DE231648C - - Google Patents
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- DE231648C DE231648C DENDAT231648D DE231648DA DE231648C DE 231648 C DE231648 C DE 231648C DE NDAT231648 D DENDAT231648 D DE NDAT231648D DE 231648D A DE231648D A DE 231648DA DE 231648 C DE231648 C DE 231648C
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
- B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
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- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
- JVe 231648-KLASSE 20/. GRUPPE
in PARIS.
angetrieben werden.
Für einphasigen Wechselstrombetrieb von Fahrzeugen werden vorzugsweise Reihenschlußmotoren
wegen ihrer günstigen Eigenschaften beim Anfahren verwendet. Kompensierte Reihenschluß - Repulsionsmotoren können bei
voller Fahrt durch einfaches Schließen eines Unterbrechers in Nebenschlußmotoren umgewandelt
werden (französisches Patent 366139). Gemäß der Erfindung wird nun diese Eigenschaft
nutzbar gemacht, um beim Bergabfahren eine Stromrückgewinnung zu ermöglichen. Es
braucht der Zugführer in dem Falle nur die Kurbel des Führerschalters auf die Stellung
-Wiedergewinnung« zu bringen, dann wird bei der der Erfindung zugrunde liegenden, an sich
bekannten Zugsteuerung ein durch den ganzen Zua verlaufender Steuerstrcmkreis (erster Ordnung)
geschlossen, der in jedem Motorfahrzeuge des Zuges ein Wiedergewinnungsrelais urhsteuert.
Durch dieses Relais werden in jedem Motorfahrzeuge für sich lokale Steuerstromkreise
(zweiter Ordnung) geschlossen, welche Kontaktvorrichtungen (Schütze) umsteuern. Diese Kontaktvorrichtungen bewirken dann in
der bekannten Weise die Umschaltung der Reihenschlußmotoren in Nebenschlußmotoren.
Die Nebenschlußmotoren werden mit günstigem Wirkungsgrade nur arbeiten, wenn die Regelungsspannung
den höchsten zulässigen Wert bereits erreicht hat. Daher ist gemäß der Erfindung
die Nebenschlußschaltung der Motoren nur möglich, wenn die Motorstromkreise an die
letzten Anzapfpunkte der Regelungstransformatoren gelegt worden sind oder aber die Induktionsregler
(Drehtransformatoren) die äußersten Spannungsstellungen erreicht haben.
Wird, die Geschwindigkeit des bergabfahrenden Zuges, dessen Motoren in der beschriebenen
Weise als Nebenschlußmotoren geschaltet worden sind, etwas größer als die synchrone Geschwindigkeit,
dann arbeiten die Motoren als sich selbst erregende Wechselstfomgeneratoren
auf das Netz.
Bei der Reihenschlußschaltung der Motoren wird der Zug Geschwindigkeiten erreichen, die
diejenigen des Synchronismus bei weitem übertreffen.
Bei Nebenschlußschaltung der Motoren dagegen darf die Geschwindigkeit nicht erheblich
über die synchrone Geschwindigkeit hinausgehen, weil sonst mit der Umschaltung ein gefährlicher
Stromstoß verbunden sein würde. Um nun die Umschaltung der Motoren auf Nebenschluß bei unzulässig hohen Geschwindigkeiten unmöglich zu machen, wird man die
Schließung des ;oben erwähnten Steuerstromkreises erster Ordnung, der die Umschaltung
mittelbar bewirkt, von einem im Führerstande untergebrachten Geschwindigkeitsanzeiger abhängig
machen. '
Nun kann es vorkommen, daß das Gefalle,
auf welchem die Motoren als Nebenschlußgeneratoren gearbeitet haben, plötzlich in die
Wagerechte oder sogar in eine Steigung übergeht, ohne daß der Wagenführer die Motoren
wieder auf Reihenschluß umschaltet. In dem Falle werden die Motoren, sobald die Geschwindigkeit
des Zuges unter die synchrone Geschwindigkeit gesunken ist, nicht mehr als Generatoren
sondern als stromaufnehmende Nebenschlußmotoren arbeiten, und zwar ganz unabhängig
von der Größe der Steigung mit annähernd gleichbleibender (synchroner) Geschwindigkeit.
