<Desc/Clms Page number 1>
Österreichische
EMI1.1
EMI1.2
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zum Antriebe von Fahrzeugen oder dgl. mit Wechselstrom. Sie besteht darin, dass der Wechselstrom einerseits unmittelbar in einem Wechselstrommotor und andererseits mittelbar unter Zwischenschaltung eines Wechselstrom-Gleichstrom-Umformers und eines Gleichstrommotors in mechanische Arbeit umgewandelt wird, wobei die Sekundärwicklung des Wechselstrommotors den zum Speisen des Umformers erforderlichen Wechselstrom liefert. Durch diese Schaltung wird bei entsprechender Erregung der Umformer die Phasenverschiebung ganz oder nahezu ganz aufgehoben und ein wirtschaftlicheres Anlassen und eine günstigere Regelung der Umdrehungszahl erreicht, als bei Verwendung von Widerständen im sekundären Stromkreis eines Wechselstrommotors.
Infolgedessen eignet sich diese Schaltung insbesondere für jeden Antrieb, der entweder ein häufiges Anlassen, wie bel Fahrzeugen und Hebezeugen, oder eine gute Regelung der Umdrehungszahl, wie beispielsweise bei Arbeitsmaschinen verlangt. Die Schaltung besitzt ausserdem den Vorteil, dass sie auch für Einphasenstrom verwendbar ist. Unerheblich ist es, ob das Anlaufen des Umformers selbsttätig oder unter Verwendung besonderer Hilfsmittel erfolgt.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher zwei Einphasenmotoren, zwei mechanisch miteinander verbundene Wechselstrom- Gleichstrom-Umformer und zwei Gleichstrommotoren verwendet sind. Bei dieser Anordnung wird gleichzeitig der Vorteil erreicht, dass während des Anfahrens ein Umformer den anderen nur als Gleichstromerzeuger arbeitenden antreibend durch entsprechende Erregung des letzteren und durch Gegen- und Hintereinanderschalten der beiden Gle8ichstromspannungen den Gleichstrommotoren jede beliebige Spannung zugeführt wird.
In der Zeichnung bedeuten : 1 die Oberleitung, 2 den Stromabnehmer, 3 den Hoch- spannungseinschaltor, 4, 5 die Einphasenmotoren, 6, 7 deren Primärwicklungen und 8. 9, 10 und 11, 12, 13 deren Sekundärwicklungen, die an den sechspoligen Umschalter 14 angeschlossen sind. Von letzterem führen Leitungen einerseits zu den Schleifringen 15 des Umformers 16, dessen Anker 17 mit dem Anker 18 des Umformers ; ? 9 auf der gleichen Welle 20 sitzt und andererseits zu dom Umschalter 21, durch den die Sekundärwicklungen J. ?, 12, 13 entweder gleichfalls an die Schleifringe 15 oder an die Schleifringe 22 des U 111- formers 19 angeschlossen werden.
Die Magnetwicklungen 23, 24 der Umformer 16, 19 werden über die einstellbaren Vorschaltwiderstände 25, 26 aus dem Umformer 16 gespeist.
EMI1.3
motoren 32, 33 führen Leitungen zu dem Schalter 31, in dem die Gegen-, Parallel-und Hintereinanderschaltung der beiden Gleichstrom liefernden Anker 17, 18 und die Hintereinander-und Parallelschaltung der beiden Gleichstrommotoren 32, 33 erfolgt. Jeder der letzteren ist mit einem Umschalter 34, 35 zum Umkehren der Drehrichtung versehen. Die
EMI1.4
<Desc/Clms Page number 2>
motors 37 aufgekeilt, dessen Magnetwicklung 38 über den Schalter 39 aus dem Transformater 40 gespeist wird.
Die Hochspannungswicklung des totzteren wird durch den Schalter 41 an den Stromabnehmer 2 und damit an die Oberleitung 1 angeschlossen.
Das Anfahren geschieht auf folgende, Weise-Durch Schliessen der Schalter 41 und 39 wird aus der Oberleitung 1 hochgespannter'Wechselstrom dem Transformator 40 zngeführt und aus letzterem der Repulsionsmotor 37 mit Wcchselstronf geringer Spannung gespeist.
