DE356830C

DE356830C - Verfahren zur elektrischen Bremsung von Gleichstromreihenschlussmotoren unter Energierueckgewinnung

Info

Publication number: DE356830C
Application number: DEM71573D
Authority: DE
Original assignee: Ateliers de Secheron SA
Current assignee: BBC Secheron SA
Priority date: 1920-08-18
Filing date: 1920-11-26
Publication date: 1922-08-01
Also published as: CH93477A; FR535399A

Description

Verfahren zur elektrischen Bremsung von Gleichstromreihenschlußmotoren unter Energierückgewinnung. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bremsung von GleichstromreihenschluBmotoren unter Energierückgewinnung und Einrichtungen zur Ausübung desselben.
Bei der Bremsung von GleichstromreihenschluBmotoren unter Energierückgewinnung (Rekuperation) handelt es sich ganz allgemein darum, die Klemmspannung der dann als Generatoren wirkenden Motoren während der Dauer der Rückgewinnung um einen gewissen Betrag über der Netzspannung zu halten, dies unabhängig von der Geschwindigkeit des zu bremsenden Gegenstandes. Nun wird dies bei bekannten Schaltungen dadurch erreicht, daß die als Generatoren wirkenden Motoren während der Rückgewinnung mit Fremderregung betrieben werden, wobei dann die Klemmspannung dieser Motoren entweder durch Spannungsrelais selbsttätig oder durch Handregelung auf den ungefähren Wert der Netzspannung gebracht und hierauf die Motoren ans Netz angeschlossen werden. Während der Zeit der Rückgewinnung auftretende Drehzahländerungen der Motoren müssen zwecks Einhaltung einer bestimmten Bremsleitung durch Regelung der Fremderregung berücksichtigt werden.
Es ist auch ein Verfahren bekannt geworden, gemäß welchem bei der Bremsung von Gleichstrommotoren unter Energierückgewinnung die Erregung jener Motoren durch den von ihnen angetriebenen Gleichstromgenerator beeinflußt wird, wobei dann die Erregung durch eine mit der Hauptmaschine gekuppelte Hilfsmaschine derart erfolgt, daß. mit steigender Drehzahl die Erregung abnimmt.
Die Erfindung bezweckt nun, die Einstellung der Klemmenspannung der als Generatoren wirkenden Motoren unmittelbar vor und während der Rückgewinnungsperiode selbsttätig zu machen, ohne daß verwickelte und daher leicht zu Störungen Anlaß gebende Relais zur Anwendung kommen und ferner zu ermöglichen, daB die Hauptmaschine bei ganz verschiedenen Geschwindigkeiten ohne vorherige Einstellung der Spannung zum Zurückarbeiten an das Netz gelegt werden kann bzw. eine angenähert konstante, der Netzspannung entsprechende Klemmenspannung der Motoren in weitem Geschwindigkeitsbereiche zu erreichen.
Das vorliegende Verfahren zur elektrischen Bremsung von Gleichstromreihenschlußmotoren unter Energierückgewinnung, wobei die Reihenwicklungen beim Arbeiten der Motoren als Generatoren mit Hilfe eines von ihnen angetriebenen Gleichstromgenerators fremd erregt werden, besteht darin, daß jener mit ungefähr konstanter Erregung arbeitende Gleichstromgenerator unmittelbar vor und während der Rückgewinnungsperiode derart auf das Feld der zur Fremderregung der Hauptmotoren dienenden Erregermaschine wirkt, daß bei sinkender Gescwindigkeit der Hauptmotoren deren Fremderregung selbsttätig erhöht, bei steigender Geschwindigkeit dagegen geschwächt wird.
Die Abbildung veranschaulicht schematisch die Ausführung des Verfahrens, z. B. bei einem Bahnmotorwagen, wobei nur ein Motor der Klarheit halber dargestellt ist, obgleich natürlich mehrere solche Motoren vorhanden sein können.
Der Gleichstromreihenschlußmotor M, der mit den Treibrädern des Fahrzeuges verbunden ist, besitzt einen Anker x und eine Feldwicklung 2. Diese wird für die Zeit der Energierückgewinnung unmittelbar durch den Anker 12 des Gleichstromgenerators GU gespeist, der durch einen Gleichstrommotor MU angetrieben wird und dessen Feldmagnet mit drei verschiedenen Erregerwicklungen g, io, ii versehen ist.
Der Motor 111U ist ein Nebenschlußmotor, dessen Anker 7 und Felderregerwicklung 8 an einer Akkumulatorenbatterie 6 liegen, deren Spannung nahezu konstant bleibt, so daß sich der Anker 7 und mit ihm der Anker i2 des Generators GU mit nahezu gleichbleibender Geschwindigkeit drehen.
Die Felderregerwicklung g des Generators GU ist ebenfalls durch die Batterie 6 gespeist, wobei die Stromstärke in ihr ein für allemal mittels eines Widerstandes 13 geregelt wird. Die entsprechende Erregung hat also einen bestimmten Wert und ein bestimmtes Zeichen. Die Felderregerwicklung io wird dagegen durch einen Strom von veränderlicher Stromstärke gespeist, indem sie an den Anker q. eines Gleichstromgenerators G angeschlossen ist, dessen Anker. 4 durch den Motor M, d. h. durch das zu bremsende Fahrzeug, angetrieben wird und dessen Felderregerwicklung 5 mit den klemmen der Batterie 6 verbunden ist. Es folgt daraus, daß die Ankerklemmspannung des Generators G der Geschwindigkeit des Motors M ungefähr proportional sich ändert; des weiteren sind die elektrischen Verbindungen so getroffen, daß die Wicklung io der Wicklung g -entgegenwirkt. Endlich ist die Felderregerwicklung ii an die Klemmen eines Widerstandes 3 angeschlossen, der in Reihe mit dem Anker i zwischen Fahrdraht und Schiene geschaltet ist.
