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Doppelte Serienparallelschaltung für vier Motoren, insbesondere für
Bahnbetriebe. Es sind bereits Serienparallelschaltungen für vier Motoren bekannt.
Diese wurden bisher unsymmetrisch ausgeführt. In den Überschaltstellungen von den
Serien- zu den Parallelstellungen wurde nur insofern ohne Leistungsunterbrechung
geschaltet, als der Betrieb mit einem Teil der Motoren aufrechterhalten wurde, während
der übrige Teil stellenweise kurzgeschlossen war.
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Nach der Erfindung werden die vier Motoren
durch
Fahrschalter so in svinmetris:ner Serienparallelschaltung angelassen, daß sie zuerst
alle in Reihe geschaltet sind, dann in cier zweiten Stellung zu je zweien hintereinander
und diese zwei Gruppen zueinander parallel liegen, und in der letzten Stellung alle
vier Motoren rein parallel geschaltet sind. Diese symmetrische Schaltung hat gegenüber
den bekannten unsymmetrischen Schaltungen den Vorteil, daß die Überschaltungen vollständig
unterbrechungslos erfolgen, so daß alle vier Motoren fortlaufend gespeist werden.
jedem der Motoren ist ein Satz von Widerständen zugeordnet, die wie die Motoren
geschaltet werden, d. h. sie liegen zuerst in Reihenschaltung, dann gruppenweise
parallel und schlielllich alle parallel. Durch die Anordnung einer Motortrennschaltung,
die auf der Fahrtrichtungswalze angebracht ist, kann man erforderlichenfalls, z.
B. bei Störungen, zwei Motoren abschalten. Der Betrieb kann durch die anderen beiden
Motoren aufrechterhalten werden, die gleichfalls ohne Leistungsunterbrechung in
Serienparallelschaltung angelassen werden.
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Bei Einstellung der Fahrtrichtungswalze auf eine Motortrennschaltstellung
wird die Hauptwalze mechanisch so verriegelt, daß sie nicht mehr in die letzte Stellung,
die die Parallelschaltung aller vier Motoren bewirkt, gebracht werden kann. Die
Fahrtrichtungswalze besitzt zwei Kontaktfingerreihen und kann vor- oder rückwärts
gedreht werden, um Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt zu bewirken. Für die Motortrennschaltung
wären im ganzen acht Kontaktreihen erforderlich, diese Zahl wird aber durch doppelte
Verwendung auf vier Kontaktreihen beschränkt, die auf der Fahrtrichtungswalze angeordnet
sind und mit der einen oder der anderen Kontaktfingerreihe in Eingriff gebracht
werden können. Die Unterbringung dieser Kontaktreihen auf dein Umfang der Walze
erfolgt so, daß die bei Vorwärtsfahrt die eine Motorgruppe schaltenden Kontakte
zur Schaltung der anderen Motorgruppe bei Rückwärtsfahrt verwendet werden. Der Durchmesser
der Fahrtrichtungswalze kann hierdurch bedeutend kleiner gehalten werden, so daß
wesentliche Ersparnisse an Raum, Material usw. erzielt werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Schaltung gemäß der
Erfindung dargestellt. Abb. i zeigt die Abwicklungen der Haupt-, Fahrtrichtungs-
und Bremswalze. Neben den Kontakten der Hauptwalze ist das NIotorschaltschema mit
den Widerständen eingezeichnet. In diesem Schema sind die fest verlegten Leitungen
mit ausgezogenen Linien dargestellt, dagegen sind diejenigen Verbindungen, die über
die Fahrtrichtungswalze Fw oder über die Breinssvalze Bw geschaffen werden, für
die Fahrtschaltung mit allen vier Motoren in gestrichelten Linien dargestellt. Diese
Art der Darstellung soll die Verfolgung der einzelnen Schaltvorgänge erleichtern.