Dieser Motor bringt die Welle 20 und damit die Anker 17, 18 auf eine Umdrehungszahl, die der vollen Wechsolzahl des Stromes in der Oberleitung entspricht ; hiebei sind die Bürsten 27, 28, 29, 30 abgehoben bezw. die'zu denselben führenden Leitungen unterbrochen. Haben die Umformer die volle Umdrehungszahl erreicht, dann werden die Bürsten 27, 28,
EMI2.1
widerstände 25, 26 an die Bürsten 27, 28 angeschlossen und der Schalter 31 in die erste Fahrtstellung gebracht, in der die gegeneinander geschalteten Anker 17, 18 mit den hintereinander geschalteten Motoren 32, 33 verbunden sind. Infolgedessen fliesst aus der Oberleitung 1 üher den Stromabnehmer 2 und den Hochspannungseinschalter 3 Wechselstrom durch die Hochspannungswicklungen 6,7 der Einphasenmotoren 4, 5 zur Erde.
Dadurch worden in den Wicklungen 8, 9, 10 und 11, 12, 13 Wechselströme induziert, die über die Schalter 14 und 21 und über die Schleifringe 15 in den Anker 17 gelangen. Da dieser Anker bereits durch den Repulsionsmotor 37 auf Synchronismus gebracht ist, so wird son don Bürsten 27, 28 Gleichstrom abgenommen, der die Magnetwicklungen 23, 24 über die Vorschaltwiderstände 25, 26 speist. Der rotierende Umformer läuft zunächst als einphasiger Synchronmotor im Gleichstromfeld. Dieses induziert in den drei um 1200 Phasenabstand versetzten Zweigen des Ankers 17 Drehstrom, der Drehfelder in den Motoren 4, 5 erzeugt. Letztere werden nunmehr anlaufen. Ausserdem wird der Umformer 16 als Synchron- rnotor weiterlaufen ; es kann daher der Repulsionsmotor 37 abgeschaltet werden.
Durch die Drehung des Ankers 18 in dem durch die Magnetwicklung 24 erzeugten Felde wird an den BÜrsten 29, 30 Gleichstrom erzeugt, und zwar ist der Vorschaltwiderstand 26 so eingestellt, dass die an den Bürsten 29, 30 auftretende Spannung geringer ist, als die zwischen 27, 28 vorhandene. Erstere wird nun der letzteren durch den Schalter 31 gegengeschaltet, so dass die jetzt hintereinander geschalteten Motoren 32,33 nur mit Strom von der Differenz beider Spannungen gespeist werden. Die nunmehr anlaufenden Motoren 32,33 bedürfen daher keiner Vorschaltwiderstände.
Nimmt die Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu, so sinkt die dem Umformer zu- gefUhrte Pericdenzahl und damit auch die Umdrehungszahl der Umformer. Um trotzdem den Gleichstrommoteren Strom erhöhter Spannung zuführen zu können, wird die Gegen- spanming an den Bürsten 29, 80 durch Schwächung des zugehörigen Feldes allmählich hi. s auf Null vermindert. Hierauf wird der Spannung des Ankers 17 die des Ankers 18 hinzugefügt, wobei letztere allmählich bis zu dem gleichen Wert wie die des Ankers 17 gesteigert wird. Die volle Fahrgeschwindigkeit wird erhalten, wenn die bisher hintereinander geschalteten Gleichstrommotoren 32, 33 parallel geschaltet werden.
Erzeugen die Anker 17, 18 die gleiche Spannung, so kann der Schalter 21 nach rechts gelegt werden ; infolgedessen werden die Wechselströme aus den Wicklungen 11, 12, 13 über die Schleifringe 22 in den
Anker 18 gelangen und beide Maschinen 16, 19 als Umformer arbeiten.
Steigt während der vollen Fahrt die von den Wechselstrommotoren abzugebende mechanische Leistung und laufen diese infolgedessen langsamer, so steigt die Umdrehungszahl der Umformer und es werden auch die Gleichstrommotoren durch die ihnen nunmehr
EMI2.2
Anstatt den Umformer 19 als Stromerzeuger laufen zu lassen und durch Veränderung der Erregung die Spannung an dem Kommutator desselben zu ändern, kann letzteres auch dadurch erreicht werden, dass die Maschine 19 dauernd als Umformer arbeitet und die ihr zugeführte und damit auch die abgegebene Spannung durch Drosselspulen geregelt wird. Alsdann kann an Stelle der zwei Umformer auch ein solcher mit einem Anker und zwei Wicklungen verwendet worden, wobei für jede der letzteren ein Satz Schleifringe und ein Kommutator angebracht wird.
