DE633352C

DE633352C - Anlassschaltung fuer elektrische Bahnfahrzeuge mit sechs Motoren

Info

Publication number: DE633352C
Application number: DEA73151D
Authority: DE
Inventors: Emil Poellenhofer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-05-10
Filing date: 1934-05-10
Publication date: 1936-07-25

Description

Anlaßschaltung für elektrische Bahnfahrzeuge mit sechs Motoren Das Anfahren von elektrischen Gleichstromfahrzeugen erfolgt zur Verminderung der Anfahrverluste durch Reihenparallelschaltung der Fahrmotoren. Es kann dabei der übergang von,.einer Motorgruppierung zur anderen auf drei verschiedene Arten vorgenommen werden, und zwar i. durch Leistungsunterbrechung, 2. durch Kurzschließen eines Motors, 3. durch Brückenschaltung.
Am vorteilhaftesten ist die unter 3 angeführte Schaltweise, da bei dieser auch während des Überganges Verluste an Zugkraft, Drehmoment und Geschwindigkeit vermieden werden. Diese Schaltung wird deshalb auch mit Erfolg bei Fahrzeugen mit zwei Motorgruppen, die in Reihenparallelschaltung sowie bei solchen mit vier Motorgruppen, die in Reihen-Reihenparallel-Parallelschaltung anfahren, angewendet. Handelt es sich dagegen um Fahrzeuge mit drei Gruppen von je zwei, im ganzen also sechs Motoren, die in Reihen-Reihenparallel-Parallelschaltung angelassen werden, so macht es Schwierigkeiten, die bekannte Brückenschaltung auch hier anzuwenden. Dies kammt daher, daß in der Reihenparallelschaltung zwei Gruppen mit je drei hintereinandergeschalteten Motoren, in der Parallelschaltung dagegen drei Gruppen mit je zwei hintereinandergeschalteten Motoren vorhanden sind. Es ist also beim Übergang aus jeder der beiden Motorgruppen ein Motor herauszunehmen, und diese beiden Motoren sind zu einer neuen Gruppe zusammenzufassen. Bei den bis jetzt bekannten Schaltungen war dies nur dadurch möglich, daß entweder der eine Übergang von :einer Motorgruppierung zur anderen durch Brückenschal-, tung, der andere dagegen durch Kurzschließen einer Motorgruppe oder beide Übergänge durch Kurzschließen einer Motorgruppe erfolgten. Da es sich hierbei stets um Fahrzeuge großer Leistung handelt, sind die beim Überschalten entstehenden Verluste an Zugkraft, Drehmoment und Geschwindigkeit sowie die dabei auftretenden Stöße bedeutend. und unerwünscht.
Diese Nachteile werden durch vorliegende Erfindung bei einem Fahrzeug mit sechs Motoren, von denen jeder für die Hälfte der Netzspannung gewickelt ist, die in Reihen-Reihenparallel-Parallelschaltung angelassen werden, dadurch beseitigt, daß sowohl der Übergang von Reihe nach Reihenparallel als auch von Reihenparallel nach Parallel durch die Brückenschaltung erfolgt. Hierbei werden die Fahrmotoren und die zugehörigen Anfahrwiderstände so angeordnet, daß die sechs Fahrmotoren mit den Widerständen in vier Gruppen unterteilt sind. Zu diesem Zweck werden zwei Gruppen mit je zwei dauernd in Reihe geschalteten Motoren und einem damit dauernd in Reihe geschalteten Teil des -Widerstandes gebildet, wobei in der einen Gruppe dQr Widerstand hinter,., in der anderen Gruppe dagegen vor den-Motoren liegt. Die zwei weiteren Gruppen: mit je einem Motor sind ebenfalls dauernd, in Reihe mit Teilen des Anfahrwiderstandes geschaltet, der jedoch zur Hälfte vor und zur Hälfte hinter jedem Motor liegt. Diese vier Gruppen werden dann so in Serie gelegt, daß zunächst die Gruppe von zwei Motoren, bei der der Widerstand hinter den Motoren liegt, dann die beiden einmotorigen Gruppen mit ihren zugehörigen Widerständen und zuletzt die Gruppe von zwei Motoren, bei der der Widerstand vor den Motoren liegt, vom Strom durchflossen werden. Beim Übergang von der Reihen- zur Reihenparallelschaltung schaltet sich über Widerstände die erste Gruppe mit zwei Motoren mit der zweiten Gruppe mit einem. Motor in Reihe, wobei letztere der Erde am nächsten liegt, und parallel dazu wird ebenfalls über Widerstände die erste Gruppe mit einem Motor mit der zweiten Gruppe mit zwei Motoren in Reihe gelegt, wobei erstere dem Netz am nächsten liegt.- Von den beiden Motprgruppen_ mit einem Motor liegt also die .eine an der Erde, die andere am Netz. Dadurch wird die, Brückenschaltung für den Übergang von der Reihenparallel- zur Parallelschaltung bereits beim Übergang von der Reihen--zur Reihenparallelschaltung vorbereitet. Dieser erfolgt dann in der Weise, daß die beiden @einmotorigen Gruppen über Widerstände miteinander, die eine zweimotorige Gruppe über Widerstände mit dem Netz, die andere über Widerstände mit der Erde verbunden werden.
