DE591061C

DE591061C - Device for converting direct current of constant voltage into direct current of practically constant current

Info

Publication number: DE591061C
Application number: DE1930591061D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-07-06
Filing date: 1930-07-06
Publication date: 1934-01-17

Description

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung des im Patent 414806 beschriebenen, mit Gleichstrom von konstanter Spannung gespeisten regelbaren Umformers zur Speisung von in zwei gleich starken Gruppen verteilten Bahnmotoren oder Motoren ähnlicher Gattung und zur selbsttätigen, praktisch verj lustlosen Regelung dieser Motoren beim Anlassen und beim Bremsen sowie zur Energierückgewinnung beim Bremsen.
j Die im Patent 414 806 beschriebene Einj richtung besteht im wesentlichen (s. Abb. 1) j aus drei oder vier induzierten Wicklungen bzw. Ankern A₁, A₂, A₃ oder A₁, A₂', Α.,", A₃, die auf derselben Welle angeordnet und in Hintereinanderschaltung an die Gleichstromzuleitung mit der Spannung V angeschlossen sind, wobei A₁ und A₃ sowie A₂ und A₂" gleichwertig sind. Die erregenden Wicklungen erzeugen in den Ankern drei bzw. vier Spannungen, von denen die Spannungen V₁ und V_z an den beiden äußersten Ankerwicklungen A₁ und A₃ veränderlich, aber einander gleich sind, während die Spannung V₂ im entgegengesetzten Sinne wie die vorigen an der Ankerwicklung A₂ entsteht bzw. die zwei einander gleichen Spannungen V₂ und V₂" an den Zwischenwicklungen A₂ und A₂" entgegengesetztes Vorzeichen wie die vorigen haben und auch veränderlich sind. Die Motoren oder sonstigen Verbraucher sind in zwei' Gruppen Ai₁ und M₃ unterteilt und mit dem Umformer bzw. Spannungsteiler durch direkte oder gekreuzte symmetrische Leitungen verbunden.The invention relates to a further embodiment of the controllable converter described in patent 414806, fed with direct current from a constant voltage for feeding rail motors or motors of a similar type distributed in two groups of equal strength and for automatic, practically senseless control of these motors when starting and braking as well as for energy recovery when braking.
j The device described in patent 414 806 consists essentially (see Fig. 1) j of three or four induced windings or armatures A ₁ , A ₂ , A ₃ or A ₁ , A ₂ ', Α., ", A ₃ , which are arranged on the same shaft and connected in series to the direct current feed line with the voltage V , where A ₁ and A ₃ and A ₂ and A ₂ ″ are equivalent. The exciting windings generate three or four voltages in the armatures, of which the voltages V ₁ and V _z on the two outermost armature windings A ₁ and A _{3 are} variable but equal to each other, while the voltage V ₂ is opposite to the previous ones is produced at the armature winding A ₂ or the two mutually equal voltages V ₂ and V _2, as have the previous "to the intermediate coils A ₂ and A ₂ 'are also opposite in sign and variable. The motors or other consumers are divided into two groups Ai ₁ and M ₃ and connected to the converter or voltage divider by direct or crossed symmetrical lines.

Auf diese Weise geschehen bei der bekannten Anordnung einerseits das Anlassen und anderseits das Bremsen der Motoren M₁ und M₃ in zwei Stufen.In this way, in the known arrangement, on the one hand, the starting and, on the other hand, the braking of the motors M ₁ and M _{3 take place} in two stages.

Während der ersten Stufe des Anlassens mit direkten Leitungen oder der ersten Stufe des Bremsens mit gekreuzten Leitungen er-During the first stage of direct line cranking or the first stage braking with crossed lines

V
zeugt man eine von ο bis — wachsende Span- V
one creates a chip that grows from ο to

γ
nung V₁ oder eine von — bis ο abnehmende γ
voltage V ₁ or a decreasing from - to ο

Spannung V₂. ■ Voltage V ₂ . ■

Während der zweiten Stufe des Anlassens mit gekreuzten Leitungen oder der zweiten Stufe des Bremsens mit direkten LeitungenDuring the second stage of crossover cranking or the second Level of braking with direct lines

V'
erzeugt man eine von — bis ο abnehmende V '
one generates a from - to ο decreasing

Spannung V₁ oder eine von 0 bis —- zunehmende Spannung V₂- Voltage V ₁ or a voltage V ₂ - increasing from 0 to -

Die die Geschwindigkeitsregelung der Motoren bewirkenden Spannungsänderungen wurden bei der im Patent 414 806 beschriebenen Anordnung von Hand erzielt, und zwar durch Regelung der Feldwiderstände, die in den Stromkreisen für die Feldwicklungen lagen, welche einesteils die Anker A₁ und A₃ und andernteils A₂ bzw. A₂ und A₂" erregten.The voltage changes causing the speed regulation of the motors were achieved by hand in the arrangement described in patent 414 806, namely by regulating the field resistances that were in the circuits for the field windings, which on the one hand the armatures A ₁ and A ₃ and on the other hand A ₂ or . A ₂ and A ₂ " excited.

Erfindungsgemäß wird die Einrichtung · nach Patent 414806 dadurch weiter ausgebil-According to the invention, the device according to patent 414806 is further developed

591 Oöl591 Oil

det, daß die veränderlichen Spannungen V₁ = F₃ und V₂ (welche stets der Bedingung Vχ + V₂ ~\~ V_s = F entsprechen müssen) im Verlauf der Anlaß- und Bremsstufen selbsttätig erzeugt werden, \vährend nur der Übergang von einer Stufe zur andern von Hand hervorgebracht wird.This means that the variable voltages V ₁ = F ₃ and V ₂ (which must always correspond to the condition V + V ₂ ~ \ ~ V _s = F) are generated automatically in the course of the starting and braking stages, while only the transition from one stage to the other is produced by hand.

Der Erfindungsgegenstand besteht im wesentlichen darin, daß jede induzierte WicklungThe subject matter of the invention is essentially that each induced winding

ίο der Einwirkung von drei Primärwicklungen ausgesetzt ist. Die erste wird mit konstanter Spannung, z. B. mit der Spannung F der Hauptleitung (bei beständiger Abzweigerregung), gespeist, die zweite wird von dem Strom des zugehörigen Ankers durchflossen (veränderliche Serienselbsterregung), und die dritte wird von dem in dem benachbarten Anker erzeugten Strom durchflossen (veränderliche Hilf sserienerregung). Die dreiίο the action of three primary windings is exposed. The first is applied with constant voltage, e.g. B. with the voltage F the Main line (with constant branch excitation), fed, the second is fed by the Current of the associated armature flows through (variable series self-excitation), and the the third is traversed by the current generated in the neighboring armature (variable Auxiliary series excitation). The three

ao Erregungen stehen in einem solchen Verhältnis zueinander, daß den beiden Bedingungen F₁ = K₃ und V₁+ V₂ + F₃ == F stets selbsttätig entsprochen wird. Dieses Ziel wird auf folgende Art erreicht:ao excitations are in such a relationship that the two conditions F ₁ = K ₃ and V ₁ + V ₂ + F ₃ == F are always met automatically. This goal is achieved in the following ways:

i. ist die konstante Erregung imstande, diei. is capable of constant excitement that

γ
Mittelspannung — in jeder äußersten indu- γ
Medium voltage - in every extreme industrial

V zierten Wicklung und die Mittelspannung —- V edged winding and the medium voltage ---

in der Ankerwicklung A₂ bzw. in den beiden Ankerwicklungen A₂ und A₂" allein zu er- : zeugen, so daß der Bedingungin the armature winding A ₂ or in the two armature windings A ₂ and A ₂ ″ alone to generate, so that the condition

stets entsprochen wird, wenn der Umformer mit seiner normalen Drehgeschwindigkeit leer läuft;is always complied with when the converter is empty at its normal speed of rotation runs;

2. setzt die Serienselbsterregung die Stromspannung herab und erzeugt bei normaler Geschwindigkeit des Umformers die2. The series self-excitation reduces the voltage and generates at normal Speed of the converter the

Spannung , wenn die von ihr beeinflußteTension if that influenced by her

induzierte Wicklung von einem Strom mit dem absoluten Wert' i durchflossen wird, welche Richtung derselbe auch habe;induced winding is traversed by a current with the absolute value ' i , whichever direction it has;

3. wirkt die Hilf sserienerregung als Zu-,·· satz auf die im Anker erzeugte Spannung und erzeugt bei normaler Geschwindigkeit des3. The auxiliary series excitation acts as an addition, ·· addition to the voltage generated in the armature and generated at normal speed of the

Unterteilers die Spannung -j ,wenn die be-Divider the tension -j if the loading

. 4. 4th

nachbarte induzierte Wicklung, die in ihrer Art von der von ihr beeinflußten abweicht, von einem Strom mit dem absoluten Wert i verflossen ist, welche Richtung derselbe auch habe.The neighboring induced winding, which differs in its type from the one influenced by it, has flowed a current with the absolute value i, whichever direction it has.

Die Serienwicklungen müssen also bei einem Strom F eine Spannung kY erzeugen, The series windings must therefore generate a voltage kY for a current F,

V
wobei k einen absoluten Wert=—r hat. V
where k has an absolute value = -r.

4^! 4 ^!

