DE656351C - Schaltung fuer mehrmotorige Gleichstromantriebe mit Hauptstrom- oder Verbundmotoren - Google Patents

Description

• Schaltung für mehrmotorige Gleichstromantriebe mit Hauptstrom- oder Verbundmotoren Die vorliegende Erfindung bezieht sich sowohl auf das Anfahren als auch auf die Kurzschlußbremsung mehrerer Hauptstrommotoren, deren Anker parallel geschaltet sind. Ihre Hauptanwendung erstreckt sich auf das Gebiet der elektrischen Bahnen. Um die während des Anlassens oder auch Kurzschlußbremsens infolge stufenweiser Abschaltung des Ankervorwiderstandes entstehenden Zugkraftstöße zu vermindern, ist es bekanntgeworden, parallel zu den Feldern der Hauptstrommotoren Einrichtungen zu schalten, welche im Augenblick der Stromspitze eine besondere Stromverteilung im Motorkreis bewirken. Durch solche Mittel, wie z. B. einen Ohmschen Widerstand, eine Dämpfungsmaschine, eine Drossel oder einen Transformator, wird, je nachdem ob die Motoren des Fahrzeugs als Motoren oder als Generatoren arbeiten, beim plötzlichen Anstieg des Ankerstromes das Feld vorübergehend verstärkt bzw. geschwächt, so daß die Zugkraftspitze abgefangen wird.
• Ein Nachteil sämtlicher Schaltungen der beschriebenen Art war es bisher, daß die Zugkraft-Stromkennlinie der Motoren durch die parallel zum Feld geschaltete Dämpfungseinrichtung geändert wird.
• Nach der Erfindung wird dieser Nachteil bei mehrmotorigen Antrieben, bei denen mehrere Anker parallel und die zugehörigen Hauptstromfeldwicklungen sämtlich oder in parallel liegenden Gruppen hintereinandergeschaltet sind und die aus den Ankern gebildeten Gruppen in Reihe mit den Hauptstromfeldwicklungen liegen, dadurch behoben, daß parallel zu diesen Feldwicklungen ein oder mehrere an sich bekannte Dämpfungseinrichtungen zur Herabsetzung der Zugkraftstöße bei stufenweisem Abschalten der Ankervorwiderstände geschaltet sind, welche gerade einen so großen Teil des Gesamtstromes aufnehmen, daß in den Hauptstromfeldwicklungen derselbe oder annähernd derselbe Strom fließt, wie wenn jede Feldwicklung mit ihrem zugehörigen Anker ohne die parallele Dämpfungseinrichtung in Reihe geschaltet wäre.
• Es ist bereits eine Schaltung für mehrmotorige Gleichstromfahrzeuge mit Hauptschlußmotoren bekanntgeworden, bei der die Anker parallel und die zugehörigen Feldwicklungen sämtlich hintereinandergeschaltet sind. Dieser Anordnung liegt jedoch die Aufgabe zugrunde, eine Überlastung der Motorfelder zu verhindern, nachdem die Nutzbremsung beendet und die Kurzschlußbremsung eingeleitet worden ist. Zur Erreichung dieses Zieles wird ein parallel zu den in Reihe liegenden Feldwicklungen geschalteter Widerstand eingeführt. Seine Auslegung ist aber nach ganz anderen Gesichtspunkten vorzunehmen wie die Bemessung der Dämpfungseinrichtungen nach der Erfindung. Mit Rücksicht auf eine gute Bremswirkung und einen möglichst großen Rückgewinn ist es bei, der bekannten Schaltung an sich erwünscht, den Motorfeldern einen möglichst großen Strom zuzuführen. Man wird daher niemals diesen Schutzwiderstand so wie beim Erfindungsgegenstand bemessen, daß er nämlich dem Motor die gleiche Strom-Zugkraftkennlinie verleiht, wie wenn j e ein Anker und ein Feld in Reihe geschaltet wären. Vielmehr wird man die Stromaufnahme dieses Schutzwiderstandes so weit herabsetzen, wie sich dieses mit den vorher erwähnten Eigenschaften der Bremsung verträgt.