Selbstverständlich können an Stelle der im Beispiel angegebenen Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer mit einem Anker auch Doppelmaschinen, bestehend aus einem Wechselstrommotor und einem Gleichstromerzeuger verwendet werden.
Das Anlassen der Umformer kann ausser durch einen Repulsionsmotor, der anstatt ans dem Transformator 40 aus einer der Wicklungen S-J ! 3 gespeist werden kann, auch durch jeden anderen Motor erfolgen. Wird ein Gleichstrommotor verwendet, so wird dieser nach dem Anlassen zweckmässig als Stromerzeuger zur Erregung des Feldes der Umformer oder zum Aufladen von Beleuchtungsakkumulatoren benutzt. Ist Gleichstrom entsprechender
<Desc/Clms Page number 3>
Spannung vorhanden, so kann der Umformer auch ohne weiteres von der Gleichstromseito angelassen werden. Schliesslich kann an Stelle der zwei Wechselstrommotoren 4, ! auch ein solcher mit zwei getrennten Sekundärwicklungen verwendet werden.
Bei Verwendung von Nobenschlussmotoren an Stelle der Hauptstrommotoren ist es möglich, unter Stromrücklieferung in das Netz elektrisch zu bremsen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zum Antrieb elektrischer Fahrzeuge, Hebezeugs oder dgl. mit Wechsel-
EMI3.1
wicklungen der Motoren erzeugte Mehrphasenstrom in mechanisch von den Wechselstrommotoren unabhängige Wechselstrom-Gloichstrom-Umformer (16, 19) geleitet wird, welche Gleichstrom zum Betrieb von Gleichstrommotoren (32, 33) abgeben, die zusammen mit den Wechselstrommotoren (4, 5) das Fahrzeug oder dgl. antreiben.
<Desc / Clms Page number 1>
Austrian
EMI1.1
EMI1.2
The present invention relates to a circuit for driving vehicles or the like with alternating current. It consists in the fact that the alternating current is converted into mechanical work on the one hand directly in an alternating current motor and on the other hand indirectly with the interposition of an alternating current to direct current converter and a direct current motor, whereby the secondary winding of the alternating current motor supplies the alternating current required to feed the converter. With the appropriate excitation of the converter, this circuit completely or almost completely eliminates the phase shift and a more economical starting and more favorable control of the number of revolutions is achieved than when using resistors in the secondary circuit of an AC motor.
As a result, this circuit is particularly suitable for any drive that either requires frequent starting, such as vehicles and hoists, or good control of the number of revolutions, such as with work machines. The circuit also has the advantage that it can also be used for single-phase current. It is irrelevant whether the converter starts up automatically or with the use of special aids.
In the accompanying drawing, an embodiment of the invention is shown in which two single-phase motors, two mechanically interconnected AC-DC converters and two DC motors are used. This arrangement also has the advantage that, during start-up, one converter is supplied to the DC motors by driving the other, which only works as a DC generator, by appropriate excitation of the latter and by connecting the two DC voltages in opposite directions and in series.
In the drawing: 1 the overhead line, 2 the pantograph, 3 the high-voltage switch, 4, 5 the single-phase motors, 6, 7 their primary windings and 8. 9, 10 and 11, 12, 13 their secondary windings, which are connected to the six-pole changeover switch 14 are connected. From the latter, lines lead on the one hand to the slip rings 15 of the converter 16, the armature 17 of which with the armature 18 of the converter; ? 9 sits on the same shaft 20 and on the other hand to dom changeover switch 21, through which the secondary windings J. ?, 12, 13 are connected either also to the slip rings 15 or to the slip rings 22 of the U 111 former 19.
The magnet windings 23, 24 of the converters 16, 19 are fed from the converter 16 via the adjustable series resistors 25, 26.
EMI1.3
Motors 32, 33 lead lines to the switch 31, in which the counter, parallel and series connection of the two direct current supplying armatures 17, 18 and the series and parallel connection of the two direct current motors 32, 33 takes place. Each of the latter is provided with a changeover switch 34, 35 for reversing the direction of rotation. The
EMI1.4
<Desc / Clms Page number 2>
motors 37 wedged, the magnet winding 38 of which is fed from the transformer 40 via the switch 39.
