DE751754C - Power transmission system for electrically powered trains - Google Patents

Power transmission system for electrically powered trains

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DE751754C
DE751754C DES125465D DES0125465D DE751754C DE 751754 C DE751754 C DE 751754C DE S125465 D DES125465 D DE S125465D DE S0125465 D DES0125465 D DE S0125465D DE 751754 C DE751754 C DE 751754C
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DE
Germany
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current
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motors
generators
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DES125465D
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German (de)
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Wolfgang Dr-Ing Steinbauer
Hans Dr-Ing Kother
Paul Dr-Ing Mueller
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
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    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftübertragungsanlage für elektrisch angetriebene Züge mit einer wärmeelektrischen Stromerzeugungsanlage, in welcher der Wechsel- bzw. Drehstrom für die Fahrzeug·- motoren erzeugt wird. Bisher hat man im allgemeinen für derartige Kraftübertragungsanlagen Gleichstrom verwendet, der in bezug auf die Regelmöglichkeiten Vorteile bietet. Die Verwendung von Drehstrom bzw. Wechselstrom bietet gegenüber Gleichstrom insofern Vorteile, als es möglich ist, dieAntriebsmotoren der Fahrzeuge als einfache Induktion smotoren (K.urzischlußläufermoto>ren) auszubilden. Derartige Motoren sind aber wesentlich einfacher und billiger als die sonst verwendeten Gleichstromreihenschjußmotoren. Bei Verwendung von mehrphasigem Wechselstrom (Drehstrom) wird auch der weitere Vorteil erreicht, daß es nicht mehr erforder- ao lieh ist, den einzelnen Motoren für die Drehrichtungsumkehr Wendeschalter zuzuordnen. Ein anderer Vorteil der Verwendung von Wechsel- bzw. Drehstrom besteht darin, daß die Antriebsmotoren für eine höhere Spanliung ausgelegt werden können, als dies im allgemeinen bei Gleichstrommotoren möglich ist.The invention relates to a power transmission system for electrically driven trains with a heat-electric Power generation plant in which the alternating or three-phase current for the vehicle motors is generated. So far one has generally for such power transmission systems Direct current is used, which offers advantages in terms of control options. The use of three-phase or alternating current offers advantages over direct current insofar as it is possible to use the drive motors of the vehicles as simple induction motors (short-circuit rotor motors). Such motors are, however, much simpler and cheaper than the DC series motors that are otherwise used. When using polyphase alternating current (three-phase current), the further advantage is achieved that it is no longer necessary is borrowed to assign reversing switches to the individual motors for reversing the direction of rotation. Another advantage of using alternating current or three-phase current is that the drive motors can be designed for a higher voltage than in the is generally possible with DC motors.

Dieser Vorteil fällt insbesondere ins Gewicht, wenn die Fahrzeuge des ganzen Zuges mit Motoren versehen sind, die von dem die Wärmekraftanlage tragenden Fahrzeug aus gespeist werden müssen.This advantage is particularly important when the vehicles of the whole train are provided with motors from the vehicle carrying the thermal power plant need to be fed.

Bei Verwendung von Wechselstrom bzw. Drehstrom ist es für die Geschwindigkeitsregelung erforderlich, wenn die Antriebsmotoren als Induktionsmotoren, insbesondere ίο Kurzschlußläufermotoren, ausgebildet sind, die Frequenz des speisenden Generators zu verändern. Es ist bekanntgeworden, die Regelung durch Änderung der Drehzahl der den Generator antreibenden Wärmekraftmaschine zu erreichen. Man erkennt leicht, daß die Regelmöglichkeiten hierbei unter Umständen nur beschränkte sind. Dies gilt inisbesondere, wenn schnell laufende Dampfturbinen vorgesehen sind, bei denen infolge des hohen Schwungmoments des Läufers die Regelung der Drehzahl unter Umständen verhältnismäßig träge ist. Vor allem ergibt sich, daß bei weitgehender Drehzahlregelung die Wärmekraftmaschine teilweise nur wenig wirtschaftlich arbeitet.When using alternating current or three-phase current, it is used for speed control required if the drive motors are induction motors, in particular ίο squirrel cage motors, to change the frequency of the feeding generator. It became known that Regulation by changing the speed of the heat engine driving the generator to reach. It is easy to see that the control options here under certain circumstances are only limited. This is especially true when high-speed steam turbines are provided in which, due to the high moment of inertia of the rotor, the control of the speed under certain circumstances is relatively sluggish. Above all, it follows that with extensive speed control the heat engine is sometimes not very economical.