Da die Ströme in den verschiedenen induzierten Wicklungen ihre Richtung ändern, wenn man von' einer Arbeitsstufe auf die folgende übergeht, muß man selbstverständlich außerdem bei jeder Stufenänderung die Verbindungen zwischen den induzierten Wicklungeii und den Serienwicklungen umkehren, damit die verlangten spannungsherabsetzenden und spannungserhöhenden Wirkungen gewährleistet werden.As the currents in the various induced windings change direction, if one passes from one stage of work to the next, one must of course in addition, the connections between the induced windings at each step change and reverse the series windings so that the required voltage-reducing and voltage-increasing effects are guaranteed will.

Der Gegenstand der Erfindung ist lediglich beispielsweise schematisch in einer Ausführungsform auf der Zeichnung in Abb. 2 bis 9 bei den verschiedenen aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen veranschaulicht.The subject matter of the invention is only, for example, schematically in one embodiment illustrated on the drawing in Fig. 2 to 9 at the various successive stages of work.

Abb. 2 zeigt die Schaltung für die erste Anlaßstufe,Fig. 2 shows the circuit for the first starting stage,

Abb. 3 eine Übergangsstufe bei Motoren in Serienschaltung,Fig. 3 shows a transition stage for motors connected in series,

Abb. 4 die zweite Anlaßstufe,Fig. 4 the second tempering stage,

Abb. 5 eine Übergangsstufe (entweder für das Anlassen oder für das Bremsen) bei Motoren in Parallelschaltung.Fig. 5 shows a transition stage (either for starting or for braking) in engines in parallel connection.

Abb. 6 zeigt die Schaltung für die erste Bremsstufe,Fig. 6 shows the circuit for the first braking stage,

Abb. 7 eine Übergangslage bei Motoren in Serienschaltung,Fig. 7 a transitional position for motors connected in series,

Abb. 8 die zweite Bremsstufe.Fig. 8 the second braking stage.

Abb. 9 zeigt die Motoren im Kurzschluß.Fig. 9 shows the motors in a short circuit.

In Abb. 10, 11 und 12 sind verschiedene Zusatzvorrichtungen dargestellt.In Fig. 10, 11 and 12 are different Additional devices shown.

Zur besseren Verständlichkeit wurden bei allen Abbildungen solche Bezugszeichen gewählt, daß die von den Strömen erzeugten Spannungen je dieselbe Richtung haben wie die sie erzeugenden Ströme.For better understanding, such reference numbers have been chosen in all figures, that the voltages generated by the currents each have the same direction as the currents generating them.

Gemäß der Erfindung wird jede induzierte Wicklung, wie z.B. A₁, einem aus drei Einzelfeldern zusammengesetzten Erregerfeld ausgesetzt. Dieses resultierende Feld wird erzeugt durch eine konstant erregte Wicklung S₁ und durch zwei veränderlich erregte Serienwicklungen P₁ und q_v Die verschiedenen Serienwicklungen sind derart angeordnet, daß Pu P-2> Pz'> Ps ^{von c}'^cn Strömen I₁, I₂, I₂", J₃ in der ersten Anlaßstufe und in der ersten Bremsstufe und von den Strömen I₂,1₁, I₃,1₂" in der zweiten Anlaßstufe und in der zweiten Bremsstufe durchflossen werden, wobei dagegen q_lt q₂, q₂", q_a von den bezüglichen Strömen L₂', I₁, J₃,1₂" in den ersten Stufen und von den Strömen Z₁,1₂,1₂", I₃ in den zweiten Stufen durchflossen sind. Wie ersichtlich, ist A₁ z. B. in den ersten Stufen einer konstanten Erregung durch die Wicklung J₁, einer veränderlichen Serienselbsterregung durch die Wicklung P₁ und einer Serienhilfserregung durch die Wicklung q_x ausgesetzt, welch letztere dann von der benachbarten Ankerwicklung A₂ erregt wird, die in ihrer Art von der ermähnten Ankerwicklung A₁ abweicht; in den zweiten Stufen wird A₁ noch drei ähnlichen Erregungen ausgesetzt; die Selbst-According to the invention, each induced winding, such as, for example, A ₁ , is exposed to an excitation field composed of three individual fields. This resulting field is generated by a constantly excited winding S ₁ and by two variably excited series windings P ₁ and q _v. The various series windings are arranged in such a way that Pu P-2> Pz '> Ps ^{of c} ' ^cn currents I ₁ , I ₂ , I ₂ ", J ₃ in the first starting stage and in the first braking stage and the currents I ₂ , 1 ₁ , I ₃ , 1 ₂ " in the second starting stage and in the second braking stage, whereas q _lt q ₂ , q ₂ ", q _a are flowed through by the related currents L ₂ ', I ₁ , J ₃ , 1 ₂ " in the first stages and by the currents Z ₁ , 1 ₂ , 1 ₂ ", I ₃ in the second stages As can be seen, A _{1 is} exposed, for example, in the first stages to constant excitation by winding J ₁ , variable series self-excitation by winding P ₁ and auxiliary series excitation by winding q _x , the latter then from the adjacent armature winding A. _{2 is} excited, which differs in its type from the cautioned armature winding A _1; In the second stage, A ₁ is subjected to three more similar excitations; the self

erregung wird aber von q_t und die Hilfserregung von P₁ erzeugt. >*excitation is generated by q _t and auxiliary excitation by P ₁ . > *