Die Stromstärke kann dann eine übermäßig große werden.
Um diesen Stromverbrauch zu beschränken, wird in den Stromkreis der Motoren eine besondere
Regelungsvorrichtung (Höchststromschalter) eingeschaltet, die in Wirkung tritt,
sobald die Stärke des Motorstromes einen gewissen, im voraus bestimmten Wert übersteigt.
Dann öffnet nämlich der bewegliche Teil dieser Regelungsvorrichtung den vom Führerschalter
des Führerwagens geschlossenen Steuerstrom erster Ordnung, der die Wiedergewinnungsrelais
der verschiedenen Antriebsmotoren geschlossen hält. Auf diese Weise wird die Nebenschlußschaltung
in sämtlichen Antriebsmotoren zu gleicher Zeit und selbsttätig wieder aufgehoben
und die Reihenschlußschaltung wieder hergestellt.
Die Umschaltung der Motoren auf Nebenschluß muß also abhängig sein von der Rege-
' lungsspannung und von der Zuggeschwindigkeit, und falls die Nebenschlußmotoren zu hohen
Strom beanspruchen, muß eine selbsttätige Umschaltung auf Reihenschluß stattfinden.
Die Erfindung soll nun an einigen Ausführungsbeispielen
erläutert werden. ■
Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform bei einer Zugsteuerung mit Kontaktvorrichtungen
(Schützen).
Mit K G ist die Primärwicklung eines Transformators bezeichnet, wobei K den Anschluß
an den Stromabnehmer und G die Erdverbindung darstellt. L g ist die Sekundärwicklung des
Transformators. N ist die Kontaktvorrichtung, die die Motorstromkreise mit dem letzten Anzapfpunkte
L der Transformatorwicklung L g verbindet. Ist die Kontaktvorrichtung N geschlossen,
so fließt der dem letzten Anzapfpunkt L entnommene Motorstrom durch die Wicklung des Reglers S, ferner durch die Motorständer
S1, S2 und über die Sekundärwicklung s eines Hilfstransformators TA durch die Läufer
M2; M1 der Motoren und von dort bei g zur Transformatorwicklung zurück.
Mit R C ist die besondere Kontaktvorrichtung für den Nebenschluß bezeichnet, die mittels
ihrer Brücke m die Kontakte α und b verbinden
kann, wodurch die Reihenschlußmotoren in Nebenschlußmotoren umgewandelt werden. Der von L kommende Strom fließt dann nämlich
durch die Ständer S1, S2, den Kontakt a, die Brücke m, den Kontakt b und von dort
nach g. Andererseits zweigt bei c von der Hauptstromleitung eine Nebenschlußleitung ab;
durch diese Nebenschlußleitung fließt der Strom durch die primäre Wicklung ft eines Hilfstransformators
TA. Die Sekundärwicklung s dieses Hilfstransformators speist die Läufer M-, M1
der Motoren. Infolgedessen sind bei geschlossenem Schalter R C, m die Motoren als Nebenschlußmotoren
geschaltet.
Anstatt einen Hilfstransformator TA zu benutzen, kann der durch die Läufer M2 und M1
hindurchfließende Strom auch einem Anzapfpunkte des Haupttransformators unmittelbar
entnommen und können auch sonstige Abände-' rungen getroffen werden.
Das Wiedergewinnungsrelais ist mit R bezeichnet. A bedeutet eine durchgehende Leitung,
des Zuges und i einen Geschwindigkeitsanzeiger, entsprechend der in der Patentschrift
216599, Kl. 20 1, beschriebenen Einrichtung.
