DE628496C - Nutzbremsschaltung fuer im Motorbetrieb als Reihenschlussmotoren arbeitende Einphasenwechselstrom-Kommutatormaschinen - Google Patents

Description

• Nutzbremsschaltung für im Motorbetrieb als Reihenschlußmotoren arbeitende Einphasenwechselstrom-Kommutatormaschinen Die Erfindung betrifft Nutzbremsschaltungen für Wechselstrom-Kommutatorinaschinen. Für eine solche Nutzbremsschaltung wird, besonders wenn sie im Bahnbetrieb Pngewendet werden soll, größte Einfachheit der Schaltung sowie ein geringer Bedarf an zusätzlichen Apparaten bzw. ein geringes Gewicht der zusätzlichen Apparate verlangt. Die einfachste Schaltung ist nun die Reihenschaltung, in der die Maschine auch beim Bremsen als Reihenschlußmotor verwendet wird. Beim Generatorbetrieb tritt hier jedoch bekanntlich Selbsterregung ein, sobald die Bremsleistung die innere Widerstandsleistung übersteigt. Diese Selbsterregung ist bisher durch @ Verwendung eines Zwischentransformators verhindert worden. Dieser fällt jedoch schwer aus und ermöglicht die Unterdrückung der Selbsterregung auch nur für einen beschränkten Geschwindigkeitsbereich. Man hat daher zur Unterdrückung der Selbsterregung eine parallel zur Erregerwicklung geschaltete Reaktanz verwendet. Diese Schaltung hat aber noch den Nachteil, daß die Erlangung eines größeren selbsterregungsfreien Betriebsbereiches bei gegebener Bremsleistung großen Ankerstrom und kleine Netz= spannung bedingt. Dieser Nachteil wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß die Reaktanz über eine Teilspannung zur Erregerwicklung parallel gelegt wird. Dieses Einfügen einer Teilspannung bringt eine zusätzliche Fremderregung. Die Fremderregung selbst ist bekannt. Ihre Anwendung führte jedoch bisher zu schalttechnisch umständlichen Anordnungen. Im vorliegenden Fall wird durch Einfügung der Teilspannung erreicht, daß bei Anwendung der Reaktanz der Motor in der Bremsperiode nicht so stark erwärmt wird, wie es@bei unmittelbarem Anschluß der Reaktanz an die Erregerwicklung der Fall wäre. Der Motor kann daher seine normale Größe beibehalten, die aus dem Gesichtspunkt heraus berechnet ist, daß der Motor während der Bremsperiode nicht so stark belastet ist wie während der Fahrt und in dieser Zeit Wärme abgibt. Der Motor wird jetzt also leichter und billiger ausfallen und außerdem nicht mehr Raumur einnehmen, und zwar wird dieser Unterschied recht beträchtlich sein.
• In Fig. i der Zeichnung ist zunächst die bekannte Schaltung veranschaulicht. Die Abbildung zeigt eine Wechselstrom-Kommutatormaschine m mit dem Anker .2 und der Erregerwicklung i. Die Maschine liegt an dem

  Transformator t, der aus dem Netz n in tier-

  üblichen Weise über den Schalter s und eine

  Überschaltdrösselspule b gespeist wird. Der'

  Erregerwicklung i:--der- Maschine und im vor-

  liegenden Fall zugleich dem Ohmschen

  Widerstand 5 ist eine Reaktanz#4 parallel' ge-

  schaltet, die zur Begrenzung der Selbsterre-

  gung dient. Der innere Widerstand der, Er-

  regerwicklung ist in ebenfalls an und für' sieh-

  bekannter Weise durch einen zusätzlichen

  Ohmschen Widerstand 5 vergrößert.

