DE398839C

DE398839C - Switching method for starting and regulating AC collector motors, especially rail motors

Info

Publication number: DE398839C
Application number: DEM77350D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1922-03-28
Filing date: 1922-04-11
Publication date: 1924-07-15

Description

Schaltverfahren zum Anlassen und Regeln von Wechselstrom-Kollektor-Notoren, insbesondere Bahnmotoren. Das übliche Schaltverfahren zum Anlassen und Regeln von Wechselstrombahnmotoren weicht insofern von demjenigen für Gleichstrombahmnotoren ab, als von der hier gebräuchlichen Reihenparallelschaltung kein Gebrauch gemacht wird. Es ist dies auch nicht nötig, da durch passende Anzapfungen am sowieso vorhandenen Spannungstransformator die Vollastspannung zwecks Erhöhung und Verminderung der den Motoren aufgedrückten Spannung beliebig unterteilt «-erden kann. Der Einfachheit halber geschieht diese Spannungsänderung mittels Einzel- oder Stufenschalter mit zentraler Funkenlöschung von der untersten bis zur obersten Stufe in einem Zuge, ohne die beim Umgruppieren von Gleichstrombahnmotoren nicht zu umgehenden Zeit- oder Zugkraftverluste für Übergangsstellungen. Das Anlassen der Gleichstrommotoren ohne Umschaltung kommt übrigens aus wirtschaftlichen Gründen nicht in Frage. Das Regeln der `Vechselstrommotoren von unten herauf, ohne Umschaltung derselben, hat nun aber zur Folge,, daß Stufentransformator und Reguliervorrichtungen der verhältnismäßig großen Stufenzahl entsprechend ausgebildet werden müssen, was bei elektrischen Fahrzeugen hinsichtlich Preis, Gewicht und Raumbedarf von großer Bedeutung ist. Ein diesbezüglicher Gewinn an Einfachheit der Transfortnator@vicklung und des Stufenschalters wird also unter Umständen die Nachteile ausgleichen, die eine umständlichere Regelung zur Folge hat, wie sie z. B. beim Gleichstrombahmnotor auch ohne weiteres bei den Reihenparallelschaltungen in Kauf genommen werden.Switching procedure for starting and regulating alternating current collector notors, especially rail engines. The usual switching procedure for starting and regulating AC traction motors are different from that for DC motors from when no use was made of the series-parallel connection that is customary here will. This is also not necessary, because suitable taps are already available on the Voltage transformer the full load voltage for the purpose of increasing and decreasing the voltage applied to the motors can be divided as desired. Of simplicity for the sake of this, this voltage change is also carried out by means of a single switch or a step switch central spark extinguishing from the lowest to the highest level in one go, without the time, which cannot be avoided when regrouping DC motors or loss of traction for transition positions. Starting the DC motors without switching is out of the question for economic reasons. That Regulating the AC motors from below without switching them over But now the consequence, that step transformer and regulating devices of the relatively large number of stages must be trained accordingly, which is what electric vehicles is of great importance in terms of price, weight and space requirements. A related one So gain in simplicity of the Transfortnator @ winding and the tap changer possibly compensate for the disadvantages that a more cumbersome scheme for Result, as it z. B. with the DC motor also readily with the series parallel circuits be accepted.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Schaltverfahren ist nun folgendes: Die Motoren werden in normaler Schaltung auf der einen mit passenden Anzapfungen versehenen Hälfte der Transformator-Niederspannungswicklung zunächst auf etwa halbe Spannung aufreguliert, was gegenüber gewöhnlichen Verfahren mittels halber Anzahl Transformatoranzapfungen und entsprechend kleinerem Aufwand an Reguliervorrichtungen geschehen kann. Hierauf «-erden die Motoren an die zweite Wicklungshälfte des Transformators, die keine besonderen Zwischenanzapfungen zu enthalten braucht, mit oder ohne Spannungssprung umgelegt und daran anschließend wieder zusätzlich mittels der gleichen Transformatoranzapfungen und Reguliereinrichtung auf der ersten Wicklungshälfte auf normale Spannung hochreguliert. Der Materialaufwand für eine gewisse Stufenzahl wird also auf ungefähr den halben Betrag des gewöhnlichen Verfahrens vermindert, wenn man zunächst voll dem zusätzlichen Umschalter absieht, oder mit anderen Worten: durch das neue Verfahren kann die Regulierstufenzahl bei gegebener Zahl der Wicklungsanzapfungen und Schalterstufen verdoppelt werden.The switching method forming the subject of the invention is now the following: The motors are in normal circuit on the one with matching Taps provided half of the transformer low-voltage winding initially upregulated to about half the voltage, which means compared to conventional methods half the number of transformer taps and correspondingly less expenditure on regulating devices can happen. Then «-earth the motors to the second half of the winding of the transformer, which does not need to contain any special intermediate taps, with or without voltage jump and then again using the same transformer taps and regulating device on the first winding half regulated up to normal tension. The cost of materials for a certain number of stages is thus about half Amount of ordinary procedure diminishes when you first fully pay for the additional Changeover switch refrains, or in other words: the new process can reduce the number of regulation levels be doubled for a given number of winding taps and switch stages.