Hierbei gelangt der Schaltarm f der Reihe nach mit den Kontakten d, d1, d2, ds ... e, e1,
e2, e3 in Berührung. Die Kontakte d, d1, d2 ...
entsprechen den Geschwindigkeiten, die geringer oder gleich sind der Synchrongeschwindigkeit
der Motoren; die Kontakte e, e1, e2 ...
entsprechen den höheren Geschwindigkeiten, deren Bedeutung weiter unten erörtert wird.
Der von dem nicht dargestellten Führerschalter auf der Wiedergewinnungsstellung geschlossene
Steuerstrom tritt bei k aus diesem Führerschalter aus und geht über die Kontakte
n, 0, die nur in Wirkung treten, wenn der Regler 5 nicht angehoben ist, also der Motorstrom
eine bestimmte Höhe nicht übersteigt; von da ab geht der Strom über den Unterbrecher I, I1
in den Schaltarm f des Geschwindigkeitsanzeigers i und gelangt nur über die Kontakte
d, d1, d2 usw. nach q, d. h. nur dann, wenn die
Geschwindigkeit der Motoren kleiner oder gleich ist der Synchrongeschwindigkeit. Von q geht der
Strom durch den Unterbrecher Γ teils in die Zugleitung A über und teils durch den Unterbrecher
V in das Relais R und endlich bei g1 zur Erde. Die sämtlichen Relais R in den Motorfahrzeugen
eines Zuges sind also parallel zueinander an die Steuerleitung h-A angeschlossen
Ist das Relaisi? angehoben, so wird in·jedem
Motorfahrzeuge für sich ein lokaler Steuerstromkreis (zweiter Ordnung) geschlossen, der von u
ausgehend durch die Wicklung der Kontaktvorrichtung R C über die Kontakte * und y des angehobenen
Relais 7?, alsdann über die Kontakte z, zl und die Brücke der Kontaktvorrichtung
-ZV (wenn diese geschlossen ist) und schließlich bei g2 zur Erde fließt. Dieser lokale Strom-
kreis bewirkt durch Anheben der Brücke m der Kontaktvorrichtung R C die oben bereits erwähnte
Umschaltung der Motoren auf Nebenschluß.
Das Relais R wird also nur dann angehoben, wenn die Geschwindigkeit der Motoren gleich
oder kleiner ist als die Synchrongeschwindigkeit, und wenn der Regler 5 nicht aufwärts bewegt
ist, also der Motorstrom eine bestimmte Höhe
ίο nicht übersteigt. Sollte der Motorstrom erst nach
Umschaltung der Motoren auf Nebenschluß die betreffende Höhe übersteigen, so wird durch
den Regler S die Umschaltung der Nebenschlußmotoren auf Reihenschluß bewirkt. Es ergibt
sich auch, daß das Relais R nur dann den Erregerstrom für die Kontaktvorrichtung RC
schließen kann, wenn die Kontaktvorrichtung N geschlossen ist, d. h. wenn die Motoren an.die
höchste Regelungsspannung gelegt sind. Wenn ein Geschwindigkeitsanzeiger nicht vorhanden
oder der vorhandene ausgeschaltet ist, wenn also auf die Abhängigkeit der Nebenschlußschaltung
der Motoren von der synchronen Geschwindigkeit dauernd oder vorübergehend verziehtet
wird, dann geht der Erregerstrom des Relais R über den Handschalter I unmittelbar
nach I2 anstatt nach I1.
Der Schaltarm f des Geschwindigkeitsanzeigers i wird von dem Strom durchflossen, der
die Wiedergewinnungsrelais R der verschiedenen Motorwagen erregt Nun kann es aber von Vorteil
sein, die Stärke dieses Stromes so weit wie möglich herabzusetzen; zu diesem Zwecke genügt
es, daß der durch den Schaltarm f hindurchfließende Strom ein kleines Hilfsrelais erregt,
das hiernach dem Steuerstrom erster Ordnung, welcher vom Führerschalter geschlossen
wird, um die Wiedergewinnungsrelais zu schließen, den Durchgang gestattet.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform derselben Einrichtung bei Zugsteuerungen mit Induktionsregler
(Drehtransformator).