  In Fig. 2 ist nun nach der Erfindung die

  der Erregerwicklung i parallel geschaltete-

  Recktanz 4 über eine Teilspannung Ui an den

  Transformator t angeschlossen; woduarchs die

  gewünschte Verbesserung erreicht-wird#

  Im Ankerkreis liegt des weiteren beim Ge-

  neratorbremsbetrieb. eine Impedänz= 3, die die

  BremslirafFN/G"eschwindiglfeit-Kenniihie- beein-

  flußt, so daß diese nach Bedarf gewählt wer-

  den kann. Resteht die Impedanz aus einem

  rein Ohmschen Widerstand; so ergibt sich ein

  steiler Anstieg der Rremskraft mit der Ge-

  schwindigkeit. Hat die Impedanz einen rein.

  induktiven Widerstand, so- wi#rdr hiergümch, ein=

  flacher Anstieg der Bremskraft. mit der Ge-

  schwindigkeit bewirkt. Eine mittlere Kenn-

  linie ergibt sich für eine Zusammensetzung

  der Impedanz aus Ohmschen und induktiven

  Widerständen.. Diese Impedanz begxerzt auch

  die Stromstärke und ist zu. diesem Zweck be-

  reits benutzt worden:. Sie. begrenzt diese aber

  nicht ausschließficir wie. bei dem bekannten.

  Ausfiihrungen;. denn der Ankerstrom. wird,

  schon, durch, entsprechende Bemessung der

  Reakta=. q: und, den Teilspannung- U,-. be-

  g r-enn t.

  In Fig, 3 ist das Vektnrdiagramm .der

  Schaltung, nach Fig. 2 für. einen bestimmten

  Betriebspunkt dargestellt.. Der Stromvektor-

  und SBannungsvektorindex ' entspricht den

  Schaltungsteilbezeichnüngen E,., ist. die. Ro-

  tations-EMK. J11. ist der durch die Fremd-

  erregung und J1, der. durch den Ankerstrom;

  bedingte Anteil dos Enregenstromes.Ii. Wie-

  die Fig. 3s zeigt,, wird der Spannungsabfall E1

  irr der Erregerwi.eklung, zur Begrenzung, des:

  Ankerstromes- mit ausgenutzt,. so- daß. die

  Spannung,Eg der- Impedanz., um: den Be-

  trag El kleinen wird, als wenn. dies. nicht der

  Fall wäre..

  Um bei der Schaltung nach. Fig; 2, bei

  Motor- und Generatorbetrieb die gleiche An-

  ker,dnehrichtung beizubehalten, muß. beim:

  Gbesgan- vorn Motor,- zum, Genergtorbetrieb@

  nicht nun der Schalter 6,. den die Real tanz

  zur Erregeswicklung-r pamallel legt,, voll, der

  Stellung T nach II umgelegt, sondern auch der

  Fahrtwender betätigt werden. Diese Betäti-

  gung des Fahrtwenders kann; dadurch vermie-

  den werden, daß die Erregerwicklung,. wie in.

