DE146552C

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Publication number: DE146552C
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Description

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Im Bahnbetriebe sind bis jetzt hauptsächlich reine Hauptstrommotoren zur praktischen Verwendung gelangt. Solche Motoren besitzen zwei große Vorteile gegenüber Nebenschlußmotoren, indem sie erstens je nach der Belastung ein starkes oder schwaches Feld haben und somit selbsttätig die Geschwindigkeit des Fahrzeuges und auch dadurch den Strombedarf regeln, und indem sich zweitensUp to now mainly pure main current motors have been used in railway operations for practical purposes Use. Such motors have two major advantages over shunt motors, Firstly, depending on the load, they have a strong or weak field and thus automatically the speed of the vehicle and thereby regulate the electricity demand, and secondly by yourself

ίο aus der Feldverstärkung ein großes Anzugsmoment ergibt. Ein Nachteil dieser Motoren ist aber, daß Vorschaltwiderstände nötig sind, welche entweder außerhalb des Motors in einem besonderen Schalter angebracht oder auch in der Feldwicklung innerhalb des Motorgehäuses untergebracht werden. Widerstände dieser Art sind immer eine Quelle größerer Energieverluste, überall wo ein häufigeres Anfahren stattfinden soll. Bei diesen Motoren findet auch keine Rückgewinnung der Energie beim Bremsen oder beim Fahren auf Gefällen statt.ίο a large tightening torque from the field reinforcement results. A disadvantage of these motors, however, is that series resistors are necessary which are either mounted outside the engine in a special switch or can also be accommodated in the field winding inside the motor housing. Resistances of this type are always a source of major energy losses, wherever a more frequent one Start-up should take place. With these motors there is also no recovery of the energy when braking or when driving on slopes.

In dem D. R. P. 111123 ist versucht worden, die oben angeführten Nachteile zu vermeiden, indem man mehrere Ankerstromkreise mit mehreren Feldwicklungen in der Weise zusammensetzt, daß der Motor bei den ersten Stellungen praktisch als Nebenschlußmotor läuft und dann bei weiteren Schaltungen praktisch in einen Hauptstrommotor umgewandelt wird. Durch diese Anordnung geht aber der Hauptvorteil des letzteren, das große Anzugsmoment, beim Anfahren verloren, auch wird es in der Praxis trotz der Unterteilung der Ankerstromkreise nie möglich sein, ohne Vorschaltwiderstände ein ruckfreies Anfahren zu erzielen. Außerdem wird das starke Nebenschlußfeld des Motors auf den ersten Fahrstellungen bei kleinen Belastungen den Nutzeffekt desselben im Gegensatz zu dem eines Hauptstrommotors bedeutend herunterdrücken. Bei geringen Geschwindigkeiten kann ferner eine Rückgewinnung von Energie nicht stattfinden, da die erzeugte Gesamtenergie nicht größer wird wie die durch die Verluste aufgezehrte.In the D. R. P. 111123 it has been attempted Avoid the disadvantages listed above by using multiple armature circuits with several field windings in such a way that the motor in the first positions practically as a shunt motor runs and then practically converted into a main current motor in further switching operations will. With this arrangement, however, the main advantage of the latter, the large tightening torque, is also lost when starting up In practice it will never be possible, despite the subdivision of the armature circuits, without Series resistors to achieve a smooth start. Besides, that will be strong Shunt field of the motor in the first driving positions with small loads Significantly lower the efficiency of the same in contrast to that of a main current motor. In addition, at low speeds, energy cannot be recovered because the total energy generated does not grow larger than the one consumed by the losses.

Die hier vorliegende Erfindung unterscheidet sich von der im D. R. P. 111123 beschriebenen darin, daß die Motoren auf den ersten Fahrstellungen als Hauptstrommotoren arbeiten und dadurch große Anzugsmomente bei kleineren Stromstärken ausüben können, während das D. R. P. 111123 auf diesen Stellungen praktisch Nebenschlußmotoren vorsieht. Auf den mittleren und letzten Fahrstellungen besteht dagegen kein wesentlicher Unterschied zwischen den zwei Schaltungsmethoden.The present invention differs from that in D.R.P. 111123 described therein that the motors in the first driving positions as main current motors work and thus can exert large tightening torques at smaller currents, while the D. R. P. 111123 on practically provides shunt motors for these positions. On the middle and In contrast, there is no significant difference between the two last driving positions Circuit methods.