Es sind nun andere Anordnungen bereits bekanntgeworden, bei denen die erforderliche Frequenzänderung" allein auf elektrischem Wege herbeigeführt wird. Beispielsweise ist es bekanntgeworden, für die Speisung der Motoren polumschaltbar© Generatoren anzuwenden. Eine derartige Lösung ist aber deswegen wenig günstig, weil polumschaltbar© Generatoren eine verhältnismäßig verwickelte Ausbildung aufweisen. Dies gilt insbesondere dann, wenn eine Mehrzahl von Frequenzen benötigt wird, um eine größere Anzahl von Dauerfahrstufen zur Verfügung zu haben.There are now other arrangements are already known in which the required Frequency change "is brought about by electrical means alone. For example It has become known to use pole-changing © generators for supplying the motors. However, such a solution is not very favorable because pole-changing © generators are a relatively complex one Have training. This is especially true when a plurality of frequencies is required in order to have a larger number of continuous speed levels available.

Die Erfindung besteht darin, daß zur Stromerzeugung zwei oder mehr in Kaskade schaltbare Asynchrongeneratoren mit verschiedener Pol zahl vorhanden sind:, die einzeln oder in verschiedener Kaskadenschaltung Ströme verschiedener Frequenzen abgeben, und daß außer der Frequenzänderung durch Umschaltung der Maschinen eine Einrichtung zur zusätzlichen Frequenzregelung vorgesehen ist, welche eine stetige Frequenzregelung der den Fahrzeugmotoren zugeführten Ströme über einen weiten Frequenzbereich gestattet. Die zusätzliche Regelung wird dabei Vorzugs- j weise mit Hilfe von Wechselstrotnmaschinen bewirkt, welche den Erregerstrom für die Generatoren liefern.The invention consists in that two or more in cascade to generate electricity Switchable asynchronous generators with different numbers of poles are available: that are individually or emit currents of different frequencies in different cascade connections, and that in addition to the frequency change by switching the machines, a device for additional frequency control is provided, which is a continuous frequency control of the The currents supplied to the vehicle engines are permitted over a wide frequency range. The additional regulation is preferably carried out with the aid of alternating current machines causes which supply the excitation current for the generators.

Die Kaskadenschaltung von Asynchrongeneratoren ist als solche bereits bekannt. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung können ohne weiteres einfache Asynchronmaschinen Anwendung finden. Die mit versch i edener Polzahl ausgeführten Generatoren werden während des Betriebes bei der Regelung einzeln und in Kaskade mitläufig oder gegenläufig betrieben. Zwei Generatoren mit j den Frequenzen Z1 und f2 können in Kaskadenschaltung die beiden Frequenzen (Z1 + Z2) und (Z1 — /2) liefern. Außerdem kann durch wahlweisen Anschluß der Motoren an einen der beiden Generatoren Strom der Frequenz Z1 bzw. Ζ» erzeugt werden. Sind also die Maschinen SO' ausgelegt, daß sie Ströme von 40 bzw. 60 Hertz abgeben können, so können durch geeignete Schaltung der beiden Maschinen mit diesen Ströme von 20, 40. 60 und 100 Hertz für den Antrieb der Fahrmotoren erzeugt werden. Die Generatoren können als getrennte normale Typen ausgeführt oder zusammengebaut sein.The cascade connection of asynchronous generators is already known as such. In the arrangement according to the invention, simple asynchronous machines can easily be used. The generators, which have different numbers of poles, are operated individually and in a cascade with or in opposite directions during operation. Two generators with j the frequencies Z 1 and f 2 can supply the two frequencies (Z 1 + Z 2 ) and (Z 1 - / 2) in a cascade connection. In addition, by optionally connecting the motors to one of the two generators, current with the frequency Z 1 or Ζ »can be generated. If the machines SO 'are designed so that they can deliver currents of 40 or 60 Hertz, then by suitable switching of the two machines with these currents of 20, 40, 60 and 100 Hertz can be generated for driving the traction motors. The generators can be made or assembled as separate normal types.

