AT103273B - Mit Einphasenwechselstrom gespeiste Lokomotive. - Google Patents

Description

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    Mit Einphasenwechselstrom   gespeiste Lokomotive. 



   Für einphasige Bahnnetze ist wiederholt versucht worden, den Antrieb mit Einphasenwechselstrommotoren durch einen solchen mit anderem Stromsystem zu ersetzen. So hat man z. B. den Einphasenwechselstrom der Fahrleitung in Mehrphasenwechselstrom umgeformt und damit Mehrphaseninduktionsmotoren gespeist. Diese sind betriebssicher, jedoch nur   beschränkt   regelbar. Andere Systeme formen den Fahrleitungsstrom in Gleichstrom um ; Gleichstrommotoren zeichnen sich durch gute Regelbarkeit aus und sind hinreichend durchgebildet, so dass'bei ihnen das Vorhandensein des Kollektors weniger Schwierigkeiten mit sich bringt, als heute noch bei den Wechselstromkollektormaschinen der. 



  Fall ist. Die bisherigen Umformerlokomotiven haben aber nicht voll entsprochen. 



   Die Erfindung betrifft ebenfalls eine   Einphasenmechselstromlokomotive,   auf der eine Umformung   des Fahrleitungsstromes   in Gleichstrom stattfindet, u.   zw.   wird   erfindungsgemäss   der Einphasenstrom der Fahrleitung zunächst in einem Einphasen-Mehrphasenumtormer in   Mehrphasenstrom   umgewandelt, dieser einem Mehrphasenstrom-Gleichstrom-Einankerumformer zugeführt, der seinerseits die Gleichstromtriebmotoren speist. 



   Die   Zeichnung enthält   zwei   Ausführungsbeispiele   der Erfindung. In   Fig. l   ist das Schaltbild einer Umformerlokomotive dargestellt, bei der die Triebmotoren durch einen Einphasenkaskadenumformer gespeist werden. Hier dient also zur Umformung des Fahrleitungsstromes in Mehrphasenstrom eine Asynchronmaschine, an deren offene Läuferwicklung die Kollektorwicklung eines Einankerumfonners in Kaskade angeschlossen ist.

   Es bedeutet a den   Ständer der Asynchronmaschine,   dessen Primärwicklung b unmittelbar an der Hochspannungsfahrleitung liegt. c ist der   Laufer, deen   der Einfachheit halber dreiphasig dargestellte Wicklung cl auf der einen Seite über drei Schleifringe an den Anlasser e angeschlossen und aut der andern Seite mit der geschlossenen Kollektorwicklung f des Einankerumformers verbunden ist. Hiezu dienen durch die gemeinsame Welle beider Maschinen geführte Verbindungsleitungen. Zweckmässig wird die Läuferwicklung d nicht dreiphasig, sondern etwa sechs- oder zwölfphasig, im allgemeinen 
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 des Einankerumformers hat zwei verteilte   Gleiehstromwicklungen.   Eine von ihnen (i) erregt das Hauptfeld und wird von den Bürsten des Kollektors q in Eigenerregung gespeist.

   Die zweite Wicklung k dient als querfelderregende Wicklung zum Regeln der Gleichspannung des Einankerumformers und wird von einer   Hilfsmaschine   l gespeist. Ausserdem trägt der   Ständer li noch   eine Dämpferwicklung m, die bei- 
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 Feldregelung an den Motoren selbst. Die erwähnte   Hilfserregermaschine     I   dient zugleich zum Speisen der Erregerwicklungen o der Triebmotoren. 



   Die nähere   Untersuehung   dieser Anordnung zeigt, dass sie durchaus betriebsfähig ist und der Einankerumformer unter günstigen Bedingungen arbeitet. Infolge der Kaskadenschaltung erhält er auf der Wechselstromseite bei 50periodigem Fahrleitungsstrom nur 25 Perioden. Er kann übererregt werden und fagnetisierungsstrom an den Asynchronläufer abgeben, so dass der Leistungsfaktor cos   tp   an der Fahrleitung auf   I   gebracht werden kann. Es zeigt sich ferner, dass die in Einphasenmaschinen sonst   auf :   
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 und dass für die Stromwendung im Einankerumformer wesentlich günstigere Verhältnisse als bei den üblichen   Wechselstromkollektonnaschinen   bestehen.

   Für den Lokomotivbetrieb ergeben sich als besondere Vorteile, die verlustlose und feinstufige Regelung der Triebmotoren in einem praktisch stetigen Regelbereich bei beliebigem Drehmoment, ohne besonderen Aufwand an Hilfseinrichtungen, ferner die Leistungs-   rückgewinnung   bei Talfahrt und zugleich eine zuverlässige feinstufige elektrische Bremsung. Das Anlassen des Kaskadenumformers geschieht durch den Anlasser e mittels einer, in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Hilfsphase. Hat der Umformer die synchrone Drehzahl erreicht, so werden die Schleifringe kurz geschlossen. 



