DE751923C - Stufentransformatoranordnung, insbesondere fuer Wechselstrom-fahrzeuge - Google Patents

Stufentransformatoranordnung, insbesondere fuer Wechselstrom-fahrzeuge

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DE751923C
DE751923C DES144054D DES0144054D DE751923C DE 751923 C DE751923 C DE 751923C DE S144054 D DES144054 D DE S144054D DE S0144054 D DES0144054 D DE S0144054D DE 751923 C DE751923 C DE 751923C
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DE
Germany
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voltage
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cell switch
excitation
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DES144054D
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Paul Dr-Ing Mueller
Wolfgang Dr-Ing Steinbauer
Peter Weber
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • 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
    • B60L9/00Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/24Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines
    • B60L9/26Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines single-phase motors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

  • Stufentransfo-rmatoranordnung, insbesondere für Wechselstromf ahrzeuge Es ist bereits bekannt, bei Wechselstromfahrzeugen eine Regelung der den Motoren zugeführten Spannung dadurch zu erzielen, daß durch einen regelbaren Zusatztransformator eine veränderliche Zusatz- oder Absatzspannung erzeugt wird, die zu der Sekundärspannung des Haupttransformators addiert bzw. von dieser subtrahiert wird. Um eine vielstufige Regelung der in dem Zusatztransformator induzierten Spannung zu erreichen, wird der Primärwicklung des Zusatztransformators eine veränderliche Erregerspannung zugeführt, die von Anzapfungen des Haupttransformators abgenommen wird. Um die eine Anschlußleitung der Primärwicklung des Zusatztransformators an den über die Tränsformatorwicklung verteilten Anzapfungen entlang schalten zu können, ist noch eine Schaltdrosselspule vorgesehen. In besonders vorteilhafter Weise kann diese Schaltdrosselspule, wie an sich bekannt ist, mit einer Erregerwicklung versehen werden, der über einen Kodlektorfeinregler eine veränderliche Spannung zugeführt wird.
  • Durch die Erfindung wird eine Verbesserung derartiger Steuerungen, insbesondere durch eine Erhöhung der Dauerstufenanzahl bei einer möglichst kleinen Zahl von Anzapfungen des Haupttransformators, angestrebt. Zu diesem Zweck wird die Erregerspannung des Zusatztransformators über einen mit den Anzapfungen des Haupttransformators verbundenen Zellenschalter geregelt. Die an den Kontakten des Zellenschalters unter Verwendung von Funkenschaltern entlang geschaltete, gleichzeitig als Feinregler ausgebildete Schaltdrosselspule wird abwechselnd in der einen Schaltstellung durch den Zellenschalter= kontakt kurzgeschlossen oder in der nächsten Schaltstellung mit zwei benachbarten Zellenschalterkontakten verbunden. Der Schaltdrosselspule wird dabei eine veränderliche Erregerspannung zugeführt, die während der Regelung bei Stellung der Wanderkontakte auf ein und demselben Stufenkontakt gleich Null ist, vor Erreichung der nächsten. Schaltstufe auf ihren Höchstwert gebracht wird und umgekehrt vor dem Übergang auf die übernächste Schaltstufe, in der die Schaltdrosselspule wieder kurzgeschlossen wird, wieder auf den Wert Null herabgesetzt wird. Eine besonders kleine Zahl von Anzapfungen an der Transforn-iatorwicli:lung kann in diesem Zusammenhang gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß die Anschlüsse der Erregerwicklung der Schaltdrosselspule umschaltbar sind und die über die Zellenschalterkontakte zugeführte Spannung vor der Umschaltung von einem Höchstwert auf den Wert Null und nach der Umschaltung von dein Wert Null auf den Höchstwert geregelt wird, wobei die zu beiden Seiten eines die Spannung Null führenden Kontaktes liegenden Zellenschalterkontakte an die gleichen Anzapfungen angeschloss;n sind..
