DE483012C - Anordnung zur Steuerung von mit dem sie speisenden Wechselstromnetz durch gittergesteuerte Entladungsgefaesse verbundenen Gleichstrommotoren, insbesondere Fahrzeugmotoren - Google Patents

Description

• Anordnung zur Steuerung von mit dem sie speisenden Wechselstromnetz durch gittergesteuerte Entladungsgefäße verbundenen Gleichstrommotoren, insbesondere Fahrzeugmotoren 'Die Erfindung bezieht sich auf solche Anlagen, bei denen von einem Wechselstromnetz aus über Entladungsgefäße mit Steuergittern Elektromotoren, z. B. solche für Bahnen, gespeist werden und bei denen beim Bremsen sowie bei Talfahrten Strom von den Motoren in das Netz zurückgeliefert wird. " - Man hat bereits Einrichtungen vorgeschlagen, um bei solchen Anlagen den Stromaustausch und die Höhe der Spannung zu regeln, und zwar dadurch, daß der Phasenwinkel zwischen der Spannung der Steuergitter und der Anodenspannung mittels eines Phasenschiebers verändert wird. Es sind auch Anordnungen bekannt geworden, bei denen die Anker und die Feldwicklungen der Motoren über gesonderte Transformatoren und Entladungsgefäße gespeist werden.
• Gemäß der Erfindung wird nun bei derartigen Anlagen, in denen die Motoren bei Fahrschaltung mit Reihenschlußcharakteristik und bei Nutzbremssch.altung mit Nebenschlußcharakteristik betrieben werden, eine Schaltvorrichtung angeordnet, die in Fahrschaltung die Primärwicklung des Hilfstransformators, der die Feldwicklungen der Motoren speist, in Reihe mit der Primärwicklung des Haupttransformators schaltet, der die Ankerwicklungen der Motoren speist, während in Bremsschaltung die Primärwicklung des Hilfstransformators durch die Schaltvorrichtung parallel zu der Primärwicklung des Haupttransformators gelegt wird. Hierdurch wird die Umschaltung der Feldwicklungen beim Übergang von der Fahrschaltung auf die Bremsschaltung in besonders einfacher und Energie ersparender Weise vorgenommen. Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß man in der Dimensionierung der Erregerwicklung freie Hand hat und daß die gesamten Erregerverluste im Gegensatz zu den bekannten. Einrichtungen bei Nebenschlußbetrieb nicht höher sind als bei Reihenschlußbetrieb.
• In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. r, 2, 3 und ¢ sind die Motoren, z. B. die Fahrmotoren einer elektrischen Lokomotive, deren Ankerwicklungen 5, 6, 7 und 8 mit dem Fahrdraht 9 über einen Stromabnehmer io, einen Transformator i i, ein Entladungsgefäß 12, eineDrosselspule13 und einen Umschalter 14 verbunden sind. Die Feldwicklungen 15, 16, 17 und 18 der Maschinen sind an dem Fahrdraht g über eine Drosselspüle i9, ein Entladungsgefäß 2o, einen Transformator 21 angeschlossen. Die Primärwicklung dieses Transformators liegt irrnormalen Motorbetrieb in Reihe mit der Primärspule des Haupttransformators i i; beide führen denselben Strom, so daß die Größe des Erregerstromes der Motoren proportional derjenigen des Ankerstromes ist. Die Motoren weisen also Reihenschlußcharakteristik auf. Durch Einlegen des Schalters 22 wird eine Anzapfung der Primärwicklung des Haupttränsformators i i an Erde gelegt, die Primärwicklung des Erregertransformators 21 liegt damit an der Spannung des abgeschalteten Teiles der Primärwicklung das Haupttransformators i i, die selbst der Netzspannung proportional ist. Dadurch wird für den generatorischen Betrieb der Motoren bei Nutzbremsung das gewünschte Nebenschlußverhalten erreicht. Zum Anlassen der Entladungsgefäße 12 bzw. 20 sind eine Stromquelle 26 und ein Schialter 25 bzw. eine Stromquelle 24 und ein Schalter 23 vorgesehen. Die Anoden 27 und 3o des Gefäßes i--, sind an die Enden der Sekundärwicklungen 31 und 32 des Transformators i i angeschlossen, während die Mittelpunkte dieser Sekundärwicklungen mit der Kathode 3o' des Gefäßes i2 über den. Schalter 14, die Ankerwicklungen 7 und 8 bzw. 5 und 6 und die Drosselspule 13 verbunden sind. Am die Sekundärwicklungen 31 und 32 sind noch Kondensatoren 48 bzw. 49 angeschlossen, die während der infolge von Erschütterungen auftretenden kurzzeitigen Stromunterbrechungen zwischen Fahrdraht 9 und Stromabnehmer io das Arbeiten des Gefäßes 12 sicherstellen sollen. Die Unterteilung der Sekundärwicklung des Transformators i i in zwei Wicklungen 31 und 32 hat den Vorteil, daß infolge der Reaktanz der Wicklungen eine gleichmäßige Lastverteilung zwischen den beiden Motorgruppen i, 2 und 3, 4 eintritt. Die Gitter 33, 34 35 und 36 des Gefäßes 12 sind über die Strombegrenzungswiderstände 37 bis 40 und einen Transformator 41 an den Phasenschieber 42 angeschlossen. Dieser besteht in an sich bekannter Weise aus einer Mehrphasenstatorwicklung 43 und einer Einphasenwicklung 44, die auf dem Rotorkern 45 angebracht ist. Die Statorwicklung ist mit dem Fahrdraht 9 über den Stromabnehmer io und mit der Erde über eine Drosselspule 46 und einen Kondensator 47 verbunden, die ein - Drehfeld in dem Rotor hervorrufen. An dem Rotor 45 ist ein Stellhebel 5o angebracht, mittels dessen sich die Stellung des Rotors und damit der Phasenwinkel zwischen Gitter- und Anodenspannung regeln läßt. An Stelle dieser Art Phasenschieber kann natürlich auch eine andere geeignete Ausführung treten.