Die von den Asynchrongeneratoren gespeisten Motoren sind vorteilhafterweise mit Wirbelstromläufer bzw. Doppelstabläufer für eine höhere Frequenz ausgeführt. Die Motoren können infolgedessen mit größerem Schlupf arbeiten und ein höheres Moment abgel>en. Die Anwendung derartiger Motoren hat auch den weiteren Vorteil, daß die Leistungs-Schwankungen bei Abweichungen der Drehzahl nur unwesentlich sind.The motors fed by the asynchronous generators are advantageously with Eddy current rotor or double rod rotor designed for a higher frequency. The motors can consequently work with greater slip and release a higher torque. The use of such motors also has the further advantage that the power fluctuations are only insignificant if the speed deviates.

Durch die Umschaltung der Generatoren werden zunächst die Grundfrequenzen erzeugt. Mit diesen Grundfrequenzen können die Motoren auf den Dauerfahrstufen betrieben werden. Durch die zusätzliche Frequenzregelung wird ein praktisch stetiger Übergang von der einen Grundfrequenz auf die andere Grundfrequenz erreicht. Die Zwischenregelung kann im einfachsten Fall durch Schilupfregelung mit Hilfe von regelbaren Vorsch altwiderständen im Sekundärkreis erreicht werden.By switching the generators, the basic frequencies are generated first. With these basic frequencies, the motors can be operated at the continuous speed levels. Due to the additional frequency control a practically steady transition from one basic frequency to the other basic frequency is achieved. The intermediate regulation In the simplest case, this can be achieved by regulating the speed with the help of adjustable pre-resistances in the secondary circuit can be achieved.

Eine· andere, vorteilhaftere Lösting 1>esteht darin, daß die Asynchronmaschinen durch besondere Erregermaschinen erregt werden. Am einfachsten ist die Anwendung einer kleinen Wecbselstromsynchronmaschine. Diese Maschine wird in den Sekundärkreis der jeweils eingeschalteten Asynchronmaschine bzw. bei Kaskadenschaltung in den Sekundärkreis der einen der in Kaskade betriebenen Maschinen eingeschaltet. Diese Schaltung bietet im Hinblick auf den Leistungsfaktor Vorteile.Another, more advantageous solution exists in that the asynchronous machines are excited by special excitation machines. The easiest way is to use a small AC synchronous machine. These The machine is in the secondary circuit of the asynchronous machine that is switched on or with cascade connection in the secondary circuit of one of the operated in cascade Machines switched on. This circuit offers in terms of power factor Advantages.

Für den Antrieb des Erregermaschinensatzes kann ein beliebiger, in seiner Drehzahl regelbarer Motor vorgesehen werden. Durch Änderung der Drehzahl des Motors wird eine Regelung der Erregerfrequenz herbeigeführt. Statt einer Synchronmaschine kann auch eine Kollektormaschine als Erregermaschine Anwendung finden, deren Frequenz durch Bürstenverschiebung geregelt wird. Diese Maschine kann mit unveränderlicher Drehzahl betrieben werden.Any speed can be used to drive the exciter set adjustable motor can be provided. By changing the speed of the motor, a Control of the excitation frequency brought about. Instead of a synchronous machine, a Collector machine as excitation machine application, the frequency of which is through Brush displacement is regulated. This machine can run at a fixed speed operate.

Die zusätzliche Frequenzregelung kann unter Umständen auch dadurch bewirkt werden, daß mit Hilfe des Drehzahlverstellers der Wärmekraftmaschine, eine so weitgehende Drehzahländerung der Wärmekraftmaschine herbeigeführt wird, daß ein Übergang von der einen Grundfrequenz auf die andere Grundfrequenz ohne nennenswerte Sprünge möglich ist. Bei einer derartigen RegelungUnder certain circumstances, the additional frequency control can also be effected by that with the help of the speed adjuster of the heat engine, so far Change in speed of the heat engine is brought about that a transition from one basic frequency to the other basic frequency is possible without significant jumps. With such a scheme

ίο muß jedesmal beim Umschalten auf die nächsthöhere Geschwindigkeitsstufe die Maschinendrehzahl gleichzeitig auf ihren Mindestwert zurückgebracht werden. Bei Anwendung einer Zwischenregelung durch Geschwindigkeitsänderung der Verbrennungskraftmaschine wird vorteilhafterweise diie Steuereinrichtung derart ausgebildet, daß durch sie gleichzeitig die elektrische Um-. schaltung der Generatoren und die Umsteuerung der Einstellung des Drehzahlreglers bewirkt wird.ίο must adjust the machine speed every time you switch to the next higher speed level be returned to their minimum value at the same time. When using an intermediate control by changing the speed of the internal combustion engine, the control device is advantageously designed such that through them at the same time the electrical um-. switching of the generators and reversing the setting of the speed controller is effected.