Abb, z und 2 der Zeichnung zeigen schematisch beispielsweise Schaltungen zur Ausführung des Verfahrens.Fig, z and 2 of the drawing show schematically for example Circuits for carrying out the method.

Es bezeichnen in beiden Abbildunge:i 1l den zu regelnden Motor, Tr die Niederspannungswicklung eines Stufentransformators, L` einen Umschalter, R einen induktionslosen oder induktiven Stufenwiderstand, S einen Regulierapparat für die stufenweise Regulierung und ic bis v die Anzapfungen des Transformators. Die gestrichelten Linien geben die Stellungen für abgetrennten Motor an, d. h. der Schalter S befindet sich in Stellung () und Schalter U in Stellung A.In both figures: i 1l denotes the motor to be controlled, Tr the low-voltage winding of a step transformer, L` a changeover switch, R a inductionless or inductive step resistance, S a regulator for the gradual regulation and ic to v the taps of the transformer. The dashed Lines indicate the positions for the disconnected motor, i.e. H. the switch S is located in position () and switch U in position A.

Wird nun der Schalter S im Falle Abb. i über u2, u3, u4, u; bis v bewegt, so bewegt sich Schalter L-, der hier mit dem .Regulierapparat zwangläufig verbunden gedacht ist, atitänglich bis B und bleibt dort bis zur Stellung des Schalters S stehen. Für die weitere Aufwärtsregulierung muß nun der Schalter S über die Stufen u5, z@4, rr3 auf _rr, zurückbewegt «-erden. Es können nun zwei Fälle gedacht «-erden: entweder bleibt dabei Schalter U auf Stellung B stehen und springt erst bei Stellung u2 des Schalters S' auf C über, oder der Schalter U macht die Rückwärtsbewegung von Schalter S gleichzeitig mit, so daß die dem Motor aufgedrückte Spannung während dieses übergangen sich nicht mehr als um den Betrag des normalen Spannungssprunges nach aufwärts ändert. Ist S in ist und U in C angelangt, so entspricht dies der VI. Fahrstufe. Die Fahrstufen VII bis X, «-erden erhalten durch erneutes Hochfahren des Schalters S über u3 bis v, wobei Schalter L' auf C stehenbleibt. Ist S in v angelangt, so ist der ganze Regulierbereich des Transformators ausgenutzt.If now the switch S in the case of Fig. I via u2, u3, u4, u; until v moves, then switch L-, which is intended to be connected to the .Regulierapparat inevitably, moves to B and remains there until the switch S is in position. For further upward regulation, the switch S must now be moved back via the steps u5, z @ 4, rr3 to _rr, backward. Two cases can now be thought of: either switch U remains in position B and only jumps over to C when switch S 'is in position u2, or switch U makes the backward movement of switch S at the same time, so that the Motor voltage applied during this does not change more than by the amount of the normal voltage jump upwards. If S is in and U has reached C, this corresponds to VI. Speed step. The speed steps VII to X, «-erden are obtained by raising the switch S again via u3 to v, with switch L 'remaining at C. If S has reached v, the entire regulation range of the transformer is used.

