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Österreichische
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Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Antriebe von Fahrzeugen oder dgl. mit Wechselstrom. Sie besteht darin, dass der Wechselstrom einerseits unmittelbar in einem Wechselstrommotor und andererseits mittelbar unter Zwischenschaltung eines Wechselstrom-Gleichstrom-Umformers und eines Gleichstrommotors in mechanische Arbeit umgewandelt wird, wobei die Sekundärwicklung des Wechselstrommotors den zum Speisen des Umformers erforderlichen Wechselstrom liefert. Durch diese Schaltung wird bei entsprechender Erregung der Umformer die Phasenverschiebung ganz oder nahezu ganz aufgehoben und ein wirtschaftlicheres Anlassen und eine günstigere Regelung der Umdrehungszahl erreicht, als bei Verwendung von Widerständen im sekundären Stromkreis eines Wechselstrommotors.
Infolgedessen eignet sich diese Schaltung insbesondere für jeden Antrieb, der entweder ein häufiges Anlassen, wie bel Fahrzeugen und Hebezeugen, oder eine gute Regelung der Umdrehungszahl, wie beispielsweise bei Arbeitsmaschinen verlangt. Die Schaltung besitzt ausserdem den Vorteil, dass sie auch für Einphasenstrom verwendbar ist. Unerheblich ist es, ob das Anlaufen des Umformers selbsttätig oder unter Verwendung besonderer Hilfsmittel erfolgt.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher zwei Einphasenmotoren, zwei mechanisch miteinander verbundene Wechselstrom- Gleichstrom-Umformer und zwei Gleichstrommotoren verwendet sind. Bei dieser Anordnung wird gleichzeitig der Vorteil erreicht, dass während des Anfahrens ein Umformer den anderen nur als Gleichstromerzeuger arbeitenden antreibend durch entsprechende Erregung des letzteren und durch Gegen- und Hintereinanderschalten der beiden Gle8ichstromspannungen den Gleichstrommotoren jede beliebige Spannung zugeführt wird.
In der Zeichnung bedeuten : 1 die Oberleitung, 2 den Stromabnehmer, 3 den Hoch- spannungseinschaltor, 4, 5 die Einphasenmotoren, 6, 7 deren Primärwicklungen und 8. 9, 10 und 11, 12, 13 deren Sekundärwicklungen, die an den sechspoligen Umschalter 14 angeschlossen sind. Von letzterem führen Leitungen einerseits zu den Schleifringen 15 des Umformers 16, dessen Anker 17 mit dem Anker 18 des Umformers ; ? 9 auf der gleichen Welle 20 sitzt und andererseits zu dom Umschalter 21, durch den die Sekundärwicklungen J. ?, 12, 13 entweder gleichfalls an die Schleifringe 15 oder an die Schleifringe 22 des U 111- formers 19 angeschlossen werden.
Die Magnetwicklungen 23, 24 der Umformer 16, 19 werden über die einstellbaren Vorschaltwiderstände 25, 26 aus dem Umformer 16 gespeist.
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motoren 32, 33 führen Leitungen zu dem Schalter 31, in dem die Gegen-, Parallel-und Hintereinanderschaltung der beiden Gleichstrom liefernden Anker 17, 18 und die Hintereinander-und Parallelschaltung der beiden Gleichstrommotoren 32, 33 erfolgt. Jeder der letzteren ist mit einem Umschalter 34, 35 zum Umkehren der Drehrichtung versehen. Die
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motors 37 aufgekeilt, dessen Magnetwicklung 38 über den Schalter 39 aus dem Transformater 40 gespeist wird.
Die Hochspannungswicklung des totzteren wird durch den Schalter 41 an den Stromabnehmer 2 und damit an die Oberleitung 1 angeschlossen.
Das Anfahren geschieht auf folgende, Weise-Durch Schliessen der Schalter 41 und 39 wird aus der Oberleitung 1 hochgespannter'Wechselstrom dem Transformator 40 zngeführt und aus letzterem der Repulsionsmotor 37 mit Wcchselstronf geringer Spannung gespeist.
Dieser Motor bringt die Welle 20 und damit die Anker 17, 18 auf eine Umdrehungszahl, die der vollen Wechsolzahl des Stromes in der Oberleitung entspricht ; hiebei sind die Bürsten 27, 28, 29, 30 abgehoben bezw. die'zu denselben führenden Leitungen unterbrochen. Haben die Umformer die volle Umdrehungszahl erreicht, dann werden die Bürsten 27, 28,
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widerstände 25, 26 an die Bürsten 27, 28 angeschlossen und der Schalter 31 in die erste Fahrtstellung gebracht, in der die gegeneinander geschalteten Anker 17, 18 mit den hintereinander geschalteten Motoren 32, 33 verbunden sind. Infolgedessen fliesst aus der Oberleitung 1 üher den Stromabnehmer 2 und den Hochspannungseinschalter 3 Wechselstrom durch die Hochspannungswicklungen 6,7 der Einphasenmotoren 4, 5 zur Erde.