  Fig. 4 gezeigt, statt über eine Recktanz über einen Kondensator 7 an eine der Teilspannung U1 entgegengesetzt gerichtete Teilspannung, U#. gelegt wird. Zur Angleichung der günstigsten Kondensatorspannung an die im Erregerkreis verlangte Spannung kann ein Transformator 8 verwendet werden, wie in Fig.. 5 veranschaulicht ist. Die Kondensatorsefialtung ermöglicht es auch, beim Festhaltem der geraxie eingeschalteten Fahrstufe direkt vom Fahnen auf Bremsen überzugehen.
• Beim Hocfischaften der Hauptspannung ist es unter Umständen von Vorteil, die Teilspannung zugleich hochzuschalten. Man erreicht hiermit, daß der Regelbereich vergrößert wird. Die Vorrichtung zum Hochschalten der Teilspannung kann dabei .dadurch vereinfacht werden; daß die Teilspannung aus Hauptstufen des Transfßrmators über einen Hilfstransformator entnommen - wird. Bei Verwendung des-Reaktanz q, ist dann die Anwendung eines Spartransformators 9 möglich;. wie in. Fig.. 6 veranschaulicht ist.
• Bei mehrmotorigen Anordnungen können die- Erregerwickfungen der Motoren hintereinandergeschaltet und zu ihnen eine gemeinsame Recktanz 4 parallel geschaltet werden. Hierdurch kann der für das Hochschalten erforderliche Hilfstransformator erspart werden..
• Wie- ersichtlich; ist. bei der neuen Schal, tungnur eim einziger Umschalter erforderlich,, ums vom. Motoxbetiieb, zum Generatorbetrieb. überzugehen.
• Auch bereits ausgeführte Bremsschaltungen: mit Fremderregern und Strombegrenz-ungsdrosselspulen. sowie. Widerstandsbrerssehaltungeir lassen sich in: einfacher Weise durch. Anwendung der in ihrer Leistung (Ee;X J,1, ugl. Fig..3). kleinen Recktanz bzw. einer Kapazität 7 in. die oben beschriehenent Schaltungen umändern und können damit vorteilhafter ausgenutzt werden als. bisher: Bei mehrmotorigem Betrieb kann. man. die parallel geschalteten Recktanzen erspa-reii, wenn man: die Erregerwicklung eines Motors. als.paxallel geschaltete Recktanz für einen anderen Motor benutzt,. allerdings aber nur bei der Schaltung nach Fig"2, bei der die Reaktan.z zur Ezregerwialclung der Maschine über eine. Teilspannung parallel liegt.. Fig. 7 zeigt eine- derartige Anordnung.. Hier liegt der- eine Motor %. mit seiner Erregerwicklung i i. am Ende des Transformators t und ein zweiter Motor m,. mit seiner Erregerwicklung i2 an: der Teilspannung Ui. Diese Schaltung hat auch den Vorteil, daß die Impedanz 3, die die @Bremskraft/Geschwindrgkeit-Kennlinie bestimmt;, nicht erforderlich ist. Bei der Schaltung; nach Fig. 7 ist allerdings der Betriebsbereich, innerhalb dessen die Selbsterregung verhindert wird, etwas eingeengt. Dieser Nachteil kann jedoch gemäß Fig.8 durch Hinzufügung parallel zu den Erregerwicklungen i i und z2 geschalteter Reaktanzen 13 und 1q. wieder beseitigt werden. Dabei ergibt sich außerdem noch als besonderer Vorteil, daß die Beanspruchung der beiden als Generatoren wirkenden Maschinen gleichmäßig wird.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Nutzbremsschaltung für im Motorbetrieb als Reihenschlußmotoren arbeitende Einphasenwechselstrom-Kommutatormaschinen, insbesondere für Bahnbetrieb, deren Erregerwicklung für den Generatorbetrieb eine Reaktanz parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktanz der Erregerwicklung über eine Teilspannung parallel liegt.
2. 2. Nutzbremsschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ankerstromkreis eine Impedanz (3) liegt, die die Bremskraft/Geschwindigkeit-Kennlinie bestimmt.
3. 3. Nutzbremsschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktanz durch eine Kapazität (7) ersetzt ist, die über eine der mit der Reaktanz verwendeten Teil@Pärittüng entgegengesetzt gerichtete Teilspannung zur Erregerwicklung parallel liegt. q..
4. Nutzbremsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität (7) zur Erregerwicklung transformatorisch parallel geschaltet ist.
5. 5. Nutzbremsschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilspannung vorteilhaft mit Hilfe eines Transformators zugleich mit der Hauptspannung hochgeschaltet wird.
6. 6. Nutzbremsschaltung nach Anspruch i für mehrmotorigen Betrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung eines Motors als parallel geschaltete Reaktanz für einen anderen Motor dient.
7. 7. Nutzbremsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu den Erregerwicklungen der Motoren zur Vergrößerung des selbsterregungsfreien Betriebsbereichs auch noch Reaktanzen parallel geschaltet sind.