Beien Abschalten muß der Schalter S zunächst über ic", u4, U3 nach vs zurückbewegt werden, ohne daß sich die Stellung C des Schalters U verändert. Ist S in ac., angelangt und soll noch weiter nach unten reguliert werden, so muß S wieder über tr3, tr4, uzi nach v bewegt werden, «-as auch das Umlegen des Schalters U von C nach B zur Folge hat. Wenn S in v angelangt ist, so liegt auch U an B; die Motorspannung ist somit um eine Stufe verkleinert «-orden. Ein erneutes Zurückfahren von v über -1c., u4, tc, nach lt., bewirkt keine Verstellung von U, d. h. U bleibt in B, und die 'Motorspannung nimmt stufenweise ab. Soll ganz abgeschaltet werden, so ist S auf 0 zu bringen, was die gleichzeitige Oberführung von U nach _1 bedingt.When switching off, the switch S must first be moved back via ic ", u4, U3 to vs without changing the position C of the switch U. If S has reached ac., And is to be regulated further downwards, S must again be moved via tr3, tr4, uzi to v, «- which also results in switching the switch U from C to B. When S has reached v, U is also at B; the motor voltage is thus reduced by one step A renewed return from v via -1c., U4, tc, to lt. Does not cause U to be adjusted, ie U remains in B, and the motor voltage decreases in stages. If it is to be switched off completely, S to 0, which requires the simultaneous transfer from U to _1.

Bei der Schaltanordnung gemäß Al>b. 2 sind die Transforniatoranzapfungen in die untere Hälfte der Niederspannungswicklung verlegt, und die Aufschaltung beginnt demnach vorn Erdpunkt ('es Transformators aus. Ist die V. Fahrstufe erreicht, so inuß nun für die Aufwärtsregulierung nicht zunächst um vier Stufen zurückgeschaltet «-erden, sondern es kann, nach Umstellung von Schalter T_' von B nach C, sofort im Sinne einer stufenweisen Spannungserhöhung der Schalter S zurückbewegt werden. Für die Zurückregulierung ist die umgekehrte Reihenfolge der Schalthandlungen einzuhalten. Die Schaltanordnung nach Abb. 2 entspricht also gegenüber derjenigen nach Abb. i einer einfacheren Bedienung der Steuerung.With the switching arrangement according to Al> b. 2 are the transformer taps relocated to the lower half of the low-voltage winding, and connection begins accordingly at the front earth point ('it transformer off. If the fifth speed step is reached, so It is not necessary to first switch back by four levels for the upward adjustment «-Earth, but it can, after switching switch T_ 'from B to C, immediately in the sense of a gradual increase in voltage, the switch S can be moved back. The reverse sequence of the switching operations must be observed for back regulation. The switching arrangement according to Fig. 2 thus corresponds to that according to Fig. I easier operation of the control.

Iin Falle parallel geschalteter Motoren kann der erwähnte Stufenwiderstand R auch wegäelasseti werden, wenn die Unischaltvor richtung so ausgebildet wird, daß die 'Motoren nicht gleichzeitig, sondern zeitlich nacheinanrler an die zweite Wicklungshälfte umgelegt «-erden. Damit wird erreicht, dala die Zugkraft auch ohne Stufenwiderstand beten L'bergang nicht auf Null sinkt, sondern je nach der Zahl der parallel geschalteten Motoren nur auf einen entsprechenden Teilbetrag.In the case of motors connected in parallel, the mentioned step resistance R are also wegäelasseti if the Unischaltvor direction is designed in such a way, that the 'engines do not follow the second one at the same time, but one after the other Winding half turned over «-earth. This ensures that the tensile force can also be achieved without Step resistance pray the transition does not decrease to zero, but depending on the number of the motors connected in parallel only to a corresponding partial amount.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switching procedure for starting and regulating alternating current collector gates, in particular rail motors that are fed from a network via a step transformer are, characterized in that the motors in unchanged interconnection first on the winding half of the transformer with finitely matching taps alone up to about half the voltage level and then through Apply the motors to the second, untapped winding half and again Connection of the tapped winding half using the same tap changer can be regulated to the full voltage level.

2. Switching method according to claim i, characterized in that for turning over the motors to the untapped winding half at least one changeover switch with step resistance is used.

3. Switching method according to claim 2, characterized in that Step switch and changeover switch are inevitably connected to one another. d, switching method according to claim i. characterized in that when motors are connected in parallel, these on the second half of the winding not at the same time, but one after the other will.