• Schließlich sei noch auf eine bekannte Dämpfungseinrichtung vorwiesen, mit der ebenfalls eine Änderung der Zugkraft-Stromkennlinie vermieden wird. Diese Wirkung wird dadurch erreicht, daß entweder eine besondere Kurzschlußwicklung auf den Feldpolen aufgebracht wird, die natürlich Platz beansprucht, oder ein Teil der Hauptstromfeldwicklung kurzgeschlossen wird. wodurch Amperew indungen verlorengehen. Ganz ab-g e Sehen davon, daß auf diese Weise der Wickelraum der Feldspule nicht voll ausgenutzt wird, -wo in neuzeitlichen Bahnmotoren sowieso wenig Platz -für die Unterbringung der Feldwicklung zur Verfügung steht, kann die bekannte Anordnung auch nur für kleine elektrische Fahrzeuge Verwendung finden, bei denen die Anzahl der Bremsstufen aufs äußerste, möglichst auf eine einzige, beschränkt ist, wo es sich also nicht um ein mehrstufiges Abschalten der'Ankervorwiderstände handelt. Demgegenüber hat der Erfindungsgegenstand den weiteren Vorteil, daß die Dämpfungseinrichtung nicht innerhalb des Motors untergebracht werden muß, sondern der Motor unverändert beibehalten werden kann. Gerade diese Tatsache ist für die Praxis sehr bedeutungsvoll. Zu diesem Zwecke wird die Dämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung so bemessen, daß trotz ihrer Parallelschaltung zu den in Reihe geschalteten Hauptstromfeldwicklungen des Motors die Zugkraft-Stromkennlinie keine Veränderung erfährt.
• In Abb. r sind A und B die Anker zweier Bahnmotoren, welche mit den zugehörigen Hauptstromfeldern E und F in Reihe geschaltet sind. Beide Motoren sind außerdem parallel und mit dem Vorschaltwiderstand R in Reihe geschaltet. K ist die Fahrleitung und G die Erdrückleitung. Würde man bei dieser normalen Fahrschaltung parallel zu den Feldern E und F die erwähnten Dämpfungsmittel, z. B. eine. Transformatorw icklung, schalten, so würde sich die Zugkraftkennlinie der Motoren ändern, weil nicht mehr der volle Ankerstrom durch die Feldspulen fließt, sondern nur ein Teil desselben.
• ' In Abb. a ist eine Anordnung nach der Erfindung dargestellt, bei welcher die Felder E und -F in Reihe geschaltet sind und daher der erwähnte Nachteil beseitigt ist. Die Dämpfung der Zugkraftstöße erfolgt durch den TransformatorT, dessen SekundärwicklungS parallel zu den beiden Hauptstromfeldern liegt. Bei plötzlichem Anwachsen der Ankerströme durch Schalten einer Stufe des Widerstandes R wird in der Sekundärwicklung S ein Strom induziert, da die Ankerströme auch die. Primärwicklung P des Transformators durchfließen; dieser induzierte Strom verstärkt den Feldstrom der Motoren und vergrößert damit ihre Gegen-EMKe, was wiederum eine Verminderung der Stromspitze und also auch eine Verringerung des Zugkraftstoßes bedeutet.
• Ist der Widerstand der pargllel zu den Hauptstromfeldern liegenden Transformatorwicklung S gleich oder annähernd gleich der Summe der Widerstände der beiden Hauptstromfeldwicklungen, dann bleiben die Zugkraftkennlinien der Motoren unverändert. In diesem Fall erhalten nämlich die Hauptstromfeldwicklungen gerade die Hälfte des Gesamtstromes der beiden Anker, d. h. -jedes Feld erhält den gleichen Strom wie der zugehörige Anker.