Zur Erzielung eines· stufenlosen Überganges von der einen Schaltung.der Generatoren auf die andere Schaltung kann während des Überganges die neue Erregung über Widerstände u. dgl. schon zugeschaltet werden, während die alte noch besteht. Dabei wird die anfangs vorhandene Erregung stufenweise geschwächt, die zugeschaltete Erregung allmählich verstärkt, was für die Erzielung eines· stufenlosen Überganges sehr vorteilhaft ist.To achieve a stepless transition from one circuit of the generators During the transition, the new excitation can be switched on to the other circuit via resistors and the like, while the old one still exists. The excitation that was initially present is gradually weakened, the activated one The excitement gradually increases, which is very important for achieving a smooth transition is advantageous.

Ferner kann auch bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Kraftübertragungseinrichtung eine Kompoundierung Anwendung finden, die ein selbsttätiges Sinken der Fahrgeschwindigkeit mit steigender Belastung herbeiführt. Zu diesem Zweck wird der den Fahrmotoren zugeleitete Strom über einen Stromtransformator geführt, dessen Sekundärstrom nach Umwandlung in einem Gleichrichter durch eine Zusatzfeldwicklung des Antriebsmotor's dies Erregergenerators geführt wird. Hierdurch wird in Abhängigkeit von. der Belastung die Drehzahl und damit Frequenz das Erregergenerators im Sinne einer Entlastung verändert. Statt dessen kann aber auch der dam Stromtransformator entnommene und gleichgerichtete Strom eine Gegenkompoundwicklung eines Hilfsgenerators durchfließen, der dien Umformermotor speist. Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird diie Erregung der die Fahrmotoren alilein bzw. in Kaskadenschaltung speisenden Generatoren so beeinflußt, daß die an die Fahrmotoren gelieferte Spannung der Frequenz annähernd proportional ist. Ferner bietet eis erhebliche Vorteile, wenn die Spannung außerdem entsprechend der jeweiligem Belastung geändert wird, z. B. proportional dem von dien Fahrmotoren, aufgenommenen Strom.Furthermore, in the case of the power transmission device designed according to the invention a compounding application that causes an automatic decrease in driving speed with increasing load. For this purpose, the current fed to the traction motors is via a current transformer out, its secondary current after conversion in a rectifier through an additional field winding of the drive motor this exciter generator is performed. This is dependent on. the burden the speed and thus the frequency of the exciter generator changed in the sense of a relief. Instead, the dam current transformer can also be removed and rectified current flow through a counter compound winding of an auxiliary generator, which feeds the converter motor. According to the further embodiment of the invention the excitation of the generators feeding the traction motors alone or in cascade connection influenced so that the voltage supplied to the traction motors is approximately proportional to the frequency. Ice cream also offers Significant advantages if the tension also corresponds to the respective load is changed, e.g. B. proportional to the current consumed by the traction motors.

Es ergibt sich, daß dann die Spannung dem Produkt aus Frequenz und Fahrstrom proportional wird. Mit Hilfe eines primärseitig vom Motorstrom durchflossenen Transformators kann leicht eine entsprechende-Erregung des bzw. der speisenden Generatoren erreicht werden.The result is that the voltage is then proportional to the product of frequency and driving current will. With the help of a transformer through which the motor current flows on the primary side a corresponding excitation of the feeding generator or generators can easily be achieved will.

