DE449437C - Verfahren zum Betriebe von Gleichstrommotoren bei Stromzufuehrung aus einem Einphasennetz, insbesondere fuer Zugfoerderung - Google Patents

Description

• Verfahren zum Betriebe von Gleichstrommotoren bei Stromzuführung aus einem Einphasennetz, insbesondere für Zugförderung. Bei Umformerlokomotiven mit Gleichstrommotoren wurden bisher entweder Einphasen-Einankerumforiner oder Motorgeneratoren verwendet, um den aus einem Einphasennetz entnommenen Strom den Motoren zuzuführen. Gemäß der Erfindung wird der aus der Fahrleitung entnommene Einphasenstrom mittels eines Synchronphasenumforniers besonderer Bauart bzw. mittels eines Satzes von Synchronphasemimformern in einen Mehrpliasenstrom verlustlos regelbarer Spannung umgewandelt, der in dem Einankerumformer in Gleichstrom umgeformt und den Motoren zugeführt wird. Gegenüber der Anordnung eines Einpliasen-Einankeruniforiners werden durch die Erfindung erhebliche Vorteile erzielt, da ein Mehrphasenuniformer erheblich betriebssicherer ist und wesentlich geringere Verluste hat als ein Einpliasenuinformer. Gegen einen Motorgenerator hat die gemäß der Erfindung verwendete Anordnung den Vorteil, daß bei ihr lediglich eine Umformung elektrischer Energie stattfindet, während bei einem Motorgenerator die elektrische Energie zunächst in mechanische und alsdann wieder in elektrische umgewandelt wird. Außerdem wird nach der Anordnung gemäß der Erfindung bei der Regelung eine Energievergeudung im Widerstand möglichst vermieden. In Abb. i ist unter Fortlassung aller Zubehörteile eine Anordnung dargestellt, die zur Ausübung des Verfahrens geeignet ist.
• i ist das Einphasennetz, 2 ist der Ständer eines Synchronphasenumformers beliebiger Bauart, dessen gleichstromerregter Läufer nicht dargestellt ist. 3 ist die auf dem Ständer angeordnete Einphasenwicklung, die beispielsweise in besonderen, vom Luftspalt entfernteren Nuten untergebracht sein kann. 4 ist die Mehrphasenwicklung, die beispielsweise in nahe am Luftspalt liegenden Nuten des Ständers untergebracht ist. Die Einphasenwicklung 3 liegt zwischen der Netzleitung i und der Erde 5. Außer diesem Synclironpliasenumformer ist noch ein zweiter, 6, vorgesehen, der sich von dem ersteren dadurch unterscheidet, daß die Einphasenwicklung 7 gegen die Mehrphasenwicklung 8 auf dem Ständer verdrehbar angeordnet ist. Hierbei ist es gleichgültig, ob die Einphasenwicklung fest und die Mehrphasenwicklung drehbar angeordnet ist oder umgekehrt. Die Mehrphasenwicklung 8 ist nicht verkettet, die Enden der einzelnen Phasen sind einerseits mit den Ableitungen des ersten Synchronphasenumformers 2 verbunden, andererseits führen sie zu den Schleifringen 9 des Einankerurnformers io. Von den Bürsten i i des Einankerumformers wird Gleichstrom beliebig regelbarer Spannung den Antriebsmotoren des Fahrzeuges zugeführt.
• In Abb.2 ist schematisch dargestellt, in welcher Weise der Synchronumformer 6 beispielsweise ausgebildet sein kann. Der umlaufende Feldkörper 12 trägt eine Gleichstromwicklung, die aus einer beliebigen Gleichstromquelle, zweckmäßig konstanter Spannung, über eine Regelvorrichtung gespeist wird. Der Ständer des Synchronphasenumformers besteht aus zwei konzentrischen, in üblicher Weise aus Eisenblech geschichteten, mit Nuten versehenen Zylindern. Der innere, 13, enthält in nahe am Luftspalt angeordneten Nuten die unverkettete Mehrphasenwicklung, der äußere, 1q., der den 'inneren mit einem sehr kleinen Zwischenraum umschließt, enthält in Nuten, die in einem passenden Abstand von diesem Zwischenraum liegen, die Einphasenwicklung, die wie bei dem ersten Synchronphasenumforrner zwischen das Einphasennetz und die Erde geschaltet ist.
