DE98569C - - Google Patents

Description

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Schaltungs - und Regelungssystem für nach beiden Richtungen umlaufende elektrische Motoren, welches gekennzeichnet ist durch die Anordnung von Stromkreisen und Vorrichtungen zum Oeffnen und Schliefsen bezw. zum Aus- und Einschalten dieser Stromkreise, wodurch entweder der Motor von der Elektricitätsquelle Strom empfängt, um als Motor zu arbeiten, oder aber eine oder mehrere seiner Feldmagnetwickelungen von der Elektricitätsquelle erregt werden, wobei die Klemmen des Motors umgewechselt bezw. vertauscht sind, so dafs der Motor als stromerzeugende Maschine arbeitet, wenn der Hauptoder ein Hülfsstromkreis geschlossen ist. Aufserdem sind selbsttätige Vorrichtungen vorgegesehen zum Umschalten der Wickelungen oder Spulen auf den Motoren von einer Elektricitätsquelle zu einer anderen, wodurch sie selbstthätig elektrische Energie von der einen ableiten oder abnehmen können, für den Fall des Versagens der anderen.

Bei elektrischen Strafsenbahnwagen kommt es' sehr häufig vor, dafs, nachdem die Kraftquelle von dem Wagenmotor abgeschaltet ist, der Wagen durch seine eigene lebendige Kraft noch eine gewisse Strecke fortläuft, namentlich auf ebenem oder abwärtsgehendem Boden. Da in solchen Fällen die Stromzuführung aufgehört hat und die Stromkreise geöffnet sind, so nimmt die Magnetisirung des Feldes nach und nach ab, und ist der bleibende Rest abhängig von dem in den Polstücken zurückbleibenden Magnetismus, welcher sich je nach Art des Motors und des für die Feldmagnete verwendeten Eisens ändert.

Es ist wünschenswerth, stets das Feld in einem gewissen Mafse magnetisirt zu halten, so dafs die Motoren nach Umschaltung in Generatoren sofort jeder Energieabgabe zu entsprechen vermögen. Besonders in dem Falle, wo schlecht leitende Stellen in dem System vorhanden sind, welche zu ihrer Ueberwindung eine beträchtliche Energie erfordern, bedarf es infolge dieses hohen Widerstandes immer einer gewissen Zeit zur Heranbildung der Maschine. Dieses ist aber für diejenigen Fälle, in welchen es sich um sofortiges Angehen der Maschine und Bremsen oder Anhalten des Wagens handelt, ein'grofser Uebelstand.

Zur Beseitigung dieses Uebelstandes werden die Polschuhe der Feldmagnete mit einer Nebenspule oder Nebenwickelung versehen, welche mit der Stromquelle bezw. der Stromzuleitung verbunden ist, sobald sich der Regelungsapparat bezw. Schalter in seiner Ausschaltstellung' befindet, welche aber selbstthätig auf die Klemmer, der Ankerwickelung umge- . schaltet wird, sobald die äufsere Stromzufuhr aufhört.

Die feststehenden Stromschlufsfedern und die Stromschlufsstreifen der Schaltvorrichtung sind mit Bezug auf einander so angeordnet, dafs, wenn der Schalter in die Ausschaltstellung gedreht wird, die Ankerverbindungen umgekehrt und für die Bremsung vorbereitet werden.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen der vorliegenden Schaltung und den bereits vor-

handenen Systemen besteht darin, dafs ein Stromkreis von der Stromquelle durch die Hülfs- oder Nebenwickelung bestehen bleibt, zu der Zeit, in welcher die Schaltvorrichtung in der Ausschaltstellung steht und der Motor nicht länger als Treibmaschine läuft, während bei allen anderen Schaltvorrichtungen in dieser Ausschaltstellung alle Stromkreise unterbrochen bezw. geöffnet sind.

Auf beiliegender Zeichnung ist die Erfindung an einem elektrisch betriebenen Strafsenbahnwagen zur Veranschaulichurig gebracht.