In den Abb. i bis 8 'ist .ein Schaltungsbeispiel nach der Erfindung in den hauptsächlichen Schaltstellungen dargestellt. Im einzelnen zeigen: , Abb. i die- erste Reihenstellung, , Abb. a -die letzte Reihenstellung, Abb. 3 die Brückenschaltung- beim Übergang von Reihe nach Reihenparallel, Abb. 4 die erste Reihenparallelstellung, Abb. 5 die letzte Reihenparallelstellung, Abb.6 die Brückenschaltung beim übergang von Reihenparallel nach Parallel, Abb.7 die erste -Parallelstellung, Abb.8 die letzte Parallelstellung.
In den Abbildungen bezeichnen ai bis a6 die Anker- und Hilfsfeldwicklungen der Motoren, b1 bis b6 die Häuptfeldwicklungen der Motoren, c den hinter den Motoren a1, b1 und a2, b2 liegenden Teil des Anfahrwiderstandes, d den vor dem Motoras, b3 liegenden Teil des Anfahrwiderstandes, e. den hinter dem Motoras, b3 liegenden. Teil des Anfahrwiderstandes, f den vor dem Motoraa -b liegenden Teil des Anfahrwiderstandes, g den hinter dem Motor a4, b4 liegenden Teil des Anfahrwiderstandes, h den vor den Motoren `'a;" b5 und a6, b6 liegenden Teil des Anf4lirwiderstandes, T die Oberleitung.
Die Widerstände-c bis lt sind mit den zugehörigen Motoren an einer Stelle dauernd fest verbunden und werden nie getrennt.
In der ersten Reihenstellung liegen nach Abb. i die Motoren a1, b1 bis a6, b3 mit SäMtliehen Anfahrwiderständen hintereinander. Auf den weiteren Stellungen, die nicht dargestellt sind, da sie mit dem Wesen der Erfindung nichts zu tun haben, werden die Anfahnviderstände stufenweise kurzgeschlossen. Wie Abb. z zeigt, sind die letzteren in der letzten Reihenstellung überbrückt. Es liegen dann also sämtliche Motoren ohne Widerstände in Reihenschaltung am Netz.
Beim . WeiterschaNen nach der ersten Reihenparallelschaltstellung verbinden sich beim Übergang, wie in Abb.3 dargestellt ist, die Widerstände c mit f sowie e mit /i, während der Widerstand d an das Netz, der Widerstandg an die Erde gelegt wird, wobei jedoch die Reihenschaltung der Motoren bestehen bleibt. Darauf lösen sich beim Weiterschalter die Verbindungen zwischen dem Feld b2 und dem Anker a3, dem Feld b3 und dem Anker al, dem Feld b4 und dem Anker a5. Es wird also während des Überganges kein Motor kurzgeschlossen oder abgeschaltet. In der .ersten Reihenparallelschaltung sind, wie Abb.4 zeigt, zwei parallele Stromkreise vorhanden. In dem einen liegen die Motoren a1, b1, a2, b2 und a4, b4 mit den Widerständen c" f 'und g, wobei: der Motor a4, b4 der Erde am nächsten liegt. Im zweiten Stromkreis befinden sich die Motorena3, b3, a5, b5 und a6, b6 mit den Widerständen d, e und lt, wobei der Motor a3, b3 dem Netz am nächsten liegt. Beim Weiterschalter werden die Anfahrwiderstände stufenweise kurzgeschlossen. In der letzten in Abb.5 veranschaulichten Reihenparallelstellung sind die Widerstände c, f bzw. e, h überbrückt und d, g kurzgeschlossen. Die drei Motoren eines jeden Stromkreises liegen also in Hintereinanderschaltung ohne Widerstand :am Netz.
-Geht man nun zur ersten Parallelstellung über, so werden, wie Abb. 6 zeigt, beim übergang _ die Widerstände ie und f miteinander verbunden, während der Widerstand c an Erde und der Widerstand h an das Netz gelegt wird, wobei jedoch die Reihenschaltung der drei Motoren in jedem der beiden parallelen Stromkreise bestehen bleibt. Beim Weiterschalter lösen sich die Verbindungen zwischen dem Feld b2 und dem Anker a.4 sowie zwischen dem Feld b3 und dem Anker a5. Es wird also auch während des Überganges von Reihenparallel nach Parallel kein Motor kurzgeschlossen oder abgeschaltet.
