DE230406C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 230406 KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. November 1909 ab.

Es ist bekannt, einen mehrphasigen Induktionsgenerator mit Hilfe einer Sychronmaschine zu erregen und aus dem induzierten Teil je nach der gewünschten Kraftleistung Ströme bestimmter Periodenzahl zu entnehmen. Es ist auch bekannt, die synchrone Erregermaschine mit der Induktionsmaschine mechanisch zu kuppeln.

Gemäß der Erfindung wird zwecks Änderung der Geschwindigkeit eines oder mehrerer mehrphasiger Induktionsmotoren mit der Antriebsmaschine, die mit konstanter Geschwindigkeit laufen kann, eine solche als Doppelfeld- oder Transformatorgenerator zu bezeichnende Maschine und eine Synchronmaschine mechanisch gekuppelt, und zwar ist die Anordnung eine solche, daß für kleine Leistungen die Synchronmaschine allein zur Lieferung des Stromes für den Motor herangezogen werden kann, während bei größeren Leistungen der Synchrongenerator Strom in den Doppelfeldöder Transformatorgenerator sendet, und der in diesem erzeugte Strom zum Speisen des Motors benutzt wird.

Hierbei können eine große Anzahl von verschiedenen Geschwindigkeiten und gleichzeitig von verschiedenen Leistungen erhalten werden. Die Synchronmaschine führt dem Rotor des Doppelfeld- oder Transformatorgenerators den Erregerstrom über Schleifringe zu, während der Stator als Sekundärteil dient. Durch entsprechende Verbindung des synchronen Wech- - selstromgenerators mit dem Rotor der Doppelfeldniaschine, beispielsweise durch Umkehr der Phasen, kann das durchs den Wechselstromgenerator im Rotor erzeugte Drehfeld veranlaßt werden, in derselben Richtung, in der der Rotor von der Antriebsmaschine getrieben wird, umzulaufen oder in der dieser entgegengesetzten Richtung. Hierdurch werden Ströme von zwei verschiedenen Periodenzahlen im Stator oder Sekundärteil des Doppelfeldgenerators erzeugt. Wenn außerdem der mehrphasige synchrone Wechselstromgenerator auch Gleichstrom liefert, der in zwei der Phasenstromkreise des Rotors des Doppelfeldgenerators geleitet wird, so kann ein Mehrphasenstrom von einer mittleren Periodenzahl in dessen Stator erhalten werden. Ferner kann zur Erzeugung eines stufenweisen Anwachsens der Periodenzahl von Null bis zu einer der oben erwähnten Periodenzählen oder auch zur Erzeugung noch höherer Periodenzählen der Sekundärteil, d. h. der für gewöhnlich ruhende Teil des mehrphasigen Synchrongenerators drehbar gelagert werden. Bei vollständiger Freigabe dieses Teiles läuft er dann mit dem Feld bzw. dem angetriebenen Teil mit, so daß zugleich Periodenzahl und Spannung des Wechselstromgenerators bis auf Null sinken. Wird der nicht angetriebene Teil gebremst, so kann er eine Geschwindigkeit, die geringer ist als die des angetriebenen Teiles, annehmen, so daß ein Strom von einer Periodenzahl und Spannung entsteht, die einen Mittelwert zwischen dem Normalwert und Null haben. Der für gewöhnlich ruhende Teil kann auch in der der Umlaufsrichtung des angetriebenen Teiles entgegengesetzten Richtung getrieben werden, so daß in der ganzen Anlage Periodenzahl und Spannung erhöht werden. Ferner können mehrere solche Generatoren in gegenseitige Beziehungen gebracht werden, so z. B.

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kann der Rotor des ersten Doppelfeldgenerators in der erwähnten Weise mit dem synchronen Wechselstromgenerator verbunden werden und der Stator mit dem Rotor eines zweiten Generators usw. und der Stator des letzten Generators der Reihe mit dem Netz entweder unmittelbar oder durch Vermittlung eines Transformators verbunden werden.

