DE228671C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- ΛΙ 228671 ™ KLASSE 20/. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. November 1909 ab.

Die Regelung der Wechselstrommotoren für Bahnzwecke geschieht durch Spannungsänderung mit Hilfe eines Stufentransformators. Eine vollkommen gleichförmige Regelung wird dadurch erreicht, daß innerhalb der festen Stufen des Transformators durch einen drehbaren Zusatztransformator jede beliebige Spannung eingestellt werden kann, wodurch Sprünge in der Regelung und damit verbundene Stöße vermieden werden.

Wird der Zusatztransformator sekundär mit zwei Wicklungen ausgeführt, die vom Strom in entgegengesetzten Richtungen durchflossen werden, und von denen immer abwechselnd eine stromführend ist, so läßt sich, wenn der durch einen besonderen Motor angetriebene Regler nach Drehung Um 180 elektrische Grade seine . Wicklung selbsttätig auf die nächste Spannungsstufe umschaltet, durch einfache Drehung des Zusatztransformators im gleichen Sinne eine vollkommen gleichmäßige und stoßfreie Spannungsregelung erzielen. Es ist also zur Steuerung eines Fahrmotors nur nötig, den Antriebsmotor des Reglers in dem einen oder anderen Sinne umlaufen zu lassen.

Würde man diese sehr einfache Steuerung für mehrere Motoren und Fahrzeuge eines Zuges gleichzeitig verwenden (Vielfachsteuerung), so würde eine genaue Regelung, die an jedem Fahrzeug zur gleichmäßigen Arbeitsverteilung die gleiche Spannung vorausgesetzt, nicht erzielt werden. Denn einerseits ist der Widerstand des Zusatztransformators gegen Drehung je nach seiner Stellung verschieden, und zwar am größten bei der Spannungsänderung Null und gleich Null bei größter Spannungserhöhung oder -erniedrigung, wobei der Regler sich immer so einzustellen sucht, daß die Spannung sekundär herabgesetzt wird. Andererseits ist das Drehmoment umgekehrt proportional dem cos φ, also bei schlechtem Leistungsfaktor am größten und bei bestem gleich Null. Schließlich ist der mechanische Widerstand gegen Drehung verschieden infolge verschiedener Einzelwiderstände der Lager, der Zahnrädergetriebe usw. Da nun zum Antrieb der Spannungsregler Wechselstrom-Kommutatormotoren mit Serien- '·' Charakter verwendet werden, die ihre Geschwin- ' digkeit mit der Größe des Drehmoments erheblich ändern, so ist eine, gleichmäßige Steuerung mehrerer Fahrzeuge durch einfaches Stromgeben an die Antriebsmotoren der Regler nicht zu erzielen. Vielmehr würden die einzelnen Spannungsregler, wenn sich erst eine Differenz in ihren Stellungen gebildet hat, sehr bald ganz aus dem Tritt kommen. Dieser Übelstand wird vermieden durch die nachfolgend beschriebene neue Einrichtung.

Die genaue Steuerung beliebig vieler Fahrzeuge wird bei der neuen Einrichtung dadurch erreicht, daß man die Triebkraft zur Einstellung der Spannungsregler von der Spannung der Fahrmotoren selbst abhängig macht.

Die Figur zeigt das vollständige Schaltungsschema eines Fahrzeuges, das sich bei den anderen Fahrzeugen desselben Zuges wiederholt. Die Verbindung der Fahrzeuge im Zuge erfolgt durch die Steuerleitung si.

In der Figur bedeutet α den HaupttransformaiQr^-Stafentransformator), ^'.-älä^^^fetransforrnatpr, c dessen Antriebsmotor, d den Fahrmotor. Der Antriebsmotor c ist hier als

Wechselstrom-Serienmotor mit zwei Erregerwicklungen angenommen, von denen eine Linkslauf, die andere Rechtslauf ergibt. Der Antriebsmotor c wird in Umlauf gesetzt, sobald eine seiner Erregerwicklungen an Erde gelegt wird. Das geschieht durch das Differentialrelais e. Dieses besitzt zwei Elektromagnete, deren Anker durch einen Wagebalken verbunden sind. Die eine Spule (g) liegt an der Spannung des

ίο Fahrmotors d, die andere Spule (fj, an der Spannung der Steuerleitung si. ,Das Relais e wird im Ruhezustande durch schwache Federn in der Mittellage gehalten, wobei die Relaiskontakte geöffnet sind.

