DE300346C

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Publication number: DE300346C
Application number: DENDAT300346D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft einen aus einem Motor und einer Dynamo bestehenden Gleichstrom-Spannungsumformer, welcher neben großer Einfachheit in der Schaltung und Bauart völlige Betriebssicherheit gewährleistet sowohl für normalen Betrieb als auch bei außerordentlichen Betriebszuständen, wie beim Anlauf unter plötzlichem Anschließen an volle Spannung. Gleichzeitig bietet der vorliegende Umformer, den Vorteil, daß die Spannung der Dynamo auch bei größeren Belastungsänderungen praktisch unverändert bleibt.

Die Erregung sowohl des Motors als auch

*5 der Dynamo erfolgt in bekannter Weise im wesentlichen nur durch den Hauptstrom des Motors. Die Einfachheit der hieraus sich ergebenden Schaltung" geht aus dem Schema nach Fig. ι der Zeichnung hervor. Das hier dargestellte Schaltungsschema bezieht sich auf die Anwendung des Umformers bei Bahnbetrieb. Vom Fahrdraht L wird der Strom durch den Fahrdrahtbügel in die Erregerwicklung S_1n des Motors M und von hier aus durch den Anker desselben geführt, um alsdann durch die Erregerwicklung" S_g des Generators G zur Erde abzufließen. Der Anker des Motors M ist mit dem Anker des Generators G mechanisch verbunden und vom Generatoranker fließt der Nutzstrom den Stromverbräuchern V zu.

Die magnetischen Abmessungen der beiden Maschinen werden nun gemäß der Erfindung derart gewählt, daß schon der Leerlaufstrom der Gruppe zur vollen Erregung beider Maschinen genügt. Infolgedessen ist das Durchbrennen der Gruppe im unbelasteten Zustande nicht möglich. Auch gegen das Auftreten einer solchen Gefahr bei Unterbrechung der Leitung an irgendeinem Punkte der Wicklungen ist durch die Schaltung an und für sich Sicherheit geboten. Gleichzeitig ist infolge des durch die magnetischen Abmessungen bedingten hohen induktiven Widerstands ein unzulässiges Anwachsen der Anlaufstromstärke beim plötzlichen Einschalten unter voller Spannung ausgeschlossen.

Um den Spannungsabfall an den Klemmen des Stromerzeugers G, wie er bei Vergrößerung der Belastung unter dem Einfluß des Drehzahlabfalles und der Ohmschen Spannungsverluste sich einstellt, aufzuheben, werden ferner die magnetischen Abmessungen der beiden Maschinen derart gewählt, daß ein und derselben Änderung der erregenden Amperewindungen eine größere Änderung . der Kraftlinienzahl in der Dynamo entspricht als im Motor. Diese aus der Wahl der magnetischen Abmessungen der beiden Maschinen sich ergebende Wirkung kann durch eine auf das Erregerfeld des Stromerzeugers G aufgesetzte und vom Nutzstrom durchflossene Kompoundwicklung K (s. Fig. 2) noch verstärkt und erweitert werden.

Anstatt, wie in Fig. 1 dargestellt, die elekirischen Stromkreise der beiden Maschinen vollständig voneinander zu trennen, können erstere auch miteinander verbunden werden.

Es ergibt sich dann die in Fig. 2 schematisch' dargestellte Schaltung. Eine Anordnung der hier gezeigten Art bietet gleichzeitig dieA^orteile der bekannten Sparschaltung. Es empfiehlt sich diese Sparschaltung für den vorliegenden Spannungsumformer insbesondere dann, wenn das Verhältnis der primären Spannung des Umformers zur sekundären nicht sehr groß ist. Die entsprechenden Teile

ίο sind hier mit den gleichen Buchstaben bezeichnet wie in Fig. i.

Soll die Spannung des Stromerzeugers nicht allein von Belastungsänderungen des Motors, sondern auch von Änderungen der Fahrdrahtspannung unabhängig gemacht werden, so kann dies mit Hilfe von selbsttätigen Schnellreglern geschehen, indem man die Spannung des Stromerzeugers selbsttätig konstant halten läßt durch Reglung der Motorerregung oder ' der Stromerzeugererregung oder der Differenz beider Erregungen.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes bezieht sich auf eine Umformergruppe mit getrennten Ankern für Motor und Generator. Es kann aber insbesondere, wenn die Belastung der Gruppe nicht innerhalb großer Grenzen sich ändert, auch ein Einankerumformer für vorliegenden Zweck Anwendung finden.

Kommen dabei Wendepole zur Anwendung, so empfiehlt es sich, für die Wendepole doppelte Erregerwicklungen zu verwenden, deren eine vom Motorstrom und deren andere vom Generatorstrom durchflossen wird.

Handelt es sich darum, die Gruppe mit möglichst unveränderter Drehzahl zu betreiben, so kann dies dadurch erreicht werden, daß der Erregerwicklung des Motors S„i in

üblicher Weise eine zusätzliche vom Nutz-Strom des Generators G durchflossene Gegenkompoundwicklung/i hinzugefügt·wird. Diese Anordnung ist in Fig. 3 schematisch. dargestellt. Bei dieser Anordnung fließt der Strom von der Fahrdrahtleitung L zunächst durch den Anker des Motors M, dann durch die Erregerwicklung S_g des Stromerzeugers G, hierauf durch die Erregerwicklung S_m des Motors M und im Anschluß daran durch die Gegenkompoundwicklung H zur Erde.

Wird der Stromerzeuger G durch die Stromverbraucher V belastet, so fließt durch die Gegenkompounelwicklung H ein¹ Strom entgegen dem beim Anlauf von der Fahrdrahtleitung L aus durch sie fließenden Strom und schwächt entsprechend der Zunahme der Belastung das Feld des Motors mehr und mehr, so daß der durch die Vergrößerung der Belastung bedingte Drehzahlabfall des Motors aufgehoben wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Umformer mit praktisch unveränderter Drehzahl läuft und für Antriebszwecke benutzt werden kann.

Claims

Patent-Ansprüche: 5^

1. Aus einem Motor und einer Dynamo bestehender Gleichstrom-Spannungsumformer, bei welchem die Erregung sowohl des Motors als auch der Dynamo im wesentlichen vom Hauptstrom des Motors erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Maschinen derartige magnetische Abmessungen besitzen, daß schon der Leerlaufstrom der Gruppe zur vollen Erregung beider Maschinen genügt.

2. Umformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Abmessungen beider Maschinen derart gewählt sind, daß ein und derselben Änderung" der erregenden Amperewindungen eine größere Änderung der 'Kraftlinienzahl in der Dynamo entspricht als im Motor, so daß bei der Belastungsänderung sich geltend machende Einflüsse des Drehzahlabfalles sowie der Ohmschen Spannungsabfälle durch eine entsprechende größere Änderung der Kraftlinienzahl der-Dynamo ausgeglichen werden.

3. Umformer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnet-, feld des Motors in bekannter Weise eine vom Dynamostrom durchflossene Zusatzwicklung erhält, welche seiner eigentlichen Erregerwicklung entgegenwirkt zu* dem Zweck, die Drehzahl des Umformers auch bei veränderlicher Belastung möglichst auf der Höhe der Leerlaufdrehzahl zu erhalten und somit die Abmessungen der Dynamo dieser hohen Drehzahl entsprechend kleiner wählen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,