   Für Lokomotivantriebe ist es von grosser Wichtigkeit, mit   möglichst geringem Maschinengewicht   auszukommen. Hiezu ist in erster Linie hohe Drehzahl der Maschinen erforderlich. Es wird daher erfindungsgemäss der Kaskadenumformer zweipolig ausgeführt. Man erreicht aber bei dieser Anordnung bei einer Fahrleitungsfrequenz von 50 Perioden nur eine Drehzahl von   1500.   Das im   nachstehenden   erläuterte und in Fig. 2 im Schaltbilde dargestellte Ausführungsbeispiel enthält nun eine Anordnung, die bei der gleichen Periodenzahl mit 3000 Umdrehungen in der Minute betrieben werden kann. Es liegt wieder die Zusammenstellung einer Asynchronmaschine und eines Einankerumformers vor, doch dient 
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  Nr. 96970 von   Arno grundsätzlich beschrieben worden   ist. Die   Läuferwicklung/des Einankerumformers   ist nicht an die Läuferwicklung d der Asynehronmaschine, sondern an eine eigene Ständerwicklung p 
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 Weise über Schleifringe mit dem Anlasser e verbunden. Der Ständer a enthält eine einphasige Primärwicklung b für den Anschluss an die Fahrleitung.

   Die dieser entnommene Leistung wird also durch Transformation in den die mehrphasigen Wicklungen p   lind t enthaltenden Stromkreis Übertragen.   Die in der Asynchronmaschine durch die einphasige Speisung auftretenden störenden Drehfeldkomponenten laufen entgegen der Drehrichtung des Läufers um und werden daher durch   die Wicklung cl wirksam abgedämpft.   Zur Spannungsregelung könnte auch hier neben der Haupterregerwicklung i eine Quertelderregerwicklung (k in Fig. 1) angebracht sein. Es könnte auch die Schleifringspannung des Einankerumformers durch 
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 stufen. Eine sehr einfache und zweckmässige Spannungsregelung ist aber hier durch Verdrehen eines der beiden   Maschinenständer   a oder h ausführbar.

   Es wird auch hiedurch, wie bei der Spannungsregelung mittels Querfelderregerwicklung die Feldachse des   Einankerumformers gegen   dessen Bürstenachse in einem spitzen Winkel geneigt und es kann hiebei die den Gleichstrommotoren zuzuführende Bürsten-   Spannung praktisch auf einen Bruchteil ihres Höchstwertes herabgesetzt werden. Es ist also ein sanftes Anfahren der Triebmotoren ohne weiteres möglich. Diese sind in Fig. 2 als Reihenschlussmotoren dar-   gestellt, wobei eine   besondere Hilfserregermaschine entfallt.   Der   Ständer   des   Einankerumfonners enthält,   wie in Fig. 1, eine Dämpferwicklung m. 



   Auch bei dieser   Ausführungsform   steht die   Stromwendung unter   den   gleich günstigen Bedingungen   
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 zu Fahrzeugantrieben in der Regel einfachere Mittel zur   Verfügung   stehen. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mit Einphasenwechswelstrom gespeiste Lokomotive, gekennzeichnet durch einen Einphasen-   Mehrphasenumformer, einen von   diesem gespeisten Einankerumformer und von diesem gespeiste Gleich-   stromtriebmotoren.  

Claims (1)

1. 2. Ausführungsform nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Triebmotoren durch einen Einphasenkaskadenumformer gespeist werden, 3. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Phasenumformer ein Spa1tphasenumformer dient.

   4. Ausführungsform nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltphasenumformer EMI2.5 vielphasige) Wicklung besitzt, die an die Kollektorwieklung des Kinankerumformers angeschlossen ist.

   5. Ausführungsform nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifringspannung oder das Verhältnis zwischen Kollektorspannung und Schleifringspannung des Einankerumfonners mit an sich bekappten Mitteln betribsmässig regelbar ist.

   6. Ausführungsform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Emankerumforler eine EMI2.6 <Desc/Clms Page number 3>

   7. Ausführungsform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremderregung des Umformers und die Erregung der Triebmotoren durch eine mit dem Umformer mechanisch gekuppelte Hilfserregermaschine geliefert werden.

   8. Ausführungsform nach Anspruch il bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung der Trieb- EMI3.1 einander erfolgt.

   9. Ausführungsform nach Anspruch bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Phasen- umformer als auch der Einankerumformer zweipolig ausgeführt sind. EMI3.2