DE660389C - Schaltung fuer an ein Wechselstromnetz angeschlossene Kommutatormaschinen - Google Patents

Description

• Schaltung für an ein Wechselstromnetz angeschlossene Kommutatormaschinen Im Patent 6q6984 ist eine Anordnung zur Speisung des Ankerstromkreises von Kommutatormaschinen mit gleichbleibendem Strom und veränderlicher Spannung angegeben. Es wird dem Ankerstromkreis einer oder mehrerer Kammutatormaschinen ein Strom zugeführt, der die einmal eingestellte Größe und Phasenlage bei allen Drehzahlen im wesentlichen beibehält, während das Feld der Kommutatormas.chine entweder unverändert oder in irgendeiner Abhängigkeit von der Drehzahl oder Spannung im Ankerstromkreis gehalten wird. Die Vorteile dieser Schaltung liegen im Wegfall jeglicher Regelung im Ankerstromkreis. Man kann mit der angegebenen Schaltung Motoren betreiben, die im wes,entlichen Reihenschlußverhalten haben, ohnme deren Nachteile, nur im Ankerstromkreis regelbar zu sein, zu besitzen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer derartigen Schaltung für die Triebmotoren elektrischer Lokomotiven. Die Triebmotoren werden dabei über die Anordnung zur Gleichhaltung .des Stromes gemäß dem Hauptpatent und über Gleichrichter aus der mit Wechselstrom betriebenen Fahrleitung gespeist, wobei die Steuerung in der Hauptsache durch Feldregelung erfolgt. Hierbei bietet besonders der über Gleichrichter gespeiste Gleichstrommotor Vorteile, auf die im folgenden an Hand des Ausführungsbeispiels der Erfindung näher eingegangen werden soll.
• In Abb. i bezeichnet i einen Triebmotor einer elektrischen Lokomotive, dessen Ankerkreis über den Gleichrichter z und die Anordnung zum Gleichhalten des Stromes (Stromtransformator 3. Drosselspule q. und Kondensator 5) mit gleichbleibendem Strom gespeist wird. Der Fahrdraht wird mit gleichbleibender Wechselspannung z. B. von 5o Hz gespeist. Der Erregerkreis des Motors wird über die Erregeranoden des Gleichrichters und dessen Erregertransformator 6 .gesondert gespeist. Zur Regelung des Feldes dient der Regelwiderstand 7. Der Betrieb ,geht nun folgendermaßen vor sich: Durch die Anordnung zur Gleichhaltung des Stromes wird der Ankerstromkreis mit unveränderlichem Strom bei allen Spannungen gespeist; bringt man nun das Feld des stehenden Motors auf seinen vollen Wert, so wird sich unter dem Einneuß des, entstehenden Drehmomentes der Motor in Bewegung setzen. Mit zunehmender Drehzahl nimmt die Ankerspannung zu, sie wird jedoch von der Anordnung zur Gleichhaltung des Stromes selbsttätig aufgebracht. Ist die gewünschte Fahrgeschwindigkeit er. reicht, so kann man das überschüssige MotQtino:ment ,auf den zur Überwindung der Fahrwiderstände bei der erreichten Geschwindigkeit erforderlichen Wert vermindern, was lediglich durch Feldschwächung, d. h. durch Betätigung des. Regelwiderstandes 7, :erfolgt. Der Übergang von Fahrt auf Nutzbremsung erfolgt lediglich durch Umpolu,ng der Erregerwicklung. Der Strom im Ankerstromkreis behält die gleiche Richtung bei. Der Gleichrichter muß jedoch bei Generatorbetrieb (Wechselrichter) Gittersteuerung erhalten. Bei Motorbetrieb wirken z. B. die Augenblickswerte von Spannung et und Strom i in der rechten Hälfte des Transformators 3 im gleichen Sinn, der Strom schließt sich über die rechte Anode, die Motorspannung elf wirkt der Spannung et bis auf den Spannungsabfall entgegen. Für die linke Anode ist bei Motorwirkung keine besondere Gittersperrwirkung erforderlich, weil diese Anode gegenüber der Kathode negativ ist. Bei Generatorbetrieb kehrt sich jedoch die Richtung der im Motor erzeugten EMK em um, diese Spannung ist nun für den gleichen Augenblickswert des Strome s i mit diesem gleichgerichtet und muß als Gegenspannung die entgegengesetzte Spannung et vorfinden. Spannung und Strom sind also in der rechten Hälfte des Transformators .einander entgegengerichtet. Das hat aber zur Folge, daß die linke Anode positiv gegenüber der Kathode ist, so daß der Strom auf diese Anode übergehen würde. Damit wäre aber ein Gen.eratorbetrieb nicht möglich. Die linke Anode muß daher durch Gitter während dieser Halbperiode gesperrt sein, ebenso die rechte Anode während der nächsten Periode. Es werden also während des Generatorbetriebes nur die Anoden gesperrt, die bei Motorbeirieb schon die natürliche Sperrung aufweisen. Besondere Wechselrichteranoden oder ein besonderer Wechselrichter sind also nicht erforderlich. Man hat es nun lediglich durch die Stärke des Feldes in der Hand, das Bremsmoment des Motors zu bestimmen und eine Nutzbremsung bis zum völligen Stillstand durchzuführen, ohne daß verlustbringende Widerstände im Ankerstrofkreis zur Unterdrückung von Selbsterregungserscheinun.gen notwendig sind. Wie im Patent 646984 bereits erwähnt, kann das Feld in der Maschine leicht in Abhängigkeit von der Ankerspannung gebracht werden, indem z. B. eine zweite Erregerwicklung angeordnet wird, die von der Ankerspannung gespeist wird und die dem fremderregten Feld entgegenwirkt. Man kann auch die Erregerwicklung in Reihe mit der Ankerspannung und einer fremden Spannung speisen. In diesem Fall kann jedoch die fremde Spannung nicht über den laichen Gleichrichter geführt werden.
• =In der gezeigten Schaltung liefert die An-"prdnung zur Gleichhaltung des Stromes stets einen gleichbleibenden Strom. Für gewisse Fälle, z. B. bei schweren Anfahrbednngusngen, kann es jedoch erwünscht sein, den Strom vorübergehend zu erhöhen, um besonders hohe Momente zu erzielen. Man bringt in diesem Fall ,am Transformator 3 primär oder sekundär einige Anzapfungen an, die ,eine Erhöhung des Stromes auf den gewünschten Wert gestatten. Der Übergang von einer Stufe auf die andere vollzieht sich spannungslos auf einfache Weise dadurch, daß man das Feld des Motors wegnimmt. Die Spannung am Transformator geht dann auf Null zurück, auch wenn der Motor auf voller Drehzahl ist. Die Stufenschalter brauchen daher keine Leistung zu schalten.
• Da es sich um die Gleichrich.ttulg einphasigen Wechselstromes handelt, ist der gleichgerichtete Strom naturgemäß stark wellig. Man wird daher eine Nullpunktdrossel oder eine Drossel in Reihe mit dem Anker vorsehen. Sind mehrere Motoren vorhanden, so schaltet man ihre Anker in Reihe oder parallel.
• Man kann die Drosselspule q. und den Kondensator 5 wesentlich kleiner halten, wenn man sie nur für das Anfahren bemißt und nach erfolgtem Anfahren den Transformator 3 unmittelbar an das Netz schaltet. Die Motoren werden dann mit gleichbleibender Ankerspannung gespeist und können im Feld geregelt werden.
• Mit gleichem Vorteil können derart gespeiste Motoren auch für den Hebezeugbetrieb verwendet werden, besonders mit Rücksicht auf die Nutzbremsung, und den Wegfall jeglicher Anlaßwiderstände. Mauerreicht auf diese Weise einen sehr guten Wirkungsgrad. Die Anordnung ist im Prinzip die gleiche, wie in der Abbildung gezeigt. Man wird jedoch die Anordnung zur Gleichhaltung .des Stromes dreiphasig ausführen zum Anschluß an: die normalen Drehstromnetze. Es ergibt sich bei Hebezeugen :ein sehr einfacher Hub- und Senkbetrieb ohne jegliche Umschaltung weder im Anker- noch im Erregerkreis, Solange das Motormoment größer ,ist als das Lastmoment, wird die Last gehoben; macht man, durch Feldschwächung das Motormoment kleiner, so wird die Last mit voller Nutzbremsung gesenkt. Die :ganze Steuerung wird also durch Feldregelung bewirkt. Dies ergibt einfaches Zubehör. Man kann sogar :die Last unter Strom halten, wenn beide Momente genau gleich sind.