  • Die Anordnung nach der Erfindung ermöglicht es, Steuerungen für Wechselstromfahrzeuge mit einer Regelung auf der Hochspannungsseite in besonders vorteilhafter und einfacher Weise auszuführen. Einerseits kann dabei der Hochspannung führende Zellenschalter mit außerordentlich kleinen Abmessungen ausgeführt werden. Andererseits ist es möglich, die Zahl der Anzapfungen an dem Transformator denkbar klein zu halten, obwohl die Zahl der möglichen Dauerfahrstufen verhältnismäßig groß ist.
  • Vorteilhafterweise kann die Anordnung derart ausgeführt werden, daß bei Fahrzeugen, die mit einer Wechselspannung von 15 ooo Volt betrieben werden, der Bereich der Regelspannung, die der Erregerwicklung des Zusatztransformators zugeführt wird, kleiner gehalten wird. Man erreicht hierdurch, daß die zu der Haupttransformatorwicklung führenden Anzapfleitungen nur für kleinere Spannungen isoliert werden müssen. Durch die Herabsetzung der Regelspanming ergeben sich für die Ausbildung der Zellenschalterkontakte selbst wegen der Vergrößerung der Ströme keine Nachteile, da diese Zellenschalterkontakte ohnehin aus mechanischen Gründen für größere Ströme bemessen werden müssen, als dies dann der Fall ist, wenn die Anzapfungen der Haupttransformatorwicklung bei einer Betriebsspannung von 15 ooo Volt über den ganzen Windungsla.reich verteilt sind.
  • Bei Regeltransformatoren mit niederspannungsseitiger Regelung sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen mit Hilfe von Schaltdrosselspulen Zwischenstufen erzielt werden, deren Spannung der zwischen zwei benachbarten Anzapfungen liegenden Spannung entspricht. Auch die Schaltdrosselspule ist bei diesen Anzapfungen abwechselnd eingeschaltet und kurzgeschlossen, wobei für den Regelvorgang ebenfalls ein Zellenschalter Anw°ndung finden kann. Derartige Anordnungenkönnenjedoch mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerung nicht verglichen werden, weil bei diesen Anordnungen infolge der auftretenden großen Ströme in baulicher und schaltungstechnischer Beziehung Schwierigkeiten auftreten, die bei der Erfindung durch die hochspannungsseitige Regelung im Erregerstromkreis des Zusatztransformators vermieden werden.
  • Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert :erden (vgl. Fig.i).
  • i ist der Fahrzeughaupttransformator, dem über den Stromabnehmer 2 von dem Fahrdraht aus dem Fahrleitungsnetz die Speisespannung zugeführt wird. DerTransformator i speist die auf dem Fahrzeug befindlichen 1-lotoren 4. Die Motorstromkreise liegen an dem Sekundärwicklungsteil i i des als Spartransformator ausgeführten Haupttransformators i. Von dem Sekundärwicklungsteil i i wird für die Fahrzeugmotoren eine bestimmte feste Spannung entnommen. Mit der Sekundärwicklung i i ist die Sekundärwicklung desZusatztransformators 6 inReihe geschaltet. Die Wicklung 5 liefert eine nach beiden Richtungen veränderliche Zusatz- bzw. Absatzspannung. Um die erforderliche Zusatz- oder Absatzspannung in dem Zusatztransformator 6 zu erzielen, muß der Primärwicklung 7 eine veränderliche Primär- oder Erregerspannung zugeführt werden.