Der in der oben angegebenen Weise erzeugten Ströme verschiedener Periodenzahl bedient man sich mit Vorteil in Kraftübertragungsanlagen, beispielsweise in Fällen, in denen die Antriebsmaschine oder -maschinen entweder mit hoher oder konstanter Geschwindigkeit laufen (z. B. Dampfturbinen, Explosionskraftmaschinen) und der oder die Motoren mit geringerer Geschwindigkeit als die Antriebsmaschine oder -maschinen laufen, z. B. wenn solche Motoren zum Antrieb von Schiffspropellerwellen benutzt werden. Die Ströme verschiedener Periodenzahl bilden ein elektrisches Geschwindigkeitswechselgetriebe, durch das die Antriebsmaschine oder -maschinen und der anzutreibende Teil unter einer großen Anzahl ver-

schiedener Übersetzungsverhältnisse in Verbindung gebracht werden können. Diese Anordnung ist auch von besonderem Vorteil, wenn es sich darum handelt, unter Überwindung eines großen Widerstandes anzufahren, da bekanntlich die Induktionsmotoren ein kräftiges Drehmoment entwickeln, wenn sie mit Strom unternormaler Periodenzahl gespeist werden.

Es ist daher möglich, nötigenfalls größere

Drehmomente und kleinere Geschwindigkeiten zu erhalten, als die Antriebsmaschine hat, oder auch kleinere Geschwindigkeiten und geringere Kräfte an dem oder den Motoren für irgendwelche kleinere Geschwindigkeiten eines Schiffes, einer Lokomotive oder anderen Fahrzeuges zu erhalten.

Die Zeichnungen veranschaulichen, wie die Erfindung zweckmäßig und vorteilhaft in der Praxis zur Anwendung kommen kann.

Fig. ι bis 3 zeigen Ausführungsformen, die dazu dienen, einen Induktionsmotor mit einer einfachen Statorwicklung mit drei Geschwindigkeiten anzutreiben.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform zum Antrieb einer oder mehrerer Achsen jedes Fahrzeuges bzw. Wagens eines Eisenbahnzuges und zur. Erzielung kräftiger Anfahrdrehmomente.

Fig. 5 ist eine Endansicht der Bremsvorrichtung für den Doppelfeldgenerator der Anlage. Fig. 6 zeigt eine Anlage, bei der ein synchroner Wechselstromgenerator und eine Anzahl Doppelfeldmaschinen elektrisch miteinander gekuppelt sind und durch getrennte Antriebsmaschinen angetrieben werden.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung, bei der ein synchroner Wechselstromgenerator und eine Anzahl Doppelfeldgeneratoren elektrisch gekuppelt sind und von derselben Antriebsmaschine ge-, trieben werden.

Auf der Welle A (Fig. 1 bis 3), die von einer Antriebsmaschine in Umdrehung versetzt wird, sitzt ein vielpoliges Elektromagnetsystem B und der umlaufende Primär- oder Rotorteil H des Doppelfeldgenerators. Diese Teile B, H laufen also mit der Geschwindigkeit der Antriebsmaschine. Der vielpolige Feldmagnet B wird über Schleifringe D von einer Gleichstromerregermaschine E aus erregt, welche zweckmäßigerweise eine .Reihenschlußmaschine ist und deren Feldwicklung oder Wicklungen E¹ durch einen Schalter F kurzgeschlossen werden kann oder können. Ein Anker oder Stator C befindet sich außerhalb oder innerhalb oder außerhalb und innerhalb des vielpoligen Magneten B. In ihm wird ein mehrphasiger Wechselstrom von bestimmter Periodenzahl erzeugt, der entweder unmittelbar (Fig. 1) dem Stator L des Induktionsmotors oder der Induktionsmotoren zugeführt werden kann, wobei dessen Rotor K eine bestimmte Geschwindigkeit annimmt, oder der (Fig. 2) durch Schleifringe G, G, G dem umlaufenden oder primären Teil des Doppelfeldgenerators so zugeführt werden kann, daß das Drehfeld im Rotor beispielsweise in Richtung des Pfeiles P umläuft, der dem Pfeil O, der die mechanische Umdrehungsrichtung angibt, entgegen gerichtet ist (beispielsweise mit ¹V, oder einem anderen Bruchteil der mechanischen Umdrehungsgeschwindigkeit). Der so erzeugte Strom kann dann dem sekundären oder Statorteil des Doppelfeldgenerators entnommen werden, und zwar mit einer Periodenzahl, die je nach der Polzahl des Generators entweder höher oder niedriger ist als die des synchronen Wechselstromerzeugers B, C (der synchrone Generator kann mehr oder weniger Pole als der Doppelfeldgenerator besitzen, je nachdem es erwünscht ist, daß der Generatorstrom eine mittlere oder kleine Periodenzahl haben soll). Der Strom vom sekundären Teil I des Doppelfeldgenerators kann dann unmittelbar dem oder den Motoren zugeführt werden, die dann mit einer Geschwindigkeit laufen, die sich aus der Periodenzahl des ihm zugeführten mehrphasigen Wechselstromes bestimmt. Um nun höhere Geschwindigkeiten der Motoren zu erhalten und nötigenfalls auch mehr Kraft diesen entnehmen zu können, können zwei Phasen (wenn es sich um Dreiphasenstrom handelt) der Verbindung zwischen dem Anker C des synchronen Wechselstromgenerators und dem Rotor H des Doppelfeldgenerators umgekehrt werden, so daß die Ströme alsdann in der umgekehrten Richtung fließen (vgl. die Pfeile -M₁N an einer Phase der Fig. 2 und 3) und das Drehfeld im Rotor des Doppelfeldgenerators in. der Richtung des mechanischen Antriebs des Primärteiles um-

