DE418326C

DE418326C - Schaltung von Gleichstrombahnmotoren unter Verwendung eines Hilfsumformers, dessen beide Kommutatoren in Reihe geschaltet sind und verschiedene Spannung besitzen

Info

Publication number: DE418326C
Application number: DEA43770D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Welsch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1924-12-20
Filing date: 1924-12-20
Publication date: 1925-09-02

Description

Schaltung von Gleichstrombahnmotoren unter Verwendung eines Hilfsumformers, dessen beide Kommutatoren in Reihe geschaltet sind und verschiedene Spannung besitzen. Es sind Regulierschaltungen von Gleichstrombahnmotoren bekannt, welche unter Vermeidung von Anfahrwiderständen beim Fahren oder Nutzbremsen dadurch in ihrer Geschwindigkeit geregelt werden, daß sie von Hilfsumformern gespeist werden, deren Spannung durch Änderung der Erregung regelbar ist. Derartige aus wenigstens zwei Maschinen bestehende Umformer sind hierbei auch bereits 'in Sperrschaltung angeordnet worden. Die neue Schaltung sieht zum Regeln von Gleichstrombahnmotoren erfindungsgemäß einen Gleichstrom-Gleichstromeinankerumformer (Dynamotor) ohne Feldregelung vor, dessen beide Ankerwicklungen bzw. Kollektoren die Netzspannung in einem festen Verhältnis zweckmäßig von angenähert 1/_I und 3/,1 aufteilen. Die Regelung geschieht dadurch, daß die Bahnmotoren bzw. Anker nacheinander in Reihen- oder Parallelschaltung an die kleine Teilspannung, die große Teilspannung oder das Netz gelegt werden. Beim Fahren wird im allgemeinen der ganze Bahnmotor, also Anker und Feld, umgeschaltet werden, wie in den Abbildungen dargestellt, beim Nutzbremsen der Anker allein; das Feld ist hierbei fremderregt angenommen.
Zur Erläuterung ist auf der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in verschiedenen Regulierstellungen dargestellt. Der Einankerumformer besitzt eine einzige Feldwicklung f und zwei Ankerwicklungen bzw. Kollektoren, von denen die Wicklung k1 der niedrigen, die Wicklung k. der hohen Teilspannung entspricht. ml und m. sind die beiden Motoren, die entweder in Serie oder parallel gescheltet werden können. Parallel zu den zugehörigen Feldwicklungen kann noch ein Shunt n1 bzw. n. liegen, der hauptsächlich in den höheren Schaltstufen verwendet wird.
Die beiden Motoren in, und m. liegen: in der Abb. i in Reihe an der kleineren Teilspannung k1 des Umformers, in der Abb.2 parallel an der gleichen Spannung, in der Abb. 3 hintereinander an der größeren Teilspannung k.#, in Abb. q. hintereinander an der gesamten Netzspannung, in Abb.5 parallel an der größeren Teilspannung k., und in Abb.6 parallel an der gesamten Netzspannung.
Nimmt man an, daß eine Netzspannung von 8oo Volt durch den Umformer in eine Spannung k1 = Zoo Volt und k.. --_ 6oo Volt aufgeteilt wird, so läßt es sich unter Verwendung eines zweistufigen Shunts leicht erreichen, daß unter Verwendung von zehn Regelstufen die Drehzahl des Motors in gleichmäßigen Stufen, beispielsweise von i oo bis i ooo Umdrehungen, ansteigt, so daß bei jeder Regelstufe diie Drehzahl um ioo Umdrehungen zunimmt. Die ersten vier Stufen würden den Abb. i bis ohne Verwendung eines Shunts entsprechen. In der Stufe 5 muß bei der Schaltung nach Abb.4 die erste Shuntstufe parallel zu den Feldern geschaltet werden. Die Stufen 6 und 7 entsprechen der Abb. 5, wobei auf der Stufe 7 die erste Shuntstufe parallel geschaltet wird. Die Stufen 8 bis io entsprechen der Abb. 6, wobei in den letzten beiden Stellungen die beiden S'huntstufen verwendet werden.
Ein wesentlicher Vorteil der Schaltung besteht darin, daß der Anker des Umformers so gewickelt werden kann, daß keine Feldverzerrung auftritt und daß ferner bei der Hälfte der Stufen, nämlich bei denjenigen fünf Stufen, bei denen die Motoren entsprechend Abb. q. und; 6 direkt am Netz liegen, der Umformer überhaupt nicht mit Strom beansprucht ist. Nur in den restlichen fünf Stufen ist der Umformer mit Strom beansprucht, aber nur mit geringen Bruchteilen der vollen Motorleistung. Bezeichnet man mit E die volle Motorspannung (Netzspannung) und mit J den vollen Strom eines Motors und berücksichtigt man, daß bekanntlich die Ströme in beiden Wicklungen eines Glzichstrom-Gleichstromumformers sich umgekehrt verhalten wie die Spannungen, so ergibt sich, daß in den ' Stellungen, in welchen die beiden Motoren i in Reihe geschaltet sind, das Verhältnis der Umformerleistung zur vollen Motorleistung - 9,4 Prozent beträgt.
In den Stellungen, in welchen die beiden Motoren parallel geschaltet sind, ergibt sich aus einer ,ähnlichen Rechnung, daß die Umformerleistung höchstens 18,8 Prozent der Volleistung beträgt. Mit Rücksicht auf diese geringen Leistungen und mit Rücksicht darauf, daß auch der Umformer mit ihnen nur verhältnismäßig kurzzeitig belastet wird, kann er außerordentlich klein ausgeführt werden. Eine weitere Verkleinerung seiner Abmessungen, die insbesondere für den Bahnbetrieb wichtig ist, beruht darauf, daß der Umformer infolge der gleichzeitigen Kompensation der primären und sekundären Ankeramperew:ndungen stark überlastet ist.
Die für die Nutzbremsperiode erforderliche Fremderregerdynamo kann von dem Dynamotor motorisch angetrieben werden. Als Fremderregerspannung könnte jedoch auch die niedrige Teilspannung des Dynamotors selbst unter Benutzung einer Widerstandsregelung benutzt werden.
Das L'berschalten der beiden Bahnmotoren bzw. Anker kann in üblicher Weise entweder nacheinander oder aber mit Hilfe von L berschaltwiderständen gleichzeitig geschehen.
Der Einankerumformer kann außer der einen Nebenschlußfeldwicklung in bekannter Weise noch eine Hauptstromfeldwicklung enthalten.
Das im vorstehenden über zwei Bahnmotoren Gesagte läßt sich auf eine größere Zahl von Motoren sinngemäß übertragen.

Claims

PATEN T-ANSPRÜciiE: I. Schaltung von Gleichstrombahnmotoren unter Verwendung eines Hilfsumformers, dessen beide Kommutatoren in Reihe geschaltet sind und verschiedene Spannung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsumformer aus einem Gleichstrom-Gleichstromeinankerumformer (Dynamotor) mit konstantem Felde besteht, wobei die Motoren nacheinander in Reihen- oder Parallelschaltung an. die kleine Teilspannung, die große Teilspannung oder das Netz gelegt werden.
2. Schaltung von Gleichstrombahnmotoren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen der beiden Kommutatoren im Einankerumformer im Verhältnis i/,_ E :3/4 E stehen.