Jetzt sind also drei parallele Stromkreise mit je zwei Motoren und den erforderlichen Widerständen in Reihe geschaltet vorhanden. In dem ersten befinden sich die Motoren a1, b1 und a., b2 mit dem Widerstand c, im zweiten die Motoren a3, b3 und a, b4 mit den Widerständen e und. f und endlich im dritten die Motoren a5, b5 und a6, be, mit dem Widerstandk. In den weiteren Stellungen erfolgt das stufenweise Kurzschließen dieser Widerstände, so daß auf der letzten in Abb. 8 dargestellten Parallelstellung die Motoren unmittelbar in drei Gruppen parallel am Netz liegen.
Durch die vorstehend ausführlich erläuterte neuartige Schaltung wird also der Vorteil erreicht, daß auf allen übergangsstellungen die volle Motorleistung ausgenutzt wird, da Verluste an Zugkraft, Drehmoment oder Geschwindigkeit vermieden werden und dadurch ein stoßfreier Übergang von einer Motorgruppierung zur anderen :erfolgt. Die Anordnung nach der Erfindung ist nicht nur auf die Anwendung bei sechsmotorigen Schaltungen beschränkt, sondern kann überall da Verwendung finden, wo die Motorzahl ein ga .nzzahliges Vielfaches von Sechs ist und das Anlassen in Reihen-Reihenparallel-Parallelschaltung vorgenommen werden soll.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anlaßschaltung für elektrische Bahnfahrzeuge mit sechs Motoren, von denen jeder für die halbe Netzspannung gewickelt ist, und die in Reihen-Reihenparallel-ParalleIschaltun,g angelassen werden, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Übergang von Reihe nach Reihenparallel als auch von Reihenparallel nach Parallel mit Hilfe einer Brückenschaltung erfolgt, so -daß keine Verluste an Zugkraft, Drehmoment und Geschwindigkeit sowie keine Stöße entstehen. z. Anlaßschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen mit je zwei dauernd in Reihe geschalteten Motoren und den zugehörigen, damit in Reihe geschalteten Anfahrwiderständen gebildet sind, - derart, daß bei der einen Gruppe der VGTiderstand hinter den Motoren, bei der anderen dagegen vor den Motoren angeordnet ist, sowie zwei weitere Gruppen mit je einem Motor mit ebenfalls dauernd in Reihe geschalteten Teilen des Anfahrwiderstandes vorhanden sind, der jedoch zur Hälfte vor und zur Hälfte hinter jedem Motor angeordnet ist. 3. Anlaßschaltung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Motorgruppen in der Reihenfolge: Motorgruppe mit zwei dauernd in Reihe geschalteten Motoren und Widerstand hinter den Motoren, zwei Motorgruppen mit je einem Motor und Widerstand vor und hinter jedem Motor, Motorgruppe mit zwei. dauernd in Reihe geschalteten Motoren und Widerstand vor den Motoren in Reihenschaltung hintereinanderliegen, und daß beim übergang'von der Reihen- zur Reihenparallelschaltung der hinter der ersten Motorgruppe mit zwei Motoren angeordnete Widerstand mit dem vor dem zweiten Einzelmotor angeordneten Widerstand sowie der hinter dem ersten Einzelmotor liegende Widerstand mit dem vor der zweiten Gruppe mit zwei Motoren angeordneten Widerstand hintereinandergeschaltet sind, währehd gleichzeitig der vor dem ersten Einzelmotor angeordnete Widerstand mit dem Netz und der hinter dem zweiten Einzelmotor liegende Widerstand mit der Erde verbunden werden, wodurch der Übergang ohne Abschaltung oder Unterbrechung eines Motors stattfindet und gleichzeitig die Brückenschaltung für den Übergang von der Reihenparallelschaltung zur Parallelschaltung vorbereitet wird. 4. Anlaßschaltung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der Reihenparallel- zur Parallelschaltung durch Verbindung des hinter der ersten Motorgruppe mit zwei Motoren angeordneten Widerstandes mit der Erde, des vor der zweiten Motorgruppe mit zwei Motoren liegenden Widerstandes mit dem Netz und durch Verbindung des hinter dem ersten Einzelmotor angeordneten Widerstandes mit dem vor dem zweiten Einzelmotor angeordneten Widerstande erfolgt, wodurch der Übergang Bohne Unterbrechung oder Kurzschließung eines Motors stattfindet.