  • Die Primärwicklung 7 des Zusatztransforinators ist daher einerseits an die Stromzuleitung zwischen der Haupttransformatorwicklung i i und der Sekundärwicklung 5 des Zusatztransformators bzw. die AnzapfungTo, andererseits an die Mittelanzapfung der Schaltdrosselspule 8 angeschlossen. Die beiden freien Enden der Schaltdrosselspule sind über die Umschaltkontakte 23 bis 26 sowie die Funkenschalterkontakte 21, 22 an die beiden Schleifbahnen 13 und 14 eines Zellenschalters 12 angeschlossen. Dieser Zellenschalter weist außer den beiden Schleifkontaktbahnen 13, 14. die beiden gemeinsam verschiebbaren Wanderkontakte 15 und 16 und eine größere Anzahl von Stufenkontakten 18a bis 181 auf. Die Stufenkontakte igca bis i8e sind mit den Anzapfungent12 bis t8 der Haupttransformatorwicklung und die Stufenkontakte i8g bis 181 mit den Anzapfungen t 8 bis t 12 der Haupttransformatorwicklung verbunden. Die genannten Anzapfungen der Transformatorwicklung sind über einen großen Teil oder die gesamte Wicklung verteilt, so daß der Transformatorwicklung 7 eine hohe Spannung und kleine Ströme zugeführt werden.. Der Stufenkontakt i8 f ist .mit dem an Erde liegenden Punkt To verbunden. Durch Entlangbewegen der Wanderkontakte 15, 16 des Zellenschalters an den Stufenkontakten i8a bis 181 kann der Primärwicklung 7 des Zusatztransformators über die Schaltdrosselspule 8 eine veränderliche Spannung zugeführt werden.
  • Während der erstem. Hälfte des gesamten Regelvorganges wird die Erregung des Zusatztransformators 6 so gewählt, däß eine Gegenspannung induziert wird, während in der zweiten Hälfte des Regelvorganges ihre Erregung umgekehrt wird, so daß eine positive Zusatzspannung erzeugt wird. Um dies zu erreichen, wird zunächst die Wicklung 7 an die höchste Erregerspannung angeschlossen, die allmählich unter Entlangschaltung der Kontakte 15, 16 an den Stufenkontakten i8a bis i8 f auf den Wert Null herabgesetzt wird. Danach wird bei weiterer Entlangbewegung der Wanderkontakte 15, 16 an den Kontakten i8g bis 181 der Wicklung 7 erneut eine zunehmende Spannung zugeführt. Um die Zusatzspannung des Transformators 6 in der erforderlichen Weise umkehren zu können, sind noch die Umschaltkontakte 27 bis 3o vorgesehen, die nach Bewegung der Wanderkontakte 15, 16 auf den Stufenkontakt i8 f umgesteuert werden.
  • Um nun eine stetige Regelung zu erreichen und dabei das Auftreten größerer Schaltleistungen an den Zellenschalterkontakten zu vermeiden, ist die Schaftdrosselspule g mit einer Erregerwicklung 8 a versehen. Dieser Erregerwicklung 8a wird über den Kollektorfeinregler 9 eine stetig veränderliche Spannung zugeführt. Die Lamellen des Kollektorfeinreglers 9 sind an einen Spannungsteilerwiderstand oder -transformator 32 angeschlossen,. der einerseits an der Anzapfung To bzw. der Stromzuleitung zu dieser Anzapfung, andererseits an der Anzapfung t2 des Haupttransformators über den Erregerschalter 35 angeschlossen ist. Von den Lamellen des Kollektorfeinreglers wird über die beweglichen Bürsten 9 a eine veränderliche Spannung abgenommen. Die Erregerwicklung 8 a der Schaltdrosselspule 8 liegt an der Summe der vom Feinregler über die Bürsten qa entnommenen Spannung und der in dem Wicklungsteil 31 des Haupttransformators induzierten Spannung. Die Sekundärspannung des Feinreglers wird bei ihrer Durchregelung umgekehrt, d. h. von einem positiven Höchstwert über Null nach dem negativen Höchstwert verändert. Infolge der Summenschaltung der Feinreglerspannung und der in der Wicklung 31 induzierten Spannung ergibt sich, daß die der Wicklung 8 a zugeführte Spannung zwischen dem Werte Null und einem Höchstwert verändert werden kann. Die erläuterte Schaltung hat den: großen Vorteil, daß der Feinregler trotz der erzielten hohen Stufenzahl nur äußerst kleine Abmessungen erhält, was durch die Reihenschaltung der Feinreglerspannung mit einer weiteren konstanten Spannung gewährleistet ist. Die Veränderung der der Wicklung 8a zugeführten Spannung muß periodisch in der Weise erfolgen, daß dann, wenn die beiden verschiebbaren Kontakte 15, 16 auf ein und demselben Stufenkontakt stehen, die der Erregerwicklung 8 a der Schaltdrosselspule zugeführte Erregerspan: nung gleich Null ist, während dann, wenn sich die beweglichen Kontakte 15 16 auf zwei verschiedenen Stufenkontakten befinden, die Erregerspannung der Schaltdrosselspule ihren Flöchsttvert hat, so daß in der Schaltdrosselspule eine der Stufenspannung entsprechende Spannung induziert wird.