• Nimmt man an, daß der Hebel 5o so eingestellt ist, daß Gitter- und Anodenspannung einander .entgegengesetzt sind, also um 18o° in der Phase verschoben sind, und daß weiterhin der Schalter 22 offen ist und sich der Umschalter 14 in seiner rechten Stellung befindet, so werden zwar nach Anlassen der Gefäße 12 und 2o die Feldwicklungen 15 bis 18 erregt, aber die Ankerwicklungen 5 bis 8 erhalten keinen Strom, da die Gitter negativ geladen sind, wenn die Anoden positiv geladen sind, und umgekehrt. Die Motoren laufen infolgedessen inicht an.
• Um nun die Maschinen zum Anlaufen zu bringen, muß mittels des Phasenschiebers 42 der Phasenwinkel zwischen Gitter und Anodenspannung verkleinert werden. Infolgedessen beginnt ein Strom zu fließen, dessen Spannungshöhe jedoch zunächst noch erheblich unter der Sekundärspannung des Transformators i i liegt. Sobald dann der Phasenschieber so eingestellt ist, daß Gitter- und Anodenspannung in Phase sind, hat die Spannung ihre volle Höhe erreicht, und ein kontinuierlicher Strom fließt.
• Anstatt die Verbindung und den Spannungszustand zwischen dem Wechselstromnetz und denn Gleichstrommotor durch Phasenverschiebung zu steuern, kann man auch: den Gittern eine Varspannung geben.
• Will man die Drehzahl der Motoren i bis 4 herabsetzen, so muß man den Hehel5o'so verstellen, daß sich der Phasenwinkel zwischen Gitter- und Anodenspannung vergrößert. Sobald dann diese beiden Spannungen einander entgegengesetzt sind, hört ein Stromdurchgang auf.
• Wenn die Maschinen i bis 4 Strom in den. Fahrdraht 9 zurückliefern sollen, muß der Schalter 14 in seine linke Stellung gelegt werden. Hierdurch werden die Vierbindungen zwischen den. Ankerwicklungen 5 bis 8 und dem Gefäß 12 in einer in der Zeichnung leicht zu verfolgenden Weise umgeschaltet. Außerdem muß der Schalter 22 geschlossen. werden, so daß die Maschinen mit Nebenschlußcharakteristik arbeiten. Mittels des Phasenschiebers kann man dann den Phasenwinkel zwischen. Anoden- und Gitterspannung, entsprechend dem gewünschten Stromdurchgang, einstellen.
• Bei dem in Abb.2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden -die Feld- und Ankerströme der Maschinen i .bis 4 mittels eines einzigen Entladungsgefäßes i2'gleichgerichtet. Die an diesem vorgesehenen Anoden 51 und 52 dienen dazu, die Feldströme der Maschinen gleichzurichten uricl das Gefäß 12' zu erregen, wenn die Feldstromkreise fortlaufend erregt werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Steuerung von mit dem sie sp@eisendenWechselstromn.etz durch gittergesteuerte Entladungsgefäße verbundenen Gleichstrommotoren, insbesondere Fahrzeugmotoren, deren Feld- und Ankerwicklungen über besondere Transformatoren gespeist werden und die außer in Fahrschaltung mit Reihenschlußcharakteristik auch in Nutzbremsschaltung mit Nebenschlußcharakteristik betrieben werden, gekennzeichnet durch eine Schaltvorrichtung (22), die in Fahrschaltung die Primärwicklung des die Feldwicklungen (15 bis 18) der Motoren (5 bis 8) speisenden Hilfstransformators (21) in Reihe mit der Primärwicklung des die Ankerwicklungen der Motoren (5 bis 8) speisenden Haupttransformators (i i) schaltet und die in Bremsschaltung die Primärwicklung" des Hilfstransformators (2i) parallel mit der Primärwicklungdes Haupttransformators (i i) schaltet.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstransformator (2 i) an besondere Hilfsanoden (5 i, 52) des Entladungsgefäßes (12 bzw. i--') angeschlossen ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern des Phasenwinkels zwischen Gitter- und Anodenspannung ein Phaseinschieher (42) vorgesehen ist.
4. 4. Anordnung :nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Nebenschluß zu den: Sekundärwicklungen (:31, 32) des Haupttransformators (ii) des Entladungsgefäßes (12) Kondensatoren (48, 49) oder andere geeignete Vorrichtungen liegen, die bei kurzzeitigen Strommiterbrechungen zwischen Entladungsgefäß (i2) und Netz (9) das Arbeiten des Entladungsgefäßes (1-2) sicherstellen.