DE300346C

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Publication number: DE300346C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die Erfindung betrifft einen aus einem Motor und einer Dynamo bestehenden Gleichstrom-Spannungsumformer, welcher neben großer Einfachheit in der Schaltung und Bauart völlige Betriebssicherheit gewährleistet sowohl für normalen Betrieb als auch bei außerordentlichen Betriebszuständen, wie beim Anlauf unter plötzlichem Anschließen an volle Spannung. Gleichzeitig bietet der vorliegende Umformer, den Vorteil, daß die Spannung der Dynamo auch bei größeren Belastungsänderungen praktisch unverändert bleibt.The invention relates to a DC voltage converter consisting of a motor and a dynamo, which in addition to great simplicity in the circuit and design ensures both complete operational reliability for normal operation as well as for extraordinary operating conditions, such as during start-up suddenly connecting to full voltage. At the same time, this one offers Converter, the advantage that the voltage of the dynamo even with larger load changes remains practically unchanged.

Die Erregung sowohl des Motors als auchThe excitement of both the engine and

*5 der Dynamo erfolgt in bekannter Weise im wesentlichen nur durch den Hauptstrom des Motors. Die Einfachheit der hieraus sich ergebenden Schaltung" geht aus dem Schema nach Fig. ι der Zeichnung hervor. Das hier dargestellte Schaltungsschema bezieht sich auf die Anwendung des Umformers bei Bahnbetrieb. Vom Fahrdraht L wird der Strom durch den Fahrdrahtbügel in die Erregerwicklung S_1n des Motors M und von hier aus durch den Anker desselben geführt, um alsdann durch die Erregerwicklung" S_g des Generators G zur Erde abzufließen. Der Anker des Motors M ist mit dem Anker des Generators G mechanisch verbunden und vom Generatoranker fließt der Nutzstrom den Stromverbräuchern V zu.* 5 the dynamo takes place in a known manner essentially only through the main current of the motor. The simplicity of the therefrom resulting circuit "seen from the scheme of Fig. The drawing ι forth. The circuit diagram shown herein refers to the application of the transformer in railway operation. From the trolley wire L of the current through the driving wire bracket in the exciter winding S _1n of the engine M and from here through the armature of the same, in order then to flow to earth through the excitation winding "S _{g of} the generator G. The armature of the motor M is mechanically connected to the armature of the generator G and the useful current flows from the generator armature to the power consumers V.

Die magnetischen Abmessungen der beiden Maschinen werden nun gemäß der Erfindung derart gewählt, daß schon der Leerlaufstrom der Gruppe zur vollen Erregung beider Maschinen genügt. Infolgedessen ist das Durchbrennen der Gruppe im unbelasteten Zustande nicht möglich. Auch gegen das Auftreten einer solchen Gefahr bei Unterbrechung der Leitung an irgendeinem Punkte der Wicklungen ist durch die Schaltung an und für sich Sicherheit geboten. Gleichzeitig ist infolge des durch die magnetischen Abmessungen bedingten hohen induktiven Widerstands ein unzulässiges Anwachsen der Anlaufstromstärke beim plötzlichen Einschalten unter voller Spannung ausgeschlossen.The magnetic dimensions of the two machines are now in accordance with the invention chosen in such a way that the no-load current of the group leads to full excitation both machines is sufficient. As a result, the group's blowing is in the unencumbered State not possible. Also against the occurrence of such a danger in the event of an interruption the wiring at any point in the windings is inherently safe due to the circuit. Simultaneously is due to the high inductive resistance caused by the magnetic dimensions an inadmissible increase in the starting current strength when suddenly switched on under full voltage is excluded.

Um den Spannungsabfall an den Klemmen des Stromerzeugers G, wie er bei Vergrößerung der Belastung unter dem Einfluß des Drehzahlabfalles und der Ohmschen Spannungsverluste sich einstellt, aufzuheben, werden ferner die magnetischen Abmessungen der beiden Maschinen derart gewählt, daß ein und derselben Änderung der erregenden Amperewindungen eine größere Änderung . der Kraftlinienzahl in der Dynamo entspricht als im Motor. Diese aus der Wahl der magnetischen Abmessungen der beiden Maschinen sich ergebende Wirkung kann durch eine auf das Erregerfeld des Stromerzeugers G aufgesetzte und vom Nutzstrom durchflossene Kompoundwicklung K (s. Fig. 2) noch verstärkt und erweitert werden.In order to cancel the voltage drop at the terminals of the generator G, as it occurs when the load increases under the influence of the speed drop and the ohmic voltage losses, the magnetic dimensions of the two machines are also chosen so that one and the same change in the exciting ampere turns one major change. corresponds to the number of lines of force in the dynamo than in the motor. This effect resulting from the choice of the magnetic dimensions of the two machines can be reinforced and expanded by a compound winding K (see FIG. 2) placed on the excitation field of the power generator G and through which the useful current flows.

Anstatt, wie in Fig. 1 dargestellt, die elekirischen Stromkreise der beiden Maschinen vollständig voneinander zu trennen, können erstere auch miteinander verbunden werden.Instead of, as shown in Fig. 1, the electrical To completely separate the circuits of the two machines from one another, the former can also be connected to one another.

