DE675724C

DE675724C - Circuit arrangement for the thermoelectric train conveyance

Info

Publication number: DE675724C
Application number: DEF79855D
Authority: DE
Original assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Current assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Priority date: 1934-12-14
Filing date: 1935-08-22
Publication date: 1939-05-15

Description

Schaltungsanordnung für die thermoelektrische Zugförderung Bei der thermoelektrisch@en Zugförderung ist es unerläßlich, daß die vom Generator aufgenommene Leistung trotz der Änderung der Zuggeschwindigkeit unveränderlich gehalten wird. Es sind mehrere Regelanordnungen bekannt, bei denen Mittel zur Steuerung der Erregung des Generators angewendet werden, um eine Änderung . des Drehmoments im entgegengesetzten Sinne zur Änderung der Geschwindigkeit und damit eine Gleichhaltung der Leistung zu erreichen.Circuit arrangement for the thermoelectric train conveyance thermoelectric @ en train promotion, it is essential that the recorded by the generator Performance is kept constant despite the change in train speed. Several control arrangements are known in which means for controlling the excitation of the generator applied to a change. of torque in the opposite Sense of changing the speed and thus maintaining the same performance to reach.

Die bekannten Einrichtungen haben den Mangel, daß der Widerstand der verschiedenen Stromkreise, besonders des Stromkreises der Generatorerregung, sich in Abhängigkeit von der Temperatur verändert, die entweder infolge von äußeren Ursachen oder infolge der eigenen Erwärmung der Wicklungen schwanken kann. Diese Temperaturschwankung .kann eine Änderung des Widerstandes in der Größenordnung von 5o% und folglich eine Änderung des Erregerstroms und der Generatorspannung in derselben Größenordnung herbeiführen. Um diesen, einem Betriebe mit gleichbleibender Leistung entgegenstehenden Mangel zu beseitigen, werden im allgemeinen in Reihe mit den verschiedenen Wicklungen der Maschinen Widerstände angeordnet, die sich mit der Temperatur nicht verändern. Diese Maßnahme führt jedoch dazu, daß diese Wicklungen .so bemessen werden müssen, daß ihr Widerstand klein ist im Verhältnis zum Widerstand der zusätzlichen Widerstände. Der wirtschaftliche Nachteil einer solchen Anordnung ist daher unmittelbar ersichtlich, da sie zu einer Vergrößerung der Maschinen und zu einem schlechten Wirkungsgrad der gesamten Anordnung führt.The known facilities have the defect that the resistance of the different circuits, especially the circuit of the generator excitation changed depending on the temperature, either as a result of external causes or can fluctuate as a result of the winding's own heating. This temperature fluctuation .may a change in resistance of the order of 5o% and consequently a Change in excitation current and generator voltage in the same order of magnitude bring about. To those opposed to a company with constant performance To eliminate deficiencies are generally in series with the various windings of the machines arranged resistors that do not change with the temperature. However, this measure means that these windings must be dimensioned so that their resistance is small in relation to the resistance of the additional resistors. The economic disadvantage of such an arrangement is therefore immediately apparent, as they increase the size of the machines and result in poor efficiency the entire arrangement leads.

Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu vermeiden, indem der Generator für eine normale Erwärmung seiner Erregerwicklung bemessen, die letztere aber durch eine besondere Anordnung in der Weise gespeist wird, daß die Stromstärke im wesentlichen unabhängig vom Widerstand des Erregerstromkreises und folglich die Regelung des Generators- auf gleichbleibende Leistung unabhängig von der Erwärmung und der Temperatur der Umgebung wird. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung in den Erregerstromkreis des Hauptgenerators eine Zusatzmaschine geschaltet, die bei einer durch Temperaturänderung veranlaißten Widerstandszunahme bzw. -abnahme selbsttätig die Erregerspannung erhöht bzw. erniedrigt.The invention aims to avoid this disadvantage by adding the generator dimensioned for normal heating of its excitation winding, but the latter through a special arrangement is fed in such a way that the current intensity is substantially independent of the resistance of the excitation circuit and consequently the regulation of the Generator - for constant performance regardless of the heating and temperature the environment will. For this purpose, according to the invention in the excitation circuit of the main generator connected to an additional machine, which is caused by a change in temperature induced increase or decrease in resistance automatically increases the excitation voltage or humiliated.