läuft (vgl. die Pfeile O, Q in Fig. 3), jedoch mit nur beispielsweise ^x/₃ oder anderer geeigneter Geschwindigkeit des mechanischen Antriebs. Es kann deshalb dem Doppelfeldgenerator Strom mit höherer Periodenzahl und Spannung und demzufolge auch Stärke entnommen werden, weil ein Teil der Kraft von der Antriebsmaschine dem S3?nchronen Wechselstromerzeuger zugeführt und in elektrische Energie umgesetzt wird, der durch Überführung in den umlaufenden Primärteil H des Doppelfeldgenerators diesen als Feldmagnet eines Erzeugers erregt, dessen Anker der Ständer / ist, und dieser Generator einen weiteren Betrag mechanischer Kraft der Antriebsmaschine direkt verbraucht, der im Sekundärteil I in elektrische Energie umgesetzt wird, zu der die Energie durch Drehung des Magnetfeldes beim Rotor H hinzukommt, die durch den vom synchronen Wechselstromerzeuger kommenden mehrphasigen Strom erzeugt wird, so daß die gesamte Kraft der Antriebsmaschine (unter Abzug der gewöhnlich auftretenden Verluste) an den Polen des Sekundärteiles I des Doppelfeldgenerators in Form elektrischer Energie zur Verfügung ist.

Wünscht man die Periodenzahl, Spannung und Stromstärke des den Motoren zugeführten Stromes noch weiter zu verändern, so kann man den Ankerteil C (Fig. 4) des Synchrongenerators in Lagern R, R anordnen mit den ■ erforderlichen Schleifringen S; S zur Abnahme des Stromes, so daß dieser Teil erforderlichenfalls in der gleichen oder entgegengesetzten Richtung zu der des Magnetkörpers B umlaufen kann. Durch Anordnung einer geeigneten Bremseinrichtung, ζ. Β. eines Bremsbandes T und Anzughebels U (Fig. 5) kann . man den Teil C an der Drehung in der Umlaufsrichtung des Magnetfeldes B mit einer Geschwindigkeit teilnehmen lassen, die zwischen Null und der des. Magnetfeldes B liegt. Auch kann der Anker C durch eine geeignete Antriebsmaschine in der entgegengesetzten.

4-5 Richtung angetrieben werden. Läßt man den Anker C unter Lüftung des Bandes T frei laufen, so nimmt er schließlich die Geschwindigkeit des Magneten B an, wobei die Periodenzahl des ganzen Systems bis auf Null fällt.

Wird andererseits der Anker C in der zur Umlaufsrichtung des Magnetfeldes B entgegengesetzten Richtung angetrieben, so steigen Periodenzahl und Spannung.

