DE712810C - Anordnung fuer die Erregung und das Hochfahren des Zwischenlaeufers bei kommutatorlosen Stromrichtermotoren - Google Patents

Description

• Anordnung für die Erregung und das Hochfahren des Zwischenläufers bei kommutatorlosen Stromrichtermotoren Im Patent 693 614 ist ein über gesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Wechselrichterschaltung aus einem Gleichstromnetz gespeister kommutatorloser Stromrichtermotor beschrieben, bei welchem ein Zwischenläufer verwendet wird. Der Zwischenläufer wird mit Gleichstrom erregt und erzeugt bei seiner Drehung Wechselspannungen im Ständer des Stromrichtermotors. Der Stromrichter ist ein normaler Wechselrichter, der beispielsweise bei Verwendung solcher Stromrichtermotoren für Lokomotivantreibe aus dem Fährdraht mit hochgespanntem Gleichstrom gespeist wird und die Energie dem Ständer des Motors zuführt, wobei die vom Zwischenläufer ,erzeugten Wechselspannungen die Gegenspannungen des Wechselrichters gegenüber der Gleichspannung darstellen. Der Wechselrichter arbeitet dabei auf die Motoren nicht unmittelbar, sondern über einen Transformator ,als Stromrichtertransformator, um für die Motoren die günstigsten Spannungsverhältnisse wählen zu können. Der Zwischenläufer wird mit einer Hilfsspannung bis zu einer bestimmten Grunddrehzähl angelassen und :anschließend mit Gleichstrom erregt; er, bleibt auch bei Stillstand der Lokomotive in den Stationen bzw. bei sonstigem kürzerem Aufenthalt in Betrieb, so daß immer die genügende Gegenspannung für den Wechselrichter erzeugt wird- und dieser nicht abgeschaltet zu werden braucht. Zum Hochfahren der Lokomotive bis zu der obenerwähnten Grunddrehzahl wird der Innenläufer des Stromrichtermotors über regelbare Widerstände mehr und mehr kurzgeschlossen. Nach dem vollkommenen .Kurzschließen des Innenläufers erfolgt die weitere Geschwindigkeitsregelung der Lokomotive durch Span- des Transformators oder an seiner Sekundärwicklung angeordnet werden.
• Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Gegenstandes nach dem Hauptpatent hinsichtlich einer vorteilhaften Anordnung für die Gleichstromerregung und das Hochfahren des Zwischenläufers aus dem Stillstand bei Stromrichtermotoren nach dem Hauptpatent unter Ausnutzung der für den Betrieb solcher Motoren vorhandenen Stromrichteranlage. Es ist klar, daß die Erregung und das Hochfahren des Zwischenläufers nicht unmittelbar von dem die Hochspannung führenden Fahrdra'ht aus erfolgen kann. Es wäre grundsätzlich möglich, einen Umformer in Form eines besonderen Wechselrichters oder -eines Gleichstromtransformators vorzusehen. Diese Anordnung ist aber verhältnismäßig verwickelt, da dann ,außer dem Hauptstromrichter noch ein weiterer gittergesteuerter Hilfsstromrichter aufgestellt werden müßte. Wesentlich einfacher wird die Anordnung, wenn gemäß der Erfindung für die Erregung und zum Hochfahren des Zwischenläufers die von den Stromrichtermotoren bzw. deren Zwischenläufern erzeugte Wechselspannung nutzbar gemacht wird, indem die Erregerwicklung des Zwischenläufers und die beim Stillstand für sein Hochfahren bereit gehaltene Stromquelle von der durch den umlaufenden Zwischenläufer in einer sekundären Hilfswicklung oder in angezapften Teilen der Sekundärwicklung des Stromrichtertransformators hervorgerufenen Wechselspannung aus unter Zwischenschaltung gleichrichtender Mittel gespeist wird. Die Zwischenläufer sind, wie bereits erwähnt wurde, dauernd -in Umlauf, so daß während dieser Zeit auch ständig eine Spannung für seine Erregung und die Aufspeicherung von Energie für sein Hochfahren zur Verfügung steht. Diese Wechselspannung ist zwar von veränderlicher Frequenz, die beispielsweise zwischen 1/3 und 1;1 der Nennfrequenz liegt, es kann aber erreicht werden, daß wenigstens ihre Höhe unveränderlich oder nahezu unveränderlich ist.