• In entsprechender Weise läßt sich die Erfindung auch für den Fall der Kurzschlußbremsung ausnutzen. Abb. 3 zeigt die gleichen- Motoren in Bremsschaltung. Beide Hauptstromfelder liegen wiederum in Reihe und parallel zu ihnen eine Dämpfungsmaschine mit Schwungrad, deren Anker mit a und deren Feld mit f bezeichnet ist. Die Wirkungsweise einer solchen Maschine besteht in der Unterdrückung der Ankerstromspitzen im Feld, wenn der Vorwiderstand R stufenweise kurzgeschlossen wird. Auch in diesem Fall -wird zweckmäßig der Ohmsche Widerstand der Maschine annähernd gleich dem Summenwiderstand der Feldwicklungen E und F gewählt.
• Es ist auch möglich, in Reihe mit den parallel zu den Feldern liegenden Dämpfungsmitteln (Tränsformator in Abb. a und Maschine in Abb. 3) einen Widerstand zu schalten, sofern ihr eigener Ohmscher Widerstand erheblich niedriger sein sollte als die Widerstände der beiden Feldwicklungen. Dieser-kann so bemessen werden, daß wiederum gerade die Hälfte des gesamten Ankerstromes durch die Feldwicklungen fließt.
• Die Schaltung in Abb. 3 besitzt im übrigen die gleichen elektrischen Eigenschaften wie eine normale Kurzschlußbremsschaltung, bei der die Motorfelder parallel liegen und durch eine Ausgleichsleitung miteinander verbunden sind. Will man die sich bei Wendepolmotoren ergebenden Schwierigkeiten bezüglich der Erregung, sofern die beiden Hauptstromfelder nicht vollkommen übereinstimmen oder die Bürsten außerhalb der neutralen Zone stehen, vermeiden, so kann man die Schaltung gemäß Abb. ;4 ausführen. Hierbei ist es möglich, auch bei Reihenschaltung der Motorfelder die gleichen elektrischen Eigenschaften zu erhalten wie bei der meisten für Wendepolmotoren benutzten Kreuzschaltung, wenn man zwei Zusatzwicklungen X und Y vorsieht, die im Kreuz geschaltet sind. Diese beiden Wicklungen brauchen nur aus wenigen oder auch einer einzelnen Windung je Hauptpol des Motors zu bestehen. Sie können daher auch aus gewöhnlichem Wagenkabel ausgeführt werden.
• Eine entsprechende Kreuzschaltung zweier Hilfswicklungen kann auch in der Fahrschaltung benutzt werden, um eine gewisse Unabhängigkeit der beiden Motoren voneinander zu erhalten.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht allein auf Hauptstrommotoren beschränkt, sondern kann auch bei Verbundmotoren, beispielsweise im Nutzbremsbetrieb, Anwendung finden.

Claims (1)

1. PITPNTANSPRÜCHr: z. Schaltung für mehrmotorige Gleichstromfahrzeuge, gekennzeichet durch die Vereinigung folgender an sich bekannter Merkmale": a) Die -Anker der Triebmotoren sind parallel, die zugehörigen Hauptstromfeldwicklungen sämtlich oder in parallel liegenden Gruppen hintereinander und die aus den Ankern gebildeten Gruppen mit den Hauptstromfeldwicklungen in Reihe geschaltet. b) Parallel- zu den Hauptstromfeldwicklungen sind ein oder mehrere Dämpfungseinrichtungen zur Herabsetzung der Zugkraftstöße bei stufenweisem Abschalten der Ankervorwiderstände gelegt, wobei jedoch diese Dämpfungseinrichtungen gerade einen so großen Teil des Gesamtstromes aufnehmen, daß in den Hauptstromfeldwicklungen derselbe oder annähernd derselbe Strom fließt, wie wenn jede Feldwicklung mit ihrem zugehörigen Anker ohne die parallele Dämpfungseinrichtung in Reihe geschaltet wäre. z. Schaltung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit den Motorankern Zusatzfeldwicklungen in Kreuzschaltung liegen.