The high-voltage winding of the dead one is connected to the pantograph 2 and thus to the overhead line 1 by the switch 41.
The start-up takes place in the following way: by closing the switches 41 and 39, high-voltage alternating current is fed from the overhead line 1 to the transformer 40 and the repulsion motor 37 is fed with alternating current of low voltage from the latter.
This motor brings the shaft 20 and thus the armature 17, 18 to a speed which corresponds to the full number of alternating poles of the current in the overhead line; Here the brushes 27, 28, 29, 30 are lifted and respectively. the lines leading to the same interrupted. Once the converters have reached full speed, the brushes 27, 28,
EMI2.1
Resistors 25, 26 are connected to the brushes 27, 28 and the switch 31 is brought into the first travel position in which the armatures 17, 18 connected against one another are connected to the motors 32, 33 connected in series. As a result, alternating current flows from the overhead line 1 via the pantograph 2 and the high-voltage switch 3 through the high-voltage windings 6, 7 of the single-phase motors 4, 5 to earth.
As a result, alternating currents were induced in the windings 8, 9, 10 and 11, 12, 13, which pass through the switches 14 and 21 and via the slip rings 15 into the armature 17. Since this armature has already been synchronized by the repulsion motor 37, direct current is drawn off from the brushes 27, 28 and feeds the magnet windings 23, 24 via the series resistors 25, 26. The rotating converter initially runs as a single-phase synchronous motor in a direct current field. This induces three-phase current in the three branches of the armature 17 offset by 1200 phase spacing, which generates rotating fields in the motors 4, 5. The latter will now start. In addition, the converter 16 will continue to run as a synchronous motor; the repulsion motor 37 can therefore be switched off.
As a result of the rotation of the armature 18 in the field generated by the magnet winding 24, direct current is generated at the brushes 29, 30, and the series resistor 26 is set so that the voltage occurring at the brushes 29, 30 is lower than that between 27 , 28 existing. The former is now switched against the latter by the switch 31, so that the motors 32, 33, which are now connected in series, are only supplied with current from the difference between the two voltages. The motors 32, 33 which are now starting therefore do not require any series resistors.
If the speed of the vehicle increases, the number of pericds supplied to the converter and thus also the number of revolutions of the converters decreases. In order to still be able to supply the direct current motor with increased voltage, the counter-tensioning on the brushes 29, 80 is gradually reduced to zero by weakening the associated field. The tension of the armature 17 is then added to that of the armature 18, the latter being gradually increased up to the same value as that of the armature 17. The full driving speed is obtained if the direct current motors 32, 33 previously connected in series are connected in parallel.
If the armatures 17, 18 generate the same voltage, the switch 21 can be moved to the right; As a result, the alternating currents from the windings 11, 12, 13 through the slip rings 22 in the
Armature 18 arrive and both machines 16, 19 work as converters.
If the mechanical power to be delivered by the alternating current motors increases during full travel and as a result they run more slowly, the number of revolutions of the converters increases and the direct current motors are now also driven by them
EMI2.2
Instead of running the converter 19 as a current generator and changing the voltage at the commutator by changing the excitation, the latter can also be achieved by the machine 19 working continuously as a converter and the voltage supplied to it and thus also the output voltage through choke coils is regulated. Then, instead of the two converters, one with an armature and two windings can also be used, a set of slip rings and a commutator being attached for each of the latter.
Of course, instead of the AC / DC converters with an armature specified in the example, double machines consisting of an AC motor and a DC generator can also be used.
The converter can be started by a repulsion motor, which instead of the transformer 40 from one of the windings S-J! 3 can be fed by any other motor. If a direct current motor is used, it is useful after starting as a power generator to excite the field of the converters or to charge lighting accumulators. Is direct current more appropriate
<Desc / Clms Page number 3>
If voltage is present, the converter can easily be started from the DC side. Finally, instead of the two AC motors 4,! one with two separate secondary windings can also be used.
When using noble-circuit motors instead of the main current motors, it is possible to brake electrically while supplying power back into the network.
PATENT CLAIMS:
1. Circuit for driving electric vehicles, hoists or the like with interchangeable
EMI3.1
Windings of the motors generated multiphase current in mechanically independent of the AC motors AC-Gloichstrom-Umformer (16, 19) is conducted, which deliver direct current for the operation of DC motors (32, 33), which together with the AC motors (4, 5) the vehicle or like. drive.