DE290430C

DE290430C -

Info

Publication number: DE290430C
Application number: DENDAT290430D
Authority: DE

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JV* 290430 -. KLASSE 20/. GRUPPE - JV * 290430 -. CLASS 20 /. GROUP

Einrichtung zum Betriebe von Motoren elektrischer Bahnen mittels hochgespannten Gleichstroms.Equipment for the operation of motors of electric railways by means of high voltage direct current.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. März 1914 ab.Patented in the German Empire on March 14, 1914.

Für den Betrieb verhältnismäßig langsam laufender, in der Geschwindigkeit regelbarer Bahnmotoren von einem Gleichstromnetz mit annähernd konstanter Spannung aus kam bisher unter anderem die Leonardschaltung in j Frage. Diese hat den Nachteil, daß die gesamte Leistung umgeformt werden muß. Benutzt man jedoch die Netzspannung selbst zur Speisung der Motoren und regelt sie durchRelatively slower for operation, more adjustable in speed Railway motors from a direct current network with an almost constant voltage came up to now, among other things, the Leonard circuit in j Question. This has the disadvantage that the entire power has to be transformed. Used However, you use the mains voltage yourself to supply the motors and regulate them

ίο Zu- und Gegenschalten einer Zusatzmaschine, so hat man die Größe der erforderlichen Maschinen gegenüber dem Leonardbetrieb auf die Hälfte reduziert; bei Anwendung der Zu- und Gegenschaltung spart man also annähernd das halbe Gewicht und den halben Preis und verkleinert die Verluste auf die Hälfte, so daß der Wirkungsgrad der Anlage höher zu stehen kommt. Für hohe Netzspannungen ist jedoch die Zu- und Gegenschaltung nicht immer ohne weiteres möglich, weil langsam laufende Motoren für hochgespannten Gleichstrom wegen Isolations- und Kornmutationsschwierigkeiten sehr groß und schwer werden, so daß sie für elektrische Zugförderung, das Hauptanwendungsgebiet des hochgespannten Gleichstroms, nicht verwendet werden können. Nach der Erfindung wird daher in Verbindung mit der Zu- und Gegenschaltung eine Spannungsteilung verwendet, derart, daß die regelbaren Motoren in an sich bekannter Weise an eine Teilspannung angeschlossen werden. Bei Erdung eines Netzpols können zugleich die Motoren in ebenfalls bekannter Weise so geschaltet sein, daß das Potential ihrer Wicklung gegen Erde an keiner Stelle den Betrag jener Teilspannung übersteigt, obwohl die Spannung, welche ihnen bei Zuschaltung der Zusatzmaschine zugeführt wird, diesen Betrag weit übersteigen kann.ίο switching an additional machine on and off, so one has the size of the necessary machines compared to the Leonard factory reduced by half; when using the connection and counter connection you save approximately half the weight and half the price and cut the losses in half, like that that the efficiency of the system comes to stand higher. For high line voltages is however, switching on and off is not always easily possible because it is slow running motors for high voltage direct current due to isolation and grain mutation difficulties very large and heavy, so that they are the main area of application of the high-voltage for electrical train conveyance Direct current, cannot be used. According to the invention is therefore in connection a voltage division is used with the connection and counter connection in such a way that the controllable motors are known per se Way to be connected to a partial voltage. When a network pole is grounded, at the same time the motors can be switched in a known manner so that the potential its winding to earth at no point exceeds the amount of that partial voltage, although the voltage that is fed to them when the additional machine is switched on can far exceed this amount.