Fig. ι ist eine schematische Ansicht des Regelungsschalters eines elektrischen Motorwagens, welche die drei Stromschlufsreihen zeigt; die mittlere aus Stromschlufsfedern bestehende Reihe ist feststehend mit dem Wagengestell verbunden, während die zu beiden "Seiten befindlichen Stromschlufsstreifen oder Stege auf dem Schaltcylinder angebracht sind; die linksseitig liegenden Stromschlufsstreifen oder Platten sind als vollkommen isolirt von dem Stromkreis dargestellt, während einige der rechtsliegenden Stromschlufsplatten in Berührung mit den mittleren festen Stromschlufsfedern gezeigt sind.

Fig. 2 stellt ebenfalls in schematischer Ansicht den Motor, die Feldmagnetwickelungen oder Spulen und die mit letzteren verbundenen Leitungen dar.

Fig. 3 und 4 erläutern die Schaltung, wenn der Motor als Bewegungsvorrichtung arbeitet und seinen Strom mit Hülfe einer Abnahmevorrichtung von der Stromzuleitung empfängt; in Fig. 4 läuft der Motor entgegengesetzt wie in Fig. 3.

. Fig. 5 und 6 sind ähnliche Darstellungen wie die Fig. 3 und 4, welche die Schaltung zeigen, nachdem der Regelungsschalter ausgeschaltet ist; der Stromkreis durch die Hauptfeldmagnetspule ist dann unterbrochen, während derjenige durch die Nebenfeldmagnetspule an die Stromzuleitung und Erde bezw. Rückleitung angeschlossen ist. Der in diesen Figuren gezeigte Anker hat' eine offene Wickelung.

Fig. 7 und 8 sind Darstellungen des Motors und der Stromleitungen, bei welchen sich der Regelungsschalter noch in der in F'ig. 1 gezeigten Stellung befindet, die Verbindung zwischen dem Stromabnehmer und der Stromzuleitung aber unterbrochen und die Spule mit hohem Widerstand selbstthätig in den Ankerstromkreis eingeschaltet ist und von diesem ihren Strom empfängt, während die Hauptspule ausgeschaltet ist; die Anker laufen in den beiden Figuren in entgegengesetzter Richtung. *

Fig. 9 erläutert die Einrichtung der Umsteuervorrichtung.

Die Feldmagnete B¹ (Fig. 2), zwischen welchen der Anker A des Motors läuft; werden von den Hauptspulen FF und den Neben_r spulen ff mit hohem Widerstand erregt.

Soll der Motor als Bewegungsvorrichtung arbeiten, so sind die linksseitigen Stromschlafsstreifen des Schalters (Fig. 1) durch Drehen des letzteren in Berührung mit den mittleren feststehenden Stromschlufsfedern zu bringen. Bei dieser Stellung des Schalters fiiefst der von D (Fig. 1) kommende Strom nach der Stromschlufsfeder T, dem Stromschlufsstreifen 9 und von hier nach der untersten der mit dem Streifen 9 verbundenen. Platten, welche mit den mittleren Stromschlufsfedern in Berührung ist, z. B. nach der Platte 10. Von dieser Platte 10 geht der Strom nach der Stromschlufsfeder 11 der Mittelreihe und dann durch die Widerstände RR nach der untersten Stromschlufsfeder, welche durch Leitung 12 mit dem Stromschlufsstück-13 verbunden ist. Von letzterem geht der Strom durch die Stromschlufsstreifen 14, 15, Stromschlufsfeder 16, Bürste 17, Stromwender C, Bürste 18, Stromschlufsfeder 19, Stromschlufsstreifen 20, 21, Feder 22, Draht 23, Spule F und Draht 24 nach der Erde bezw. der Rückleitung G.

Wird der Schalter in der entgegengesetzten Richtung gedreht, so dafs die feststehenden Stromschlufsfedern mit den rechtsseitigen Stromschlufsstreifen in Berührung kommen, die Schaltorgane also die in Fig. 1 gezeigte Stellung einnehmen, so ist die Beziehung zwischen Feld und Anker umgekehrt und der Motor vorbereitet, als stromerzeugende Maschine zu wirken, sobald die hierzu erforderlichen Verbindungen hergestellt werden. Die Stromzuleitung führt dann, wie aus den schematischen Darstellungen zu ersehen ist, den Spulen ff mit hohem Widerstand Strom zu, und zwar nimmt derselbe den folgenden Weg: der Strom geht über die Stromschlufsfeder T nach der Platte 25, durch Draht 26, Magnet M, Leitung 27 nach Platte 28, von hier nach der Stromschlufsfeder 29, dann durch Draht 30, Spule f und Draht 31 zur Erde oder Rückleitung G.