Es ist darauf hinzuweisen, daß P₁ und q₂, p₂ und Q₁, p₂" und q_s, p_s und q₂" paarweise stets von demselben Strom, z. B. für /ί und q₂ bald von I₁ und I₂, bald von I₂ und I₁ durchflossen werden, da, wie aus der Zeichnung ersichtlich, die beiden Wicklungen eines jeden Paares miteinander beständig in Serienschaltung verbunden werden; infolgedessen kann die Umkehrung der Ströme bei den Übergängen von einer Anlaß- bzw. Bremsstufe auf die andere mit Hilfe von nur zwei Doppelumschaltern 21-24 und 25-28 erzielt werden.It should be noted that P ₁ and q ₂ , p ₂ and Q ₁ , p ₂ " and q _s , p _s and q ₂ " are always paired with the same stream, e.g. B. for / ί and q _2, soon I ₁ and I ₂ , soon I ₂ and I ₁ , because, as can be seen from the drawing, the two windings of each pair are constantly connected in series; As a result, the reversal of the currents in the transitions from one starting or braking stage to the other can be achieved with the aid of only two double changeover switches 21-24 and 25-28.

Gemäß Abb. 4 erzeugt die Wicklung J₂' imAccording to Fig. 4, the winding produces J ₂ 'im

Verlauf der zweiten Anlaßstufe im An-Course of the second tempering stage in the

Y ker A₂ die konstante Spannung + — ; die Y ker A ₂ the constant voltage + -; the

erzeugt eine Spannungcreates tension

V _c]ie sich _von V _c ] ie differ _from

Serienwicklung q₂ Series winding q ₂

__: . _A _c]i_e sich _von ._ bis ο ändert,__:. _A _c ] i _e changes _from ._ to ο,

4 » 44 »4

da sich I₂ von + i bis 0 ändert; die Serienwicklung/»,' erzeugt eine veränderliche Span-since I _{2 changes} from + i to 0; the series winding / », 'generates a variable span

.Vl,.... ... V.Vl, .... ... V

nung -\ - , die sich von 0 bis + —nung - \ -, ranging from 0 to + -

4 ^l 44 ^l 4

ändert, da sich I₁ von ο bis — i ändert. Infolgedessen ändert sich die durch die drei Erregungen erzeugte Spannung von ο bis auf---,changes as I _{1 changes} from ο to - i . As a result, the voltage generated by the three excitations changes from ο to ---,

d. h. genau wie sich die Spannung V₂ bei normaler Geschwindigkeit des Umformers ändern muß, vorausgesetzt, daß der von den drei Erregungen beeinflußte magnetische Kreis noch lange nicht magnetisch gesättigt ist. Man könnte ebenfalls für die anderen Stufen und auch für alle anderen induzierten Wicklungen bzw. Anker feststellen, daß die Wirkungsweise einer jeden Gruppe von drei Erregun-ie exactly how the voltage V ₂ must change at normal speed of the converter, provided that the magnetic circuit influenced by the three excitations is far from being magnetically saturated. One could also determine for the other stages and also for all other induced windings or armatures that the mode of action of each group of three excitations

I 11 , V I 1 1, V

gen in allen Fällen den gleichen Gesetzen unterworfen ist.gen is subject to the same laws in all cases.

Die Umkehrungen der Verbindungen zwischen den Serienwicklungen und den induzierten -Wicklungen bei den Übergängen von einer Anlaß- bzw. Bremsstufe auf die andere sowie die mit Hilfe der Umschalter 33, 34 und 35, 36 erfolgenden Umkehrungen der Verbindungen zwischen den Motoren und den induzierten Wicklungen des Umformers müssen beide gleichzeitig geschehen, wie weiter unten an Hand der Abb. 11 erläutert wird. In bezug auf die anderen veranschaulichten Umschalter sei erwähnt, daß 32 und 37 zur Parallelschaltung der Motoren bei voller Spannung V am Ende der zweiten Anlaßstufe bzw. Anlaßperiode und 31 und 38 zur Einschaltung der Motoren in direkten Kurzschluß am Ende der zweiten Bremsstufe bzw. Bremsperiode ge- ■ braucht werden.The reversals of the connections between the series windings and the induced windings at the transitions from one starting or braking stage to the other as well as the reversals of the connections between the motors and the induced windings of the with the help of switches 33, 34 and 35, 36 Converter, both must take place at the same time, as explained below with reference to Fig. 11. With respect to the other illustrated changeover switches, it should be mentioned that 32 and 37 ge for connecting the motors in parallel at full voltage V at the end of the second starting stage or starting period and 31 and 38 for switching the motors on in direct short-circuit at the end of the second braking stage or braking period - ■ are needed.