Soll beispielsweise die Teilspannung die Hälfte der Netzspannung betragen, so ist ein Aggregat von mindestens drei mechanisch gekuppelten Maschinen von je der halben Motorleistung auszuführen: einem Spannungsteilermotor für halbe Netzspannung, einem Spannungsteilergenerator für halbe Netzspannung und einer Zusatzmaschine, deren Spannung von der positiven bis zur negativen halben Netzspannung geregelt werden kann und welche bald als Generator bald als Motor läuft. Die Gesamtleistung der zusätzlichen Maschinen liegt also zwischen derjenigen, welche bei reiner Leonardschaltung, und derjenigen, welche bei reiner Zu- und Gegenschaltung erforderlich ist. Eine elektrische Lokomotive, die mit dem Aggregat nach der Erfindung ausgerüstet ist, wird also leichter als eine solche mit Leonardschaltung und schwerer als eine solche mit reiner Zu- und Gegenschaltung. Die Motoren sind dabei, in Reihenschaltung mit der Zusatzmaschine, parallel zu der einen Spannungsteilermaschine geschaltet, also einerseits an die Verbindungsleitung der beiden Spannungsteilermaschinen, anderseits an den einen Pol des Netzes angeschlossen.For example, if the partial voltage is to be half the line voltage, then a Aggregate of at least three mechanically coupled machines, each with half the engine power run: a voltage divider motor for half the mains voltage, a voltage divider generator for half the mains voltage and an additional machine, the voltage of which ranges from positive to negative half the mains voltage can be regulated and which will soon run as a generator soon as a motor. The total output of the additional machines lies between those which are based on a pure Leonard circuit and those which are is required for pure connection and disconnection. An electric locomotive that is equipped with the unit according to the invention, is therefore lighter than such with Leonard connection and heavier than one with pure connection and counter connection. The motors are connected in series with the additional machine, parallel to one Voltage divider machine switched, so on the one hand to the connecting line of the two Voltage divider machines, on the other hand connected to one pole of the network.

Ist dieser Pol geerdet, wie gewöhnlich beiIs this pole grounded, as usual at

Bahnen die Schienenrückleitung, so können die Motoren derart geschaltet werden, daß ihre Spannung gegen Erde in keinem Punkte die halbe Fahrdrahtspannung übersteigt, obwohl sie maximal mit der vollen Spannung gespeist werden. Zu diesem Zweck wird in bekannter Weise entweder die Zusatzmaschine zwischen die Motoren und Erde gelegt, oder die Motoren werden in zwei Gruppen unterteilt, zwischen welche die Zusatzmaschine eingeschaltet wird.If the rail return line tracks, the motors can be switched in such a way that their voltage to earth does not exceed half the contact wire voltage at any point, although they are fed with maximum full voltage. For this purpose, either the additional machine is used in a known manner placed between the motors and earth, or the motors are divided into two groups, between which the additional machine is switched on.

Durch diese Kombination mehrerer an sich bekannter Schaltweisen wird es möglich, Gleichstrombahnanlagen für eine Spannung auszuführen, welche doppelt so groß ist als diejenige, für welche sich noch Maschinen bauen lassen, was praktisch eine außerordentliche Ersparnis an Leitungsmaterial und eine bedeutende Verbilligung der ganzen Anlage zur Folge hat.This combination of several known switching methods makes it possible to use direct current rail systems for a voltage which is twice as great as that for which machines can still be built, which is practically an extraordinary one Savings in line material and a significant reduction in the price of the entire system for Consequence.

Die Erfindung sei nun an Hand der Figuren, welche sich auf Fahrzeuge für hochgespannten Gleichstrom beziehen, näher erläutert. Danach wird der Strom von der Fahrleitung f dem Spannungsteilermotor α zugeführt, welcher einen Teil der Fahrdrahtspannung e, z. B. die HälfteThe invention will now be explained in more detail with reference to the figures, which relate to vehicles for high-voltage direct current. Thereafter, the current from the contact line f is fed to the voltage divider motor α , which part of the contact wire voltage e, z. B. half