Werden ein oder mehrere Motoren mit einer einfachen Ständerwicklung in einer solchen Anlage in Betrieb genommen, so können mit Käfigankern drei Geschwindigkeiten erhalten werden. Nötigenfalls kann eine höhere Geschwindigkeit oder eine zwischen den drei Geschwindigkeiten und Null liegende Geschwindigkeit erhalten werden. Ist der Ständer für zwei Polzahlen gewickelt, so können durch Änderung der Ständerverbindungen sechs oder mehr ■ Geschwindigkeiten an den Motoren erhalten werden.

Um den Übergang von einer Geschwindigkeit zur anderen zu erleichtern, wird die Spannung in jedem Fall im ganzen System auf Null gebracht; dies geschieht dadurch, daß vor Ausführung der Änderung der Verbindungen der Schalter F geschlossen wird, der die Feldwicklung E¹ stromlos macht. Nach Vornahme der Änderung wird der Schalter F geöffnet, die Spannung steigt darauf an, und der Motor läuft mit der neuen Geschwindigkeit.

Bei der Anordnung nach Fig. 4 wird der Strom mit den 'veränderlichen Periodenzahlen mehreren Motoren L¹, L², L³ zugeführt, die jeder eine der Achsen V eines Fahrzeuges oder Wagens einer Eisenbahn antreiben. Bei dieser Anordnung kann ein hohes Anfahrdrehmoment entwickelt werden, z. B. wenn der Zug auf ansteigendem Gelände anfahren soll. Auf diese Weise kann auch die Beschleunigung und Verzögerung des Zuges in wirksamster Weise durch die Bremseinrichtung T, U geregelt werden. Die Vertauschung der zwei Phasenverbindungen zwischen den Schleifringen S und. G erfolgt hier durch einen Umschalter 2 und die Verbindung der Motoren L₁L, L mit dem Wechselstromanker C oder dem Sekundärteil I des Doppelfeldgenerators durch einen dreipoligen Zweiwegschalter 1. Diese Schalter I, 2 können in eine mittlere Stellung gebracht werden, bei der beide Wechselstromkreise geöffnet sind.

Zur Erklärung der Wirkungsweise der Anlage nach Fig. 1 bis 4 diene folgendes:

Eine Dampfturbine treibe die Welle A mit 1000 Umdrehungen in der Minute. · Der synchrone Generator B, C sei eine vierpolige besonders erregte Dreiphasenmaschine. Auf der Welle A sitze · der Primärteil H eines zwölf poligen Doppelfeldgenerators, dessen sekundärer Teil J in Ruhe bleibe. Die elektrische Energie dieses Maschinenapparates wird von einem hundertpoligen Mehrphaseninduktionsmotor mit Käfiganker aufgenommen, der z. B. mit einer Schiffspropeller welle gekuppelt sei. Unter der Annahme, daß die Verbindungen no die der Fig. 1 seien, kommt folgende Wirkungsweise zustande:

Da die Turbine 1000 Umdrehungen in der Minute macht und der synchrone Wechselstromgenerator vier Pole hat, so hat der Strom dieses Generators 4000 Wechsel (halbe Perioden) in der Minute, dieser Strom läßt daher den Motor synchron mit 40 Umdrehungen in der Minute laufen. Wird nun der Generator vom Motor abgetrennt und der Strom jetzt dem umlaufenden Primärteil H des Doppelfeldgenerators (Fig. 2) zugeführt, und zwar in

einer solchen Richtung, daß das Drehfeld im Primärteil H in der Richtung umläuft, die dem mechanischen Antrieb dieses Teiles durch die Antriebsmaschine entgegengesetzt gerichtet ist, wobei der Strom den Windungen des Primärteiles mit Hilfe von Schleifringen G und Bürsten zugeführt wird, so wird eine resultierende Periodenzahl im sekundären Teil erhalten, die sich aus folgendem ergibt: Es