Bei allen Abbildungen sind die geschlossenen Umschalter bzw. Einschalter mittels schwarzer rechteckiger Brücken angegeben; bei den Abb. 3, 5, 7 und 9 bezeichnen die schwarz umrandeten Rechtecke, daß die entsprechenden Umschalter bzw. Einschalter erst einen kurzen Augenblick nach Schließung der Umschalter bzw. Einschalter mit schwarzen Brücken zu öffnen sind, damit ein Teil der durch die Motoren fließenden Ströme niemals unter vollem Strom ausgeschaltet wird.In all illustrations, the closed changeover switches or on / off switches are indicated by means of black rectangular bridges indicated; in Figs. 3, 5, 7 and 9 denote the black-framed rectangles that the corresponding toggle switches or on-switches only a short moment after closing the changeover switch or on / off switch with black Bridges are to be opened so that part of the currents flowing through the motors never is turned off under full power.

Auch ist darauf hinzuweisen, daß die Wirkungsweise des Umformers verschieden ist,, d.h. die Summe2 V₁ · I₁ der den Ankern A₁ und Α_Ά zugeführten Leistungen ist der Summe 2F₂-Z₂ der den Ankern A₂ und A₂" zugeführten Leistungen, als absolute Werte gerechnet, nur dann gleich, wenn I₁-J-I₂ = i. Denn die beiden Produkte:It should also be pointed out that the mode of operation of the converter is different, ie the sum 2 V ₁ · I ₁ of the power supplied to the armatures A ₁ and Α _Ά is the sum 2F ₂ -Z ₂ of the power supplied to the armatures A ₂ and A ₂ " Performances, calculated as absolute values, only equal if I ₁ -JI ₂ = i. Because the two products:

M 2 ν ( P₁- M 2 ν (P ₁ -

I 4 4 * 4I 4 4 * 4

sind nur dann gleich, wenn I₁ —1₂= —--_;—²-,are only the same if I ₁ - 1 ₂ = ---- _; - ² -,

vorausgesetzt, daß I₁ und I₂ verschieden und I₁ -f- I₂ .== i (als absolute Werte).provided that I ₁ and I _{2 are} different and I ₁ -f- I _2. == i (as absolute values).

Infolgedessen bewirken die gesamten dreifachen Erregungen nicht nur eine selbsttätige Regulierung der Motorengeschwindigkeit, sondern auch eine Regulierung des von den Motoren verbrauchten bzw. erzeugten Stromes, wobei die Stärke des durch die Motoren fließenden Stromes (i) auf diese Weise selbsttätig konstant gehalten wird, ohne daß die Drehgeschwindigkeit des Umformers geändert wird.As a result, the entire triple excitations cause not only an automatic regulation of the motor speed, but also a regulation of the current consumed or generated by the motors, the strength of the current (i) flowing through the motors being automatically kept constant in this way without the speed of rotation of the converter is changed.

Wenn nun im Bedarfsfall der absoluteIf now, if necessary, the absolute

Wert des durch die Motoren fließenden Stromes geändert werden muß, so ist das Verhältnis k = —- der Serienwicklungen p, q in deinIf the value of the current flowing through the motors has to be changed, then the ratio k = - of the series windings p, q in dein

Maße zu ändern, nämlich zu schwächen bzw. zu verstärken, als der Motorstrom i verstärkt bzw. geschwächt werden muß. Man muß also die Windungszahl der acht Serienwicklungen p, q selbstverständlich im selben Maße vermehren oder vermindern. Dies kann durch Kurzschließen einzelner Windungen bzw. durch Öffnen der schon bestehenden Kurzschlußverbindung geschehen. Da die acht Wicklungen p, q in vier Paaren p_lt q₂; p₂, ^₁; Pi"> Qs'> p3> Q2" angeordnet sind, genügen hoch-To change dimensions, namely to weaken or to strengthen, than the motor current i has to be strengthened or weakened. The number of turns of the eight series windings p, q must of course be increased or decreased to the same extent. This can be done by short-circuiting individual windings or by opening the existing short-circuit connection. Since the eight windings p, q in four pairs p _lt q ₂ ; p ₂ , ^ ₁ ; Pi ">Qs'>p3>Q2" are arranged, high-