—, aufnimmt; der Spannungsrest verteilt sich-, takes up; the rest of the tension is distributed

auf die parallelgeschalteten Zweige, deren einer den Spannungsteilergenerator b und deren anderer die Fahrmotoren m und die Zusatzmaschine ζ enthält. Der Motor α ist mit den Maschinen b und ζ mechanisch gekuppelt sowie mit einer Erregermaschine e, welche die Erregerwicklungen sämtlicher Dynamos und Motoren speist. Die Regelung der Geschwindigkeit der Motoren m erfolgt einzig durch Feldregelung an der Zusatzmaschine ζ mittels des Reversierwiderstandes r. to the branches connected in parallel, one of which contains the voltage divider generator b and the other of which contains the traction motors m and the additional machine ζ. The motor α is mechanically coupled with the machines b and ζ and with an exciter e, which feeds the excitation windings of all dynamos and motors. The speed of the motors m is controlled solely by field control on the additional machine ζ by means of the reversing resistor r.

Nach Fig. 1 wird die Spannung auf vier in Reihe liegende Fahrmotoren m_v W₂, m₃, W₄ verteilt, welche zwischen den Spannungsteiler a, b und die Zusatzmaschine ζ geschaltet sind, nach Fig. 2 liegen die zwei Fahrmotoren m_x und W₂ zu beiden Seiten der Zusatzmaschine z. In beiden Fällen ist das maximale Potential der Motoren w gegen Erde nicht größer als die Teilspannung, von der sie abgezweigt sind, im gezeichneten Fall nicht größer als --··■.According to Fig. 1, the voltage is distributed to four traction motors m _v W ₂ , m ₃ , W ₄ in series, which are connected between the voltage divider a, b and the additional machine ζ , according to Fig. 2 are the two traction motors m _x and W ₂ on both sides of the additional machine z. In both cases, the maximum potential of the motors w to earth is not greater than the partial voltage from which they are branched, in the case shown not greater than - ·· ■.

Wird die Spannung e, wie in den Figuren gezeigt, durch die Spannungsteilermaschinen a und b in zwei gleiche Hälften geteilt, so werden die Fahrmotoren w in demjenigenIf the voltage e, as shown in the figures, is divided into two equal halves by the voltage dividing machines a and b , the traction motors w in that one

Fall mit — gespeist, wenn die Zusatzmaschine ζ unerregt ist. Wird sie im positiven Case with - fed when the additional machine ζ is de-energized. Will she be positive

Sinn voll, d. h. auf +Makes sense, d. H. on +

erregt, so erhaltenexcited so get

die Fahrmotoren m überhaupt keine Spannung, wird sie im negativen Sinn voll, d. h.the traction motors m no voltage at all, it is full in the negative sense, ie

-, erregt, so erhalten die Motoren die- when excited, the motors receive the

volle Fahrdrahtspannung e. Im ersteren Fall läuft die Zusatzmaschine ζ als Motor, im letzteren als Generator. Die Maschine α ist immer Motor, b ist immer Generator, und diese Verhältnisse kehren sich nur dann um, wenn, z. B. bei Talfahrt, die Fahrmotoren Strom ins Netz zurückliefern.full contact wire tension e. In the former case, the additional machine ζ runs as a motor, in the latter as a generator. The machine α is always a motor, b is always a generator, and these relationships are only reversed if, e.g. B. when going downhill, the traction motors deliver power back into the grid.

Die Figuren zeigen die Schaltung nach der Erfindung nur schematisch. Es steht nichts im Wege, die Maschinen α und b in mehrere zu unterteilen oder auch in eine einzige Spannungsteilermaschine, gegebenenfalls eine solche mit zwei Kollektoren, zu vereinigen.The figures show the circuit according to the invention only schematically. Nothing stands in the way of dividing the machines α and b into several or uniting them into a single voltage divider machine, possibly one with two collectors.

Claims

Patent claim:

Device for the operation of motors of electric railways by means of high tension Direct current, characterized in that the circuit of the motors, which is earthed at one end, is connected to the other end a partial voltage achieved by means of a voltage divider unit located on the vehicle and connected between the catenary and earth is connected and a Additional machine in series with the motors for connection and counter connection either in the middle or between them them and earth is arranged so that the motors to earth at most the partial voltage taken from the voltage divider obtain.

1 sheet of drawings.