DE574575C - Einrichtung zum Betrieb von zwei oder mehreren mechanisch gekuppelten Einphasenmotoren - Google Patents

Description

Um beim Betrieb von Einpliasenmotoren, die von einem Mehrphasennetz gespeist werden, dieses Netz gleichmäßig zu belasten, hat man die Zahl der Einphasenmotoren gleichmäßig auf die Netzphasen verteilt. Dies setzt jedoch voraus, daß die Zahl der Einphasenmotoren gleich oder ein ganzes Vielfaches der Phasenzahl des Netzes ist und daß die Motoren stets gleichzeitig und in gleicher. Weise belastet werden. Dieser Belastungsausgleich war aber, praktisch oft nicht möglich, weil weder die Zahl der Motoren noch ihre Belastungszeit den genannten Anforderungen, entsprach. Man hat daher einzelne Motoren (meist zwei) zu Einheiten zusammengefaßt und mit Hilfe eines die Phasenzahl umformenden Transformators eine der Motorzahl der Einheit entsprechende sekundäre Phasenzahl erzeugt und jeden Motor der Einheit an eine der Sekundärphasen angeschlossen. So z. B. formte man einen Dreiphasenstrom transformatorisch in einen Zweiphasenstrom um, setzte zwei Einphasenmotoren auf die gleiche Welle und speiste jeden von ihnen mit einer Phase des Zweiphasenstromes. Als Einphasenmotoren verwendete man dabei zwecks Regelung der Geschwindigkeit meist Kollektormotoren. Es war dabei, nicht zu umgehen, daß jeder Motor seinen Kollektor und seinen eigenen Regelapparat erhielt, was aber für den Regelbetrieb gewisse Nachteile hatte und verhältnismäßig teuer war. Es war z. B. bei Nebenschlußerregung nicht immer zu erreichen, daß sich die Belastung gleichmäßig auf die beiden Motoren verteilte, und auch die Kommutierung gestaltete sich bei solchen ~ Doppelmotoren schwieriger als bei Einfachmotorenbetrieb.

Eine wesentlich vorteilhaftere Anordnung und ein "besserer Betrieb wird aber dadurch erreicht, daß man gemäß der Erfindung an Stelle der Kollektormotoren ventilgesteuerte Einphasenmotoren verwendet, welche mit Hilfe eines im Motorgehäuse untergebrachten, Ventilapparates gesteuert werden. Der KoI-lektor mit allen seinen Nachteilen hinsichtlich" der Kommutierung und gleichmäßigen Regelung und Belastungsverteilung kommt in Fortfall, und an Stelle mehrerer Kollektoren und getrennter Regelorgane kann ein allen Motoren gemeinsamer Ventilapparat verwendet werden, durch welchen die Stromaufnalime aller Motoren in genau gleicher Weise gesteuert wird.

Eine vorteilhafte Ausführung der genannten Einrichtung ergibt sich in folgender Weise. Die Mittelpunkte der sekundären Phasenwicldungen eines die Phasenzahl des Mehrphasennetzes umformenden Transformators werden miteinander und mit der Kathode des gemeinsamen Ventilapparates verbunden, während die Außenldemmen jeder sekundären Phasenwicklung mit den Nullpunkten zweier auf dem Ständer des dieser Phase zugeordneten Einphasenmotors befindlichen mehrphasigen Wicklungen; verbunden sind,

deren Klemmen mit zugeordneten Anoden des Ventilapparates (z. B. Quecksilberdampf-Gleichrichter) verbunden sind, in welchem mit Hilfe einer Gittersteuerung der Stromdurchlaß für die einzelnen Anodenstromkreise in cyklischer Weise derart freigegeben wird, daß im Stator des Motors ein mit der Geschwindigkeit des in Nebenschluß oder Serie erregten Rotors umlaufendes Drehfeld entsteht.