Es ergibt sich dann die in Fig. 2 schematisch' dargestellte Schaltung. Eine Anordnung der hier gezeigten Art bietet gleichzeitig dieA^orteile der bekannten Sparschaltung. Es empfiehlt sich diese Sparschaltung für den vorliegenden Spannungsumformer insbesondere dann, wenn das Verhältnis der primären Spannung des Umformers zur sekundären nicht sehr groß ist. Die entsprechenden TeileThis then results schematically in FIG. 2 ' circuit shown. An arrangement of the type shown here also offers the advantages the well-known economy circuit. This economy circuit is recommended for the present one Voltage converter especially when the ratio of the primary Voltage from the converter to the secondary is not very large. The relevant parts

ίο sind hier mit den gleichen Buchstaben bezeichnet wie in Fig. i.ίο are referred to here with the same letters as in Fig. i.

Soll die Spannung des Stromerzeugers nicht allein von Belastungsänderungen des Motors, sondern auch von Änderungen der Fahrdrahtspannung unabhängig gemacht werden, so kann dies mit Hilfe von selbsttätigen Schnellreglern geschehen, indem man die Spannung des Stromerzeugers selbsttätig konstant halten läßt durch Reglung der Motorerregung oder ' der Stromerzeugererregung oder der Differenz beider Erregungen.Should the voltage of the generator not only depend on changes in the load of the Motor, but can also be made independent of changes in the contact wire voltage, so this can be done with the help of automatic quick regulators by turning the The voltage of the generator can be kept constant automatically by regulating the motor excitation or 'the generator excitation or the difference between the two excitations.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes bezieht sich auf eine Umformergruppe mit getrennten Ankern für Motor und Generator. Es kann aber insbesondere, wenn die Belastung der Gruppe nicht innerhalb großer Grenzen sich ändert, auch ein Einankerumformer für vorliegenden Zweck Anwendung finden.The exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown in the drawing relates on a converter group with separate armatures for motor and generator. But it can especially when the stress of the group does not change within large limits, even a single-armature converter apply for the present purpose.

Kommen dabei Wendepole zur Anwendung, so empfiehlt es sich, für die Wendepole doppelte Erregerwicklungen zu verwenden, deren eine vom Motorstrom und deren andere vom Generatorstrom durchflossen wird.If reversible poles are used, it is advisable to use the reversible poles to use double excitation windings, one from the motor current and the other is traversed by the generator current.

Handelt es sich darum, die Gruppe mit möglichst unveränderter Drehzahl zu betreiben, so kann dies dadurch erreicht werden, daß der Erregerwicklung des Motors S„i inIf it is a question of operating the group with the speed that is as constant as possible, this can be achieved in that the excitation winding of the motor S "i in

üblicher Weise eine zusätzliche vom Nutz-Strom des Generators G durchflossene Gegenkompoundwicklung/i hinzugefügt·wird. Diese Anordnung ist in Fig. 3 schematisch. dargestellt. Bei dieser Anordnung fließt der Strom von der Fahrdrahtleitung L zunächst durch den Anker des Motors M, dann durch die Erregerwicklung S_g des Stromerzeugers G, hierauf durch die Erregerwicklung S_m des Motors M und im Anschluß daran durch die Gegenkompoundwicklung H zur Erde.Usually an additional counter compound winding / i through which the useful current of the generator G flows is added. This arrangement is shown schematically in FIG. shown. With this arrangement, the current flows from the contact wire line L first through the armature of the motor M, then through the field winding S _{g of} the power generator G, then through the field winding S _{m of} the motor M and then through the counter compound winding H to earth.

Wird der Stromerzeuger G durch die Stromverbraucher V belastet, so fließt durch die Gegenkompounelwicklung H ein¹ Strom entgegen dem beim Anlauf von der Fahrdrahtleitung L aus durch sie fließenden Strom und schwächt entsprechend der Zunahme der Belastung das Feld des Motors mehr und mehr, so daß der durch die Vergrößerung der Belastung bedingte Drehzahlabfall des Motors aufgehoben wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Umformer mit praktisch unveränderter Drehzahl läuft und für Antriebszwecke benutzt werden kann. If the power generator G is loaded by the power consumer V , a ¹ current flows through the counter component winding H against the current flowing through it when starting from the contact wire line L and weakens the field of the motor more and more according to the increase in the load, so that the The drop in engine speed caused by the increase in the load is eliminated. In this way it is achieved that the converter runs at a practically unchanged speed and can be used for drive purposes.

Claims

Patent Claims: 5 ^

1. DC voltage converter consisting of a motor and a dynamo, in which the excitation of both the engine and the dynamo derives essentially from the main current of the engine takes place, characterized in that both machines have such magnetic dimensions own that already the no-load current of the group to full excitation both machines is sufficient.

2. Converter according to claim 1, characterized in that the magnetic dimensions both machines are chosen so that one and the same change "the exciting ampere-turns corresponds to a greater change in the number of lines of force in the dynamo than in the motor, so that when the load changes, the influence of the drop in speed becomes effective as well as the ohmic voltage drops due to a corresponding larger change in the number of lines of force of the dynamo be balanced.

3. Converter according to claim 1 and 2, characterized in that the magnet, field of the motor in a known manner an additional winding through which the dynamo current flows which counteracts its actual excitation winding for the purpose of increasing the speed of the converter to be kept at the level of the idling speed if possible with changing loads and thus the dimensions of the dynamo correspond to this high speed to be able to choose smaller.

1 sheet of drawings,