  • Die Schalter 21 bis 3o sowie der Schalter 35 werden gemeinsam, und zwar abhängig von der Bewegung der Wanderkontakte 15, 16, gesteuert.
  • Im folgenden sollen im einzelnen an Hand der Fig. 2 bis 6 die Regelvorgänge näher erläutert werden: In den genannten Figuren sind nur schematisch die einzelnen Teile der Schaltung, soweit sie für die einzelnen Schaltphasen von Bedeutung sind, wiedergegeben.
  • Fig.2 bezieht sich auf den Fall, daß die Stufe i eingeschaltet ist, wobei die Motortrennschütze geschlossen sind.
  • Die Wanderkontakte 15 und 16 befinden sich gleichzeitig auf dem Stufenkontakt i8a, der mit der Anzapfung t i2 verbunden ist. An dieser Anzapfung liegt beispielsweise eine Spannung von .-500 Volt. Die beiden Funkenschalterko@ntakte 2i, 22 sind geschlossen, infolgedessen ist die Schalterdrosselspule 8 unmittelbar über den Stufenkontakt i8-a kurzgeschlossen. Der in den Primärstromkreis des Feinreglers, d. h. in den Stromkreis des Spannungsteilers 32, eingeschaltete Kontakt 35 ist göffnet. Es ergibt sich, daß in der kurzgeschlossenen Schaltdrosselspule 8 keinerlei Spannung induziert wird. Der Erregerwicklung 7 des Zusatztransformators 6 wird infolgedessen die Spannung der Anzapfung t 12, d. h. eine Spannung von 750o V, zugeführt. Bei einem Übersetzungsverhältnis von 75:1 wird daher in der Sekundärwicklung 5 des Zusatztransformators 6 eine Spannung von ioo V induziert. Infolge der erwähnten Schaltung der Wicklung ist diese Spannung der in dem Wicklungsteil 11 des Haupttransformators induzierten Spannung, welche i20 V beträgt, entgegengerichtet. Die resultierende, den Motoren zugeführte Spannung beträgt infolgedessen 12-0-100 = 20V.
  • Wenn während des Regelvorganges die Wanderkontakte durch eine Schraubenspindel o. dgl. weiterbewegt werden, so wandert zunächst der Wanderkontakt 16 von dem Stufenkontakt i8a fort. Bevor jedoch der Kontakt 16 von dem Kontakt i8a ablaufen kann, wird zunächst der Primärstromkreis des Feinreglers über den Erregerschalter 35 geschlossen. Die der Primärwicklung der Schalterdrosselspule zugeführte Spannung ist zunächst noch gleich Null, da die von dem breiten Segment des Feinreglers abgegriffene Spannung ihren Höchstwert hat und der.von der Wicklung 31 gelieferten Spannung entgegengerichtet ist. Außerdem wird der Funkenschalter 22 geöffnet. An der Erregung der Schaltdrosselspule ändert sich hierdurch praktisch nichts, da sich die Schaltdrosselspule ähnlich wie ein kurzgeschlossener Transformator verhält. Der Wanderkontakt 16 kann nunmehr, ohne daß das. Auftreten eines Schaltfunkens möglich ist, von dem 'Stufenkontakt i 8 a, ablaufen. Bei weiterem Durchregeln des Schaltwerkes wird bei gleichzeitiger Verschiebung der beweglichen Kontakte 15, 16 der Feinregler durchgeregelt. Hierbei wird zunächst die vom Feinregler abgenommene Spannung bis zum Werte Null verringert und unter Umkehrung