• Die Fig. r und 2 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig. i bedeutet 9 den Hauptschalter für die Energiezufuhr aus dem Fahrdraht einer Lokomotive, i o die Kathodendrossel, i in Übereinstimmung mit dem Hauptpatent den Stromrichtertransformator, ä den als Wechselrichter arbeitenden Stromrichter, .1 den Stromrichtermotor mit Zwischenläufer und i i den parallel zum Motor q. geschalteten normalen Asynchronmotor. Der Stromrichtertransformator i enthält außer der Primärwicklung 2 noch die mit Anzapfungen versehene Sekundärwicklung -..sowie im Sinne der Erfindung die sekundäre Hilfswicklung 12 zwecks Erregung des Zwischenläufers und Speisung eines Energiespeichers für das Hochfahren des Zwischenläufers aus dem Stillstand. Da die Spannungsregelung für, die Hauptmotoren .l. und i i auf der Sekundärseite des Transformators vorgenommen wird, hat die sekundär,- Hilfswicklung 12 eine unveränderliche oder nahezu unveränderliche Spannung. Von dieser Wicklung wird außerdem noch die Gittersteuerung des Stromrichters abgenommen, die in der Figur durch den kleinen Drekregler i3 ; dargestellt ist. In den Zuführungen zu den Hauptmotoren q. und r r liegen noch die Schalter i 4. und 15. Der Stromrichtermotor .l besteht entsprechend dem Hauptpatent aus dem Ständer 5, dem Zwischenläufer 7 und dem Innenläufer G. Die Stromzuführung zu dem Zwischenläufer 7 erfolgt über die Schleifringe j6. und die Wicklungsenden des Innenläufers 6 werden über die Schleifringe i 7 zu dem regelbaren Anlaßwiderstand I8 geführt. Mit diesem Widerstand erfolgt das Hochfahren der Lokomotive bis zu der Geschwindigkeit, die der Grunddrehzahl des Zwischenläufers entspricht. Der Asynchronmotor i i hat Schleifringe 19 und regelbare Anlaßwiderstände 2o. Die Erregung dieses Asynchronmotors erfolgt vom Stromrichterm,otor bzw. dessen Zwischenläufer aus. Wie im Hauptpatent bereits angegeben wurde. kann der Asynchronmotor mit dem Stromrichtermotor in Kaskade geschaltet werden. um die Zahl der Widerstandsstufen bei der. Geschlvindigkeitsregelung zu verringern. .
• Die in der Hilfswicklung 12 des, Stromrichtertransformators durch den umlaufenden Zwischenläufer hervorgerufene Wechselspannung wird durch den Trockengleichrichter 21 gleichgerichtet. Parallel zu der Gleichstromseite dieses Gleichrichters liegt die über den Schalter 22 angeschlossene Batterie 23, welche während der Umlaufzeit des Zwischenläufers von der Hilfswicklung 12 aus geladen wird. Diese Batterie dient zum Hochfahrcir des Zwischenläufers aus dem Stillstand, welche dabei den Motor eures aus einem Wechselstromgeireratoi- 24. und einem Gleichstrommotor 25 bestehenden Umformersatzcs speist. Der Wechselstromgenerator 24. erregt dann bei geöffnetem Schalter 1.1 und geschlossenem Schaltet 26 den Ständer -des Stromrichtermotors. Die Gleichstromerregung des Zwischenläufers ist hierbei durch den geöffneten Schalter 27 abgeschaltet und die Wicklung des Zwischenläufers durch den Schalter 2S kurzgeschlossen. Der Stromkreis des Innenläufers bleibt geöffnet. Der Zwischenläufer fährt dann als Kurzschlußläufer hoch. Nach Erreichen der gewünschten Grunddrehzahl werden die Schalter 26 und 28 wieder ge- öffnet und die Gleichstromerregung durchden Schalter 27 zugeschaltet. Der Hilfsgenerator 24 kann eine normale Synchronmaschine mit den Schleifringen 29 für ihre Gleichstromerregung sein. Es kann aber hierfür auch ein kondensatorerregter Asynchrongenerator verwendet werden. In diesem Fall müssen die Erregerkondensatoren 30 vorgesehen werden.