Die Leitung 27 ist durch einen Draht 32 mit einem um L¹ drehbaren Ankerhebel L verbunden, dessen Stift L¹¹ mit dem abgeschrägten Ende einer Schiene O zusammenarbeitet, wie dies weiter unten beschrieben werden wird. Die Einrichtung kann so gewählt werden, dafs sich entweder der Magnet und Ankerhebel mit dem Schalter bewegt und die Schiene O feststeht, oder aber die Schiene O beweglich ist und die anderen Theile feststehen. Für den Hebel L ist ein Stromschlufsknopf 33 vorgesehen, welcher durch Leitung 34 mit den Platten 35 und 36 verbunden ist; durch eine derselben gelangt der Strom zum Anker, und zwar wird diese betreffende Platte

durch die Stellung der Stromschiufsstücke 16 und ig bestimmt.

Aus den Fig. 5 und 6 lassen sich die soeben beschriebenen Schaltungen bezw. Stromkreise deutlich erkennen..

Die Stromschlufsstücke bezw. Federn 16 und 19 sind (Fig. 9) auf einem isolirten Träger angeordnet, welcher mit Hülfe eines Hebels P auf- und niederbewegt werden kann, so dafs die Stromschlufsstücke 16, 19, wie dargestellt, mit den Platten 39, 35, oder aber mit den Platten 36, 39 in Berührung gebracht werden können. Die sämmtlichen Leitungen und Verbindungen sind so gewählt, dafs durch die Umstellung der Stromschlufsstücke 16, 19 die Beziehungen zwischen Anker und Feldmagnet umgekehrt werden.

So lange die Stromzufuhr durch die Abnahnworrichtung andauert, hält der Magnet M seinen Ankerhebel L aufser Berührung mit dem Knopf 33 (s. Fig. 5 und 6). Wird jedoch der Magnet M aus irgend einem Grunde nicht mehr erregt, so fällt der Ankerhebel L in die punktirte Stellung Fig. 1 nieder, d. h. er kommt in leitende Berührung mit Knopf 33, wodurch die in Fig. 7 und 8 dargestellten Stromkreisverbindungen hergestellt werden, nach welchen die Spulen f mit hohem Widerstand Ström von dem Anker A empfangen, welcher dann als Stromerzeuger geschaltet ist. Der bei der Bürste 17 (Fig. 1) ausgehende Strom nimmt dann seinen Weg durch Stromschlufsfeder 16, Platte 35, Draht 34, Knopf 33, Ankerhebel L, Draht 32, Leitung 27, Platte 28, Stromschlufsfeder 29, Draht 30, Spule/, Draht 31, Erdschlufsvermittelung G, welche für gewöhnlich durch Leitung 37 mit dem_i Nebenschlufsstück S verbunden ist, Platte 38, Verbindung 43, Platte 39, Stromschlufsfeder 19, Bürste 18 und Stromwender C nach dem Ausgangspunkt der Bürste 17. Die Spule oder Spulen f erhalten also auf diese Weise trotz der Unterbrechung der Verbindung mit der Stromzuleitung D dennoch Strom, aber von einer verschiedenen Elektricitätsquelle. Diese Umschaltung vollzieht sich selbsttätig, sobald aus irgend einem Grunde die Stromzufuhr durch den Stromabnehmer aufhört.