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Die übrigen Abb. 2, 3 und 4 veranschaulichen die Serien-, Serienparallel-
und Parallelstellung der vier Motoren in vereinfachter Darstellung. In Abb. i bedeutet
Hw die Hauptwalze, Fw die Fahrtrichtungswalze und Bw die Bremswalze. Die beiden
letzteren Walzen haben je zwei Reihen von Kontaktfingern, die im Laufe der Beschreibung
einfachheitshalber in bezug auf die BezeichnunenFw oderBw mitxundybezeichnet «-erden.
Die Motoren sind mit I, 1I, III und IV bezeichnet und haben die Anschlußpunkte _3,,
B1, A2, B. usw. Die Motorfelder sind finit El, F1, E2, F2 usw. bezeichnet. Die Widerstände
für Motor I sind mit Rli R13, für Motor 1I mit R21-R.3, für Motor III mit R3-R33
und für Motor IV mit R"-R" bezeichnet. 14, 34-35, 23-2.1. und 44 sind Funkenlöschspulen,
L1 l_" P, P=, I'lh 11_ und Q, Q, Feldschwächungswiderstände. Die Kontaktfinger Wa,
Wb, Br, 16, 24 und 26 werden nur für Bremsverbindungen verwendet und kommen <lauer
für die im folgenden dargestellten Fahrtschaltungen nicht weiter in Betracht.
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Die Bezeichnungen I bis IV usw. über bzw. unter der Walze Fw sind
die Bezeichnungen für die Motoren, die mit der @ entsprechenden Kontaktreihe geschaltet
«erden. Die Bezeichnungen über der Walze Fw beziehen sich auf die Kontakte x, die
Bezeichnungen unter derselben auf die Kontakte y.
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Wenn z. B. alle vier Motoren für Vorwärtsfahrt eingeschaltet werden
sollen, wird die Walze Fw so gedreht, daß die Kontaktfinger x und y mit der ersten,
links liegenden Kontaktreihe in Eingriff kommen. Hierauf kann unmittelbar zur Einschaltung
der Hauptwalze geschritten werden, die mit der Walze Bw so gekuppelt ist, daß letztere
zuerst ihre Kontaktfinger in Eingriff mit den Fahrkontakten bringt. Durch die Einschaltung
der Walze Bw wird zunächst der Stromabnehmer T mit dem Punkt i i verbunden, der
seinerseits durch die Kontaktfingerreihe x und die Kontakte der Walze Fw
mit dem Motorpunkt A1 verbunden ist. Von dein zweiten Motorpunkt B1 gelangt der
Strom über die Verbindungen B1-12 (Walze Fue, Kontaktfingerreihe x), 12-Ei
(Bze" .i-), Ei-F1, F1-13 (Fw, x), 13-14 (Bw, x) und die Funkenlöschspule
14 zu dem Punkt R,3 des ersten Widerstandes.
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Da die Hauptwalze aber in der Stellung i steht, sind die Widerstandszweige
Rii und
R..,1. durch die Stufenkontakte der HauptwaIze verbunden.
Von hier aus gelangt der Strom durch Windungen des zweiten Widerstandes nach R23
und weiter über die Ve_ bin-. (lungere R23-21 (Bure, x), 21-,3., (Fzc@, V),
. 1.,-B;, B2-22 (Fzt" y), 22-E. (Bw, y),
f;..,-23 (Fzct, y), Funkenlö
schspule -23 nach 24. Der Punkt 24 ist mit h durch auf der Walze Hw angeordnete
Kontaktstreifen verbunden. Durch die Verbindung h-a (Bzo, y) und weitere Kontaktstreifen
gelangt der Strom nach 35. In der zweiten Hälfte wiederholt sich der Stromverlauf,
nur die Apparate liegen hier in umgekehrter Reihenfolge, da der Strom zunächst in
die Spule 34 gelangt. Von hier aus wird er durch das 1# eld E3 F3, den Anker des
Motors 111,
die Widerstände R..-R.