Im folgenden soll die Wirkungsweise der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung erläutert werden: Um anzufahren, stellt der Fahrzeugführer den Führerschalter auf die niedrigste Frequenz ein, gibt den Maschinen die Grunderregung und schließt den Hauptschalter, Die Fahrmotoren nehmen einen relativ kleinen Anfahrstrom auf. Soll der Strom erhöht werden, so· wird durch den Fahrzeugführer eine höhere Frequenz eingestellt. Ist die gewünschte Fahrgeschwindigkeit erreicht, so läßt der Fahrzeugführer den Fübrerschalter in der betreffenden Stellung stehen. Soll die Fahrt verlangsamt werden, so wird der Führerschalter auf eine niedrigere Stufe zurückgedreht; damit sinkt die von den Generatoren gelieferte Frequenz, die noch mit ihrer bisherigen Geschwindigkeit laufenden Motoren verringern ihre. Stromaufnahme, ja es kann sogar Stroimrüclclieferung und damit Bremsung eintreten. Die Steuerung ist also· sehr einfach. Wird der Führerscbalter aufwärts bewegt, so· beschleunigt sich der Zug, wird er abwärts bewegt, so wird der Zug gebremst. Hieraus folgt eine Fahrweise, die sich erheblich von der Fahrweise mit normalen Reihenschlußmotoren unterscheidet. Der Fahrzeugführer darf während der Fahrt den Führerschalter nicht einfach abschalten, der Zug würde andernfalls, sofort gebremst werden. Soll trotzdem aus besonderen. Gründen, z. B. infolge Ansprechens·, der Schutzschalter ausgeschaltet und später wieder eingeschaltet werden., so1 sind besondere Vorsichtsmaßnahmen· zu empfehlen. Beim Wiedereinschalten muß die Frequenz der vorhandenen Drehzahl der Motoren angeglichen werden. Zweck- · mäßigerweise kann nach Einstellung ,der Frequenz, zunächst der Hauptschalter geschlossen und erst darauf die Erregung verstärkt werden. Um die Steuerung zu erleichtern, kann auf dem Führerschalter gleichzeitig eine Geschwindigkeitsskala angebracht werden. Der Führerschalter muß dann entsprechend der Skala sowie der am Geschwindigkeitsmesser abgelesenen Geschwindigkeit eingestellt werden.In the following, the mode of operation of the device forming the subject of the invention will be explained: In order to drive off, the driver sets the driver's switch to the lowest frequency, gives the machines the basic excitation and closes the main switch.The drive motors take up a relatively small starting current. If the current is to be increased, a higher frequency is set by the vehicle driver. Once the desired driving speed has been reached, the driver of the vehicle leaves the transmitter switch in the relevant position. If the journey is to be slowed down, the driver's switch is turned back to a lower level; this reduces the frequency supplied by the generators, while the motors that are still running at their previous speed reduce their. Current consumption, yes, even Stroimruclcgabe and thus braking can occur. The control is therefore · very simple. If the driver's switch is moved upwards, the train accelerates, if it is moved downwards, the train is braked. This results in a driving style that differs considerably from driving with normal series motors. The driver of the vehicle may not simply turn off the driver's switch while driving, otherwise the train would be braked immediately. Should anyway from special. Reasons, e.g. B. as a result of the response · the circuit breaker must be switched off and switched on again later., So 1 special precautionary measures · are recommended. When switching on again, the frequency must be adjusted to the existing speed of the motors. Expediently, after setting the frequency, the main switch can first be closed and only then the excitation can be increased. To make it easier to control, a speed scale can be attached to the driver's desk at the same time. The driver's switch must then be set according to the scale and the speed read on the speedometer.

Will man das Wiedereinschalten nicht der Geschicklichkeit und Aufmerksamkeit des Fahrzeugfübrers überlassen, so muß ein falsches Schalten, durch ein besonderes Relais verhindert werden, das zweckmäßigerweise ■' auf dien Frequenzunterschied anspricht. DaIf you don't want to turn it back on, the skill and attention of the Left to the driver of the vehicle, incorrect switching must be carried out by a special relay can be prevented that expediently ■ 'responds to the frequency difference. There

die nicht an das Netz angeschlossenen Motoren keine Spannung haben, wird an ihrer Stelle ein normaler kleiner Taktgeber, etwa mit permanentem Magneten, benutzt, der mit einem: der Fahrmotoren bzw. einer Fahrzeugachse gekuppelt ist. Die Generatorfrequenz und die Frequenz dieses Taktgebers werden verglichen. Das weitere Verfahren ist ähnlich wie beim Synchronisieren.the motors that are not connected to the mains have no voltage, will be connected to their Put a normal small clock, say with a permanent magnet, used, the one with one: the traction motors or a vehicle axle is coupled. The generator frequency and the frequency of this clock are compared. The rest of the procedure is similar like syncing.

ίο Ee war bereits erwähnt worden, daß beim Herabregeln der Frequenz eine Bremsung unter Stromabgabe von den Fahrzeugmotoren an den Generator eintritt. Letzterer sucht dann die Dampfturbine bzw. Maschine anzutreiben. Diese kann jedoch keine oder nur in beschränktem Maße Energie aufnehmen. Außerdem würde auch der Drehzahlregler nicht mehr wirken, die Geschwindigkeit des Maschinensatzes also unzulässig anwachsen. Es muß also· für diesen Fall ein besonderer Stromverbraucher vorgesehen werden, etwa in Form eines größeren Belastungswiderstandes, der selbsttätig zum Generator parallel geschaltet ward, sobald Rückstrom von dem a5 Motor zum Generator auftritt. Gegebenenfalls können hierfür mehrere Widerstandsstufen vorgesehen werden. Schon wenn der Strom sich seinem Minimalwert nähert, kann ein Widerstand höherer Ohmzahl eingeschaltet werden. Steigt dann der Rückstrom, so werden weitere Widerstände hinzugeschaltet. Die Einschaltung dieser Widerstände kann in Abhängigkeit von Leistungsrelais erfolgen. Zum Schalten können Schütze, Nockenschaltw'erke u. dgl. benutzt werden.ίο Ee had already been mentioned that when the frequency is reduced, braking occurs with the delivery of current from the vehicle engines to the generator. The latter then seeks to drive the steam turbine or machine. However, this can absorb no or only a limited amount of energy. In addition, the speed controller would no longer work, so the speed of the machine set would increase in an impermissible manner. It must be therefore · provided for this case, a particular power consumer, in the form of a larger load resistance, which was automatically connected in parallel to the generator as soon as backflow occurs from a motor 5 to the generator. If necessary, several resistance levels can be provided for this. As soon as the current approaches its minimum value, a resistor with a higher ohm number can be switched on. If the reverse current then increases, further resistors are added. These resistors can be switched on depending on the power relay. Contactors, cam switches and the like can be used for switching.

Der Ohm wert, den der Widerstand haben muß, damit kein Rückstrom in den Hauptgenerator gelangt, richtet sich nach der Art der Schaltung und der Höhe der Bremsleistung. Wird, wie oben für den Motorbetrieb als zweckmäßig hingestellt ist, auch beim Bremsbetrieb die Spannung der Fahrmotoren annähernd dem Motorstrom proportional gehalten, so ist das Bremsmoment bzw. die am Radkranz wirksame Bremskraft proportional dem Produkt Spannung mal Strom, vorausgesetzt, daß die Geschwindigkeit annähernd konstant ist. Dann wird also der erforderliche Ohmwert des Bremswider-The ohm value that the resistor must have so that there is no reverse current in the main generator depends on the type of gearshift and the amount of braking power. If, as stated above for motor operation, the voltage of the traction motors is also used during braking The braking torque or the braking force acting on the wheel rim is kept approximately proportional to the motor current proportional to the product of voltage times current, provided that the speed is approximately constant. Then the required ohmic value of the braking resistor

StandesStand

ebenfalls konstant seinalso be constant

Stromcurrent

müssen, unabhängig von der Höhe der Bremskraft. Ändert man dagegen ■ die Fahrgeschwindigkeit, so muß auch der Ohmwert etwa proportional erhöht bzw. vermindert werden. Jeder Einstellung der Geschwindigkeit bzw. Frequenz entspricht also- eine bestimmte Einstellung des Bremswiderstandes. Auch diese Regelung läßt sich noch umgehen, wenn man. für den Bremsbetrieb die Spannung mit der Fahrgeschwindigkeit bzw. Frequenz nicht annähernd proportional steigen läßt, sondern nur etwa proportional der Wurzel aus der Frequenz. Dann arbeiten die Motoren bei niedriger Geschwindigkeit mit relativ stärkerem Feld, bei hoher Geschwindigkeit mit schwächerem Feld, ungefähr so wie- Reihenschlußmotoren. Das Verhältnismust, regardless of the amount of braking force. If, on the other hand, you change ■ the driving speed, so the ohmic value must also be increased or decreased approximately proportionally. Everyone setting the speed or frequency corresponds to a certain setting of the braking resistor. This regulation can also be bypassed if you. the voltage for braking operation do not increase approximately proportionally with the driving speed or frequency but only roughly proportional to the square root of the frequency. Then they work Motors at low speed with a relatively stronger field, at high speed with a weaker field, something like series motors. The relationship