Die Kontakte Z und Z1 werden hierbei, anstatt durch das Schütz N der Fig. 1, durch eine
auf einer Schaltwalze N befindliche Kontaktbrücke geschlossen.
Diese Walze N ist auf der Welle des Induktionsreglers
befestigt. Die auf der Walze N-sonst noch vorgesehenen Kpntakte sind in der
Fig. 2 nicht dargestellt, da sie für die Erfindung unwesentlich sind und die Einrichtung im übrigen
der in der Patentschrift 205354, Kl. 20 1,
beschriebenen entspricht.
Damit die Finger ζ und z1 miteinander elektrisch
leitend verbunden sind, ist es erforderlich, daß der Induktionsregler sich in seiner Endstellung
befindet, d. h. daß die den Motoren gelieferte Spannung der Normalspannung entspricht,
für welche diese Motoren gebaut wurden.
Die in Fig. 1 und 2 für Einzelfahrzeuge dargestellten
Steuerungseinrichtungen können ohne weiteres zu Zugsteuerungen derjenigen Art, wie
sie in der Patentschrift 210099, Kl. 20 1, in den französischen Patentschriften 373213 und 368535
und Zusätzen 11189 und 9277 hierzu beschrieben
worden sind, ausgebaut werden. An der Erfindung als solche wird hierbei nichts geändert.
Bei den bisher erläuterten Einrichtungen ist die Anordnung so getroffen, daß die Unischaltung
der Reihenschlußmotoren in Nebenschlußmotoren plötzlich geschieht, und zwar erfolgt
der Schaltungswechsel durch Schließen einer besonderen Kontaktvorrichtung, was jedoch
Betriebsstörungen zur Folge haben kann; Um solche Störungen zu vermeiden, kann durch
Schließen der besonderen Kontaktvorrichtung R C für Nebenschlußschaltung ein regelbarer
induktiver Widerstand in den Stromkreis eingeschaltet werden, der allmählich ausgeschaltet
wird, so daß auch der Übergang von der Reihenschlußschaltung auf die Nebenschlußschaltung
der Motoren allmählich vor sich geht (vgl. französisches Patent 366139). Dann ist es nicht mehr
nötig, daß beim Übergang von der Reihenschaltung auf die Nebenschlußschaltung die Drehgeschwindigkeit
der Motoren in der Nähe der Synchrongeschwindigkeit liegt. .
Diese Einrichtung ist in Fig. 3 beispielsweise bei einer Steuerungseinrichtung mit Induktions- . go
regler veranschaulicht.
Mit L ist diejenige Leitung bezeichnet, durch welche der Strom aus dem Induktionsregler den
einzelnen Motorfahrzeugen zugeführt wird. " Dieser Strom fließt über die Wicklung des besonderen
Reglers 5 für Nebenschlußschaltung, die Ständer S1 und S2, die Wicklung s des Hilfstransformators
TA, die Läufer M2 und M1 der Motoren und bei g zur Erde. Vor der Wicklung
s des Hilfstransformators TA zweigt ein Teil des Stromes ab und fließt durch die Drosselspule
S7, S3 nach g. Der durch die Drosselspule fließende Strom ist aber so gering, daß die Motoren"
die Eigenschaften von Reihenschlußmotoren haben. . '
Ist die Kontaktvorrichtung R C1 geschlossen,
so ist keine Windung der Drosselspule S7 S3 in
den Stromkreis eingeschaltet, und es weisen somit die Motoren die Eigenschaften von Nebenschlußmotoren
auf. Ist die Kontaktvorrichtung R C2 geschlossen, so sind die Windungen
54 S3 eingeschaltet. Wenn die Kontaktvorrichtung
R C3 geschlossen ist, sind die Windungen
55 S3 in den Stromkreis geschaltet. Falls die
Kontaktvorrichtung R C4 geschlossen ist, sind die Windungen S6 S3 eingeschaltet. Schließlich,
wenn keine . dieser Kontaktvorrichtungen geschlossen ist, sind die Windungen S7 S3, d. h.