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1 und R4-R43, die Spule .LI, das Feld E4 F4 und den Anker des Motors
IV nach G geleitet. Die vier Motoren sind also in der ersten Stellung der Hauptwalze
unter Vorschaltung aller vier Widerstandssätze in Reihe geschaltet. Die Widerstände
werden nun durch Weiter drehen der Walze Hw mittels der Stufenkontakte all-:nählich
kurzgeschlossen. Die Stellungen und 5, 9 und to, 14 und 15 der Walze Hzc, dienen
zur Schaltung der Feldschwächungswiderstände L, L2, P, P2, 11,1, 2,1, und
0, Q,. Bei der Stellung 5 der Hauptwalze sind infolgedessen die vier
Motoren finit kurzgeschlossenen Widerständen und vorgeschalteten Feldschwächungswiderständen
in Reihe äeschaltet. Abb.2 zeigt das Schaltbild in vereinfachter Form.
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in den weiteren Stellungen 6, ;, ä, 9 und 1 o der Hauptwalze kommen
neue Kontakte zur Geltung, die das Schaltbild wesentlich verändern. In der Stellung
o der Walze Hw ist der Stromverlauf für den Motor I bis zu (',ein Punkte R11 derselbe
wie in der ersten Stellung derWalze. @-on dein Putil;teR" wird aber der Strom nicht
mehr zu dein Punkt R21 geleitet, da die Verbindung zwischen den beiden Stufenkontaktreilien
unterbrochen ist, sondern über die oberste Stufenkontaktreihe zu der über ihr befindlichen
Kontaktschiene j, die in den Stellungen 6-1o der Walze niit dein Kontaktfinger d
in Berührung gebracht wird. Dieser Kontaktfinger d steht mit dein Kontaktfinger
e in Verbindung, der in den Stellungen 6-1o finit einer unterhalb der untersten
Stufenkontakte angebrachten, mit diesen verbundenen Kontaktschiene g in Berührung
gebracht wird. Von dieser Kontaktschiene wird der Strom über die Stufenkontakte,
die Widerstände R"- R", Funkenlöschspule .L1, Motorfeld E4 F4 und den Anker des
Motors IV nach G geleitet. Es sind hier also die Motoren I und IV hintereinandergeschaltet.
In der Stellung 6 der `Falze Hw kommt ferner der Kontaktfinger T in der oberen Hälfte
der Walze in Berührung mit der Kontaktschiene 1a, die mit der zweiten Reihe der
Stufenkontakte in Verbindung steht. Der Strom wird infolgedessen über die genannte
Kontaktschiene und die Stufenkontakte an den Widerstandszweig R., geleitet. Von
hier aus erfolgt der Stromlauf bis zu dem Widerstandszweig R31 wie bei der Serienstellung
aller vier Motoren, d. h. die Motoren -11 und III sind hintereinandergeschaltet.
Über die dritte Reihe (von oben) der Stufenkontakte und die mit diesen verbundene
Kontaktschiene i wird der Strom nach G abgeleitet. Zwischen den Punkten T und G
liegen also die zwei Motorgruppen parallel, wobei die i\Iotoren I und IV, 11 und
111 in Reihe geschaltet sind. Durch `4 eiterdrehen der Hauptwalze werden
die Widerstände wieder allmählich abgeschaltet. Abb. 3 veranschaulicht die gruppenweise
Parallelschaltung der vier Motoren in vereinfachter Darstellung.
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Im weiteren Verlauf der Schaltung, in den Stellungen 1 Z bis 15 der
Hauptwalze, sind alle vier Motoren rein parallel geschaltet. Der Stromverlauf für
Motor I ist bis zu dem \Viderstandszweig R11 wieder der gleiche, wie in den ersten
Schaltstellungen 1 bis zo der Walze. Von R" wird die Rückverbindung mit G über die
obere Reihe der Stufenkontakte und die mit diesen verbundene, über ihnen liegende
Kontaktschiene K hergestellt. Die Berührung des Kontaktfingers T mit der Kontaktschiene
h bleibt auch bei der Parallelschaltung aller Motoren bestehen. Die Weiterleitung
des Stromes erfolgt von hier aus über die Kontaktschiene 1, den Punkt tiz, die Widerstandszweige
R23-R._l, die zweite Reihe (von oben) der Stufenkontakte, die Kontaktschiene ia,
den Kontaktfinger o zu dem mit letzterem verbundenen Punkt 35. Weiterhin durchfließt
der Strom die Spule 34., die Erregung und den Anker des Motors III und gelangt über
p, Kontaktschienen q und i nach G.