Wenn der Regelungsschalter so eingestellt wird, dafs die in Fig. 1 auf der rechten Seite befindlichen Stromschlufsplatten noch weiter nach links gegen die mittleren feststehenden Stromschlufsfedern verschoben sind, so ändert sich mit Bezug auf diese letzteren nichts, nur dafs die Stromsc'hlufsplatte 40 mit dem Stromschlufsstück 22 in Berührung gekommen ist, wodurch die Spule oder Spulen F in den Stromkreis eingeschaltet werden; der Strom geht dann durch Leitung 24 zum Erdanschlufs G. Nachdem der Nebenschlufs S unterbrochen ist, geht der Strom von G nach G¹ und durch den Bremsmagneten K nach der Stromschlufsfeder B, von hier durch Platte 41 nach der untersten der sich in Berührung mit' den Stromschlufsfedern befindenden Platten 42, z. B. nach_ Platte 42^J, dann von dieser durch Stromschlufsfeder 11, die Widerstände R R, Draht 12, Stromschlufsfeder 13, Platte 38, Draht 43, Platte 39, Stromschlufsfeder 19 und Bürste 18 nach dem Stromwender C, dem Ausgangspunkt. Während dieser Zeit mag der Stromabnehmer die Nebenspule f mit Strom versehen (Fig. 5 und 6), oder die Platte 25 mag kurz sein, so dafs die Verbindung des Stromabnehmers mit der Spule/ unterbrochen wird, sobald die rechtsseitigen Stromschlufsplatten nach links gegen die mittlere Reihe der Stromschlufsfedern verschoben wird. Dieselbe Wirkung würde erzielt werden, wenn die Platte 28 kurz wäre.

Die Schiene O ist mit Bezug auf den Schalter bezw. die auf diesem angebrachten und mithin beweglichen Stromschlufsplatten so angeordnet, dafs der Hebel L aufser Berührung mit dem Knopf 33 -gehalten wird, wenn der Motor unter normalen Verhältnissen als Bewegungsvorrichtung arbeitet, aber in Berührung mit dem Knopf verbleibt, während der Motor aus dem Stromkreis ausgeschaltet wird, bis die Stromkreisbeziehungen durch den Magneten M hergestellt sind, worauf die Schiene den Stift L¹¹ Untergriffen hat und der Magnet M die Stütze für den Hebel L bildet, welcher von dieser Zeit an den letzteren aufser Berührung mit dem Knopf 33 halten wird, ausgenommen, wenn die Stromzufuhr aufhören oder es nothwendig werden sollte, Stromverbindungen mit der neuen Elektricitätsquelle herzustellen, wie dies weiter oben ausführlich beschrieben worden ist.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Schaltungs- und Regelungssystem für Elektromotoren, insbesondere von Strafsenbahnwagen, dadurch gekennzeichnet, dafs bei Ausschaltung und Umschaltung des Motors in einen Generator an Stelle der ebenfalls ausgeschalteten Feldmagnetwickelung eine Hülfsfeldmagnetwickelung oder Nebenspule in den Arbeitsstromkreis eingeschaltet wird, welche den Stromverbrauch verringert, eine für sofortiges Angehen des Ankers ausreichende Magnetisirung der Feldmagnete sichert und sofort, nachdem der Motor angefangen hat, als Generator zu arbeiten, selbsttätig aus dem Arbeitsstromkreis ausgeschaltet und zur Verstärkung der Wirkung der Hauptwickelung umgeschaltet 'wird.
2. 2. Bei einem Schaltungs- und Regelungssystem nach Anspruch 1 eine Vorrichtung zum selbsttätigen Umschalten der Nebenspule,

   bestehend aus einem in die Stromabnehmerleitung eingeschalteten ■ Elektromagneten, welcher beim Aufhören der äufseren Stromzufuhr durch Fallenlassen seines Ankers die Verbindung der Nebenspule mit der Ankerwickelung herstellt.
   Bei einem Schaltungs- und Regelungssystem nach Anspruch ι die Anordnung eines Stromschlufsstreifens auf dem Schaltcylinder, durch welchen beim Weiterdrehen dieses letzteren über die Ausschaltstellung hinaus die Hauptfeldmagnetspule und die Bremsmagnete in den Stromkreis eingeschaltet werden, um den Wagen zu bremsen.
   Bei einem Schaltungs- und Regelungssystem nach Anspruch ι eine Umsteuervorrichtung zum Umkehren der Drehrichtung des Elektromotors, bestehend aus einem Umsteuerhebel P, mit welchem die isolirten, an die Motorbürsten 17,18 angeschlossenen Stromschlufsstücke ig, 16 mit Bezug auf die Stromschlufsstreifen 35, 36, 39 des Schaltcylinders entsprechend verstellt werden können.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.