Spannungtension

Strom & Electricity &

Bremskraft innerhalb einer Geschwindigkeitsstufe konstant, sondern auch für alle Stufen. Der Bremswiderstand braucht somit nicht geregelt zu werden. Natürlich kann diese Art Spannungsregelung, wenn wegen Einheitlichkeit erwünscht, auch während des Motorbetriel >es vorgesehen werden. Die Regelung der Spannung erfolgt am einfachsten mittels der Geschwindigkeitswalze des Führerschalters, indem die Grunderregung durch Vorschaltwiderstände je Stufe nach Bedarf eingestellt wird.Braking force constant within a speed level, but also for all levels. The braking resistor therefore does not need to be regulated. Of course this can Type of voltage regulation, if required for uniformity, also during engine operation > it will be provided. The easiest way to regulate the voltage is by means of the speed roller of the driver's switch by adding the basic excitation through series resistors is set as required depending on the level.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kraftübertragungsanlage für elektrisch angetriebene Züge mit einer wärmeelektrischen Stromerzeugungsanlage, in welcher der Wechsel- bzw. Drehstrom für die Fahrzeugmotoren erzeugt wird, dadurch: gekennzeichnet, daß zur Stromerzeugung zwei oder mehr in Kaskade schaltbare Asynchrongeneratoren mit verschiedener Po-lzahl vorhanden sind, die einzeln oder in verschiedener Kaskadenschaltung Ströme verschiedener Frequenzen abgeben, und daß außer der Frequenzänderung durch Umschaltung der Maschinen eine Einrichtung zur zusätzlichen Frequenzregelung vorgesehen ist, welche eine stetige Frequenzregelung der den Fahrzeugmotoren zugeführten Ströme über einen weiten Frequenzbereich gestattet. 1. Power transmission system for electrically powered trains with a heat-electric power generation system, in which the alternating or three-phase current is generated for the vehicle engines, thereby: characterized in that two or more in cascade switchable asynchronous generators with different to generate electricity Pole numbers are available, individually or in various cascade connections Emit currents of different frequencies, and that in addition to the frequency change by switching the machines a device for additional frequency control is provided, which a continuous frequency control of the Currents supplied to vehicle engines are permitted over a wide frequency range. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Frequenzregelung mit Hilfe von Wechselstrommasehinen bewirkt wird, welche den Erregerstrom für die Generatoren liefern.2. Installation according to claim 1, characterized in that the additional frequency control with the aid of AC current phases is effected, which supply the excitation current for the generators. 3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch no gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Erregerstromes frei laufende Wechselstromerregermaschinen dienen, die mit regelbarer Drehzahl angetrieben werden.3. Plant according to claim 2, characterized in that for generating the Excitation current freely running alternating current excitation machines serve with adjustable speed are driven. 4. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Anwendung von mit konstanter Drehzahl angetriebenen Kollektormaschinen als Erregermaschinen, deren Frequenz z. B. durch Bürstenverschiebung geregelt werden kann. iao4. Plant according to claim 2, characterized by the use of with constant speed driven collector machines as excitation machines whose frequency z. B. by brush displacement can be regulated. iao 5. Anlage nach Anspruch 1 oder den folgenden, gekennzeichnet durch die An-5. Plant according to claim 1 or the following, characterized by the wendung einer Schlupfregelung imLäuferstro-mkreis der Generatoren.application of slip control in the rotor circuit of the generators. 6. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Asynchrongeneratoren gespeisten Antriebsmotoren mit einem Wirbelstromläufer oder Doppeilstabläufer ausgeführt sind.6. Installation according to claim i, characterized in that the asynchronous generators powered drive motors are designed with an eddy current rotor or double rod runner. 7. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Frequerregelung durch Drehzahlregelung der die Generatoren antreibenden Kraftmaschine erfolgt.7. Plant according to claim i, characterized in that the additional frequency control takes place by regulating the speed of the engine driving the generators. 8. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kompoundierungse'inrichtung vorhanden ist, die bei zunehmender Belastung· ein Absinken der Drehzahl der Motoren bewirkt.8. Plant according to claim 1, characterized in that a Kompoundierungse'inrichtung is present, which causes a decrease in the speed of the motors with increasing load. 9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gelkennzeichnet, daß zum Zweck der Kompoundierung der Antriebsmotor der Erregermaschine mit einer Kompoundwicklung versehen ist, der in Abhängig·- keit vom Belasfungsstrom der Motoren über einen Stromtransformator sowie Gleichrichter der Erregerstrom zugeführt wird.9. Plant according to claim 8, characterized in that for the purpose of Compounding the drive motor of the exciter is provided with a compound winding, which depends on ability of the load current of the motors via a current transformer as well The rectifier is supplied with the excitation current. 10. Anlage nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der allein bzw. inKaskadenschaltung betriebenen Generatoren so beeinflußt wird, daß ihre Spannung· sowohl der Frequenz wie dem Belastungsstrom der Fahrmotoren wenigstens angenähert proportional ist.10. Plant according to claim 1 or the following, characterized in that the excitation of the generators operated alone or in cascade connection that their voltage · both the frequency and the load current the traction motors is at least approximately proportional. 11. Anlage nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch- gekennzeichnet, daß bei Herbeiführung der neben der Generatorumschaltung vorgesehenen zusätzlichen Regelung der Drehzahlregler der Verbrennungskraftmaschine durch den Fahrschalter gesteuert wird, durch den gleichzeitig die Umschaltung der Generatoren herbeigeführt wird.11. Plant according to claims 1 and 7, characterized in that at Bringing about the additional regulation of the speed controller of the internal combustion engine provided in addition to the generator switchover is controlled by the drive switch, which simultaneously switches the generators is brought about. 12. Anlage nach Anspruch 1 oder den folgenden, gekennzeichnet durch eine Synchronisiereinrichtung, die nach der Abschaltung der Fahrmotoren das Wiedereinschalten nur dann freigibt, wenn die Generatorfrequenz der Drehzahl der Fahrmotoren entspricht.12. Plant according to claim 1 or the following, characterized by a Synchronization device that switches on again after the traction motors have been switched off only releases when the generator frequency matches the speed of the traction motors is equivalent to. 13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung· einer Synchronisierung eine Wechsel strom liefernde Drehzahlmaschine vorhanden, ist. 13. Plant according to claim 12, characterized in that to achieve · a Synchronization an alternating current supplying speed machine is available. 14. Anlage nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei Herabregelung der Geschwindigkeit ein Stromverbraucher, beispielsweise in Formeines Belastungswiderstandes, selbsttätig· dem Generator parallel geschaltet wird, sobald Rückstrom von den Motoren zum Generator auftritt.14. Plant according to claim 1 or the following, characterized in that when the speed is reduced, a power consumer, for example in Form of a load resistance, automatic parallel to the generator as soon as reverse current occurs from the motors to the generator. 15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungswiderstand selbsttätig nach einem bestimmten P5 Gesetz geregelt wird.15. Plant according to claim 14, characterized in that the load resistance is regulated automatically according to a certain P5 law. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsvarfahren folgende1 Druckschriften in Betracht gezogen worden:To distinguish the subject matter of the invention from the state of the art, the following 1 publications were considered in the granting procedure: Deutsche Patentschriften Nr. 355 391,
258982, 290431, 391684, 351 617;
britische Patentschrift Nr. 11 653 vom Jahre 1890;
German patent specification No. 355 391,
258982, 290431, 391684, 351 617;
British Patent No. 11,653, 1890;
schweizerische Patentschriften Nr. 85 325, 44282;Swiss patents No. 85 325, 44282; Niethammer, »Handbuch der Elektrotechnik«, 4.Bd., »Wechselstromerzeuger«, 2. Aufl., 1906, S. 276, 2. Abs.Niethammer, »Handbook of Electrical Engineering«, 4th vol., »Alternator«, 2nd ed., 1906, p. 276, 2nd paragraph. 5354 8. 525354 8. 52
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