voltage is small at all driving speeds because the motor M always runs with low slip. The losses are always low, since there are no disadvantageous short-circuit currents, as in the case of single-phase collector motors, and no main current resistors are required to regulate the speed. In contrast to other systems, the operating system has a very favorable effect at any driving speed. During the descent of a railway vehicle, energy is returned to the network because the relative speed of parts B and C of the

Hauptmotors gegeneinander größer wird als die dem synchronen Laufe entsprechende Geschwindigkeit. Main motor against each other is greater than the speed corresponding to the synchronous run.

Claims

Patent Claims:

i. Device for operating electrical power plants, especially railways, according to Patent 197604, characterized in that the dynamo (D) driven by the main motor (M ) is designed in such a way that it not only acts as a direct current dynamo, but can also be started as a single-phase commutator motor for the purpose of being able to start the main engine (M) in an unloaded state by the dynamo (D) running as a motor.

2. Device according to claim 1, characterized in that the field magnet of the dynamo (D) is provided with a series winding and a shunt winding, for the purpose of being able to start the dynamo (D) as a series connection - collector motor with single-phase current, while at Current output to the auxiliary motor (F) acts as a direct current shunt dynamo.

1 sheet of drawings.