• Die Anordnung nach Fig. 2 gleicht im wesentlichen fier Anordnung nach Fig. i, nur daß bei dem aus einer Gleichstrommaschin e 31 und einer Drehstrommaschine 32 bestehenden Maschinensatz :die Drehstrommaschine 32 während der Gleichstromerregung des Zwischenläufers über den Schalter 33 an die Spannung der Hilfswicklung 12 gelegt wird und als Drehstrommotor die als Generator wirkende Gleichstrommaschine 3 i für die Erregung des Zwischenläufers antreibt, während beim Hochfahren des Zwischenläufers- bei geöffnetem Schalter 33 die über den Schalter 26 auf den Ständer des Stromrichtermotors geschaltete, nunmehr als Generator ,arbeitende Drehstrommaschine 32 von der Gleichstrommaschine 3 i .als Motor :angetrieben und letztere aus der Batterie 23 gespeist wird, welche bei Betrieb des Zwischenläufers von der Spannung der Hilfswicklung 12 über den Gleichrichter 21 aufgeladen wurde. Bei kurzgeschlossenem Schalter 28 und geöffnetem Schalter 27 läuft der Zwischenläufer durch die vom Generator 32 dem Ständer des Hauptmotors ¢ aufgedrückte Erregung hoch. Danach werden die Schalter 3q., 26 und 28 geöffnet und die Schalter 27 und 33 geschlossen. Die Maschine 32 arbeitet jetzt .als Drehstrommotor und die Maschine 31 als Gleichstromgenerator für die Erregung des Zwischenläufers.
• Die für die Erregung und das Hochfahren des Zwischenläufers der Stromrichtermotoren durch ihn in einer sekundären Hilfswicklung des Stromrichtertransformators hervorgerufene ,oder von Anzapfungen seiner Sekundärwicklung ,abgenommen:, Wechselspannung kann gewünschtenfalls ;auch noch zur Speisung von anderweitigen Einrichtungen der Fahrzeuge unmittelbar oder unter Zwischenschaltung von Umformungsmitteln herangezogen werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung für die Erregung- und das Hochfahren des Zwischenläufers von über gesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstreck en aus einem Gleichstromnetz gespeisten kommutatorlosen Stromrichtermotor8n nach Patent 693 01q.; insbesondere für Fahrzeugantriebe mit Hochspannungsgleicchstromspeisung, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung des Zwischenläufers und die beim Stillstand für sein Hochfahren bereit gehaltene Stromquelle von der durch den umlaufenden Zwischenläufer in einer sekundären Hilfswicklung oder in angezapften Teilen der Sekundärwicklung des Stromrichtertransformators hervorgerufenen Wechselspannung unveränderlicher oderannähernd unveränderlicher Größe unter Zwischenschaltung gleichrichtender Mittel gespeist wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für das Hochfahren des Zwischenläufers der Stromrichtermotoren ein aus .einem Wechselstromgenerator (2q.: und einem Gleichstrommotor (25, bestehender Umformersatz verwendet wird, dessen Gleichstrommotor (25 während des Hochfahrens des Zwischen-Läufers durch die von der Wechselspannung eines Teiles der -Sekundärwicklung bzw. von der sekundären Hilfswicklung (121 des Stromrichtertransformators (1) über einen Gleichrichter (21), vorzugsweise einen Trockengleichrichter, bei Betrieb des Zwischenläufers aufgeladene Batterie (23) gespeist wird und dessen Wechselstromgenerator (2q.1 dabei den Ständer des Stromrichtermotors (q.) für das Hochfahren des Zwischenläufers erregt (Fig. 1j.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erregung und für das Hochfahren des Zwischenläufers der Stromrichtermotoren ein aus einer Gleichstrommaschine (31) und einer Drehstrominaschine (32; bestehender Maschinensatz verwendet wird, dessen Drehstrommaschine (32) während der Gleichstromerregung des Zwischenläufers an die von ihm in einem Teil der Sekundärwicklung bzw. in der sekundären Hilfswicklung (12) des Stromrichtertransformators (r) hervorgerufene Wechselspannung gelegt wird und als Dmehstrommotor die als Generator wirkende Gleichstrommaschine (3r) für die Gleichstromerregung des Zwischenläufers antreibt, während beim Hochfahren des Zwischenläufers die auf den Ständer des Stromrichtermotors geschaltete, nunmehr als Generator arbeitende Drehstrommaschine (32'j von der Gleichstrommaschine (31) als Motor .angetrieben und letzterer aus einer Batterie (23) gespeist wird, welche bei Betrieb des Zwischenläufers durch die von ihm in einem Teil der Sekundärwicklung bzw. in der sekundären Hilfswicklung (12) des Stromrichtertransformators (i) hervorgerufene und gleichgerichtete Wechselspannung aufgeladen wird (Fig. 2). q.. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Erregung und das Kochfahren des Zwischenläufers der Stromrichtermotoren durch ihn in einer -sekundären Hilfswicklung (12) des Stromrichtertransformators (i hervorgerufene Oder von Anzapfungen seiner Sekundärwicklung abgenommene Wechselspannung zugleich auch zur Speisung von anderweitigen Einrichtungen der Fahrzeuganlage unmittelbar oder unter Zwischenschaltung von Umformungsmitteln herangezogen wird.