Dadurch worden in den Wicklungen 8, 9, 10 und 11, 12, 13 Wechselströme induziert, die über die Schalter 14 und 21 und über die Schleifringe 15 in den Anker 17 gelangen. Da dieser Anker bereits durch den Repulsionsmotor 37 auf Synchronismus gebracht ist, so wird son don Bürsten 27, 28 Gleichstrom abgenommen, der die Magnetwicklungen 23, 24 über die Vorschaltwiderstände 25, 26 speist. Der rotierende Umformer läuft zunächst als einphasiger Synchronmotor im Gleichstromfeld. Dieses induziert in den drei um 1200 Phasenabstand versetzten Zweigen des Ankers 17 Drehstrom, der Drehfelder in den Motoren 4, 5 erzeugt. Letztere werden nunmehr anlaufen. Ausserdem wird der Umformer 16 als Synchron- rnotor weiterlaufen ; es kann daher der Repulsionsmotor 37 abgeschaltet werden.
Durch die Drehung des Ankers 18 in dem durch die Magnetwicklung 24 erzeugten Felde wird an den BÜrsten 29, 30 Gleichstrom erzeugt, und zwar ist der Vorschaltwiderstand 26 so eingestellt, dass die an den Bürsten 29, 30 auftretende Spannung geringer ist, als die zwischen 27, 28 vorhandene. Erstere wird nun der letzteren durch den Schalter 31 gegengeschaltet, so dass die jetzt hintereinander geschalteten Motoren 32,33 nur mit Strom von der Differenz beider Spannungen gespeist werden. Die nunmehr anlaufenden Motoren 32,33 bedürfen daher keiner Vorschaltwiderstände.
Nimmt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu, so sinkt die dem Umformer zu- gefUhrte Pericdenzahl und damit auch die Umdrehungszahl der Umformer. Um trotzdem den Gleichstrommoteren Strom erhöhter Spannung zuführen zu können, wird die Gegen- spanming an den Bürsten 29, 80 durch Schwächung des zugehörigen Feldes allmählich hi. s auf Null vermindert. Hierauf wird der Spannung des Ankers 17 die des Ankers 18 hinzugefügt, wobei letztere allmählich bis zu dem gleichen Wert wie die des Ankers 17 gesteigert wird. Die volle Fahrgeschwindigkeit wird erhalten, wenn die bisher hintereinander geschalteten Gleichstrommotoren 32, 33 parallel geschaltet werden.
Erzeugen die Anker 17, 18 die gleiche Spannung, so kann der Schalter 21 nach rechts gelegt werden ; infolgedessen werden die Wechselströme aus den Wicklungen 11, 12, 13 über die Schleifringe 22 in den
Anker 18 gelangen und beide Maschinen 16, 19 als Umformer arbeiten.
Steigt während der vollen Fahrt die von den Wechselstrommotoren abzugebende mechanische Leistung und laufen diese infolgedessen langsamer, so steigt die Umdrehungszahl der Umformer und es werden auch die Gleichstrommotoren durch die ihnen nunmehr
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Anstatt den Umformer 19 als Stromerzeuger laufen zu lassen und durch Veränderung der Erregung die Spannung an dem Kommutator desselben zu ändern, kann letzteres auch dadurch erreicht werden, dass die Maschine 19 dauernd als Umformer arbeitet und die ihr zugeführte und damit auch die abgegebene Spannung durch Drosselspulen geregelt wird. Alsdann kann an Stelle der zwei Umformer auch ein solcher mit einem Anker und zwei Wicklungen verwendet worden, wobei für jede der letzteren ein Satz Schleifringe und ein Kommutator angebracht wird.
Selbstverständlich können an Stelle der im Beispiel angegebenen Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer mit einem Anker auch Doppelmaschinen, bestehend aus einem Wechselstrommotor und einem Gleichstromerzeuger verwendet werden.
Das Anlassen der Umformer kann ausser durch einen Repulsionsmotor, der anstatt ans dem Transformator 40 aus einer der Wicklungen S-J ! 3 gespeist werden kann, auch durch jeden anderen Motor erfolgen. Wird ein Gleichstrommotor verwendet, so wird dieser nach dem Anlassen zweckmässig als Stromerzeuger zur Erregung des Feldes der Umformer oder zum Aufladen von Beleuchtungsakkumulatoren benutzt. Ist Gleichstrom entsprechender
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Spannung vorhanden, so kann der Umformer auch ohne weiteres von der Gleichstromseito angelassen werden. Schliesslich kann an Stelle der zwei Wechselstrommotoren 4, ! auch ein solcher mit zwei getrennten Sekundärwicklungen verwendet werden.
Bei Verwendung von Nobenschlussmotoren an Stelle der Hauptstrommotoren ist es möglich, unter Stromrücklieferung in das Netz elektrisch zu bremsen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zum Antrieb elektrischer Fahrzeuge, Hebezeugs oder dgl. mit Wechsel-
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wicklungen der Motoren erzeugte Mehrphasenstrom in mechanisch von den Wechselstrommotoren unabhängige Wechselstrom-Gloichstrom-Umformer (16, 19) geleitet wird, welche Gleichstrom zum Betrieb von Gleichstrommotoren (32, 33) abgeben, die zusammen mit den Wechselstrommotoren (4, 5) das Fahrzeug oder dgl. antreiben.