ίο entspreche wieder die Periodenzahl des Wechselstromes 4000 Wechseln in der Minute und der Primärteil des Doppelfeldgenerators habe eine Geschwindigkeit von 1000 Umdrehungen in der Minute, dann wird bei 12 Polen der Strom im Sekundärteil I von einer Periodizität 12000 sein, vermindert um 4000 Wechsel wegen der Rückwärtsdrehung des Drehfeldes im Rotor, es ergeben sich also 8000 Wechsel in der Minute im Sekundärteil I des Doppelfeldgenerators und durch Überleitung des Stromes vom Sekundärteil auf den Motor eine hieraus resultierende synchrone Geschwindigkeit des Motors bzw. der Propellerwelle von 80 Umdrehungen in der Minute, nötigenfalls bei höherer Spannung und Stromstärke. Werden nun in der Verbindung des synchronen Generators C mit den zum Primärteil des Doppelfeldgenerators gehörigen Schleifringen G zwei Phasen vertauscht, so ergibt sich folgendes: Angenommen, die Periodenzahl des synchronen Generators belaufe sich wieder auf 4000 Wechsel in der Minute; da nun der Primärteil H des Doppelfeldgenerators 1000 Umdrehungen in der Minute macht, so hat bei 12 Polen der Strom im Sekundärteil I 12000 Perioden vermehrt um 4000 Wechsel in der Minute, es entstehen also 16 000 Wechsel in der Minute. Durch Zuführung dieses Stromes zu dem Motor macht dieser oder die Propellerwelle 160 Umdrehungen in der Minute, nötigenfalls bei höherer Spannung und Stromstärke. Es ergibt sich also, daß ein mehrphasiger Induktionsmotor mit einfacher Wicklung im Ständer und Käfiganker in dem oben besprochenen Falle drei Geschwindigkeiten annehmen kann, und daß, wenn durch Abänderung der Statorwicklung die Pole beispielsweise verdoppelt werden, sechs Geschwindigkeiten erhalten werden können. Macht man den Anker des vierpoligen synchronen Generators drehbar, wie oben an Hand der Fig. 4 und 5 beschrieben wurde, so kann die Periodenzahl und ebenso auch die Spannung des ganzen Systems beliebig abgestuft werden und die Geschwindigkeit des erwähnten hundertpoligen Motors dementsprechend. Hierbei ergibt sich ein guter Wirkungsgrad bei geringen elektrischen Verlusten. Der oben erwähnte Motor (oder Motoren) kann mit einer (oder mitmehreren) Schiffspropellerwellen gekuppelt werden, oder mit der oder den Achsen eines Fahrzeuges, einer Lokomotive, eines Zuges O. dgl. am zweckmäßigsten in solcher Weise, daß bei Verwendung an einer Lokomotive oder einem Zuge das ganze Gewicht (je nach Anordnung) des Zuges oder der Lokomotive für die Zugkraft-Bremswirkung und Kraftverteilung nutzbar gemacht werden kann.

Bei Herstellung der Verbindungen mittels eines geeigneten Schaltapparates, z. B. 2¹ in Fig. 4, können der oder die Motoren unter voller Kraftentfaltung rückwärts getrieben werden, und zwar dadurch, daß zwei von den drei Phasen an den Klemmen der Motoren umgetauscht werden, ohne daß die Geschwindigkeit oder Richtung der Drehung der Antriebsmaschine geändert wird.

Bei der oben beschriebenen Anordnung kann noch eine vierte Geschwindigkeit erhalten werden, wenn der synchrone Wechselstromgenerator mit einem Kommutator ausgestattet und von diesem Gleichstrom abgenommen wird; beispielsweise könnte der Generator ein doppelter Stromerzeuger sein, dessen Anker von einer Antriebsmaschine in Umdrehung versetzt wird. Dieser Gleichstrom wird dann beispielsweise zweien der Schleifringe G des Rotors des Doppelfeldgenerators zugeführt. Die Geschwindigkeit des Rotors K des Motors ergibt sich dann wie folgt: Angenommen, die gemeinsame Geschwindigkeit der Antriebsmaschine der Welle A und des Primärteiles H sei 1000 Umdrehungen in der Minute; da nun der Primärteil zwölfpolig ist und die Doppelfeldmaschine als Synchrongenerator arbeitet, so wird der dem Motorstator L zugeführte Strom 12 000 Wechsel in der Minute haben. Da außerdem der Motorstator 100 Pole hat, so beläuft sich die Geschwindigkeit des Motors bei Synchronismus auf 120 Umdrehungen in der Minute.