stens vier je mit einem von den vier Paaren in Parallelschaltung angeordnete Widerstände t zur Ausführung der Stromregulierung (s. Abb. io), wobei die mittels eines Widerstandes r durch die Nebenschlußwick- · lung s fest eingestellt bleibende Geschwindigkeit des Umformers in keiner Weise geändert wird. Der durch die Motoren M₁ und M₃ fließende Strom wird also durch gemeinsame Erhöhung bzw. Herabsetzung der zu den einzelnen Paaren von Serienwicklungen parallel geschalteten Widerstände t_lt t₂, t₂", t₃ verstärkt bzw. geschwächt. ■ ■ Zum Einschalten bzw. Ausschalten in der gewünschten Reihenfolge (Abb. 2 bis io) von zwischen den Serienerregerwicklungen und ,den induzierten 'Wicklungen vorgesehenen Umschaltern 21 bis 28 sowie auch von zwi-' sehen den induzierten Wicklungen und den ao Motoren befindlichen Umschaltern 33 bis 36 sowie ■ der Ausschalter 31, 32, 37 und 38, welch letztere dazu bestimmt sind, genannte Motoren in Parallelschaltung bzw. in Kurz-• Schluß zu bringen, kann ein einziger Antriebsapparat, z. B. ein Kontroller, verwendet werden. " Abb. 11 veranschaulicht schematisch einen solchen Apparat. Derselbe besteht z. B. aus einem mit einer Reihe von leitenden . Segmenten versehenen Drehzylirider aus nichtleitendem Baustoff. Die Segmente 4i'-4i", 42'-42" usw. sind auf dem Zylinderumfang, wie aus Abb. 11 zu ersehen, verteilt angeordnet und dienen dazu, die festen Kontakte 21 bis 28 und 31 bis 38 der Abb. 2 bis 10 in bekännter Weise leitend zu verbinden. In der Abb. 11 wird angenommen, daß die festen Kontakte auf einer einzigen Linie bzw. Geraden angeordnet sind. Die Lage G-C des Zy- at least four resistors t each arranged in parallel with one of the four pairs for carrying out the current regulation (see Fig. 10), whereby the speed of the converter, which remains fixed by means of a resistor r through the shunt winding s, is not changed in any way . The current flowing through the motors M ₁ and M ₃ is thus increased or weakened by jointly increasing or decreasing the resistors t _lt, t ₂ , t ₂ ", t ₃ connected in parallel to the individual pairs of series windings . Switching off in the desired sequence (Fig. 2 to io) of between the series excitation windings and 'the induced' windings provided changeover switches 21 to 28 and also of between 'see the induced windings and the ao motors located changeover switches 33 to 36 and ■ the On-off switches 31, 32, 37 and 38, the latter being intended to bring said motors into parallel connection or short-circuit, a single drive device, e.g. a controller, can be used. "Fig. 11 illustrates schematically such an apparatus. The same consists e.g. B. from one with a number of conductive. Rotary cylinders with segments made of non-conductive building material. The segments 4i'-4i ", 42'-42" etc. are arranged distributed over the circumference of the cylinder, as can be seen from FIG. 11, and serve to establish the fixed contacts 21 to 28 and 31 to 38 of FIGS. 2 to 10 to be connected in a known manner. In Fig. 11 it is assumed that the fixed contacts are arranged on a single line. The location GC of the

■ linders, d.h. die Lage, bei welcher sich die■ linders, i.e. the situation in which the

Linie C-C gegenüber den festen Kontakten befindet, entspricht der Kurzschlußschaltung der Motoren M₁. und M₃ sowie der Kurzschlußschaltung aller Serienerregungen. Die Lagen D₁, D_s, D₂, D_p entsprechen den aus Abb. 2 bis 5 ersichtlichen Schaltstufen und die Lagen F_p, F₁, F_s, F₂ den aus Abb. 6 bis 9 ersichtlichen Schaltstufen. Schließlich entspricht die Lage L der direkten Speisung der ■■■' ' .Motoren .durch das Primärnetz bei Kurzschlußschaltung bzw. Überbrückung aller Serienerregungen.Line CC is located opposite the fixed contacts, corresponds to the short circuit of the motors M ₁ . and M ₃ and the short circuit of all series excitations. The positions D ₁ , D _s , D ₂ , D _p correspond to the switching steps shown in FIGS. 2 to 5 and the positions F _p , F ₁ , F _s , F ₂ correspond to the switching steps shown in FIGS. 6 to 9. Finally, position L corresponds to the direct supply of the motors to the motors through the primary network in the event of a short-circuit circuit or bridging of all series excitations.

Zur einfacheren Darlegung wurde bisher angenommen, daß die konstant erregten -· Wicklungen die Spannung an denl· Klemmen der' Anker A₁, A₂ usw. bestimmen; in'Wirklichkeit' aber bestimmen· die- Erregerwicklungen die elektromotorische Kraft, die sich von genannter Spannung um den durch den Wider^L stand eines der Anker■· hervorgerufenen SpaiinungsyerJust".unterscheidet; ^: For the sake of simplicity, it has hitherto been assumed that the constantly excited windings determine the voltage at the terminals of the armature A ₁ , A ₂ , etc.; in 'reality' however · the excitation windings determine the electromotive force, which differs from the mentioned voltage around the relaxation caused by the resistance ^{L of} one of the armatures ^.