• Es ist ohne weiteres klar, daß durch Verdrehung des äußeren Teiles 1q. gegen den inneren, i3,_ oder umgekehrt die Phase der in der Wicklung des inneren Teiles erzeugten Mehrphasenspannung verändert wird. Diese Mehrphasenspannung addiert sich infolge der Hintereinanderschaltung geometrisch zu der in der Mehrphasenwicklung des ersten Synchronphasenurnformers erzeugten Mehrphasenspannung. Sind die in den beiden Mehrphasenwicklüngen q. und $ (Abb. i) erzeugten Spannungen gleich, so kann man durch Verdrehung des einen Ständerteiles 7 öder 8 des Synchronphasenumformers 6 die dem Einankerumformer zugeführte Mehrphasenspannung von Null bis zu dem doppelten Wert der in einem der beiden Synchronphasenumformer erzeugten Mehrphasenspannung regeln, ohne daß ein Teil der Spannung in Ohmschen Widerständen vernichtet wird.
• Man kann die beiden Synchronphasenumformer in einer Maschine vereinigen, wie dies schematisch in Abb. 3 dargestellt ist. Hier trägt der innere Teil des Ständers ebenso wie bei dem vorher beschriebenen Synclironphasenumforrner in nahe am Luftspalt gelegenen Nuten eine Mehrphasenwicklung. Der äußere, von dem inneren durch einen geringen Zwischenraum getrennte. Teil des Ständers trägt jedoch außer der inphasenwicklung noch eine Mehrphasenwicklung, die teilweise in denselben Nuten wie die Einphäsenwicklung untergebracht sein kann.
• Diese Mehrphasenwicklung, die gegen die Einphasenwicklung nicht verdrehbar ist, ist mit der Mehrphasenwicklung des inneren Teiles hinter-einandergeschaltet. Man erzielt mit dieser Maschine das gleiche wie mit den beiden Synchronphasenumformern bei der vorher beschriebenen Anordnung.
• Statt eines Dreiphasenstromes kann man auch einen anderen Mehrphasenstrom in dem Phasenumformer erzeugen. Auch ist es unwesentlich, ob der Verkettungspunkt des Mehrphasensystems in dem Synchronphasenumformer üblicher Bauart 2 oder in dem besonderer Bauart 6 bzw* in dem inneren oder äußeren Ständerteil des Synchronphasenumformers gemäß Abb. 3 angeordnet ist.
• Unter Umständen wird es zweckmäßig sein,, den Einankerumformer mit dem bzw. einem der beiden Synchronphasenumforrner mechanisch zu kuppeln, um bei niedriger Spannung einen stabilen Lauf zu sichern.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜClIR: i. Verfahren zum Betriebe von Gleichstrommotoren bei Stromzuführung aus einem Einphasennetz, insbesondere für Zugförderung, dadurch gekennzeichnet, daß der mittels eines oder eines Satzes von Synchronphasenumformern in Mehr-.phasenstrom beliebig regelbarer Spannung umgewandelte Wechselstrom in einem Ein-ankerumforrner in Gleichstrom umgeformt und den Motoren zugeführt wird.
2. 2. Synchronphasenumforrner zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß außer einem Synchronphasenurnformer beliebiger Bauart ein zweiter Synchronphasenumformer vorgesehen ist, auf dessen Ständer zwei gegeneinander verdrehbare Wicklungen, nämlich eine mit der Mehrphasenwickiung des ersteren in Reihe geschaltete Mehrphasenwicklung nahe am Luftspalt und eine vom Luftspalt entferntere, vom Netz gespeiste Einphasenwicklung angeordnet sind.
3. 3. Synchronphasenumformer zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf seinem Ständer zwei gegeneinander verdrehbare Gruppen von Wicklungen angeordnet sind, von denen die eine eine in Nuten nahe am Luftspalt untergebrachte Mehrphasenwicklung ist, während die andere, in vorn Luftspalt entfernteren Nuten untergebrachte, aus einer mit der ersten in Reihe geschalteten Mehrphasenwicklang und einer vom Netz gespeisten Einphasenwicklung besteht.