Die Erfindung wird an Hand der Figuren erläutert.The invention is explained on the basis of the figures.

G ist ein den Zugmotorstromkreis T speisender Generator, der in Fig. z mit einer Nebenschlußerregung a und in Fig. 2 mit einer Fremderregung a dargestellt ist. Im letzteren Falle wird die Erregung von einer Erregermaschine e geliefert, die eine Neben schlußerregung slz oder eine Fremderregung:d oder beide Erregungsarten besitzt. Die Ei#-. regermaschine e kann mit gleichbleibende oder veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben werden.G is a generator feeding the train motor circuit T, which is shown in Fig. z with a Shunt excitation a and in Fig. 2 with an external excitation a is shown. In the latter case, the excitation comes from an exciter e supplied, which slz a secondary excitation or an external excitation: d or both Possesses types of excitation. The egg#-. Regermaschine e can be with constant or variable speed are driven.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.3 dargestellt.A first embodiment of the invention is shown in FIG.

In den Erregerstromkreis -des Hauptgenerators G ist eine zweite Erregermaschine E eingeschaltet, die entweder durch einen Hilfsmotor oder durch den thermischen Motor mit gleichbleibender Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Wirkungsweise bleibt grundsätzlich dieselbe, wenn die Erregung des Genorators G eine Nebenschluiß- oder Fremderregung ist. Die Erregermaschine E besitzt drei Erregerwicklungen: Eine Reihenschluß«ricklung b, die von dem Strom id durchflossen ist; eine unabhängige Wicklung c,. die von einem Strom durchflossen wird, der verhältnisgleich der Klemmenspannung der Erregermaschine e ist; eine Nebenschlußwicklung g, die so bemessen ist, daß ihre Widerstandsgerade parallel zu der Leerlaufkennlinie der Maschine ist.In the excitation circuit of the main generator G is a second excitation machine E switched on, either by an auxiliary motor or by the thermal Motor is driven at a constant speed. The mode of action remains basically the same if the excitation of the generator G is a shunt or Foreign excitation is. The excitation machine E has three excitation windings: A series winding b, through which the current id flows; an independent winding c ,. those of a current is flowing through which is proportional to the terminal voltage of the exciter e is; a shunt winding g, which is dimensioned so that its resistance line is parallel to the idling characteristic of the machine.

Nach der bekannten Wirkungsweise der Erregermaschine mit drei Wicklungen wird, wenn der Str om id infolge der Erwärmung der Erregerwicklung a abnimmt, die dadurch entstehende Ungleichheit zwischen den Amperewindungen der Wicklungen b und c die Erregermaschine E zur Wiederherstellung des Gleichgewichts veranlassen. Bei einer gegebenen Spannung der Erregermaschine c wird demnach der Strom id unabhängig vom Widerstand des Erregungsstromkreises des Hauptgenerators G.According to the known mode of action of the exciter with three windings when the current id decreases as a result of the heating of the field winding a, the resulting inequality between the ampere turns of windings b and c cause the exciter E to restore equilibrium. at For a given voltage of the exciter c, the current id is therefore independent from the resistance of the excitation circuit of the main generator G.

Die Widerstandsänderung der Wicklung b wird ebenfalls durch die Erregermaschine E ausgeglichen. In Reihe mit den Wicklungen c und g werden (nicht dargestellte) größere Widerstände mit geringem Temperaturkoeffizienten geschaltet. Die durch diese Anordnung hervorgerufenen Verluste sind verhältnismäßig unwesentlich.The change in resistance of winding b is also caused by the exciter E balanced. In series with windings c and g (not shown) larger resistors with low temperature coefficients switched. The through this Losses caused by the arrangement are relatively insignificant.

DieWiderständsänderung der Nebenschlußwicklung slt der Erregermaschine e kann dadurch ausgeglichen werden, daß man diese Wicklung an die Klemmen der in Reihe geschalteten Erregermaschinen .e und E anschließt.The change in resistance of the shunt winding slt of the exciter e can be compensated by connecting this winding to the terminals of the in Exciter machines connected in series .e and E connects.