ihrer Richtung wieder gesteigert, bis sie ihren Höchstwert erreicht. Infolgedessen steigt die dem Wicklungsteil 8a. zugeführte Spannung allmählich vom Werte Null auf den Höchstwert von beispielsweise 300V an, wenn die Feinreglerspann.ung maimal i 5o V beträgt und in der Wicklung 31 die gleiche Spannung induziert wird. Diese Regelung der Erregerspannung der Schaltdrosselspule 8 hat zur Folge, daß in der Schaltdrosselspule eine stetige Spannungssteigerung eintritt. Die in der Schaltdrosselspule induzierte Spannung erreicht schließlich ihren Höchstwert von i 50o V, welcher der Stufenspannung zwischen den Anzapfungen t i2, t i i usw. des Haupttransformators entspricht. Während die Spannung der Schaltdrosselspule auf ihren der Stufenspannung entsprechenden Höchstwert gebracht wird, sind die beweglichen Kontakte 15, i6 so weit verschoben, daß der Kontakt 16 auf den benachbarten Stufenkontakt 18b aufläuft. Nunmehr kann der Funkenschalter 22 geschlossen werden. Die von der Mittelanzapfung der Schaltdrosselspule 8 für die Erregung des Zusatztransformators 6 abgenommene Spannung hat einen Wert, der dem mittleren Spannungswert zwischen den beiden mit den Kontakten 15, 16 verbundenen Anzapfungen entspricht, also 675o V beträgt. Die vorhandene Schaltung ist in Fig. 3 dargestellt, die der Schaltstufe 2 entspricht. Die Motoren erhalten bei der weiteren Regelung eine Spannungvon 120-90 = 30 V. Währenddessen werden die Wanderkontakte 15, 16 weiter verschoben. Vor dem Ablauf des Kontaktes 15 von dem Stufenkontakt i8d wird der Kontakt 2i unterbrochen, wodurch einpolig die Schaltdrosselspule von dem beweglichen Kontakt 15 abgetrennt wird. Infolgedessen kann der bewegliche Kontakt 15 von dem Stufenkontakt 18 a ablaufen, ohne daß an der Kontaktbahn Funken auftreten können. Nach dem Ablauf des Kontaktes 15 von dem genannten Stufenkontakt wird mittels des Feinreglers die Erregung der Schaltdrosselspule herabgesetzt, bis die Erregerspannung der Schaltdrosselspule und damit die in dieser induzierte Spannung gleich Null ist. In diesem Fall wird der Primärwicklung 7 des Zusatztransformators 6 die der Anzapfung t i i entsprechende Spannung von 6ooo V zugeführt. Der Wanderkontakt 15 läuft nun sromlos auf den Stufenkontakt 18 b, auf dem ebenfalls der Wanderkontakt 16 steht. Es kann nunmehr der Schalter 2i wieder geschlossen werden, wodurch die Schaltdrosselspule 8 über den Stufenkontakt i8 b kurzgeschlossen wird. Die der Fahrstufe 3 entsprechende Schaltung ist in Fig. q. dargestellt. Infolge der Herabsetzung der dem Zusatztransformator 6 zugeführten Erregerspannung ist auch die Sekundärspannung auf den Wert von 8o V herabgesetzt. Infolgedessen erhalten die Motoren die erhöhte Spannung von 120-80 = 4.o V. Anschließend wird noch der Schalter 25 im Primärstromkreis des Feinreglers, bzw. im Stromkreis der Spannungsteilerwicklung 32 geöffnet.