Wenn die Motorwellen mit großer Geschwindigkeit umlaufen sollen, so läßt man am besten mit der niedrigsten oder einer der niedrigen Geschwindigkeiten an und steigert die Geschwindigkeit stufenweise, indem man nach irgendeinem der oben genannten Verfahren von einer Geschwindigkeit zur anderen übergeht. Es ist dies notwendig wegen der Schwierigkeit, die sich beim Anlassen von Iiiiduktionsmotoren durch Ströme mit Periodenzahlen, die ihren Normalgeschwindigkeiten entsprechen, ergibt.

Die Regelung sehr großer Kraft ist dabei auch aus der Entfernung möglich, z. B. von der Kommandobrücke aus bei Schiffen oder von der Kabine oder dem Stand des Führers der Lokomotive oder des Fahrzeuges. Auf die angegebene Weise können elektrische Kräfte mit verschiedenen Periodenzahlen in wirksamster Weise erzeugt werden und infolgedessen die Motoren brauchbarer gemacht wer-

den bei kleineren Abmessungen, niedrigeren Kosten und geringerer Erhitzung.

Da ein Teil der mechanischen Energie der Antriebsmaschine unmittelbar auf den Primärteil des Doppelfeldgenerators wirkt, so wird auf diese Weise eine sehr wirksame Kombination für die Erzeugung der" elektrischen Energie geschaffen. Man kann auch den synchronen Generator für sich durch eine

ίο Antriebsmaschine antreiben und den oder die Doppelfeldgeneratoren durch eine oder mehrere andere Antriebsmaschinen, wenn dies erwünscht ist, was in großen Anlagen wie beim Propellerantrieb von Schiffen, Elektrizitätszentralen

o. dgl. der Fall ist, wobei die gesamte mechanische Energie. der Antriebsmaschinen abzüglich der gewöhnlichen Verluste als elektrische Energie an den Klemmen des letzten Generators je nach dem Verhältnis der Windüngen unter hoher Periodenzahl und Spannung verfügbar wird. Hierdurch werden die großen umlaufenden Massen erheblich verkleinert und unnötige Zentrifugalkräfte u. dgl. vermieden, da Hauptanker und Sekundärteil feststehen.

Eine Anordnung dieser Art ist in Fig. 6 dargestellt.

Es sind B und C der Feldmagnet und Anker des synchronen Wechselstromgenerators, E dessen Erregermaschine, A die Hauptwelle der den Feldmagneten umdrehenden Antriebsmaschine. Der Rotor H¹ des ersten Doppelfeldgenerators wird durch die Welle A' einer anderen Antriebsmaschine umgedreht, und der Stator oder Sekundärteil I¹ ist durch Schleifringe G² mit dem Rotor oder Primärteil H² eines zweiten Generators verbunden, der durch Welle A³ einer dritten Antriebsmaschine getrieben wird. Der Stator J² dieses zweiten Generators kann an die Hauptleitungen W, W, W über einen dreipoligen Zweiwegschalter X angeschlossen werden, entweder unmittelbar oder durch einen Niederspannungstransformator Z, der gestattet, Strom aus den Hauptleitungen zu entnehmen, um unter verminderter Spannung den zweiten Generator als Motor anzulassen. Wenn dieser so läuft, so wird in seinem Rotor H² Strom erzeugt, der den Stator J¹ des ersten Generators erregt, der als Motor zu laufen begingt und zugleich verursacht, daß der Anker C des synchronen Wechselstromgenerators erregt wird. Dies führt zu Umdrehungen des Feldmagneten B des synchronen Wechselstromerzeugers. Auf diese Weise können die drei Antriebsmaschinen leicht in Gang gesetzt werden, ohne Zuhilfenahme besonderer Anlaßvorrichtungen oder -maschinen, was von besonderer Wichtigkeit ist, wenn die Antriefosmaschinen Explosionskraftmaschinen sind.

