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Publication number: DEF0008544MA
Authority: DE

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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 8. März 1952 Bekanntgemacht am 9. Mai 1956Registration date: March 8, 1952. Advertised on May 9, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Beim Einphasenbahnbetrieb mit Fahrmotoren veränderlicher Frequenz und mit Phasenzahlenumformung ist es erwünscht, in gewissen Fällen über Asynchronbahnmötoren 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 Aufgäbe 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 Aufgäben ohne Zuhilfenahme von Fahrmotoren mit Schleifringankern zu lösen.In single-phase railway operation with traction motors of variable frequency and with phase number conversion it is desirable, in certain cases, to have asynchronous orbit motors that support the Activation of resistors at the moment of transition from one frequency to another allow. It may also be desirable to use rail motors with multiple numbers of poles, in particular with two different numbers of poles in order to e.g. B. high speeds with low pulling force to reach. This also allows the size of the frequency and phase converter machine sets to be reduced, which are used on the locomotives to generate the multiphase electricity. The solution to this latter problem causes difficulties at the moment of pole change, because of the continuity of the regulation must be guaranteed without power surges. The invention has a railway system for the subject allows to solve the tasks without the aid of traction motors with slip ring anchors.

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 entsprechendenAccording to the invention is a single-phase locomotive with adjustable frequency and phase converter and with mechanically coupled and pole-changing units connected in cascade in pairs Multi-phase traction motors provided. It is characterized by the fact that the cascade connection by connecting the appropriate

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Einzelleiter der beiden unvollständigen Käfiganker erhalten wird und daß die zweiten Ständerwicklungen (Sekundärwicklungen) so ausgebildet sind,Individual conductors of the two incomplete cage anchors is obtained and that the second stator windings (secondary windings) are designed so

■ daß die Polumschaltung nur an der Wicklung eines .5 jeden ersten Fahrmotors (Asynchronmotors) aus-■ that pole switching is only possible on the winding of one .5 turn off every first traction motor (asynchronous motor)

*· geführt wird. ..·*· to be led. .. ·

Falls solche Fahrmotoren zwei oder mehr Polzahlen aufweisen sollen, besitzt der erste Ständer . eine vorzugsweise in dem Verhältnis ι : 2 polumschaltbare Wicklung oder auch zwei getrennte Wicklungen, während der zweite Ständer im Falle eines Verhältnisses ι : 2 eine einzige Wicklung mit sechs Klemmen aufweisen kann, die weiter mit Bezugnahme auf die Fig. 2 beschrieben ist.If such traction motors are to have two or more numbers of poles, the first has a stator . a pole-changing preferably in the ratio ι: 2 Winding or two separate windings, while the second stator in the case a ratio ι: 2 may have a single winding with six terminals, which is further referred to on FIG. 2 is described.

Wenn der erste. Ständer zwei getrennte Wicklungen aufweist, k'ajnn der Übergang von einer Polzahl zu einer anderen durch eine einfache Umschaltung, und zwar ohne Stromunterbrechung erfolgen. When the first. Stator has two separate windings, the transition from a number of poles can to another by a simple switchover without interrupting the power supply.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise zwei Ausführungsformen für Einphasenlokomotiven nach der Erfindung.The drawing shows, for example, two embodiments for single-phase locomotives the invention.

Fig. ι zeigt ein grundsätzliches Schaltbild eines Doppelmotors mit Kaskadenschaltung seiner Käfiganker, undFig. Ι shows a basic circuit diagram of a Double motor with cascade connection of its cage armature, and

Fig. 2 zeigt einen solchen Doppelmotor mit Polumschaltung sowohl auf der Primärseite als auch auf der Sekundär sei te.Fig. 2 shows such a double motor with pole changing both on the primary side and on the secondary side.

Fig. ι zeigt zwei Asynchronmotoren^ 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 Asynchronmotors A, dessen Wicklung mit α bezeichnet ist, ist mit den Ausgangskabeln C verbunden. Sein Käfiganker L₁ ist mit dem Käfig-' anker L₂ des Asynchronmotors B verbunden. Dementsprechend besitzt nach den Fig, 1 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.Fig. Ι shows two asynchronous motors ^ and B, which have a common shaft and are connected in cascade with each other and are fed with multiphase power from a frequency and phase converter machine set, of which only the output cables C are shown. The stator of the asynchronous motor A, the winding of which is denoted by α , is connected to the output cables C. His cage armature L ₁ is connected to the cage armature L _{2 of} the asynchronous motor B. Accordingly, according to FIGS. 1 and 2, each of the two cage anchors L ₁ and L ₂ each have a single short-circuit ring K ₁ and K ₂ , and the individual conductors of the incomplete cage windings formed in this way are connected to one another in a crosswise manner, creating a single two-part and complete Cage winding is created. The stator of the asynchronous motor B has a secondary winding b , the terminals of which are connected to adjustable contact resistances R, which are short-circuited during normal operation.