  • In der angegebenen Weise können die Kontakte 15, 16 an. den Stufenkontaken des Zellenschalters entlang geschaltet werden, wobei sich sowohl bei Stellung der beweglichen Kontakte auf jedem der Stufenkontakte wie auf zwei benachbarten Stufenkontakten eine Dauerfahrstellung ergibt. Auf diesen Dauerstufen wird jeweils der Erregerschalter 35 geöffnet. Nach Bewegung der Kontakte 15, 16 auf den Stufenkontakt i8 f erfolgt eine Umschaltung der Primärwicklung 7 des Zusatztransformators 6 mittels der Schalter 27 bis 30.
  • Hierbei wird gleichzeitig auch durch die Schalter 23 bis. 26 der Erregerschaltwalze eine Umschaltung der Schaltdrosselspule 8 vorgenommen. Im zweiten Teil des Regelbereiches, also bei Bewegung der Bürsten 15, 16 über die Kontakte i8g bis 181, erfolgt die Regelung grundsätzlich in der gleichen Weise, wie es für die ersten Schaltstufen erläutert wurde.
  • Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, die sich dadurch auszeichnet, daß die besonderen Funkenschalter 21, 22 der in Fig. i dargestellten Anordnung weggelassen sind. Bei dieser Anordnung werden die Schalter 23 bis 26 gleichzeitig als Funkenschalter benutzt. Ferner ist bei dieser Anordnung noch ein besonderer Schalter 2o a zur Abschaltung der Transformatorwicklung 3 i hinzugefügt.
  • Außerdem unterscheidet sich die Anordnung nach Fig. 5 von dem in Fig. i wiedergegebenen Ausführungsbeispiel noch dadurch, daß bei der mittleren Regelstufe, auf der die Zusatzspannung des Feinreglers gleich Null ist, der Zellenschalter vereinfacht ist, wie ohne weiteres aus Fig. 5 hervorgeht.
  • Vorzugsweise kann der Zellenschalter, wie in Fig. 7 dargestellt ist, mit einer kreisförmigen Kontaktbahn 31 ausgeführt werden. Die Wanderkontakte 15, 16 sitzen in diesem Fall an einem verdrehbaren Schaltarm 32. An Stelle der Schleifbahnen 13, 14 sind zwei Schleifringe 32d, 32b vorhanden, die über an dem Schaltarm 32 befindliche Kontakte 34, 35 mit den Wanderkontakten 15, 16 in leitender Verbindung stehen. An die feststehenden Schleifringe ist wieder, ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i, die Erregerwicklung der Schaltdrosselspule angeschlossen. Zum Antrieb des Schaltarmes 32 dient eine Welle 36, die mit dem Betätigungsorgan der Steuerung über entsprechende Getriebeteile 37 in Verbindung steht. Die Kontakte des Zellenschalters, die beispielsweise auf einer Isolierplatte befestigt sein können, sind in einem Ölkesse138 angeordnet. Vorteilhafterweise können in diesem Ölkessel noch zwei weitere Hilfsschaltwalzen 39 und 4o angeordnet sein. Die Walze 39 dient dazu, die vorgesehenen Funkenschalter 21, 22 (vgl. Fig. i) sowie die Umschalter 23 bis 26 für die Schaltdresselspule zu steuern. An diesen Schaltern treten untereinander nur beschränkte Spannungsdifferenzen auf. Die Schaltwalze 4o dient zur Steuerung der Umschalter 27 bis 30 für die mit Hochspannung erregte Erregerwicklung 7 des Zusatztransformators 6. An diesen Schaltern treten untereinander höhere Spannungsdifferenzen auf, da der Wicklung 7 von dem Stufentransformator Hochspannung von maximal 7500 V bei dem Ausführungsbeispiel zugeführt wird.
  • Auch die Schaltwalzen 39, 40 werden von dem gleichen Getriebeteil 37 angetrieben wie die Welle 36 für den beweglichen Schaltarm des Zellenschalters. Die Vereinigung der Walzen 39, 40 mit dem Zellenschalter hat den Vorteil zur Folge, daß der Zellenschalter und der Ölkessel verhältnismäßig leicht ausgeführt «-erden können.
  • Eine weitere Verbesserung und Verringerung der Abmessungen des Zellenschalters kann dadurch erreicht werden, daß die Schaltstellung Null und die der Fahrstufe i entsprechende Schaltstellung dicht nebeneinander angeordnet werden. Der Winkelweg von der Stellung Null bis zur Fahrstufe :2 kann infolgedessen genau so groß gemacht werden wie der Winkelweg von der Stufe 2 zur Fahrstufe 3. Die Fahrstufe i liegt nur um einen geringen Winkelbetrag von der Stufe Null entfernt und unterscheidet sich von der Nullstellung allein dadurch, daß auf ihr das N ullspannungsschütz eingeschaltet wird, wodurch wiederum die Trennschütze der Motorenstromkreis,e bei entsprechender Betätigung der Steuerung eingeschaltet werden können. Die Kontakte des Zellenschalters befinden sich in der Nullstellung bereits in einer solchen Stellung, daß beim Schließen des Fahrmotorenstromkreises mit Hilfe der Trennschütze in Abhängigkeit von dem Nullspannungsschütz die Motoren sofort eine bestimmte geringe Spannung erhalten. Da, wie bereits bemerkt, der Zellenschalter beim Übergang von der Nullstellung in die Stellung i nur um einen sehr kleinen Winkel verdreht wird, ergibt sich, daß die Fahrstufe i eingeschaltet werden kann, ohne daß der Feinregler zur Wirkung gelangt. Dies wird dadurch ermöglicht, daß während des überganges aus der Stellung Null in die Stellung i die Bürsten des Feinreglers lediglich auf den gleichen verbreiterten Segmenten laufen.
  • Die Einschaltung des Nullspannungsschützes und damit der Fahrstufe i wird in Abhängigkeit von einer Hilfsschaltwalze vorgenommen, die von dem Betätigungsorgan der Steuerung mit einer wesentlich größeren Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird als der Zellenschalter selbst. Hierdurch kann mit großer Genauigkeit das Einschalten des Nullspannungsschützes nach Zurücklegung eines sehr kleinen Winkelweges bewirkt werden. Der Haltestromkreis für das Nullspannungsschütz bleibt im übrigen über Hilfskontakte einer zweiten, in Abhängigkeit von: dem Betätigungsorgan der Steuerung in Drehung versetzten Hilfswalze geschlossen, welche mit gsringerer Geschwindigkeit angetrieben wird als die ersterwähnte Hilfssteuerwalze.
  • In Einze1lieiten kann die beschriebene Schaltungsanordnung abgeändert werden. Beispielsweise kann die Anordnung derart g:etrofFen werden, daß die von dem Feinregler abgenommene Spannung für sich der Erregerwicklung der Schaltdrosselspule zugeführt wird. In diesem Fall wird der Feinregler mit nur einem Bürstensatz ausgeführt (vgl. Fig. 6).
  • `'breiter ist eine Änderung der beschriebenen Steueranordnung in der Weise möglich, daß der Feinregler zwangsläufig oder willlcürlich auf bestimmten Stellungen unwirksam gemacht wird, beispielsweise im Bereiche höherer Fahrgeschwindigkeiten. Dies kann auf mechanischem oder elektrischem MTege erreicht werden.