Um aus der Betriebsperiode des Motors 111 als Motor in die Periode der Bremsung mit Energierückgewinnung überzugehen, schaltet man ihn von der Fahrleitung ab und legt seine Reihenfeldwicklung 2 an die Klemmen des Ankers 12 des Generators GU.
Der Gleichstromgenerator G speist die Gegencompoundwicklung io dieses letzteren, welche der Feldwicklung g von GU, die bei einer bestimmten Einstellung des Reglerwiderstandes 13 eine konstante Erregung hat, entgegenwirkt. Die resultierende Erregung erzeugt an den Klemmen des Ankers 12 des Generators GU, der mit konstanter Drehzahl vom Motor MU angetriebenwird, eine bestimmte Spannung. Diese Spannung ist durch entsprechende Bemessung der Maschinen so einstellbar, daß sie der jeweiligen Drehzahl des Motors M entsprechend in der Feldwicklung 2 eine Erregung erzeugt, die im Anker i eine der Fahrdrahtspannung entgegengerichtete und etwas erhöhte Generatorspannung erzeugt. Der Anker i kann demnach wieder an den Fahrdraht geschaltet werden, wodurch der Rückgewinnungsvorgang selbsttätig einsetzt. Bei sinkender oder steigender Geschwindigkeit des Fahrzeuges steigt oder sinkt die Ankerspannung des Generators GU unter der Einwirkung der sinkenden oder steigenden Erregung in der Gegencompoundwicklung io, hervorgerufen ,durch die sinkende oder steigende Spannung des Gleichstromgenerators G, und bedingt dadurch eine stärkere oder schwächere Fremderregung des Motors M. Dadurch wird die Rückgewinnungsspannung des Motors M bei veränderlicher Geschwindigkeit des Fahrzeuges selbsttätig auf dem ungefähren Wert der Fahrdrahtspannung gehalten. Die Grenzen der Fahrzeuggeschwindigkeit, in denen diese selbsttätige Einstellung erfolgt, können durch entsprechende Bemessung der Generatoren festgelegt werden.
Der Regelwiderstand 13 dient für die Einstellung der Leerlaufrückgewinnungsspannung auf eine bestimmte, von der Fahrzeuggeschwindigkeit in gewissen Grenzen fast unabhängige Größe sowie zur Regelung der Bremsleistung des Motors I11. Der während der Rückgewinnungsperiode in den Ankerstromkreis des Motors eingeschaltete Widerstand 3 hat den Zweck, als Dämpfung zu wirken und gleichzeitig die Gegencompoundwicklung ii des Generators GU zu speisen, welche die Erregung des Generators GU und dadurch die Fremderregung des Motors M im Sinne eines konstanten Rückgewinnungsstromes bzw. -leistung beeinflussen kann.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß sich das Verfahren auch mit etwas anderen Mitteln ausüben läßt, so kann z. B. die Akkumulatorbatterie 6, die als Stromquelle für konstante Spannung dient, ohne weiteres durch einen Generator ersetzt werden, welcher von einem an der Fahrdrahtspannung liegenden Motor angetrieben wird. Ferner ist es möglich, an Stelle der Gegencompoundwicklung io des Generators GU, die Feldwicklung 8 des Motors MU durch Gien Generator G zu speisen. Dadurch wird der Generator GU mit einer der veränderlichen Triebmotorendrehzahl umgekehrt proportionalen Drehzahl angetrieben, wedurch für die Erregung des Triebmotors M die gleiche Wirkung erzielt wird, wie für die in der Abbildung beschriebene Schaltungsanordnung.
Das Verfahren kann ebensowohl bei Gleichstromreihenschlußmotoren von Fahrzeugen als mit auch Gleichstromreihenschlußmotoren von stationären Anlagen, wie Förderanlagen, angewandt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: x. Verfahren zur elektrischen Bremsung von Gleichstromreihenschlußmotoren unter Energierückgewinnung, wobei die Reihenwicklungen beim Arbeiten der Motoren als Generatoren mit Hilfe eines von ihnen angetriebenen Gleichstromgenerators fremd erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jener mit ungefähr konstanter Erregung (5) arbeitende Gleichstromgenerator (G) unmittelbar vor und während der Rückgewinnungsperiode derart auf das Feld (io) der zur Fremderregung (2) der Hauptmotoren (M) dienenden Erregermaschine (GU) wirkt, daß bei sinkender Geschwindigkeit der Hauptmotoren (M) deren Fremderregung selbsttätig erhöht, bei steigender Geschwindigkeit dagegen geschwächt wird.
2. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die die Fremderregung (2) liefernde Erregerdynamo (GU) z. B. durch einen mit konstanter Spannung gespeisten Gleichstromnebenschlußmotor (MU) mit angenähert konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird und zwei einander entgegenwirkende Fremderregungen (9, io) besitzt, von denen die eine (9) nahezu konstant ist, während die andere (io) durch den vom Hauptmotor (M) angetriebenen Gleichstromgenerator (G) j e nach der Drehzahl verschieden starken Erregerstrom erhält.
3, Ausführungsform nach Anspruch?" dadurch gekennzeichnet, daß von einem als Dämpfer wirkenden, während der Rückgewinnungsperiode in den Ankerstromkreis des Hauptmotors (M) eingeschalteten Widerstand (3) eine Hilfserregerwicklung (ii) der Erregerdynamo (GU) abgezweigt ist, zum Zwecke, die Erregung der Erregerdynamo und dadurch die Fremderregung des Hauptmotors im Sinne einer stabilen Rückgewinnungsleistung zu beeinflussen.