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Lokomotivantrieb mit Phasenumformer für die Umformung von Ein- oder
llehrphasenstrom In dein Patent 491 705 ist ein Lokomotivantrieb mit Phasenumformer
mit asznchronem Verhalten beschrieben, der zur Ümformun g von Ein- oder Mehrphasenstrom
auf Strom beliebiger Phasenzahl dient und bei dem der mehrphasig ausgeführte Läufer
durch eine fremderregte Mehrphasenerreg;r:maschine --,rregt wird. Von diesem P.hasenttmformer
>ollen Induktionsmotoren gespeist werden. Diese besitzen aber, wenn ihre Regelung
durch Polumschaltung oder Iiaskadenschaltung erfolgt, nur einige, wenige Geschwindigkeitsstufen.
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Dieser Übelstand soll nach der Erfindung dadurch beseitigt werden,
daß der Phasenumformer eine oder mehrere für Spann,ungsregelung des den Antriebsmotoren
zugeführten Stromes in -weiten Grenzen schaltbare Sekundärwicklungen erhält, .denen
verschieden große Spannungen entnommen werden können. An Stelle der Induktionsanotoren
werden dann Motoren verwendet, deren Geschwindigkeit von der zugeführten Spannurig
abhängt, also für elektrische Lokomotiven z. B. die bekannten E;nphasenkommutatormotoren.
Diese werden :dann natürlich nicht für die Frequenz 5o, sondern für eine niedrigere
Frequenz gebaut, und ihre Geschwindigkeit wird durch Stufenregelung an der Sekunr_lärwicklung
des Phasenumformers geregelt.
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Die Geschw:ilndigkeitsregelung kann noch weiter dadurch verfeinert
werden, daß die Geschwindigkeit zwischen den grobein Stufen durch Veränderung der
Feldstärke des Umformers vvrändiert wird. Auf @die Möglichkeit, die Feldstärh; des
Umformers zu regeln, ist bereits im Patent 491 7o5 hingewiesen. Die Ausführung wird
im folgenden noch näher beschrieben.
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Es ist an sich gleichgültig, wieviel Sekundärwicklungen mit Anzapfungen
-in dem Umformer vorgesehen werden. Man kann eine einzige Sekundärwicklung verwenden,
man kann aber auch .mehrere Wicklungen benutzen von verschiedener Phasenlage. In
allen Fällen jedoch soll durch die Erregermaschine des Umformers das Drehfeld möglichst
vollkommen ausgebildet werden, so daß die Drehstromerregermaschirne ihrerseits stets
an eine Mehrphaseustrom liefernde, gegebenenfalls besondere Wicklung im Umformer
angeschlossen werden dann. Diese Mehrpha:senwicklung kann entweder für sich ;im
Ständer dies Umformers gewickelt sein, in welchem
Falbe sic mit
beliebigen und von den übrigen Wicklungen abwzicheirder Phasenzahl ausgeführt werden
kann, oder sie dann mit ,den für deii Betrieb d:r Motoren vorgesehenen Wicklungen
vereinigt werden, unter Umständen unter Zuhilfenahme einer besonderen Phasentransforination
mit irgendwelchen hierzu bekannten Mitteln.
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Es mL-iß noch erwähnt werden, .daß bereits vorgeschlagen wurde, bei
Phasenumformern einige in Dreieck geschaltete, am Nullpunkt rmer Sternschaltung
liegende Windungen der Seku:ndürwicklung .in Stufen abschaltbar zu lachen. Dies
geschah jedoch zu dem Zweck, Aie Spannung der Wicklung zu regeln, soweit sie den
Leistungsfaktor beeinflußt. An eine Spannungsregelung in weiten Grenzen, die zur
Geschwindigkeitsregelung der Motoren verwendet werden kann, wie :es nach der vorstehenden
Erfindung :beabsichtigt ist, wurde bei der bekannten Anordnung .nicht gedacht. Diese
Regelung konnte durch die bekannte Anordnung ,auch nicht erreicht werden.
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In der Figur ist die Ausführung der Erfindung an einem Beispiel erläutert,
und zwar ist für den Umformer eine Zuv:eiphasenwicklung für den selzundären Teil
gewählt worden. Man kann nämliich die Einphasenmotoren zweckmäßig im mehren. Gruppen
teilen, wobei am häufigsten Gruppen von gerader Zahl vorkommen. So wird man Fahrzeuge,
bei denen zwei .oder vier Motoren vorhanden sind, mit einem Zweip:h@asensvstem,
und solche, bei denen drei Motoren vorhandian sind, finit einem Dreiphaasensvstem
versehen. In der Abbildung bedeutet i den Fahrdraht, 2 den Stromabnehmer, 3 die
Hochtsp.annungswickhing, .4 die Erdleitung des Umformers 5, dessen Läufer eine regelmäßige
Dreip:hasenwicklung 9, io, ii be!siitzt, die an Schleifringen 1a, 13, 14 geführt
sind. Die sekundäre Zw eiphasenwickItmg ist mit 7 6 und 78 bezeichnet. Sie hat nach
der Erfindung Anzapfpunkte mit verschiebbaren Kontakten auf jeder der beiden Phasen,
die mit 74 und 75 bezeichnet sind und die zu zwei Leitungen 72 und 73 führen.
Von .diesen beiden Leitungen werden unter Zuhilfenahme der Leitung 77 die Einphasenkommutatormotoren
86 und 87 gespeist. Diese, Motoren besitzen jeder eine Kompensationswicklung 88
und 89 sowie eine Erregerwicklung go und 99. Schalter und Umschalter sind der Einfachheit
der Darstellung-wegen weggelassen. Werdm -die Kontakte 7.1. und 75 an den Wicklungen
76 und 78 entlangbewegt, so wird die Spannung an den Motoren 86 und. 87 in groben
Stufen geregelt.
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D=ie Drehstromerr egermaschine 6o ist mit ihren Schleifringen 28,
29 und 3o, wie im Hauptpatent, über die Sekundärwicklung 92 eines Transformators
93 und über Regelkontakte 91 an das Zweiphasennetz, d. h. an die W icklungen 76
und 78 :und die Walleitung ;; fest .angeschlossen und empfängt somit eine während
des Regelvorganges zwar nicht konstante, aber doch weit weniger veränderte Spannung
als die Motoren 86 und 87. Inder Zeichnung ist die Umstellung von Zweiph:as:enstrom
in Drc4iphaas:e:nstrom beispielsweise durch vi:nen Scottschen Transformator dargestellt,
dessen Sekundärwicklung 92 drelphlasig ist, während @diiie Primärwicklung zweiphasig
ist; die eine Phase ist: mit 9d., -die andere mlit 95 bezeichnet. Es könnten an
:dieser Stelle auch andere Phasenumformer verwendet werden. So könnte man z. B.
einen dem Hauptumformer 5 ähnlichen rotierenden Phasenumformer kleinerer Ausführungsart
verwenden. Damit wäre der Vorteil verbundien, @daß die Regelung bequemer wird undin
Stromkreisen von noch geringerer Stromstärke stattfindet als bei Tr ansformatoren
der hubgebildeten Art. Diese Art hat ihr ers-eits den Vorteil des ruhenden Apparates
für sich.
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An die gleiche, nahezu konstante Spannung liefernde Leitung, an der
der Transformator für :.die Erregermaschine liegt, können beispielsweise noch andere
Maschinen, die in der Lokomotive für Ventilation odier für Drucklufterze.tgun g
nötig s!inid und bei denen keine Regelbarkeit verlangt ist, angeschlossen "werden.
Dies ist z. B. durch Zw eiphasenmotoren 96 und 97 angedeutet -Der Regelvorgang vollzieht
sich nun so, d,aß die erforderliche Spannung zunächst mit Hilfe der Kontakte 74
und 75 am Umformer abgegriffen wird, und zwar so, !d@aß die .dort abgegriffene Spannung
etwa. .unterhalb derj enigen Spannung bleibt, welche man zu bekommen wünscht. Hierauf
wird mit dem Schalter gi diie Erregung des Umformers in der im Hauptpatent beschriebenen
Weise verstärkt, so daß :die Spannung .an dien Kontakten 74 und 75 :etwas steigt.
Reicht die Spannung, idi@e man auf diese Weise erreicht, bis nahe an diejenige,
welche der nächste der Hauptkontakte geben würde, so wird zuiiächst die Spannung
mit Hilfe der Kontalde gi wi@edfer etwas verkleinert. Die Kontakte 74 und 75 werden
um eine Stufe verschoben, und von dort aaus kann :die Spannung wiederum durch Verstärkung
der Erregung des L"informers erhöht wierden. Man ist dadurch in der Lage, den Motoren
86 und 87 eine sehr feinstufig abgepaßte Spannung zuzuführen. Man wird immer danach
trachten, die Spannung nicht bloß mit den Kontakten an der Sel;,undärwicklung des
Umformens 5, sondern auch durch @stärkeres Erregen :des Umformers mit ,einzustellen,
damit man möglichst immer einen guten Leistungsfaktor in der Fahrleitung bekommt.