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Der den Motor II speisende, von T kommende Strom durchfließt bis zu
dem Punkt R23 die gleichen Leitungen und Kontaktschienen, wie der den Motor III
speisende Strom. Von da ab gelangt er durch Anker und Feld des Motors II, Funkenlöschspule
23, Punkt 2.a. und )-, Kontaktschiene s, dritte Reihe der Stufenkontakte, Widerstandszweige
R;,-R33, Punkt p und die Kontaktschienen q und i nach G. Wie ersichtlich,
wird hier Motor II durch die Widerstände des Motors HI und Motor III durch die Widerstände
des Motors 1I geregelt. Der Stromverlauf für den Motor IV nimmt seinen Anfang beidem
untersten Kontaktfinger
T und nimmt seinen Weg über die Scniene
t, die untersten Stufenkontakte, die Widerstände R",-R"" Erregung und Anker des
Motors IN, nach G. Abb. 4 zeigt die Schaltung in vereinfachter Darstellung.
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Wird die Fahrtrichtungswalze in .eine Rückwärtsfahrstellung gebracht,
und mit der Hauptwalze geschaltet, so wird nur die Richtung des Stromes in den Ankern
der Motoren geändert, d. h., es findet eine Verwechselung der -'unkte l31 und B1,
Az und B2, usw. statt. Im übrigen bleibt die Schaltweise die gleiche wie tür die
@ orwärtsfahrt.
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Soll üei Störungen oder aus irgencteinein Grunde nur mit zwei Motoren
gefahren werden, so muß die 1V alze 1w in eine Motortrennschaltstellung gebracht
werden. Wird z. I3. nur mit den Lvlotoren 1 und 111 vorwärts gefahren, so
mu15 die Kontaktlingerreihe x mit der Kontaktreihe, über der die Zahlen 1 und 111
stehen, in Eingrill gebracht werden. Die Kontaktifingerreihe y kommt hierbei mit
der Kontaktreihe in Eingrifft, unter der die Zahlen 1 und 111 stehen. Die Punkte
21 und 23 sowie 41 und 43 werden hierdurch verbunden, so daß die Wicklungen der
Motoren 11 und 1V kurzgeschlossen sind. Die bchaltung der Motoren 1 und 111 vollzieht
sich bis zu der Fahrstellung io der 1-lauptwalze, wie bereits beschrieben. Da die
Motoren I und 111 in der Stellung io aber bereits parallel geschaltet sind und ein
Weiterschalten der VV alze Hw nicht erforderlich ist und gefahrbringend sein konnte,
wird die nauptwalze für die Parallelstellungen aller vier wlotoren mechanisch gesperrt.
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Lie auf der Fahrtrichtungswalze rw angeordneten Kontaktreihen mit
den Bezeichnungen I und III und 11 und IV werden, je nach Drehrichtung der
Walze, bei Motortrennschaltstellungen mit den Kontaktfingern x oder
y in Eingriff gebracht. Hieraus ergibt sich, daß z. B. zur Schaltung der
Motorgruppe I, III bei Vorwärtsfahrt die gleichen Kontakte verwendet werden, mit
denen die Motorgruppe II, I V bei Rückwärtsfahrt gesteuert wird. Die mit Br bezeichneten,
auf der Bremswalze angeordneten Kontakte werden nur in Bremsstellungen der Walzen
verwendet und sind für die Schaltung der Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt belanglos.