Die Motoren werden also nach dieser Schaltmethode auf den ersten Anfahr- und Fahrstellungen als reine Hauptstrommotoren, auf den weiteren als Verbundmotoren, und zwar anfangs mit überwiegender Nebenschlußwicklung, später mit überwiegender Hauptstromwicklung benutzt. Dieselbe kann sowohl mit einfachen Anker- und Feldstromkreisen als auch mit einer Unterteilung derselben in mehrere verwendet werden und will die Vor-According to this switching method, the motors are started up and switched on for the first time Driving positions as pure main current motors, on the others as compound motors, and initially with predominantly shunt winding, later with predominantly main current winding used. The same can be used both with simple armature and field circuits and with a subdivision of the same into several are used and wants to

teile der Hauptstrommotoren beibehalten, ohne deren Nachteile mit in Kauf zu nehmen.parts of the main current motors are retained without having to accept their disadvantages.

Die Reihenfolge der von einem Schaltapparat hergestellten Verbindungen zeigen die in der Zeichnung beigefügten Schaltungen, wobei zwei Motoren angenommen sind, deren Anker- und Hauptstromwicklungen je in zwei Abteile Ci₁Ci₀, α_Άα_ί und J₁ f.-,, /^f₄, unterteilt sind, während bei den Nebenschlußwicklungen ίο K₁ n.₂ keine Unterteilung vorgesehen ist.The sequence of the connections made by a switchgear is shown by the circuits attached in the drawing, assuming two motors, whose armature and main current windings are each in two compartments Ci ₁ Ci ₀ , α _Ά α _ί and J ₁ f.- ,, / ^ f ₄ , are subdivided, while the shunt windings ίο K ₁ n. ₂ no subdivision is provided.

In Stellung ι sind demgemäß alle Anker- U₁ bis a₄ und Hauptstromwicklungen hintereinander geschaltet, wobei die Felder f_x bis/₄ ihre größte Stärke erreichen und jede Ankerwicklung nur ^:/₄ der Gesamtankerspannung" erhält. Die Geschwindigkeit der Motoren wird nun dadurch gesteigert, daß die Felder, wie die Fahrschaltungen 1, 2 und 3 zeigen, allmählich abgeschwächt werden, indem, wie aus Schaltung 3 hervorgeht, die vier Feldwicklungen in Reihen parallel, die Ankerwicklungen dagegen noch hintereinander geschaltet sind.In position ι, all armature U ₁ to a ₄ and main current windings are connected in series, with the fields f _x to / ₄ reaching their greatest strength and each armature winding only ^receiving: / _{4 of} the total armature voltage ". The speed of the motors is now increased as a result that the fields, as the driving circuits 1, 2 and 3 show, are gradually weakened in that, as can be seen from circuit 3, the four field windings are connected in parallel in series, while the armature windings are connected in series.

Beim Übergang zur Schaltung 4 (Schaltungen 3 a, 3 b, 3 c) ist natürlich darauf zu achten, daß die Geschwindigkeit auf Schaltung· τ. schon so hoch wird, wie sie die Ubergangsschaltung 3 b hervorbringen würde. Die Schaltungen 6 a bis Oe bilden den Übergang zu den folgenden 7, 8 und 9, in welchen sämtliche Anker und Hauptstrormvicklungen parallelgeschaltet sind.When changing over to circuit 4 (circuits 3 a, 3 b, 3 c), it is of course necessary to ensure that the speed is on circuit · τ. is already as high as it would produce the transition circuit 3 b. The circuits 6 a to Oe form the transition to the following 7, 8 and 9, in which all armatures and main current windings are connected in parallel.

Die Ubergangsschaltungen der Nebenschlußwicklung 6c und 6d dienen dazu, einen kleinen Zeitraum einzuführen, in dem die Nebenschlußfelder sich in ihren vollen Stärken bilden können, bevor die Schaltungen 6e und 7 erreicht werden.The transition circuits of the shunt winding 6c and 6d are used to provide a to introduce a small period of time in which the shunt fields are in their full strengths can form before the circuits 6e and 7 are reached.

In den Fahrschaltungen 6 und 9 arbeiten die Motoren praktisch als Hauptstrommotoren, indem die Nebenschluß f eider durch Vorschalten von Widerständen so heruntergedrückt sind, daß deren Wirkung so gut wie keinen Einfluß auf den Gang der Motoren hat.In driving circuits 6 and 9, the motors work practically as main current motors, in that the shunt f eider is so depressed by connecting upstream resistors are that their effect has practically no influence on the running of the engines.