die ganze Drosselspule in den Stromkreis eingeschaltet. In letzterem Falle besitzen die
Motoren, wie oben schon angedeutet wurde, den Charakter von Reihenschlußmotoren.
Bringt der Wagenführer die Kurbel seines Führer- oder Steuerschalters auf die Stellung
»Wiedergewinnung«, so schließt dieser Führerschalter einen Strom erster Ordnung, der durch
Leitung h zu dem Finger z1 der Schaltwalze N
gelangt, die auf der Welle des Induktionsreglers angeordnet ist. Befindet sich der Induktionsregler
in seiner Endstellung (Normalspannung), so fließt der Strom von dem Finger z1 zu dem
Finger z, ferner über Kontakt n, die Brücke des nicht angehobenen Reglers S. für Nebenschlußschaltung,
Kontakt o, Abzweigpunkt q und von hier teils durch den Zugunterbrecher T in die
Zugleitung A zu den übrigen Motorfahrzeugen und teils in dem hier dargestellten Motorfahrzeuge
durch den Wagenunterbrecher V, durch die Spule des Relais R (Wiedergewinnung) und
schließlich über g1 zur Erde.
Der Stromkreis zweiter Ordnung fließt über den Handschalter u in den Kontakt u B, durch
den Schaltarm f des Geschwindigkeitsanzeigers i, durch einen der Kontakte d, d1, d2, d3...
oder e (falls die Geschwindigkeit der Motoren die Synchrongeschwindigkeit nicht wesentlich
übersteigt), die Spule der Kontaktvorrichtung R C1, die Kontakte x, y und die Brücke des
angehobenen Relais R und schließlich bei g2 zur Erde.
Ist die Geschwindigkeit der Motoren eine wesentlich höhere als die dem Synchronismus
entsprechende, so steht der Arm f des Geschwindigkeitsanzeigers i noch über dem Kontakt
e, z. B. auf dem Kontakt e3. Dann fließt der Steuerstrom zweiter Ordnung vom Handschalter
u über e3 durch die Wicklung der Kontaktvorrichtung
R C1, Kontakte x, y, falls das Relais R angehoben ist, und bei g2 zur Erde.
Wenn die Kontaktvorrichtung R C4 geschlossen wird, verbindet ihre Brücke ini die
Kontakte β4, δ4 und schaltet aus dem Stromkreis
der Läufer den Teil S7, S6 der Drosselspule aus. Demzufolge nähern sich die Eigenschäften
der Motoren denjenigen von Nebenschlußmotoren, so daß ihre Geschwindigkeit verringert wird, und der Schaltarm f tritt nach
einiger Zeit mit dem Kontakte e2 in Berührung. Durch die Einschaltung des Kontaktes e2
wird die Kontaktvorrichtung SC3 geschlossen und der Teil S6, S5 der Drosselspule aus dem
Stromkreis ausgeschaltet, wodurch eine weitere Verminderung der Geschwindigkeit eintritt.
Wenn der Schaltarm f mit dem Kontakte e1
in Berührung tritt, wird die Kontaktvorrichtung R C2 geschlossen (Ausschaltung des Teiles
S5, S4 der Drosselspule);' schließlich wird durch den Kontakt e die Kontaktvorrichtung R C1
geschlossen, so daß der letzte Teil S4, S3 der Drosselspule ausgeschaltet wird. Jetzt befinden
sich die Motoren in reiner Nebenschlußschaltung.