Die Erfindung sei an Hand des Ausführungsbeispiels der Figur näher erläutert. Im folgenden ist die Wirkungsweise des ventilgesteuerten Einphasenmotors kurz erläutert: Der Motor 2 wird aus dem Transformator 1 über die Klemmen A B mit Wechselstrom gespeist. Der ankommende Wechselstrom wird den Sternpunkten O₁ und O₂ der beiden Ständerwicklungen des Doppelmotors zugeführt. Die freien Enden der beiden in Stern geschalteten Ständerwicklungen sind mit den Anoden des Steuerventils 4 verbunden, dessen Kathode über die Feldwicklung 2" und 3" des Doppelmotors mit dem Mittelpunkt O der Sekundärwicklung des Transformators verbunden ist. Die einzelnen Phasen der beiden Ständerwicklungen werden nacheinander vom Arbeitsstrom . durchflossen, wobei die Zündung der diesen Wicklungen zugeordneten Anoden im Steuerventil 4 mit Hilfe der Steuergitter erfolgt, die den Anoden vorgelagert sind und. von den Kontaktapparaten 6 und 8 gesteuert werden. Die Steuergitter sind im allgemeinen negativ gegenüber der Kathode aufgeladen und verhindern dabei den Stromdurchgang ;der zugeordneten Anoden so lange, bis diese einen positiven Steuerimpuls über die Kontaktgeber 6 erhalten. Der Kontaktapparat 6 bewirkt mit Hilfe der umlaufenden Bürsten über die Steuergitter die Verteilung des Arbeitsstromes auf die zeitlich nacheinander brennenden Anoden des Steuerventils 4, in Übereinstimmung mit der fortschreitenden Drehung des Läufers. Die beiden Ständerwicklungen eines Motors mit den Sternpunkten O₁ und O₂ arbeiten abwechslungsweise, indem in jeder dieser Wicklungen infolge der Ventilwirkung des Steuerventils 4 der Strom in den beiden Leitungen ^iO₁ bzw. BO₂ und den zugehörigen Ständerwicklungen nur in der Richtung nach dem Steuerventil, d. h. also während einer halben Welle, .fließen kann. Da aber im allgemeinen zu jeder Zeit die eine der beiden Ständerwicklungen stromdurchflossen ist, ergänzen sich die beiden Wicklungen im Ständer in dem Sinne, daß ihre Summen wirkung gleich derjenigen einer von Gleichstrom durchflossenen Wicklung ist, Zum Anlassen eines derartigen Motors muß die zugeführte Wechselspannung herabgesetzt werden. Diese Bedingung kann mit Hilfe der gesteuerten Gitter dadurch erreicht werden, daß der Strom in den beiden Ständerwicklungen während des Anlaßvorganges nicht während einer vollen Halbwelle, sondern nur während eines Bruchteiles derselben fließen kann. Dadurch wird der MittelwerJ: des durchgehenden Stromes entsprechend verringert, so daß das Anlassen des Motors mit beliebiger Stromstärke erfolgen kann. Diese erwähnte Verminderung der Brenndauer der Anoden · der beiden Wicklungen im Ständer wird mit Hilfe des Kontaktapparates 8 erreicht, welcher bewirkt, daß die Zündung der Gitter nicht -zu Beginn der halben Welle, sondern erst verspätet erfolgt. Dieser Kontaktapparat ist auf die Welle eines Synchronmotors aufgesetzt, welcher an das den ventilgesteuerten Hauptmotor speisende Wechselstromnetz angeschlossen; ist. Die Lage des Läufers des Synchronmotors zur ankommenden Wechselspannung wird dabei durch die magnetische Achse des mit Gleichstrom erregten Läuferfeldes bestimmt, welche mit Hilfe eines Stromteilers 15 willkürlich verstellt werden kann. Je nach der Lage der beiden Stromzuführungen 16 und 17, welche mit der Steuerbatterie 18 verbunden sind, ändert sich das Verhältnis der drei der Feldwicklung 9 des Synchronmotors 10 zugeführten Gleichströme, wobei sich die go magnetische Achse des Läuferfeldes entsprechend dreht und mit dieser auch die Bürste des Kontaktapparates 8. Die Transformatoren 13 und 14 dienen dazu, den Steuerstromkreis mit den Kontaktapparaten 6 und 8 vom Gitterstromkreis zu trennen, damit bei allfälligen Stromübergängen im Steuerventil 4 auf dem Gitterstromkreis die Kontaktapparate 6 und 8 nicht beschädigt werden. Die Steuerspannungen werden den Transforma- _1Oo toren 11 und 12 entnommen, deren Primärwicklungen an das Sekundärnetz des Transformators ι angeschlossen sind.

Der Transformator 1 wird zweckmäßig als Dreiphasen-Zweiphasen-Transformator geschaltet, wie in der Figur dargestellt. Hierbei wird der Motor 2 von der einen Phase, der Motor 3 von der andern Phase der Sekundärwicklung des Transformators gespeist. Die Läufer 2^a und 3° der beiden Motoren sitzen auf einer gemeinsamen Welle, welche auch mechanisch mit den Kontaktapparaten 5 und 6, welche den Motoren 3 und 2 zugeordnet sind, verbunden sind. Auf diese Weise ist die symmetrische Belastung des primären Dreiphasennetzes gewährleistet.

Durch Ändern der Phase der den Kontaktapparaten 6 und 8 zugeführten Steuerspannung kann der Motor auch in den Rekuperationszustand versetzt werden und gestattet so, z. B. bei der Talfahrt einer Lokomotive, auf den Fahrdraht zurückzuarbeiten.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Einrichtung zum Betrieb und zur Geschwindigkeitsregelung von zwei oder mehreren mechanisch gekuppelten oder auf gleicher Welle angeordneten Einphasenmotoren, welche von einem Mehrphasennetz über einen die Phasenzahl umformenden Transformator mit gegeneinander phasenverschobenen Einphasenspannungen gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einphasenmotoren ventilgesteuerte Motoren sind, deren Regelung mit Hilfe eines gemeinsamen, mit Steuereinrichtungen versehenen Ventilapparates erfolgt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte der sekundären Phasenwicklungen des Transformators miteinander und mit der Kathode des gemeinsamen Ventilapparates verbunden sind, während die Außenklemmen jeder sekundären Phasenwicklung mit den Nullpunkten zweier auf dem Ständer des dieser Phase zugeordneten Einphasenmotors befindlichen mehrphasigen Wicklungen verbunden sind, die an die Anoden des gittergesteuerten Ventilapparates angeschlossen sind, welcher den Stromdurchlaß so regelt, daß in den Ständerwicklungen ein mit der Lau-" fergeschwindigkeit umlaufendes Drehfeld entsteht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen