DE261591C

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Publication number: DE261591C
Application number: DENDAT261591D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-M 261591 KLASSE 21 d, GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 18. März 1911 ab.

Es ist neuerdings gelungen, Gleichstrommaschinen für verhältnismäßig hohe Spannungen zu bauen, so daß man heute bei vielen Anlagen dort Gleichstrom anwenden kann, wo man früher aus wirtschaftlichen Gründen Wechselstrombetrieb einführen mußte. Bahnanlagen und Kraftübertragungen werden daher zum Teil wieder für Gleichstrombetrieb gebaut. Es gibt aber doch viele Gleichstromapparate, bei denen es unzweckmäßig wäre, hohe Spannungen zu verwenden; daher muß man den hochgespannten Gleichstrom in solchen niedriger Spannung umformen, was mittels Motorgeneratoren oder Einankerumformern geschehen kann. Bei den Nebenschlußmaschinen für hochgespannten Gleichstrom zeigt sich aber ein Ubelstand. Man ist nämlich gezwungen, die Erregerwicklung aus sehr vielen dünndrähtigen Windungen auszuführen, die für die hohe Spannung isoliert sein müssen, was die Maschine verteuert und ihre Betriebssicherheit verschlechtert.

Nach der vorliegenden Erfindung versieht man daher mit Vorteil den von der Hochspannung gespeisten Motor des Umformers mit Fremderregung, die von der Niederspannungsdynamo gespeist wird. Da die Dynamo aber erst dann Spannung liefert, wenn sie umläuft, so würde der Umformer nicht anlaufen. Man gibt daher dem Motor eine Hauptstromerregerwicklung, so daß er als Hauptstrommotor anläuft; nach wenigen Umdrehungen wird sich die Dynamo erregen und ihrerseits dem Motor Erregerstrom zuführen, der die Hauptstromerregung zunächst verstärkt und dann überwiegt, so daß der Motor mehr und mehr Nebenschluß-Charakteristik annimmt. Wenn nun die Dynamoseite belastet wird, steigt auch der Motorstrom, damit auch die Motorerregung, und der Motor läuft langsamer, wodurch die Dynamo weniger Spannung liefert. Um dies zu vermeiden, führt man den Belastungsstrom der Dynamo durch eine dritte Erregerwicklung des Motors, die seiner Hauptstromwicklung gegengeschaltet ist. Durch geeignete Bemessung der drei Erregerwicklungen läßt sich eine genaue Konstanz der Dynamospannung bei allen Belastungszuständen erreichen. Die Anordnung soll im folgenden durch einige Beispiele erläutert werden.

Fig. ι zeigt die einfache Anordnung eines Motorgenerators, dessen Motor m an das Hochspannungsnetz h angeschlossen ist, während der Generator g ein Niederspannungsnetz η speist. Der Motor hat eine Hauptstromerregerwicklung i, die zum Anlassen mit hohem Anzugsmoment dient; indem er auf Touren kommt, erregt sich der mit der Nebenschlußwicklung 4 versehene Generator g und speist die Erregerwicklung 2 des Motors, so daß dieser Nebenschlußcharakter erhält. Wird die Dynamo belastet, so sorgt die vom Dynamostrom durchflossene Gegenkompoundwicklung 3

dafür, daß die Spannung des Netzes η nicht sinkt. Um zu bewirken, daß sich die Dynamo g auf jeden Fall erregt und der Motor m nicht durchgehen kann, ist es gut, auf den Polen der Dynamo eine gleichsinnig mit 4 erregte Wicklung 5 aufzubringen, die vom Motorstrom durchflossen wird. Diese Schaltung zeigt Fig. 2, die die Anwendung der beschriebenen Einrichtung auf eine elektrische Bahnbeleuchtung darstellt. Die Bahn werde mit hochgespanntem Gleichstrom betrieben, z. B. 1500 Volt, einer Spannung, bei der man 13 115 voltige Glühlampen für die Beleuchtung hintereinander schalten müßte. Daher ist es zweckmäßiger, einen Umformer nach der Erfindung zu verwenden und eine solche Spannung zu erzeugen, daß man eine beliebig geringe Anzahl Lampen in Parallelschaltung einbauen kann. Die Bezeichnungen in Fig. 2 sind die gleichen wie in Fig. 1. Die Wicklung 5 hat hier noch den besonderen Vorteil zu bewirken, daß das Licht unmittelbar nach dem Einschalten des Schalters s zu brennen anfängt, da sich der Umformer auf diese Weise außerordentlich schnell erregt.