Während die Geschwindigkeiten der Motoren auf den Fahrschaltungen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 auf Grund der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsweise der Reihe nach gesteigert werden, so dienen die Ubergangsstellungen 2 a, 2 b, 3 a, 3 b, 3 c, 6 a, 6b, 6 c, 6d und 6e nur dazu, den Übergang von einer Fahrstellung zu einer anderen zu vermitteln, ohne daß schädliche Funkenbildungen in" den Motoren oder Schaltapparaten auftreten.While the speeds of the motors on drive gears 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9 in sequence due to the circuit shown in the drawing are increased, the transition positions 2 a, 2 b, 3 a, 3 b, 3 c, 6 a, 6b, 6 c, 6d are used and 6e only to convey the transition from one driving position to another, without harmful sparks occurring in the motors or switchgear.

Beim Übergang von 2 auf 3 werden somit auf den Schaltungen 2 a und 2 b die Felder erst verstärkt, um die gegenelektromotorischen Kräfte der Motoren zu ,erhöhen und dadurch die Stromstärke zu verringern, bevor auf Stellung 3 die Felder umgeschaltet werden. Beim Übergang von 3 auf 4 werden die Motoren auf Schaltung 3 a erst abgeschaltet und dann mit Nebenschlußfeldern versehen, damit die der Stellung 3 b entsprechende Gesctnvindigkeit ungefähr gleich derjenigen der Stellung 3 ist. Erst auf Stellung 3 c wird die Geschwindigkeit erhöht, indem der eine Motor einen Nebenschlußwiderstand zu seiner Feldwicklung bekommt, während die Stellung 4 eine weitere Geschwindigkeitserhöhung aufweist, da alle beide Motoren Widerstände im Nebenschluß zu der Feldwicklung haben. Der Übergang von 6 auf 7 erfordert die größte Anzahl Übergangsstellungen, da hier sämtliche Motoren der größten Spannung ausgesetzt sind. Die Übergangsstellungen 6a und 6 b erhöhen die gegenelektromotorische Kraft und verringern somit die Stromstärke, bevor die Motoren auf Stellung 6e ausgeschaltet werden. Auf Stellung 6d werden die Nebenschlußfelder verstärkt und auf Stellung" 6e werden erst zwei Motoren mit einem zu der maximalen Höhe erregten Nebenschlußfeld an die volle Spannung gelegt, wonach auf Stellung 7 eine Feldschwächung in Verbindung mit der Zuschaltung der anderen zwei Motoren erfolgt.When changing from 2 to 3, the fields are thus on circuits 2 a and 2 b only reinforced in order to increase the counter-electromotive forces of the motors and thereby reduce the current before switching the fields to position 3. When changing from 3 to 4, the motors are only switched off in circuit 3 a and then provided with shunt fields so that the velocity corresponding to position 3b is approximately equal to that of position 3. Only in position 3 c the speed is increased by one Motor gets a shunt resistance to its field winding while the position 4 shows a further increase in speed, since both motors have resistances have in shunt with the field winding. The transition from 6 to 7 requires the Largest number of transition positions, since all motors have the greatest voltage here are exposed. The transition positions 6a and 6b increase the counter electromotive Force and thus reduce the amperage before the motors are switched off to position 6e will. In position 6d the shunt fields are reinforced and in position " 6e are only two motors with a shunt field excited to the maximum height applied to full voltage, after which a field weakening in connection with the connection of the other two engines is done.

Bei Verwendung dieser Schaltung ist es möglich, das Fahrzeug unter gleichzeitiger Energierückgabe an das Netz zu bremsen, indem man einfach den Schalter allmählich zur Stellung 3 zurückdreht und dann ausschaltet; hierbei wirken die Motoren als Differentialmotoren, indem die Hauptstromwicklung der Nebenschlußwicklung" entgegenwirkt, die letztere aber bei der Energierückgabe überwiegend ist.When using this circuit it is possible to use the vehicle at the same time Braking energy return to the grid by simply sliding the switch gradually turns back to position 3 and then switches off; here the motors act as differential motors by adding the main current winding the shunt winding "counteracts, but the latter with the energy return is predominant.

Claims

Patent claim: ^1o °

Circuitry for controlling one or more electric motors with compound field winding, in which the shunt winding initially predominates and later the main current winding, characterized in that the motors work as pure main current motors before the compound field winding takes effect. ι ¹⁰

1 sheet of drawings.