Eine erste Abänderung ist in Fig.4 dargestellt. Die beiden Wicklungen c und g der Fig. 3 sind zu einer einzigen Wicklung f vereinigt. Es bleiben demnach nur die Wicklungen b und f. An der Wirkungsweise der Maschine wird nichts geändert, da die Wicklung f dieselbe Rolle spielt wie die beiden Wicklungen c und ä.A first modification is shown in Figure 4. The two windings c and g of FIG. 3 are combined into a single winding f. So it remains only windings b and f. Nothing is changed in the way the machine works, because the winding f plays the same role as the two windings c and ä.

".:. Eine zweite Abänderung ist in Fig. 5 darksxellt. Der Erregerstromkreis ist geteilt. ..Dadurch wird eine Verkleinerung der Ab-@.m-e.ssungen der Erregermaschine e zu Ungunsten der Erregermaschine E ermöglicht. Die Erregermaschine e speist nur noch die Wicklung c der Erregermaschine E. Die Wicklungen b und g spielen dieselbe Rolle wie bei der Anordnung nach Fig.3.".:. A second modification is darksxellt in Fig. 5. The excitation circuit is divided. ..This results in a reduction in the dimensions of the exciter e to the disadvantage of the exciter E allows. The exciter e only feeds nor the winding c of the exciter E. The windings b and g play the same Role as in the arrangement according to Fig. 3.

Die Widerstandsänderung der Wicklung sh der Erregermaschine e wird dadurch ausgeglichen, daß diese Wicklung an die Klemmen der Erregermaschine E angeschlossen wird, deren Strom proportional der Spannung von e ist. Die von der Erregenmaschine E infolge der Widerstandszunahme der Wicklung a herbeigeführte Berichtigung überträgt sich auf die Wicklung slt der Erregermaschine e.The change in resistance of the winding sh of the exciter e becomes compensated by the fact that this winding is connected to the terminals of the exciter E whose current is proportional to the voltage of e. The one from the excitation machine E transmits correction brought about as a result of the increase in resistance of the winding a on the winding slt of the exciter e.

Bei den Anordnungen nach Fig. 3, 4 und 5 kann man die Nebenschlußwicklung slt durch eine Reihenwicklung s nach Fig. 6 ersetzen, die vom Erregerstrom des Hauptgenerators 'durchgossen wird. Diese beiden Wicklungen spielen dieselbe Rolle, da ihre Amperewindungen proportional dem Erregerstrom id sind. Die Schwankungen des Stromes in der Wicklung s werden selbsttätig wie im übrigen Erregerstromkreis ausgeglichen.In the arrangements according to FIGS. 3, 4 and 5, the shunt winding can be used Replace slt with a series winding s according to FIG. 6, that of the excitation current of the main generator 'is poured through. These two windings play the same role as their ampere turns are proportional to the excitation current id. The fluctuations in the current in the winding s are automatically compensated as in the rest of the excitation circuit.

Wenn man eine unabhängige Wicklung d vorsieht, so kann diese durch eine getrennte Stromquelle U gespeist und mit Hilfe eines Regelwiderstandes 1Z geregelt werden. Diese Stromquelle U kann entweder die Akkurnulatorenbatterie oder der Ladegenerator dieser Batterie sein. Die letzte Anordnung bietet den Vorteil, daß der Erregerstrom des Hauptgenerators G in demselben Sinne wie die Geschwindigkeit des thermischen Motors geändert wird.If an independent winding d is provided, it can go through a separate power source U is fed and regulated with the help of a variable resistor 1Z will. This power source U can either be the accumulator battery or the charging generator this battery. The last arrangement has the advantage that the excitation current of the main generator G in the same sense as the speed of the thermal Engine is changed.