Natürlich kann jede beliebige Anzahl solcher Maschinensätze an die Hauptleitungen W, W, W parallel gelegt werden.

Durch die beschriebenen Einrichtungen läßt sich eine große Ersparnis an Dampf erzielen, im Vergleich zu dem Dampfverbrauch bei den jetzigen durch Dampfturbinen angetriebenen Schiffen und derartig eingerichteten Fahrzeugen, Lokomotiven u. dgl. Bei Anwendung von Explosionskraftmaschinen läßt sich die Drehrichtung der angetriebenen Achse oder Achsen umkehren, auch kann ohne Beeinflussung der Antriebsmaschine mit Bezug auf Geschwindigkeit und Drehungsrichtung eine kräftige Bremswirkung auf Schiffen, Fahrzeugen, Lokomotiven, Zügen u. dgl. erzielt werden. Durch die beschriebene Einrichtung wird eine sehr wirksame Geschwindigkeitsregelung ermöglicht und Kraftübertragung geschaffen und so dem lange empfundenen Bedürfnis nach einem geeigneten Antrieb für Schiffe und allerlei Bahnen Rechnung getragen, d. i. hohe Geschwindigkeit bei geringem Stromverbrauch, leichte Antriebsmaschinen und kräftiges Anfahrdrehmoment für Propellerwellen, Achsen u. dgl. Dabei kann bei Verwendung der Einrichtung auf Kriegsschiffen, Fahrzeugen, Lokomotiven, Zügen u. dgl., wo zu gewissen Zeiten eine mittlere (zwischen den bestimmten Stufen liegende) Geschwindigkeit (oder Geschwindigkeiten) besonders benötigt wird, der feststehende Teil, entweder der Generatoranker oder der Sekundärteil des oder der Doppelfeldmaschinen in geeigneten Lagern behufs Drehung angeordnet werden, und in derselben Richtung, in der der bewegliche Teil läuft, umlaufen, wodurch die Periodenzahl oder Geschwindigkeit des oder der Motoren noch weiter reduziert werden kann und damit auch Spannung und Stromstärke wunschgemäß geändert werden können. Bei Fahrzeugen, Booten, Lokomotiven u. dgl., wo die Antriebsmaschine zweckmäßigerweise verhältnismäßig langsam läuft, kann die Antriebsmaschine unmittelbar mit der Propellerwelle oder den Wellen durch eine geeignete magnetische oder andere Kupplung verbunden werden, wobei dann niedrigere oder höhere Geschwindigkeiten der Propellerwelle oder Wellen in der oben angegebenen Weise auf elektrischem Wege erhalten werden können. Bei Anwendung dieses Systems für elektrische Kraftübertragung und Geschwindigkeitsregelung in Verbindung mit mechanischer Ventilation ergibt sich der große Vorteil, daß auf Grund der Veränderlichkeit der Periodenzahl, Spannung und Stromstärke sowohl eine veränderliche Geschwindigkeit und ein wirtschaftlicher Betrieb des oder der Motoren o. dgl. erzielt wird, als auch die Überwachung an schwer zugänglichen Stellen, an denen sich die Verwendung von Induktionsmotoren mit

Käfigankern sehr empfiehlt, so gut wie wegfällt, beispielsweise wenn es sich um die mechanische Ventilierung von Schiffslagerräumen u. dgl. handelt, in welchem Falle die Geschwindigkeitsregelung ausschließlich vom Maschinenraum aus, in dem die Erzeugeranlage sich befindet, vorgenommen werden kann.