Die Steuerspannung kann man mit Hilfe eines mit der Führerkurbel verbundenen kleinen Spannungsreglers h zwischen der.höchsten und niedrigsten Fahrmotorspannung beliebig einstellen. Wenn nun die vom Führer eingestellte Steuerspannung höher ist als die des Fahrmotors d, so überwindet die Zugkraft der Spule f die der Spule g und der Federn. Spule f zieht ihren Anker an, das linke Relais schließt damit den Stromkreis der rechten Erregerwicklung des Antriebsmötors c, und dieser dreht den Zusatztransformator b in solchem Sinne, daß die Fahrmotorspannung erhöht wird. Ist das nahezu eingetreten, so geht das Differentialrelais in seine Mittellage zurück, da die Zugkräfte der beiden Spulen einander aufheben, und der Zusatztransformator b bleibt stehen. Sinkt dagegen die Spannung der Steuerleitung si unter die des Fahrmotors d, so wird, da nunmehr die Relaisspule g ihren Anker anzieht und die linke Erregerwicklung des Motors c einschaltet, dieser Antriebsmotor im umgekehrten Sinne laufen und die Spannung des ■ Fahrmotors so lange erniedrigen, bis sie auf die der Steuerleitung gesunken ist. Sind also beliebig viele Fahrzeuge bei gleicher Einrichtung durch die Steuerleitung si verbunden, so werden sämtliche Zusatztransformatoren b unabhängig voneinander ihre Spannung auf die der Steuerleitung einstellen; sämtliche Motoren erhalten damit gleiche Spannung. Nur die Zeit zur Einstellung wird je nach der Größe des zu überwindenden Widerstandes etwas verschieden sein.

Zweckmäßig wird am Führerstande noch ein Doppelvoltmeter ν angeordnet, dessen einer Zeiger die Spannung des Fahrmotors d, dessen anderer die der Steuerleitung si anzeigt. Beide Zeiger spielen vorteilhaft auf derselben Skala. Man kann daran die vorhandenen Spannungen und die Wirkung der Steuerbewegungen genau verfolgen.

Die beschriebene Einrichtung ist stets unter Spannung, arbeitet also mit Ruhestrom. Dadurch wird zugleich der Vorteil erreicht, daß bei etwaigem Ausbleiben des Stromes in der Steuerleitung infolge Bruches oder Lösens einer Kupplung sofort sämtliche Fahrmotoren an die niedrigste Spannung gelegt werden.

Für die Geschwindigkeitsregelung eines Zuges genügt bei der beschriebenen Einrichtung eine einzige Steuerleitung.

Das Wesentliche der beschriebenen Einrichtung ist die Benutzung der Spannungsdifferenz zwischen der gemeinsamen Steuerleitung si und den einzelnen Fahrmotoren d zum Betriebe der Hilfsmotoren c in solchem Sinne, daß durch die Spannungsdifferenz eine Änderung der Motorspannung veranlaßt wird so lange, bis die Spannungsdifferenz verschwindet. Dagegen kann die im vorstehenden nur als Beispiel angenommene besondere Regelungsweise der Hauptmotoren mit Hilfe von Zusatztransformatoren usw. auch durch eine andere ersetzt werden. Deshalb ist die neue Einrichtung auch nicht auf die Verwendung von Wechselstrom beschränkt, vielmehr für jede Stromart anwendbar. Wenn endlich auch die Einrichtung in erster Linie für Bahnzwecke in Betracht kommt, so kann sie unter geeigneten Bedingungen natürlich auch für andere Zwecke Ver-Wendung finden.

Der einfachen Darstellung wegen ist oben die vollständige Gleichheit der gemeinsam zu steuernden Motoren vorausgesetzt, so daß gleichen Geschwindigkeiten und gleichen Klemmenspannungen gleiche Drehmomente entsprechen. · Das ist natürlich grundsätzlich nicht erforderlich, und die vorstehenden Darlegungen behalten ihre Gültigkeit auch für verschiedene Motoren, die ähnlich verlaufende Charakteristiken haben, sofern man nur unter den verglichenen Spannungen, deren Unterschied für die Wirkungsweise der Einrichtung maßgebend ist, angemessen reduzierte oder, in anderer Auffassungsweise, gleichwertige Spannungen versteht.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Vielfachsteuerung für zusammen arbeitende Elektromotoren mit selbständigen, durch Hilfsmotoren angetriebenen Reglern (z. B. Drehtransformatoren), dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerleitung (si) der Hilfsmotoren (c) eine beliebig veränderliche Spannung aufgedrückt wird, und daß der Unterschied zwischen dieser Spannung und der Spannung an den einzelnen Hauptmotoren (d) zur Steuerung der Hilfsmotoren (c) in solchem Sinne benutzt wird, daß der Spannungsunterschied verschwindet.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.