Wenn die Erregermaschine e mit einer der Zuggeschwindigkeit proportionalen Geschwindigkeit .angetrieben wird, kann man auf dem Hauptgenerator G eine zusätzliche Erregerwicklung vorsehen, die zur Herbeiführung des Anlaufs von einer Hilfsstromquelle gespeist wird. Diese zusätzliche Wicklung kann auf dem Generator G weggelassen werden, wenn man auf der Erregermaschine E eine durch die getrennte Stromquelle U gespeiste vierte Wicklung lt vorsieht.When the exciter e with a speed proportional to the pulling speed Speed. Is driven, you can on the main generator G an additional Provide excitation winding that is used to bring about start-up from an auxiliary power source is fed. This additional winding can be omitted on the generator G, if one is fed by the separate power source U on the exciter E fourth winding as provided.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel dieser Art. Die. Wicklung lt wirkt in demselben Sinne wie die Wicklung c. Diese beiden Wicklungen könnten auch zu einer einzigen vereinigt werden, wenn man die Spannungen der Erregermaschine e und der getrennten Stromquelle U in Reihe schaltet. Wie bei den Anordnungen nach Fig. ¢ und 6 könnte man auch die Wicklung h neben der Wicklung f versehen, die die Rolle der Wicklungen c und ä spielt.Fig. 7 shows an embodiment of this type. Winding according to acts in the same way as winding c. These two windings could too can be combined into a single one if one considers the voltages of the exciter e and the separate power source U are connected in series. As in the Arrangements according to FIGS. ¢ and 6 could also include the winding h in addition to the winding f provided, which plays the role of the windings c and ä.

Im Stillstand liefert die Erregermaschine E für die Erregerwicklung a den zum Anlauf erforderlichen Strom. Nach dem Anlauf addiert sich die Spannung der Erregermaschine e, welche die Rolle :einer Hilfserregermaschine spielt, zu der Spannung der Erregermaschine E, so daß das Änderungsgesetz des Erregerstroms in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit verwirklicht wird, das notwendig ist, um einen Betrieb mit gleichbleibender Leistung herbeizuführen. Die Erregermaschine E wird stets die Widerstandsänderung des Stromkreises ausgleichen. Wenn sie von dem. thermischen Motor angetrieben wird, wirken bei einem zufälligen Geschwindigkeitsabfall des thermischen Motors die verschiedenen vorgesehenen Anordnungen selbstregelnd. Die Spannung der ErregermaschineE und die Spannung des Generator s G werden nämlich in diesem Falle abnehmen, was zur Wiederherstellung des Gleichgewichts führt.At a standstill, the exciter E supplies the exciter winding a the current required for start-up. After the start-up, the voltage is added the exciter e, which plays the role: an auxiliary exciter to which Voltage of the excitation machine E, so that the law of change of the excitation current in Dependent on the speed that is necessary to achieve a Bring about operation with constant performance. The exciter E is always compensate for the change in resistance of the circuit. If you of that. thermal Motor is driven, act in the event of an accidental drop in speed of the thermal Motor self-regulating the various arrangements provided. The tension of the Exciter machineE and the voltage of the generator s G are in this case lose weight, which leads to the restoration of balance.

Selbstverständlich können die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung in den Einzelheiten abgeändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Of course, the various embodiments of the Invention in the details can be modified without the scope of the invention to leaving.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for the automatic compensation of the Change in resistance of electrical circuits in thermoelectric train conveyance, characterized in that an additional machine in the excitation circuit of the main generator (E) is switched, the increase in resistance caused by temperature change the excitation voltage increases or decreases automatically.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the additional machine (E) has three excitation windings has, namely a shunt winding. (g), whose resistance line is parallel to the straight part of the idle characteristic, one of the excitation current of the main generator series winding through which it flows (b) and one from the voltage of the exciter (e) separately excited winding (c).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that that in series with the shunt winding (g) and the separately excited winding (c) Resistors with a small temperature coefficient are connected. q ..

Arrangement according to Claim i to 3, characterized in that the secondary short-circuit winding (sk) of the Exciter Z, machine (s) parallel to that consisting of this and the additional machine (E) Series connection is.

5. Arrangement according to claim z and 2, characterized in that that the shunt winding (g) and the separately excited winding (c) of the "additional machine (E) are replaced by a single winding (f) running parallel to that from the auxiliary machine (E) and the exciter (e) is formed in series. .

6. Arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the excitation winding (s) of the excitation machine (e) is in series with the excitation circuit of the main generator.

7. Arrangement according to Claim i and 2, characterized in that the additional machine (E) has a fourth, Excitation winding fed from an auxiliary power source (U) with constant voltage (h) owns, with the windings (c and ä) again forming a single winding (f) can be united.