50. Beim Übergang'von einer Speisefrequenz auf eine andere werden diese Übergangswiderstände R in dem gewürischten-Maße eingeschaltet, um Stromstöße zu vermeiden- wobei besonders zu bemerken ist, daß diese Einschaltung ohne Schleifringe oder; Bürsten erfolgt. >50. During the transition from one supply frequency to another, these contact resistances R are switched on to the extent that they are used in order to avoid current surges - it should be noted in particular that this switching on without slip rings or; Brushing is done. >

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 Hilfskollektormaschinen kompensieren, z. B. D in Fig. 1, oder auch durch Anwendung von Gleichstrom wie bei synchronisierten Asynchronmotoren. Bei Verwendung von Hilfskollektormaschinen können, wie in Fig. ι dargestellt, Übergangswiderstände r zwi- 6= sehen den Stromwender und die Klemmen der Sekundärwicklung b eingeschaltet werden.It is possible to use a single set of contact resistance R for. to use all traction motors of a locomotive. You can also compensate for the reactive power of these traction motors in a known manner either with one or more auxiliary collector machines, for. B. D in Fig. 1, or by using direct current as in synchronized asynchronous motors. When using auxiliary collector machines, as shown in Fig. Ι, contact resistances r between 6 = see the commutator and the terminals of the secondary winding b are switched on.

Nach Fig. 2 weist der Asynchronmotor A zwei Ständerwicklungen Ci₁ 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.According to Fig. 2, the asynchronous motor A has two stator windings Ci ₁ and a ₂ , which correspond to the two different numbers of poles. These windings can optionally be connected to the output cables C with the aid of changeover switches (not shown), this changeover taking place without interrupting the current.

Der Ständer des Asynchronmotors B weist eine zweiteilige Mehrphasenwicklung O₁-O₂ 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 C₁ und C₂ kurzgeschlossen werden können, wie in Fig. 2 ersichtlich ist.The stator of the asynchronous motor B has a two-part polyphase winding O ₁ -O ₂ with six unspecified output terminals, which are connected in the manner shown to two contact resistors R ₁ and R _2, which are short-circuited with the help of switches C ₁ and C ₂ can, as can be seen in FIG. 2.

Man sieht also, daß ein Übergang ohne Unterbrechung des Drehmomentes der Fahrmotoren erhalten wird, indem während der Polumschaltung die beiden Ständerwicklungen α_χ und a₂ gleichzeitig g₅ arbeiten.It can therefore be seen that a transition without interruption of the torque of the traction motors is obtained by the two stator windings α _χ and a _{2 working} simultaneously g ₅ during the pole change.

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.The invention thus allows the transition from one supply frequency to another to be made as well as the transition from one number of poles to another without interruption of the Locomotive developed tractive power.

Es ist selbstverständlich, daß die Zeichnung nur grundsätzliche Schaltbilder zeigt und daß bei ihrer praktischen Anwendung verschiedene Abänderungen oder Anpassungsmaßnahmen möglich sind.It goes without saying that the drawing shows only basic circuit diagrams and that in theirs practical application, various changes or adaptation measures are possible.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Single-phase locomotive with adjustable frequency and phase converters and with mechanically coupled and pole-changing multi-phase traction motors connected in cascade with each other, characterized in that the cascade connection is obtained by connecting the corresponding individual conductors of the two incomplete cage anchors (L ₁ , L ₂ ) and that the second stator windings (secondary winding b) are designed so that pole switching is only carried out on winding (a) of each first traction motor (asynchronous motor A) .

2. Single-phase locomotive according to claim 1, characterized by the compensation of the reactive power with the help of auxiliary collector machines (D) which are connected to the stator of the second traction motors via contact resistances

(r) are connected.

3. Single-phase locomotive according to claim 1 and 2, characterized in that the stator of the second traction motors have two-part multi-phase windings (b _v b ₂ ) which are interconnected so that they work either in series with one another or in parallel, depending on the number of poles, and thereby

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adapt automatically to the corresponding number of poles.

4. Single-phase locomotive according to claim 1, characterized in that "the stator of the first traction motors (asynchronous motor A) has two-part primary windings (stator windings O ₁₇ -O ₂ ) which are switched and controlled, that the transition from one number of poles to one others without interruption of the torque by a temporary simultaneous excitation of both primary windings.

5. Single-phase locomotive according to claim 1 to 4, characterized in that a common contact resistance with the stands of all second traction motors connected in cascade to the first.

Referred publications:
Electric railways, 5 (1929), pp. 5, 43, 47, 50fr.,

53, 139;

VDE specialist 11 (1939), p. 203;

BBC-Mitteilungen Mannheim, 9 (1922), p. 82, 83.

1 sheet of drawings