  • Vorzugsweise eignet sich die den Gegenstand der Erfindung bildende Regeleinrichtung für Wechselstromfahrzeuge, die mit Wechselstrom hoher Frequenz, z. B. 3o oder 6o Hz, betrieben werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Stufentransformatoranordnung, insbesondere für Wechselstromfahrzeuge mit einem eine Zusatz- oder Absatzspannung zu der Selzundärspannung des Haupttransformators liefernden Zusatztransformator, dessen Erregerwicklung von Anzapfungen des Haupttransformators hochgespannter Erregerstrom einer veränderlichen Spannung zugeführt wird, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender 11erkmale: i. Die Erregerspannung des Zusatztransformators wird über einen mit den Anzapfungen des Haupttransformators verbundenen Zellenschalter geregelt; a. die an den Kontakten des Zellenschalters unter Verwendung von Funkenschaltern entlang geschaltete, gleichzeitig als Feinregler ausgebildete Schaltdrosselspule wird abwechselnd in der einen Schaltstellung durch den Zellenschalterkontakt kurzgeschlossen oder in der nächsten Schaltstellung mit zwei benachbarten Zellenschalterkontakten verbunden; 3. der Schaltdrosselspule wird eine veränderliche Erregerspannung zugeführt, die während der Regelung bei Stellung der Wanderkontakte auf ein und demselben Stufenkontakt gleich Null ist, vor Erreichung der nächsten Schaltstufe auf ihren Höchstwert gebracht wird und umgekehrt vor dem Übergang auf die übernächste Schaltstufe, in der die Schaltdrosselspule wieder kurzgeschlossen wird, wieder auf den Wert Null leerabgesetzt wird. z. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der Erregerwicklung der Schaltdrosselspul; umschaltbar sind und die über die Zellenschalterkontakte zugeführte Spannung vor der Umschaltung von einem Höchstwert auf den Wert Null und nach der Umschaltung von dem Wert Null auf d,-,i Höchstwert geregelt wird, wobei die zu beiden Seiten cin ts die Spannung Null führenden Kontahtzs liegenden Zellenschalterkontakte an die gleichen Anzapfungen angeschlossen sind. 3. Anordnung nach Anspruch i und folgenden für Fahrzeuge, die mit mehr als ioooo V Falirdrahtspannung betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellenschalterkontakte mit in dem Hochspannungsbereich der Haupttraiisformatorwicklung liegenden Anzapfungen verbunden sind, dieser Spannungsbereich jedoch kleiner als die Betriebsspannung gewählt ist, z. B. die Hälfte beträgt. .I. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Erregerspannung der Schaltdrosselspule durch die Summe einer veränderlichen einem Kollektorfeinregler entnommenen Spannung und einer einer besonderen Transformatorwicklung des Haupttransformators entnommenen Spannung, die gleich dem Höchstwert der Feinreglerspannung ist, gebildet wird. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltkontakte gleichzeitig als Funkenschalter für den Zellenschalter benutzt werden. 6. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schalter vorgesehen ist, durch den bei Kurzschluß der Schaltdrosselspule der Erregerstromkreis für diese unterbrochen wird. i. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß derZellenschalter eine kreisförmige Kontaktbahn aufweist und gemeinsam mit zwei weiteren Hilfsschaltwalzen für die Umschaltung der Erregung der Schaltdrosselspule und der Erregerwicklung des Zusatztransformators in einem gemeinsamen, insbesondere mit Öl angefüllten Kessel angeordnet ist. B. Anordnung nach Anspruch i und folgenden., dadurch gekennzeichnet, daß die \Tul.lstellung des Zellenschalters und die Fahrstufe i nur um einen geringen Winkelbetrag voneinander verschieden sind, wobei in der Nullstellung die der Fahrstufe i entsprechende Schaltung vorbereitet ist und auf der Fahrstufe i lediglich die Fahrmotorenstromkreise, z. B. in Abhängigkeit von dem auf der Fahrstufe i eingeschalteten Nullspannungsschütz, geschlossen werden, ohne daß der Feinregler zur Wirkung gelangt. g. Anordnung nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließung des Fahrmotorenstromkreises beim übers.chalten aus der Stellung Null in die Fahrstufe i durch eine gemeinsam mit dem Zellenschalter von dem Betätigungsorgan der Steuerung mit größerer Winkelgeschwindigkeit als der Zellenschalter angetriebene Hilfssteuerwalze bewirkt wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift N r. 589 547; schweizerische Patentschrift Nr. 83 .20:
DES144054D 1941-02-16 1941-02-16 Stufentransformatoranordnung, insbesondere fuer Wechselstrom-fahrzeuge Expired DE751923C (de)

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DE1167713B (de) * 1957-12-03 1964-04-09 Siemens Ag Anschlussgeraet fuer mit Gleichstrom betriebene elektrische Spielzeuge

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