In Fig. 3 sind die beiden Maschinen des Aggregats m eine einzige, einen Einankerumformer, zusammengezogen, der vom Hochspannungsnetz h auf das Niederspannungsnetz η arbeitet. Dabei wird wieder die Erregerwicklung ι vom Motorstrom, 3 ihr entgegenwirkend vom Belastungsstrom der Dynamoseite, und 2 wird von der Niederspannung gespeist. Die Wicklung 1 ersetzt gleichzeitig die Wicklungen 1 und 5 der Fig. 2, die Wicklung 2 vereinigt die Wirkung der Wicklungen 2 und 4 der Fig. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt eine Anwendung der Erfindung für Zugförderung in Verbindung mit der Leonardschaltung. Die Hochspannungsfahrleitung h speist den Motor m, auf dessen Welle die Erregerdynamo g sowie ferner die Anlaßmaschine I aufgekeilt sind. Der Fahrmotor f wird von der Dynamo I gespeist, während die Erregermaschine g sämtlichen Nebenschluß-Erregerwicklungen Strom liefert: ihrer eigenen Erregung 4 und der Wicklung 2 des Motors m unmittelbar und der Erregerwicklung 6 der Anlaßmaschine I über einen Spannungsteiler t. Die Erregermaschine g wird wieder mittels der Wicklung 5 vom Hauptstrom des Motors m kompoundiert. Nach erfolgtem Anlassen des Umformeraggregats werden die beiden Hauptstromwicklungen 1 und 5 von dem Wagen- bzw. Lokomotivführer von Hand oder selbsttätig über den Widerstand w kurzgeschlossen oder ausgeschaltet, falls ihre Wirkung im Betrieb unnötig oder störend ist. Läßt man die Wicklungen 1 und 5 eingeschaltet, so hat man bei einem Erdschluß des Fahrdrahtes den Vorteil, daß sich der Motor selbsttätig gegenerregt und dadurch die Gruppe nicht plötzlich gebremst wird.

Statt der Kurzschließung der Wicklung 1 des Motors m über den Widerstand w könnte erfindungsgemäß auch wieder die Gegenerregung durch eine · Gegenkompoundwicklung erfolgen, die hier von dem Hauptstrom des Fahrmotors f oder einem ihm proportionalen Strom gespeist werden müßte.

In Fig. 5 ist endlich ein Maschinensatz gezeichnet, bei dem der Motor hauptsächlich mechanische Energie an irgendeine Arbeitsmaschine abgibt und nur ein geringer Teil seiner Energie in der Dynamo g wieder in elektrische umgesetzt wird; g ist hier klein und arbeitet nur als Erregermaschine für den Motor m. Sinkt infolge des zu starken Motorstromes die Drehzahl zu stark, so kann man ein irgendwie beeinflußtes Relais r anbringen, das dann die Wicklung 1 plötzlich oder allmählich über einen Parallelwiderstand kurzschließt : beim Anlassen des Motors wird dieses Kurzschließen durch irgendwelche bekannte Mittel verhindert.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Aus einem Motor und einer Dynamo bestehender Umformer zur Umwandlung von Gleichstrom hoher Spannung in solchen niedrigerer Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor einerseits mit niedriger Spannung von der fremd- oder im Nebenschluß erregten Dynamo, anderseits vom Hochspannungsnetz durch eine Hauptstromwicklung erregt wird, deren Wirkung nach dem Anlassen durch eine Gegenkompoundierung oder durch Kurzschließen ganz oder teilweise aufgehoben wird, zum Zwecke, ohne Zuhilfenahme einer Hochspannungs-Nebenschlußwicklung auf dem Motor die Drehzahl des Motors und damit die Spannung des Dynamo bei allen Belastungen annähernd konstant zu halten.

2. Umformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkompoundwicklung des Motors von demjenigen Belastungsstrom gespeist wird, dessen Anwachsen eine Erhöhung des primären Motorstroms hervorruft und damit einen Tourenabfall des Motors erzeugen würde.

3. Umformer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkompoundwicklung des Motors vom Hauptstrom der Dynamo gespeist wird.

4. Umformer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorstrom eine Kompoundwicklung der Dynamo durchfließt, zum Zwecke, beim Anlassen die

Erregung der Dynamo zu beschleunigen und bei starker Belastung die Spannung der Dynamo zu erhöhen.

5. Umformer nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Motor und Dynamo zu einer einzigen Maschine mit zwei Stromwendern vereinigt sind, deren Feldmagnetpole vom Hauptstrom der Motorseite und von der Spannung der Dynamoseite in gleichem Sinn, vom Hauptstrom der Dynamoseite aber in entgegengesetztem Sinne erregt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.