Auf diese Weise findet bei Einschaltung des Relais R durch den Führersteuerschalter bei
übersynchroner Drehgeschwindigkeit der Motoren ein allmählicher Übergang von der
Reihenschlußschaltung auf die Nebenschlußschaltung, und zwar in Abhängigkeit von der
allmählichen Herabsetzung der Drehgeschwindigkeit der Motoren auf die Synchrongeschwindigkeit
statt.
Im übrigen ist die Einrichtung wesensgleich mit. denjenigen der Fig. 1 und 2.
Claims (3)
1. Einrichtung zur Stromrückgewinnung bei Steuerungen von Zügen, deren Fahrzeuge
von kombinierten Reihenschluß-Nebenschluß - Einphasenwechselstrommotoren angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet,
daß auf einer.für die Stromrückgewinnung bestimmten Stellung des Führersteuerschalters
durch den Zug verlaufende Steuerströme geschlossen und hierdurch besondere Kontaktvorrichtungen (R) zur Wirkung
gebracht werden, welche (R) in jedem Motorfahrzeuge für sich lokale Steuerströme
schließen und dadurch andere Kontaktvorrichtungen (R C) beherrschen, welche in an
sich bekannter Weise die Umschaltung der Motoren .(S1 M1, S2 M2) von Reihenschluß
auf Nebenschluß bewirken, wobei die Steuerströme abhängig sind einerseits von dem
Regelungstransformator (oder Induktionsregler) in der Weise, daß die Umschaltung
der Motoren auf Nebenschluß nur bei der äußersten Regelungsspannung des Motorstromkreises
möglich ist, und andererseits von einem im Motorstromkreise des Führerfahrzeuges
liegenden Höchststromschalter (S) in der Weise, daß bei zu hohem Stromverbrauche
die Umschaltung der Motoren auf Nebenschluß verhindert oder, falls diese bereits erfolgt war, die Reihenschlußschal^-
tung selbsttätig wieder hergestellt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf dem führenden
Fahrzeuge angeordneter Geschwindigkeitsanzeiger (i) den von dem Führersteuerschalter
geschlossenen Steuerstrom in der Weise beherrscht, daß die Kontaktvorrichtung für Stromrückgewinnung (R) nur dann
die Umschaltung der Motoren auf Nebenschluß bewirkt, wenn die Geschwindigkeit der Motoren annähernd mit der Synchrongeschwindigkeit
übereinstimmt, und auch, falls die Umschaltung der Motoren auf Nebenschluß bereits erfolgt war, die Wiederherstellung
der Reihenschlußschaltung selbst-
e ^
tätig veranlaßt, sobald die Geschwindigkeit der Motoren einen gewissen Wert übersteigt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen induktiven Widerstand
(S3, S7 in Fig. 3), welcher in dem Falle, daß die Motoren bei übersynchroner Geschwindigkeit
auf Nebensehluß geschaltet werden, selbsttätig in den Nebensehluß eingeschaltet
und nach Maßgabe der Annäherung der Motorgeschwindigkeit an die synchrone Geschwindigkeit
allmählich selbsttätig abgeschaltet wird.
Hierzu ι Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE231648C true DE231648C (de) |
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ID=491738
Family Applications (1)
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DENDAT231648D Active DE231648C (de) |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE231648C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE751178C (de) * | 1937-12-04 | 1953-01-19 | Siemens Schuckertwerke A G | Nutzbremsschaltung fuer Fahrzeuge mit einphasigen Wechselstrom-Reihenschlussmotoren |
-
0
- DE DENDAT231648D patent/DE231648C/de active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE751178C (de) * | 1937-12-04 | 1953-01-19 | Siemens Schuckertwerke A G | Nutzbremsschaltung fuer Fahrzeuge mit einphasigen Wechselstrom-Reihenschlussmotoren |
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