Wenn eine induzierte A¥icklung . (Ankerwicklung) generatorisch arbeitet, so übersteigt ihre elektromotorische Kraft die Klemmenspannung um so mehr, je größer der dieselbe durchfließende Strom ist. Wenn man nun will, daß die Klemmenspannung und nicht etwa die elektromotorische Kraft gewissen Änderungen folgt, muß man die Erregungentsprechend der Stärke des Ankerstromes erhöhen. Es genügt dann, die Windungszahl der Gegenkompoundwicklung (Serienhilfserregung) zu vermindern.'Wenn dagegen eine induzierte Wicklung motorisch arbeitet, so ist es umgekehrt: Die elektromotorische Kraft ist dann kleiner als die Klemmenspannung, die Erregung muß vermindert werden, und es genügt, die Windungszahl der Gegenkompoundwicklung zu vermehren.When an induced development. (Armature winding) works as a generator, then exceeds its electromotive force, the greater the terminal voltage, the greater it is current flowing through it. Now if you want the terminal voltage and not the electromotive force to be certain Changes follows, one must adjust the excitation according to the strength of the armature current raise. It is then sufficient to specify the number of turns of the counter compound winding (series auxiliary excitation) If, on the other hand, an induced winding works with a motor, then the other way around: the electromotive force is then smaller than the terminal voltage, the excitation must be reduced, and it is sufficient to adjust the number of turns of the counter compound winding to multiply.

Da die Anker A₁ und A₃ generatorisch und die Anker A₂' und A₂" motorisch bei den ersten Stufen (ebenso bei den Anlaß- wie bei den Bremsstufen) arbeiten, so muß die Zahl der Windungen der Wicklungen P₁ und p₃ herabgesetzt und die der Wicklungen p₂ und p₂" erhöht werden. Da bei den zweiten Stufen (Anlaß- bzw. Bremsstufen) die Anker A₁, A₃ dagegen· als motorisch und die Anker A₂, A₂" generatorisch wirken, ist die Zahl der Windungen der Wicklungeng! und ^₃ zu erhöhen und diejenige der Wicklungen q₂" und q₂" zu vermindern.Since the armatures A ₁ and A _{3 work as a} generator and the armatures A ₂ ' and A ₂ "work as a motor in the first stages (as well as in the starting and braking stages), the number of turns of the windings P ₁ and p ₃ are reduced and those of the windings p ₂ and p ₂ ″ are increased. Since in the second stages (starting or braking stages) armature A ₁ , A _3, on the other hand, act as a motor and armature A ₂ , A ₂ ″ act as a generator, the number of turns of windings and _{3 has} to be increased and that of the windings q ₂ " and q ₂ " to decrease.

Alle genannten Korrektionsregulierungen können einfach ausgeführt werden, wenn eine Anordnung, wie z. B. aus Abb. 12 ersichtlich, gebraucht wird. Alle Verbundwicklungen bestehen aus zwei Teilen, von denen der eine stets voll eingeschaltet ist, während der andere'Wicklungsteil nur dann vom Strom durchflossen wird, wenn die Wirkung der Gegenverbundwicklungen erhöht werden muß. Zum Einschalten bzw. Ausschalten des zweiten Wicklungsteils der Wicklungen p_u p₂, Pa"> P» werden die schon erwähnten Umschalter 21 bis 28 verwendet; zum Einschalten bzw. Ausschalten des zweiten Wicklungsteils der Wicklungen ^₁, q₂ , q.₂", q₃ werden zwischen diesen und den Punkten 11 und 13 Umschalter 41 bis 48 angeordnet. In Abb. 12 sind mit (1) alle Umschalter, die im Laufe der ersten Stufen (Anlassen und Bremsen) ge- no schlossen sind, und mit (2) alle Umschalter be- zeichnet,' die im Laufe der zweiten Stufen geschlossen sein müssen. Bei den Übergängen von einer Stufe auf die andere und auch im Laufe der sehr kurzen Übergangsphase müssen selbstverständlich alle fraglichen Umschalter zur Vermeidung von Strom Unterbrechungen geschlossen-sein. ■■ ■■■-,'.
• Es wird; noch darauf hingewiesen, daß die vier Reihen von Wicklungen, nämlich p_v q₂; P'/> Qu P2"> Qs> Pz>Qz", einen stets eingeschalteten Wicklungsteii aufweisen, dessen WirkungAll of the above-mentioned correction adjustments can be carried out easily if an arrangement, such as, for. B. from Fig. 12 is needed. All compound windings consist of two parts, one of which is always fully switched on, while the other part of the winding is only traversed by the current when the effect of the counter-compound windings has to be increased. To switch the second winding part of the windings p _u p ₂ , Pa "> P» on and off, the changeover switches 21 to 28 already mentioned are used; to switch on and off the second winding part of the windings ^ ₁ , q ₂ , q. ₂ " , q ₃ changeover switches 41 to 48 are arranged between these and points 11 and 13. In Fig. 12, (1) denotes all changeover switches that are closed in the course of the first stages (starting and braking), and (2) denotes all changeover switches that must be closed in the course of the second stages . During the transitions from one level to the other and also during the very short transition phase, all of the changeover switches in question must of course be closed in order to avoid power interruptions. ■■ ■■■ -, '.
• It will; it should be noted that the four rows of windings, namely p _v q ₂ ; P '/> Qu P2 ">Qs>Pz>Qz", have a winding part that is always switched on, its effect

