DE951938C

DE951938C - Einphasenlokomotive mit regelbarem Frequenz- und Phasen-Umformer

Info

Publication number: DE951938C
Application number: DEF8544A
Authority: DE
Inventors: Pierre Letrilliart
Original assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Current assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Priority date: 1951-03-23
Filing date: 1952-03-09
Publication date: 1956-11-08

Description

Einphasenlokomotive mit regelbarem Frequenz- und Phasen-Umformer Beim Einphasenbahnbetrieb mit Fahrmotoren veränderlicher Frequenz und mit Phasenzahlenumformung ist es erwünscht, in gewissen Fällen über Asynchronbahnmotoren zu verfügen, die die Einschaltung von Widerständen im Augenblick des Übergangs von einer Frequenz auf eine andere gestatten. Ferner kann es erwünscht sein: Bahnmotoren mit mehreren Polzahlen zu verwenden, insbesondere mit zwei verschiedenen Polzahlen, um z. B. große Geschwindigkeiten bei kleiner Zugkraft zu erreichen. Dies gestattet außerdem die Verkleinerung der Abmessungen der Frequenz- und Phasen-Umformer-Maschinensätze, die auf den Lokomotiven zur Erzeugung des Mehrphasenstromes benutzt werden. Die Lösung dieser letzteren Aufgabe bereitet Schwierigkeiten im Augenblick der Polumschaltung, da die Stetigkeit der Regelung ohne Stromstöße gewährleistet werden muß. Die Erfindung hat ein Bahnsystem zum Gegenstand, das gestattet, die Aufgaben ohne Zuhilfenahme von Fahrmotoren mit Schleifringankern zu lösen.
Nach der Erfindung ist eine Einphasenlokomotive mit regelbarem Frequenz- und Phasen-Umformer und mit paarweise miteinander in Kaskade geschalteten, mechanisch gekuppelten und polumschaltbaren Mehrphasenfahrmotoren vorgesehen. Sie kennzeichnet sich dadurch, daß die Kaskadenschaltung durch Verbindung der entsprechenden Einzelleiter der beiden unvollständigen Käfiganker erhalten wird und daß die zweiten Ständerwicklungen (Sekundärwicklungen) so ausgebildet sind, daß die Polumschaltung nur- an der Wicklung eines jeden ersten Fahrmotors (Asynchronrnotors) ausgeführt wird.
Falls solche Fahrmotoren zwei oder mehr Polzahlen aufweisen sollen, besitzt der erste Ständer eine vorzugsweise in dem Verhältnis i :2 polumschaltbare Wicklung oder auch zwei getrennte Wicklungen, während der zweite Ständer im Falle eines Verhältnisses i :2 eine einzige Wicklung mit sechs Klemmen aufweisen kann, die weiter mit Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben ist.
Wenn der erste Ständer zwei getrennte Wicklungen aufweist, kann der Übergang von einer Polzahl zu einer anderen durch eine einfache Umschaltung, und zwar ohne Stromunterbrechung erfolgen.
Die Zeichnung zeit beispielsweise zwei Ausführungsformen für Einphasenlokomotiven nach der Erfindung.
Fig. i zeigt ein grundsätzliches Schaltbild eines Doppelmotors mit Kaskadenschaltung seiner Käfiganker, und Fig. 2 zeigt einen solchen Doppelmotor mit Polumschaltung sowohl auf der Primärseite als auch auf der Sekundärseite.
Fig. i zeigt zwei Asynchronmotoren A und B, die eine gemeinsame Welle besitzen und miteinander in Kaskade geschaltet sind und mit Mehrphasenstrom von einem Frequenz- und Phasen-Umformer-Maschinensatz gespeist werden, von dem nur die Ausgangskabel C dargestellt sind. Der -Ständer des Asynchron.motors A, dessen Wicklung mit a bezeichnet ist, ist mit den Ausgangskabeln C verbunden. Sein Käfiganker L1 ist mit dem Käfiganker L2 des Asynchronmotors B verbunden. Dementsprechend besitzt nach den Fig, i und 2 jeder der beiden Käfiganker L1 und L2 je einen einzigen Kurzschlußring K1 und K2, und die einzelnen Leiter der auf diese Weise gebildeten unvollständigen Käfigwicklungen sind miteinander kreuzweise verbunden, wodurch eine einzige zweiteilige und vollständige Käfigwicklung entsteht. Der Ständer des Asynchronmotors B weist eine Sekundärwicklung b auf, deren Klemmen mit regelbaren Übergangswiderständen R verbunden sind, die während des normalen Betriebes kurzgeschlossen werden.