Eine derartige Einrichtung ist in Fig. 7 veranschaulicht. Die Welle A¹, die von einer

to Antriebsmaschine getrieben wird, trägt den Feldmagneten B des synchronen Wechselstromgenerators B, C und außerdem die Rotorprimärteile #³, #⁴, H⁶, H^e, H¹ von fünf Doppelfeldgeneratoren. Diese Primärteile sind mit Schleifringsätzen G, G¹, G², G³ und G* ausgestattet, die mit dem Anker C der Synchronmaschine und den Statorsekundärteilen I³, J⁴, 7⁶ und J⁶ verbunden sind. Sie stehen mit Schalterkontakten 3, 4, 5, 6, 7 und 8 in Verbindung, zu denen die an die Hauptleitungen 9, 10 und 11 angeschlossenen Gegenschalterkontakte 3¹, 4¹, 5¹, 6¹, 7¹ und 8¹ gehören. Die Hauptleitungen führen einer beliebigen Anzahl Induktionsmotoren Strom zu. Ein Satz beweglicher Schaltarme oder Brückenstücke ist so an einem Wagen oder Schlitten angeordnet, daß er mit jedem der erwähnten Schalterpaare 3, 3¹, 4, 4¹ usw. zusammenarbeiten kann. Auf diese Weise kann den Hauptleitungen 9, 10, 11 Strom von irgendeiner der Periodenzahlen und Spannungen zugeführt werden, die an dem Anker C oder an den einzelnen erwähnten Statorsekundärteilen verfügbar sind. Ein Umkehrschalter 13 ermöglicht, zwei der Phasen 10, 11 mit Bezug auf den Motor zu vertauschen. Der Feldmagnet B der Synchronmaschine wird in geeigneter Weise, beispielsweise durch eine Reihenschlußgleichstrommaschine E erregt, deren Feld wieder durch einen Schalter -F kurzgeschlossen werden kann, um beim Ändern der Verbindungen die Spannung im ganzen System auf Null zu bringen. Anstatt alle Rotoren der Generatoren zu Primärteilen zu machen, wie oben beschrieben ist, kann man sie auch so * kuppeln, daß sie abwechselnd primär und sekundär werden, wobei die Anzahl der Schleifringe verringert wird.

Die neue Anlage wird ebenso vorteilhaft in Bergwerksbetrieben z. B. zum Aufwinden, Pumpen, Ziehen, Kohlenzerkleinern verwendet, auch zum Antrieb von Druckereimaschinen und auf anderen Gebieten, in denen Kraft zu übertragen ist und unter verschiedenen Geschwindigkeiten verbraucht wird. Gewünschtenfalls kann der mehrphasige Strom veränderlicher Periodenzahl einer Anzahl von in Kaskadenschaltung angeordneter Induktionsmotoren zugeführt werden. Zwecks Vermeidung von Schleifringen wird dann in bekannter Weise der Stator des zweiten Motors ein Sekundärteil, so daß der Sekundärteil des ersten Motors und der Primärteil des zweiten Motors dann die Rotoren bilden und elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Weitere Motoren können durch entsprechende Bewicklung des Stators des zweiten Motors und durch elektrische Verbindung dieses Stators mit dem Stator des dritten Motors an die Kaskadenschaltung angeschlossen werden.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung der Geschwindigkeit mehrphasiger Induktionsmotoren durch Änderung der zugeführten Periodenzahl, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebsmaschine ein Doppelfeld- oder Transformatorgenerator und ein mehrphasiger synchroner Generator mechanisch gekuppelt sind, wobei letzterer, der auch besonders angetrieben sein könnte und zur Erregung des Primärteils des Doppelfeldoder Transformatorgenerators dient, bei kleinen Leistungen allein zur Lieferung des Stromes für den Motor benutzt werden kann, während er bei höheren Leistungen Strom in den Doppelfeld- oder Transformatorgenerator sendet, und der in diesem erzeugte Strom zum Speisen des Motors verwandt wird.

2. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchrongenerator zugleich Gleichstrom erzeugt, der z. B. zweien der Phasen des rotierenden Teiles des Doppelfeld- oder Transformatorgenerators zugeführt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der für gewöhnlich ruhende Teil des Synchrongenerators drehbar ist und zum Festhalten dieses Teiles Bremsvorrichtungen angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen vorgesehen sind, um zwei der Phasenanschlüsse zwischen dem Synchrongenerator und dem Doppelfeld- oder Transformatorgenerator zu vertauschen.

5. Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung des Synchrongenerator eineReihenschlußgleichstrommaschine dient, deren Feldwicklung kurzgeschlossen werden kann, wenn die Spannung des Systems auf Null gebracht werden soll.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.