durch die Wirkung eines nicht immer eingeschalteten Wicklungsteils sowohl frei den ersten Stufen — bei geschlossenen Umschaltern (i) und geöffneten Umschaltern (2) —als bei den zweiten Stufen — bei geöffneten Umschaltern (2) — im Bedarfsfall ergänzt bzw. vergrößert wird. Beim Übergang von irgendeiner Stufe auf irgendeine andere Stufe ändert sich also der Ohmsche Gesamtwiderstand einer jeden der vier Reihen von Serienwicklungen nicht. Infolgedessen ist irgendeine Änderung der vier Widerstände t_v t₂, t₂", t_& der Abb. 10, die zur Regulierung des Stromes i der Motoren M₁ und M₃ bestimmt sind, nicht notwendig. by the effect of a winding part that is not always switched on, both the first stages - with closed changeover switches (i) and open changeover switches (2) - than with the second stages - with open changeover switches (2) - can be supplemented or enlarged if necessary. When changing from any stage to any other stage, the total ohmic resistance of each of the four rows of series windings does not change. As a result, it is not necessary to change any of the four resistors t _v t ₂ , t ₂ ", t _& of FIG. 10, which are intended to regulate the current i of the motors M ₁ and M _3.

Bei Anordnung der induzierten Wicklungen A₁ und Α_Ά auf einem gemeinsamen Ankerkern können sich selbstverständlich die Erregerwicklungen S₃, ρ_Ά, q_A mit den Primärwicklungen S₁, p_u </_t vereinigen, und bei Anordnung der induzierten Wicklungen A₂' und A₂" auf einem anderen gemeinsamen Ankerkern bzw. bei Vereinigung derselben in einer einzigen induzierten Wicklung A₂ können sich die Erregerwicklungen S₂", p₂", q₂" mit den Wicklungen S₂, p₂, q₂ vereinigen. In diesen verschiedenen Fällen ist die Zahl der Umkehrimgsschalter zwischen den Serienwicklungen und den induzierten Wicklungen entsprechend geringer. Die Drehzahl der auf einer gemeinsamen Welle sitzenden Anker ändert sich während der einzelnen Betnebsstufen nicht merklich.When the induced windings A ₁ and Α _{Ά are arranged} on a common armature core, the excitation windings S ₃ , ρ _Ά , q _A can of course combine with the primary windings S ₁ , p _u </ _t , and when the induced windings A ₂ ' and are arranged A ₂ " on another common armature core or when they are combined in a single induced winding A ₂ , the excitation windings S ₂ ", p ₂ ", q ₂ " can combine with the windings S ₂ , p ₂ , q _2. In these different cases, the number of reversing switches between the series windings and the induced windings is correspondingly smaller. The speed of the armature sitting on a common shaft does not change noticeably during the individual operating stages.

Claims

Patent claims:

i. Device for transforming. Direct current of constant voltage in direct current of practically constant current with three or four armatures or armature parts influenced by controllable fields (two outer and one or two middle), which are connected in series to a direct current network of constant voltage, characterized in that these armatures or armature parts penetrating power flow is generated by three excitation windings, of which the first, which is for example shunted to the primary network from the voltage V , supplies a constant excitation, which in itself is a mean

V
Tension - in every outer anchor

or anchor part (A ₁ , A ₃ ) and a middle one

Tension -. in the middle armature part (A ₂ or A ₂ - \ - A ₂ ") , the second is connected in series with the armature induced by it and represents a voltage-reducing series self-excitation of variable magnitude, and of which the third excitation winding is in series with an armature which is adjacent to the armature induced by it and which represents an auxiliary series excitation of variable magnitude increasing the voltage, the connections of these three excitation windings being led to a device which carries out the various circuits by means of which the the voltage increasing or decreasing effect is obtained despite the change in direction of the current at the various operating levels.

2. Device according to claim 1, characterized in that for regulation the generally constant current strength of the motors, the number of turns of the excitation windings in the main circuit or the size of the shunt resistance of these windings can be changed if necessary.

3. Device according to claim 1, characterized in that the main circuit lying excitation windings fall into two parts, the first of which forms the main part and remains permanently in effect, while the second one ' Correction part represents, by means of which the changes of the self-Aviderstand the armature, depending on whether it works as a generator or as a motor, compensates for the voltage drop that is caused will.

For this purpose 2 sheets of drawings