Beim Übergang von einer Speisefrequenz auf eine andere werden diese Übergangswiderstände R in dem gewünschten Maße eingeschaltet, um Stromstöße zu vermeiden, wobei besonders zu bemerken ist, daß diese Einschaltung ohne Schleifringe oder Bürsten erfolgt.
Es ist möglich, einen einzigen Übergangswiderstandssatz R für alle Fahrmotoren einer Lokomotive zu verwenden. Man kann ferner die Blindleistung dieser Fahrmotoren in an sich bekannter Weise entweder mit einer oder mehreren H.ilfskollektormaschinen kompensieren, z. B. D in Fig. i, oder auch durch Anwendung von Gleichstrom wie bei synchronisierten Asynchronmotoren. Bei Verwendung von Hilfskollektormaschinen können, wie in Fig. i dargestellt, Übergangswiderstände r zwischen den Stromwender und die Klemmen der Sekundärwicklung b eingeschaltet werden.
Nach Fig. 2 weist der Asynchronmotor A zwei Ständerwicklungen a1 und a2 auf, die den beiden verschiedenen Polzahlen entsprechen. Dies Wicklungen können wahlweise mit Hilfe von nicht dargestellten Umschaltern mit den Ausgangskabeln C verbunden werden, wobei diese Umschaltung ohne Stromunterbrechung geschieht.
Der Ständer des Asynchronmotors B weist eine zweiteilige Mehrphasenwicklung bi b2 mit sechs nicht näher bezeichneten Ausgangsklemmen auf, die in der dargestellten Weise mit zwei Übergangswiderständen R1 und R2 verbunden sind, die mit Hilfe von Schaltern cl und c2 kurzgeschlossen werden können, wie in Fig. 2 ersichtlich ist.
Man sieht also, daß ein Übergang ohne Unterbrechung des Drehmomentes der Fahrmotoren erhalten wird, *indem während der Polumschaltung die beiden Ständerwicklungen a1 und a2 gleichzeitig arbeiten.
Die Erfindung gestattet somit die Vornahme des Überganges von einer Speisefrequenz auf eine andere sowie den Übergang von einer Polzahl zu einer anderen -ohne Unterbrechung der von der Lokomotive entwickelten Zugkraft.
Es ist selbstverständlich, daß die Zeichnung nur grundsätzliche Schaltbilder zeigt und daß bei ihrer praktischenAnwendung verschiedeneAbänderungen oder Anpassungsmaßnahmen möglich sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einphasenlokomotive mit regelbarem Frequenz- und Phasen-Umformern und mit paarweise miteinander in Kaskade geschalteten, mechanisch gekuppelten und polumschaltbaren Mehrphasenfahrmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaskadenschaltung durch Verbindung der entsprechenden Einzelleiter der beiden unvollständigen Käfiganker (L1, L2) erhalten wird und daß die zweiten Ständerwicklungen (Sekundärwicklung b) so ausgebildet sind, daß die Polumschaltung nur an der Wicklung (a) eines jeden ersten Fahrmotors (AsyncEronmotor A) ausgeführt wird.
2. Einphasenlokomotive nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Kompensierung der Blindleistung mit Hilfe von Hilfskollektormaschinen (D), die mit den Ständern der zweiten Fahrmotoren über Übergangswiderstände (r) verbunden sind.
3. Einphasenlokomotive nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständer der zweiten Fahrmotoren zweiteilige Mehrphasenwicklungen (b1, b2) aufweisen, die untereinander so verbunden sind, daß sie je nach der Polzahl entweder miteinander in Reihenschaltung oder zueinander parallel arbeiten und sich dadurch selbsttätig der entsprechenden Polzahl. anpassen.
4. Einphasenlokomotive nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ständer der ersten Fahrmotoren (Asynchronmotor A) zweiteilige Primärwicklungen (Ständerwicklungen a1, a2) aufweisen, die so geschaltet sind und gesteuert werden, daß der Übergang von einer Polzahl zu einer anderen ohne Unterbrechung des Drehmomentes durch eine vorübergehende gleichzeitige Erregung beider Primärwicklungen vor sich,geht.
5. Einphasenlokomotive nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Übergangswiderstand mit den Ständern aller zweiten, mit den ersten in Kaskade geschalteten Fahrmotoren verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Elektrische Bahnen, 5 (i929), S. 5, 43, 47, 50ff-, 53, 139; VDE-Fachber. 1i (i939), -S. 203; BBC-Mitteilungen Mannheim, 9 (i922), S.82, 83.