DE507433C - Anordnung zum Antrieb elektrischer, aus einem Einphasennetz gespeister Lokomotiven mit einem Einphaseninduktionsmotor, der mit einem Mehrphaseninduktionsmotor zusammenarbeitet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf solche Anordnungen zum Antrieb elektrischer, aus einem Einphasennetz gespeister Lokomotiven, bei denen ein Einphaseninduktionsmotor vorgesehen ist, der einen eine Kurzschluß- und eine Erregerwicklung tragenden Hilfsläufer aufweist und mit mindestens einem Mehrphaseninduktionsmotor zusammenarbeitet,'der über den als Phasenspalter wirkenden Einphasenmotor an das Netz angeschlossen ist. Den Gegenstand der Erfindung bildet eine insbesondere für Zahnradlokomotiven bestimmte Anordnung dieser Art, bei der die Erstwicklung des Mehrphasenmotors an die entsprechend mehrphasig gewickelte, mit dem Einphasennetz in Verbindung stehende Erstwicklung des Einphasenmotors angeschlossen ist und die Zweitwicklungen der beiden Motoren mit je einem Anlaßwiderstand in Verbindung stehen, \vobei mindestens der Anlaßwiderstand des Einphasenmotors eine Unterbrechung des Stromkreises gestattet.

Es ist bereits eine Anordnung bekannt, bei der ein Einphaseninduktionsmotor ohne Hilfsläufer mit einem Mehrphaseninduktionsmotor zusammenarbeitet, der über den als Phasenspalter wirkenden Einphasenmotor an das Netz angeschlossen ist und eine Erstwicklung trägt, die an die entsprechend mehrphasig gewickelte, mit dem Einphasennetz in Verbindung stehende Erstwicklung des Einphasenmotors angeschlossen ist (Arno-Schaltung). Bei dieser bekannten Anordnung kann der Einphasenmotor nur dann ein kreisförmiges Drehfeld, wie es zum Betrieb von Mehrphaseninduktionsmotoren erforderlich ist, liefern, wenn er mechanisch unbelastet ist. Es steht also, wenn beide Motoren zusammenarbeiten, nur der Mehrphasenmotor zur Leistung mechanischer Arbeit zur Verfügung. Außerdem kann für den Betrieb als Einzelmotor nur der Einphasenmotor in Frage kommen; diese Betriebsart ist jedoch für Lokomotiven mit Rücksicht auf die Schwierigkeiten beim Anfahren völlig unbrauchbar. 4-f. Bei der den Gegenstand der Erfindung bildenden Anordnung können dagegen ohne weiteres entweder beide Motoren gemeinschaftlich oder jeder einzeln mechanische Arbeit leisten. Hierin liegt gerade für den Lokomotivbetrieb 5η ein sehr erheblicher Vorteil, da hierdurch die Sicherheit und Anpassungsfähigkeit des Betriebes wesentlich erhöht werden.

Es sind ferner bereits Anordnungen bekannt, bei denen einem Wechselstrommotor zugleich Drehstrom und mechanische Arbeit entnommen wird. Bei diesen Anordnungen handelt es sich jedoch nicht um Einphaseninduktionsmotoren mit Hilfsläufer. Andererseits ist es auch bekannt, einem Einphasen- 6c

induktionsmotor mit Hilfsläufer, der ein kreisförmiges Drehfeld erzeugt, lediglich mechanische Arbeit zu entnehmen.

Auf der Zeichnung ist in Abb. i, 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel der den Gegenstand der Erfindung bildenden, für eine Zahnradlokomotive bestimmten Anordnung durch je ein einer bestimmten Schaltungsweise entsprechendes Schaltungsbild veranschaulicht. »ο A bezeichnet den Fahrdraht des Einphasennetzes, an das der Einphaseninduktionsmotor angeschlossen ist. Der Ständer dieses Motors trägt eine Dreiphasenwicklung mit den Phasenwicklungen B, B¹ und B". Die eine Phasenwicklung B¹ ist durch eine Leitung C an den Fahrdraht^ und eine zweite Phasenwicklung B durch eine Leitung D mit der (nicht dargestellten) Schienenrückleitung verbunden. Die dritte Phasenwicklung B² ist ebenso wie die erste und zweite durch eine Dreiphasenleitung E mit der dreiphasigen Ständerwicklung F eines Drehstrommotors verbunden. Zwischen dem die Dreiphasenwicklung B, B¹, B² tragenden Ständer des Einphasenmotors und dem gleichfalls eine Dreiphasenwicklung G¹ tragenden Läufer G dieses Motors ist ein Hilfsläufer H mit einer Kurzschlußwicklung H¹ und einer an ein Gleichstromnetz angeschlossenen Erregerwicklung H² angeordnet. An die Läuferwicklung G¹ ist ein Anlaßwiderstand G² ange- a schlossen. Der Läufer / des mit der Ständerwicklung F versehenen Drehstrommotors trägt eine Dreiphasenwicklung P, an die einerseits ein Anlaßwiderstand/² und andererseits durch eine Dreiphasenleitung P ein Schalter K angeschlossen ist. Mittels des Schalters K kann die Ständerwicklung F¹ eines zweiten Drehstrommotors entweder (Abb. 1 und 3) mit der Leitung P verbunden werden oder (Abb. 2) unter Vermittlung einer Dreiphasenleitung L an die Leitung £ angeschlossen werden. An die Läuferwicklung P des zweiten Drehstrommotors ist ebenso wie an die des ersten Drehstrommotors ein Anlaßwiderstand P angeschlossen.

Der Einphasenmotor ist zum Antrieb des in die Zahnstange eingreifenden Zahnrades der Lokomotive bestimmt, während die beiden Drehstrommotoren je zum Antrieb einer mit Adhäsionsrädern versehenen Achse dienen und beispielsweise als Achsmotoren ausgebildet sind.

Beim Betrieb der Lokomotive steht die Erregerwicklung H² des Hilf släuf ers H, der hierbei, nachdem er in der bei Einphasenmotoren der beschriebenen Art üblichen Weise angelassen ist, mit der synchronen Drehzahl umläuft, ständig mit dem zugehörigen Gleichstromnetz in Verbindung. Durch die Dämpferwirkung der Kurzschlußwicklung H¹ wird dann von den beiden gegenläufigen Drehfeldern, die man sich nach einer bekannten Vorstellung von dem die Primär- oder Erst- \vicklung B₁ B¹, B² des Einphasenmotors durchfließenden Einphasenstrom erzeugt denken kann, das im entgegengesetzten Sinne wie der Hilfsläufer H umlaufende Drehfeld vernichtet, und es bleibt nur das gleichläufige Drehfeld übrig, das sich mit dem durch die Gleichstromerregerwicklung H^s auf dem Hilfsläufer /-/ erzeugten und zusammen mit diesem umlaufenden Magnetfeld zu einem wirksamen Gesamtdrehfeld vereinigt. Unter der Wirkung dieses Drehfeldes entsteht in dem Dreiphasenstromkreis B, B¹, B", E, F ein Drehstrom, der in der Primär- oder Erstwicklung F des ersten Drehstrommotors ein Drehfeld von entsprechender Größe erzeugt.

Wenn die Lokomotive auf einer Adhäsion*- strecke mit einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit fahren soll, wird die Motorenanordnung in der Schaltungsweise nach Abb. ι benutzt. Der Anlaßwiderstand G- ist hierbei von der Sekundär- oder Zweitwicklung G¹ des Einphasenmotors abgetrennt, so daß diese stromlos ist. Ebenso ist bei dem ersten Drehstrommotor der Anlaßwiderstand J² von der Sekundär- oder Zweitwicklung 7¹ abgetrennt, die über die Leitung P durch den Schalter K mit der Primär- oder Erstwicklung F¹ des zweiten Drehstrommotors verbunden ist. Der Anlaßwiderstand /ⁿ des zweiten Drehstrommotors ist kurzgeschlossen. Die beiden aus der Drehstromleitung E gespeisten Drehstrommotoren, deren Läufer durch das Triebwerk der Lokomotive gekuppelt sind, arbeiten jetzt in Kaskadenschaltung und laufen mit einer dieser Schaltung entsprechenden verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit. Die Lokomotive wird also nur durch die beiden Drehstrommotoren angetrieben, da der Einphasenmotor, dessen Läuferwicklung G¹ stromlos ist, aus der Kraftübertragung ausgeschaltet ist.