Claims (3)

1. PATrNTAnrsPRÜCnr: t. Schaltung für an ein Wechselstromnetz angeschlossene Kommu,tatormaschinen, bei der dem Ankerstromkreis einer oder mehrerer Kommutatormaschinen mittels einer an, sich bekannten Anordnung zur Gleichhaltung des Stromes ein: Strom zugeführt wird, der die einmal eingestellte Größe und Phasenlage bei allen Drehzahlen im wesentlichen beibehält, während das Feld der Kommutatormaschine entweder unveränderlich oder in irgendeiner Abhängigkeit von der Drehzahl oder Spannung im Ankerstromkreis gehalten wird, nach Patent 6.16 984, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutatormaschinen die Triebmotoren bei elektrischen Lokomotiven sind, derart, daß die Motoren aus der mit Wechselstrom gespeisten Fahrleitung über Gleichrichter und über die Anordnung zur Gleichhaltung des Stromes betrieben werden und die Steuerung in der Hauptsache durch Feldregelung erfolgt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung besonders großer Anfahrmomente am Stromtransformator der Anordnung zur Gleichhaltung des Stromes durch Anzapfungen vorübergehend eine größere Stromstärke eingestellt ist.
3. 3. Anordnung nachAnspruch r, dadurch gekennzeichnet, d.aß die Anordnung zur Gleichhaltung des Stromes nur zum Anfahren dient und nach erfolgtem Anfahren der Gleichrichtertransformator unmittelbar auf das Netz geschaltet wird.