Soll die Lokomotive auf einer Adhäsionsstrecke mit einer höheren Geschwindigkeit fahren, so wird die Anordnung in der Schaltungsweise nach Abb. 2 benutzt. Diese unterscheidet sich von der nach Abb. 1 nur dadurch, daß einerseits der Schalter K so eingestellt ist, daß die Ständerwicklung F¹ des zweiten Drehstrommotors von der Leitung P abgetrennt und über die Leitung L an die Drehstromleitung £ angeschlossen ist und andererseits der Anlaßwiderstand /² des ersten Drehstrommotors kurzgeschlossen ist. Die beiden Drehstrommotoren sind also jetzt in Parallelschaltung an die Drehstromleitung E angeschlossen und laufen mit einer nur wenig unter ihrer synchronen Drehzahl liegenden höheren Umlaufszahl, so daß die

Claims (3)

1. Lokomotive mit einer entsprechend höheren Geschwindigkeit fährt.

   Vor der Einfahrt in eine Zahnradstrecke wird die Schaltung nach Abb. 3 hergestellt. Die beiden Drehstrommotoren sind hier wieder in derselben Weise, wie Abb. 1 zeigt, in Kaskadenschaltung an die Drehstromleitung E angeschlossen. Bei dem Einphasenmotor ist jetzt jedoch der Stromkreis der Läuferwicklung C¹ am Anlasser G² geschlossen. Durch passende Einstellung des Anlassers ist es möglich, die Drehzahl des Läufers G so zu regeln, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Zahnrades gleich der

   «5 Umfangsgeschwindigkeit der Adhäsionsräder wird, so daß die Einfahrt in die Zahnradstrecke ohne Stoß erfolgt. Zweckmäßig können die Verhältnisse auch so gewählt werden, daß dieser Zustand erreicht ist, wenn

   ao der Anlasser G", wie in Abb. 3 dargestellt ist, kurzgeschlossen ist. Nach der Einfahrt in die Zahnradstrecke kann man durch entsprechende Einstellung der Anlasser G², /² und /·"' die Belastung beliebig auf das Zahnrad und die Adhäsionsräder verteilen. Insbesondere kann man durch Einschalten eines verhältnismäßig großen Widerstandes am Anlasser G" die Belastung mehr auf den Einphasenmotor verlegen und sogar durch entsprechende Einstellung des Anlaßwiderstandes P die Drehstrommotoren vollständig aus der Kraftübertragung ausschalten.

   1' Λ T E N T Λ N S I · K Ü C1J E :

   ι. Anordnung zum Antrieb elektrischer, aus einem Einphasennetz gespeister Lokomotiven mit einem Einphaseninduktionsmotor, der mit einem eine Kurzschluß- und eine Erregerwicklung tragenden Hilf släufer versehen ist und mit mindestens einem Mehrphaseninduktionsmotor zusammenarbeitet, der über den als Phasenspalter wirkenden Einphasenmotor an das Netz angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die insbesondere zum Antrieb von Zahnradlokomotiven bestimmten Motoren so geschaltet sind, daß die Erstwicklung (F) des Mehrphasenmotors (F, J) an die entsprechend mehrphasig gewickelte, mit dem Einphasennetz (A, D) in Verbindung stehende Erstwicklung (B, B¹, B²) des Einphasenmotors (B, B¹, B², H, G) angeschlossen ist und die Zweitwicklungen (G¹ und J¹) der beiden Motoren je mit einem Anlaßwiderstand ("G² oder /²) in Verbindung stehen, wobei mindestens der Anlaßwiderstand (G²) des Einphasenmotors eine Unterbrechung des Stromkreises gestattet.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1 mit zwei Mehrphaseninduktionsmotoren, gekennzeichnet durch einen Schalter (A'), mittels dessen die Erstwicklung (F¹) des zweiten Mehrphasenmotors (F¹, /⁴), der ebenso wie der erste (F, J) mit einem Anlaßwiderstand (/ⁿ) versehen ist, entweder an die Erstwicklung (B, B¹, B²) des Einphasenmotors oder in Kaskadenschaltung an die Zweitwicklung (7¹) des ersten Mehrphasenmotors (F, J) anschließbar ist.
3. 3. Zahnradlokomotive mit einer Motorenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einphasenmotor (B, B¹, B-, H, G) zum Antrieb des in die Zahnstange eingreifenden Zahnrades dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen