CH246411A - AC powered vehicle with brushless multiphase drive motors. - Google Patents

AC powered vehicle with brushless multiphase drive motors.

Info

Publication number
CH246411A
CH246411A CH246411DA CH246411A CH 246411 A CH246411 A CH 246411A CH 246411D A CH246411D A CH 246411DA CH 246411 A CH246411 A CH 246411A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
vehicle according
sep
dependent
drive
motors
Prior art date
Application number
Other languages
German (de)
Inventor
Wanner Maurice
Original Assignee
Wanner Maurice
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wanner Maurice filed Critical Wanner Maurice
Publication of CH246411A publication Critical patent/CH246411A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/16Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
    • B60L9/24Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines
    • B60L9/28Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from ac supply lines polyphase motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

  

      Mit        Wechselstrom    betriebenes Fahrzeug mit     kollektorlosen        Mehrphasentriebmotor'n.'       Es     sind    zahlreiche elektrisch     betriebene     Schienen- und Strassenfahrzeuge bekannt,  deren Triebmotoren aus einem mitfahrenden  Stromerzeuger     gespeist    werden, wobei der  Stromerzeuger     entweder    mit einer ebenfalls  mitfahrenden     Kraftmaschine,    z. B. einem       Dieselmotor,    gekuppelt ist oder aber von  einem aus einer Fahrleitung gespeisten Elek  tromotor     angetrieben    wird.

   Man hat bei letz  terer     Antriebsart    den Vorteil, das Fahrzeug  aus dem allgemeinen     Versorgungsnetz    von  z. B. 50 Hertz einphasig speisen zu können.       Nachteilig    ist jedoch, dass man zur Errei  chung einer     einigermassen    vielstufigen Ge  schwindigkeitsregelung     als        Fahrmotoren        Kol-          lektormotoren    verwenden muss, seien es Gleich  strom-,

       Einphasen-    oder     Drehstrom-Kollek-          tormotoren.    Ferner existieren noch Bahnen  mit     Speisung    aus einer     mehrphasigen    Fahr  leitung und     kollektorlosen    Triebmotoren;  doch lässt deren     Geschwindigkeitsregelung    zu       wünschen    übrig.  



  Nach der     Erfindung    wird eine     vielstufige          Regelung    der Geschwindigkeit bei     Verwen-          dung        kollektorloser    Triebmotoren möglich.  Das wird -dadurch     erreicht,    dass von wenig  stens     einer        D.rehstromquelle        mindestens    zwei,  über ein auf eine Triebachse arbeitendes Dif  ferentialgetriebe     gekuppelte    Asynchron  motoren als Triebmotoren gespeist werden,  die zwecks     Geschwindigkeitsstufung        in    ver  schiedener Weise schaltbar sind.  



  Inder Zeichnung     ,sind        vier    Ausführungs  beispiele für die Erfindung dargestellt, und    zwar     zeigen        F'ig.    1, 7 und 9 die Schaltungen  von elektrischen Lokomotiven, die aus einer       eindrähtigen        Wechselstromfahrleitung    mit  z. B. bei Bahnen nicht üblicher Frequenz ge  speist werden, während     Fig.    8 die Schaltung  eines     dieselelektrischen        Wechselstromfahr-          zeuges    veranschaulicht. Die     Speisung    kann  aber auch aus einem     Mehrphasennetz    erfol  gen.

   Die     Fig.    2 bis 6 zeigen Schaltungen zur       Geschwindigkeitsregelung    der Lokomotive  nach     Fig.    1, die     mit    nur einem synchronen       Phasenumformer    als     Stromquelle        ausgerüstet     ist, während die     Antriebe    nach     Fig.    7 bis 9  mit zwei     Maschinen    verschiedener Frequen  zen als     Stromquellen        ausgerüstet    sind.  



       Gemäss        F'ig.    1 wird die     Fahrleitungsspan-          nung,    die     beispielsweise    bei einer     Frequenz     von 50     Hertz    15 000 Volt betragen möge, im  Transformator 1 auf die dem Phasenumfor  mer 2 zuzuführende Spannung von z. B. 6000  Volt herabgesetzt. Der     Phasenumformer    läuft  als einphasiger Synchronmotor mit Gleich  stromerregung und gibt an die Triebmotoren  Dreiphasenstrom mit einer     Spannung    von  z. B. 6000 Volt     verkettet,    ab.

   Die Trieb  motoren 3, 4 und 7, 8, die     paarweise    über je  ein     Differentialgetriebe    5     bezw.    9 auf die       Triebachsen    6     und    10 arbeiten, sind gewöhn  liche     Dreiphasen-Asynchronmotoren,    jedoch  besitzen :die beiden Motoren jedes. Paares ver  schiedene Polzahl, z. B. die Motoren 3 und 7  vier, die Motoren 4 und 8 sechs Pole.  



  Unter     .der        Voraussetzung,    dass jedes .der  beiden Differentialgetriebe 5 und 9 gleich-      grosse Sonnenräder, also Übersetzungsverhält  nis 1:1 haben, können durch Gegenlauf oder  Gleichlauf der dem .gleichen Getriebe zuge  ordneten     Motoren    sowie durch mechanisches  oder elektrisches Festbremsen eines der bei  den     Motoren    einer     Triebachse        einerseits    und    durch     Kaskaden-    oder     Parallelschaltung    der  gleichpoligen Motoren anderseits folgende  Drehzahlen der über ein Zahnrad von den  Umlaufrädern .des Differentialgetriebes ange  triebenen Triebachsen 6 und 10 erreicht wer  den:

    
EMI0002.0007     
  
    Fig. <SEP> Motoren <SEP> 3 <SEP> und <SEP> 7 <SEP> Motoren <SEP> 4 <SEP> und <SEP> 8 <SEP> Triebachs-Drehzahl
<tb>  Schaltung <SEP> Drehzahl <SEP> Schaltung <SEP> 1 <SEP> Drehzahl <SEP> U<U>/</U>min. <SEP> % <SEP> vom <SEP> Maximum
<tb>  1 <SEP> Kaskade <SEP> -I- <SEP> 750 <SEP> Kaskade <SEP> - <SEP> 500 <SEP> 1?5 <SEP> 10
<tb>  2 <SEP> paxallel <SEP> -I-1500 <SEP> parallel <SEP> -1000 <SEP> ?50 <SEP> 20
<tb>  3 <SEP> Kaskade <SEP> -(-- <SEP> 750 <SEP> festgebremst <SEP> 0 <SEP> 375 <SEP> i <SEP> 30
<tb>  4 <SEP> parallel <SEP> -f-1500 <SEP> Kaskade <SEP> - <SEP> 500 <SEP> 500 <SEP> 40
<tb>  1* <SEP> Kaskade <SEP> -f- <SEP> 750 <SEP> Kaskade <SEP> .

   <SEP> -f- <SEP> 500 <SEP> 625 <SEP> j <SEP> 50
<tb>  5 <SEP> parallel <SEP> -f-1500 <SEP> festgebremst <SEP> 0 <SEP> 750 <SEP> 60
<tb>  6 <SEP> Kaskade <SEP> -I- <SEP> 750 <SEP> para.Ilel <SEP> -f-1000 <SEP> 875 <SEP> i <SEP> 70
<tb>  4y <SEP> parallel <SEP> -I- <SEP> 1500 <SEP> Kaskade <SEP> -I- <SEP> 500 <SEP> 1000 <SEP> : <SEP> 80
<tb>  2* <SEP> parallel <SEP> -f-1500 <SEP> parallel <SEP> -I-100() <SEP> 1\e50 <SEP> 100
<tb>  x) <SEP> bei <SEP> den <SEP> Motoren <SEP> 4 <SEP> und <SEP> 8 <SEP> gilt <SEP> der <SEP> gestrichelte <SEP> Pfeil.       Hiermit ergeben ,sich also neun bis auf  die letzte gleichmässig     abgestufte    Fahrstufen;       entsprechende    Stufenergeben sich für Rück  wärtsfahrt und Bremsung.

   Dabei können die  Motoren relativ     raschlaufend    ausgeführt und  daher klein im Durchmesser     gehalten.    werden.  Man kann, wie in     Fig.    1, 8 und 9 gezeigt,  ihre Achsen zu den Triebachsen parallel an  ordnen oder,     entsprechend        Fig.    7, parallel  zur     Fahrzeug-Längsmittelebene    verlegen. Im  letzteren Fall treten Kegelräder an     Stelle    der       Stirnräder        zwischen    Differentialgehäuse und       Triebachse.     



       Statt    die     Triebmotoren    mit verschiedenen  Polzahlen auszurüsten, kann man ihnen auch  die gleiche Polzahl geben und dafür den mit       ihnen    gekuppelten Rädern des Differentialge  triebes verschiedenen Durchmesser geben,  was z. B. bei -einem     Stirnräder-Differential-          getriebe    ohne weiteres möglich     ist.    Je nach  dem man dann die Motoren in Kaskade oder  parallel, mit- oder gegenläufig     schaltet    oder  je einen von ihnen abbremst, ergeben sich  wieder die oben gezeigten Drehzahlstufen.  



  Das in     Fig.    7     dargestellte    Fahrzeug wird  nicht durch verschiedene Motorenkombina-         tionen,    sondern durch die     LLombination        zweier     voneinander abweichender Frequenzen ge  regelt. Zu diesem Zweck wird von dem     moto-          rischen    Teil des von der einphasigen     Fähr-          leitung    gespeisten Phasenumformers 2, über  die Kupplung 1.5 eine weitere Maschine 11       angetrieben,    die Drehstrom anderer Frequenz  erzeugt.

   Hat beispielsweise die Drehstrom  von 50     Hertz-Netzfrequenz    liefernde Ma  schine 2 sechs Pole und die mit ihr     gekup-          pelte    Maschine 11. zwei Pole, so liefert diese  eine Frequenz von     16=/;;    Hertz, wenn man sie  ebenfalls mit Gleichstrom erregt. Wird sie  aber, wie in     Fig.    7 gezeichnet, mit Dreh  strom von 50 Hertz erregt, so liefert sie eine  Frequenz von     331/;,    Hertz.

   Die Drehzahl des  Fahrzeugs lässt sich nun in der Weise regeln,       da.ss    man die Motoren 3 und 4 gleich- oder  gegenläufig an gleiche oder verschiedene Fre  quenzen anschliesst oder einen der Motoren       festbremst.    Unter der Annahme, dass die bei  den asynchronen     Kurzschlussankermotoren    3  und 4, die über das     Differentialgetriebe    5 die       Triebachse    6 antreiben, gleiche Polzahl, z. B.  vier Pole, haben, so sind laut nachstehender  Tabelle sechs Fahrstufen möglich.

      
EMI0003.0001     
  
    Motor <SEP> 3 <SEP> Motor <SEP> 4 <SEP> Triebachs-Drehzahl
<tb>  Frequenz <SEP> I <SEP> Drehzahl <SEP> I <SEP> Frequenz <SEP> I <SEP> Drehzahl <SEP> U; <SEP> min. <SEP> I <SEP>  /@ <SEP> vom <SEP> Maximum
<tb>  50 <SEP> <B>+1500</B> <SEP> 33,3 <SEP> -1000 <SEP> 250 <SEP> 162/3
<tb>  33,3 <SEP> <B>+l000</B> <SEP> festgebremst <SEP> 0 <SEP> 500 <SEP> 331/3
<tb>  50 <SEP> <B>+1500</B> <SEP> festgebremst <SEP> 0 <SEP> 750 <SEP> 50
<tb>  33,3 <SEP> <B>+1000</B> <SEP> 33,3 <SEP> -+-1000 <SEP> 1000 <SEP> 662/3
<tb>  50 <SEP> <B>+1500</B> <SEP> 33,3 <SEP> <B>+1000</B> <SEP> 1250 <SEP> 831./3
<tb>  50 <SEP> -[-1500 <SEP> 50 <SEP> <B>+1500</B> <SEP> 1500 <SEP> 100
<tb>  x) <SEP> Die <SEP> Schaltung <SEP> nach <SEP> Fig. <SEP> 7 <SEP> entspricht <SEP> der <SEP> Stufe <SEP> für <SEP> eine <SEP> Triebachs:

   <SEP> Drehzahl <SEP> von
<tb>  83'/3 <SEP> % <SEP> vom <SEP> Maximum.       Macht man die     Erregung    -des     Generators     11 von Drehstrom auf Gleichstrom umschalt  bar, so erhält     man    eine     dritte    Frequenz     (162/,          Hertz)    und     damit        weitere    Schaltstufen. Auch  durch Polumschaltung oder     Drehfeldumkehr     der     Generatoren    2, 11 lassen     sich    mehr Stu  fen erreichen.

   Ferner kann man die vorste  hende Regelmethode nach     Fig.    7 mit     einer     solchen nach     Fig.    1     bis.    6 kombinieren.  



  Auch die     Lokomotive    nach     Fig.    8 wird  durch Kombinationsschaltung zweier Fre  quenzen geregelt.     Hier    treibt der     Dieselmotor     12 zwei     Drehstromgeneratoren    13 und 14 an,  die voneinander abweichende Polzahl haben  und daher verschiedene     Frequenzen    liefern.  Es sind zwei Triebachsen 6 und 10 vorhan  den, die von je zwei Motoren 3, 4 und 7, 8  über     Differentialgetriebe    5     bezw.    9 angetrie  ben werden. Im übrigen ist die Regelung  bleich wie bei     Fig.    7.

   Der Generator 13 speist  die Triebmotoren 3 und 7,     während    an den  Generator 14 die beiden andern Triebmotoren  4 und 8 angeschlossen sind.     Wenigstens    einer  der     beiden    Generatoren muss mit Gleichstrom       erregt    werden, während der andere,     wie    die  Maschine 11 in     Fig.    7, mit der vom ersten  Generator gelieferten Frequenz     erregt    werden       könnte,        .so        dass    er als     Frequenzwandler    ar  beitet.  



       Wenn    die Fahrmotoren für gleiches     Voll-          la.stdrehmoment    ausgelegt sind, übernehmen  sie denjenigen Energieanteil, der ihrer jewei  ligen Drehzahl     verhältnisgleich    ist. Die be  schriebene Einrichtung     gestattet        bei    Talfahrt         Nutzbremsung    auf jeder Fahrstufe, da die       Asynch.ronmmchinen    beim     Übertreten    ihrer  Synchrongeschwindigkeit selbsttätig vom Mo  tor zum Generator     übergehen.    Zwei     gekup-          pelte    Phasenschalter erlauben z.

   B. die  gleiche Schaltung der     Fahrmotoren    für     beide          Fahrriohtungen        beizubehalten.     



  Eine stetige Regelung lässt sich erzielen,       wenn.    man die Sekundärfrequenz .des     Fre-          quenzwandlers    11 in     Fig.    7,     respektive    14 in       Fig.    8, stetig regelbar macht. Das lässt sich  erreichen, indem man den     Frequenzwandler     selbst als     gollektormaschine    ausbildet oder  wenn man den     Frequenzwandler    nicht starr  mit seinem Antrieb kuppelt, sondern über     ein     stetig     regelbares    Getriebe antreibt. Dieses  kann rein mechanisch sein, z.

   B. ein Kegel  riemen oder ein     Differentialgetriebe        mit          wahlweise        festgehaltenem    oder angetrie  benem     Umlaufrädergehäuse,    oder elektro  mechanisch, indem     gemäss        Fig.    9 eine  kleine     gollektormaschine    16 für Gleich  oder     Wechselstrom    elektrisch auf     eine     gleich grosse     gollektormaschine    17 arbeitet,

    wobei beide     Kollektormaschinen    minde  stens über ein     Differentialgetriebe    18 me  chanisch mit dem Synchronmotor 2 und mit  dem     Frequenzwandler    11 verbunden sind.       Die    Antriebsdrehzahl kann auch rein elek  trisch, z. B. durch einen regelbaren     Kollektor-          motor    für Gleich- oder Wechselstrom regu  liert werden, Die     elektrische,    respektive elek  tromechanische Regelung könnte durch Er  regungsänderung wenigstens einer der Kol-           lektormaschinen,    bei Wechselstrom durch  Bürstenverschiebung erfolgen.

   Die elektro  mechanische Regelung könnte auch durch  einen kleinen umsteuerbaren Hilfsmotor er  folgen, der das Gehäuse des Differential  getriebes im einen oder andern Sinne an  treibt. Die     Kollektormasohinen    16 und 17        -erden    relativ klein, was aus folgender Über  legung hervorgeht. Der synchrone Phasen  umformer 2 möge, bei verlustloser Übertra  gung, z.

   B. drei Viertel seiner Leistung     elek-          trisch        weitergeben,    und zwar die     Hälfte    an  den Triebmotor 3 und ein Viertel an den       Frequenzwandler    11, das letzte Viertel der       Leistung    des     Phasenumformers        2)    werde mo  torisch, das heisst elektromechanisch, über  die     Kollektormaschinen    16, 17, und das     Dif-          ferenzialgetriebe    18 auf .den     Frequenzwand-          ier    11 übertragen,

   der seinerseits den andern  Triebmotor 4 mit der Hälfte der Gesamt  leistung speist. Da somit nur ein Viertel der  Gesamtleistung zu regeln ist und sich die  Regelleistung auf die zwei Maschinen 16 und  17     verteilt,    so ist für das behandelte Beispiel  jede der letzteren nur für     einen    Achtel der  Gesamtleistung zu bemessen.

   Eine noch  wesentlich kleinere Bemessung dieser Hilfs  maschinen ist möglich, wenn man die Haupt  regelung stufenweise vornimmt, wie bei der  Beschreibung :der     Fig.    7     geschildert,    und nur  in jedem     Stufenintervall    mit Hilfe der     Kol-          lektormaschine        bgruppe        stetig    regelt; auch  hierbei ist ja, dann die     stetige    Regelung über  den ganzen Drehzahlbereich ausgedehnt.  



  Die Erfindung ist nicht nur auf Land  fahrzeuge, auf Schienen oder auf der Strasse       bezw.    im Gelände beschränkt, sondern kann  auch bei Wasserfahrzeugen angewendet wer  den, also für den Antrieb der Räder oder  Schrauben von     Schiffen    jeglicher Art.  



  Bei Ausführung der     Asynchronmotoren     mit drehbarem     Stator    und Rotor können  diese auf dieselbe oder verschiedene Trieb  wellen arbeiten.



      AC powered vehicle with brushless multi-phase drive motors. ' There are numerous electrically powered rail and road vehicles known whose traction motors are fed from a traveling generator, the generator either with a likewise traveling engine, eg. B. a diesel engine, is coupled or is driven by an electric motor fed by a contact line.

   One has the advantage of the vehicle from the general supply network of z. B. to be able to feed 50 Hertz single-phase. The disadvantage, however, is that collector motors have to be used as traction motors in order to achieve a reasonably multi-stage speed control, be it direct current,

       Single-phase or three-phase current collector motors. There are also railways with power from a multi-phase contact line and brushless traction motors; but their speed control leaves something to be desired.



  According to the invention, a multistage regulation of the speed is possible when using brushless drive motors. This is achieved in that at least two asynchronous motors, coupled via a differential gear operating on a drive axle, are fed as drive motors from at least one three-phase current source, which can be switched in different ways for the purpose of speed grading.



  In the drawing, four execution examples for the invention are shown, namely show F'ig. 1, 7 and 9 the circuits of electric locomotives, which consist of a single-wire AC contact line with z. B. for railways of unusual frequency ge are fed, while FIG. 8 illustrates the circuit of a diesel-electric alternating current vehicle. However, the supply can also come from a multi-phase network.

   2 to 6 show circuits for speed control of the locomotive according to FIG. 1, which is equipped with only one synchronous phase converter as a power source, while the drives according to FIGS. 7 to 9 are equipped with two machines of different frequencies as power sources.



       According to Fig. 1, the contact line voltage, which may be 15,000 volts at a frequency of 50 Hertz, for example, in transformer 1 to the voltage to be fed to phase converter 2 of z. B. 6000 volts lowered. The phase converter runs as a single-phase synchronous motor with DC excitation and gives the drive motors three-phase current with a voltage of z. B. 6000 volts chained, from.

   The drive motors 3, 4 and 7, 8, each paired with a differential gear 5 respectively. 9 working on the drive axles 6 and 10 are usual three-phase asynchronous motors, but have: the two motors each. Pair of different number of poles, z. B. Motors 3 and 7 have four poles, Motors 4 and 8 have six poles.



  Provided that each of the two differential gears 5 and 9 have sun gears of the same size, i.e. gear ratio 1: 1, one of the motors assigned to the same gears can rotate in the opposite direction or in synchronism, as well as through mechanical or electrical locking, one of the Motors of a drive axle on the one hand and by cascade or parallel connection of the homopolar motors on the other hand, the following speeds of the drive axles 6 and 10 driven by a gear from the planetary gears of the differential gear are achieved:

    
EMI0002.0007
  
    Fig. <SEP> motors <SEP> 3 <SEP> and <SEP> 7 <SEP> motors <SEP> 4 <SEP> and <SEP> 8 <SEP> driving axis speed
<tb> circuit <SEP> speed <SEP> circuit <SEP> 1 <SEP> speed <SEP> U <U> / </U> min. <SEP>% <SEP> of the <SEP> maximum
<tb> 1 <SEP> cascade <SEP> -I- <SEP> 750 <SEP> cascade <SEP> - <SEP> 500 <SEP> 1? 5 <SEP> 10
<tb> 2 <SEP> paxallel <SEP> -I-1500 <SEP> parallel <SEP> -1000 <SEP>? 50 <SEP> 20
<tb> 3 <SEP> cascade <SEP> - (- <SEP> 750 <SEP> firmly braked <SEP> 0 <SEP> 375 <SEP> i <SEP> 30
<tb> 4 <SEP> parallel <SEP> -f-1500 <SEP> cascade <SEP> - <SEP> 500 <SEP> 500 <SEP> 40
<tb> 1 * <SEP> cascade <SEP> -f- <SEP> 750 <SEP> cascade <SEP>.

   <SEP> -f- <SEP> 500 <SEP> 625 <SEP> j <SEP> 50
<tb> 5 <SEP> parallel <SEP> -f-1500 <SEP> braked firmly <SEP> 0 <SEP> 750 <SEP> 60
<tb> 6 <SEP> cascade <SEP> -I- <SEP> 750 <SEP> para.Ilel <SEP> -f-1000 <SEP> 875 <SEP> i <SEP> 70
<tb> 4y <SEP> parallel <SEP> -I- <SEP> 1500 <SEP> cascade <SEP> -I- <SEP> 500 <SEP> 1000 <SEP>: <SEP> 80
<tb> 2 * <SEP> parallel <SEP> -f-1500 <SEP> parallel <SEP> -I-100 () <SEP> 1 \ e50 <SEP> 100
<tb> x) <SEP> for <SEP> the <SEP> motors <SEP> 4 <SEP> and <SEP> 8 <SEP> <SEP> the <SEP> dashed <SEP> arrow applies. This results in nine, except for the last, evenly graduated speed steps; there are corresponding levels for reversing and braking.

   The motors can run relatively quickly and are therefore kept small in diameter. will. You can, as shown in Fig. 1, 8 and 9, arrange their axes parallel to the drive axes or, according to FIG. 7, move parallel to the vehicle longitudinal center plane. In the latter case, bevel gears take the place of spur gears between the differential housing and the drive axle.



       Instead of equipping the drive motors with different numbers of poles, you can give them the same number of poles and give the gear coupled with them Differentialge different diameter what z. B. with -a spur gear differential gear is easily possible. Depending on which one then switches the motors in cascade or in parallel, in parallel or in opposite directions, or brakes one of them, the speed levels shown above result again.



  The vehicle shown in FIG. 7 is not regulated by different engine combinations, but by the combination of two frequencies that differ from one another. For this purpose, the motor part of the phase converter 2 fed by the single-phase ferry line drives a further machine 11 via the clutch 1.5, which generates three-phase current at a different frequency.

   If, for example, the three-phase machine 2 supplying a 50 Hertz mains frequency has six poles and the machine 11 coupled to it has two poles, it supplies a frequency of 16 = / ;; Hertz if you also excite it with direct current. If, however, as shown in FIG. 7, it is excited with a three-phase current of 50 Hertz, it delivers a frequency of 331 /; Hertz.

   The speed of the vehicle can now be regulated in such a way that motors 3 and 4 are connected in the same or in opposite directions to the same or different frequencies or one of the motors is braked. Assuming that the asynchronous squirrel cage armature motors 3 and 4, which drive the drive axle 6 via the differential gear 5, have the same number of poles, e.g. B. have four poles, six speed steps are possible according to the table below.

      
EMI0003.0001
  
    Motor <SEP> 3 <SEP> Motor <SEP> 4 <SEP> Drive axis speed
<tb> Frequency <SEP> I <SEP> Speed <SEP> I <SEP> Frequency <SEP> I <SEP> Speed <SEP> U; <SEP> min. <SEP> I <SEP> / @ <SEP> from the <SEP> maximum
<tb> 50 <SEP> <B> +1500 </B> <SEP> 33.3 <SEP> -1000 <SEP> 250 <SEP> 162/3
<tb> 33,3 <SEP> <B> + l000 </B> <SEP> locked <SEP> 0 <SEP> 500 <SEP> 331/3
<tb> 50 <SEP> <B> +1500 </B> <SEP> firmly braked <SEP> 0 <SEP> 750 <SEP> 50
<tb> 33.3 <SEP> <B> +1000 </B> <SEP> 33.3 <SEP> - + - 1000 <SEP> 1000 <SEP> 662/3
<tb> 50 <SEP> <B> +1500 </B> <SEP> 33.3 <SEP> <B> +1000 </B> <SEP> 1250 <SEP> 831./3
<tb> 50 <SEP> - [- 1500 <SEP> 50 <SEP> <B> +1500 </B> <SEP> 1500 <SEP> 100
<tb> x) <SEP> The <SEP> circuit <SEP> after <SEP> Fig. <SEP> 7 <SEP> corresponds to <SEP> the <SEP> stage <SEP> for <SEP> a <SEP> drive axis :

   <SEP> speed <SEP> from
<tb> 83 '/ 3 <SEP>% <SEP> of the <SEP> maximum. If the excitation of the generator 11 can be switched from three-phase to direct current, a third frequency (162 /, Hertz) and thus further switching stages are obtained. More stages can also be achieved by changing the pole or reversing the rotating field of the generators 2, 11.

   Furthermore, the vorste existing control method according to FIG. 7 with one according to FIG. 1 to. 6 combine.



  The locomotive of Fig. 8 is controlled by a combination circuit of two Fre frequencies. Here the diesel engine 12 drives two alternators 13 and 14, which have different numbers of poles and therefore deliver different frequencies. There are two drive axles 6 and 10 IN ANY of the two motors 3, 4 and 7, 8 via differential gear 5 BEZW. 9 are driven. Otherwise, the scheme is pale as in FIG. 7.

   The generator 13 feeds the traction motors 3 and 7, while the two other traction motors 4 and 8 are connected to the generator 14. At least one of the two generators has to be excited with direct current, while the other, like the machine 11 in FIG. 7, could be excited with the frequency supplied by the first generator, so that it works as a frequency converter.



       If the traction motors are designed for the same full load torque, they take over the amount of energy that is proportionate to their respective speed. The device described allows regenerative braking at every speed level when driving downhill, since the asynch.ronmmchinen automatically switch from the engine to the generator when their synchronous speed is exceeded. Two coupled phase switches allow e.g.

   B. to maintain the same circuit of the traction motors for both Fahrriohtungen.



  Continuous regulation can be achieved if. the secondary frequency of the frequency converter 11 in FIG. 7 or 14 in FIG. 8 is made continuously controllable. This can be achieved by designing the frequency converter itself as a collector machine or by not rigidly coupling the frequency converter to its drive, but by driving it via a continuously adjustable gear. This can be purely mechanical, e.g.

   B. a bevel belt or a differential gear with either fixed or driven gear housing, or electro-mechanical by, according to FIG. 9, a small gollector machine 16 for direct or alternating current works electrically on a gollector machine 17 of the same size,

    Both collector machines are at least mechanically connected to the synchronous motor 2 and to the frequency converter 11 via a differential gear 18. The drive speed can also be purely elec trically, for. B. regulated by a controllable collector motor for direct or alternating current. The electrical or electromechanical control could be done by changing the excitation of at least one of the collector machines, with alternating current by moving the brush.

   The electro-mechanical control could also be followed by a small reversible auxiliary motor that drives the housing of the differential gear in one sense or another. The collector machines 16 and 17 -erden relatively small, which can be seen from the following considerations. The synchronous phase converter 2 may, with lossless transmission, z.

   B. pass three quarters of its power on electrically, namely half to the drive motor 3 and a quarter to the frequency converter 11, the last quarter of the power of the phase converter 2) is motorized, i.e. electromechanically, via the collector machines 16, 17 , and the differential gear 18 is transmitted to the frequency converter 11,

   which in turn feeds the other engine 4 with half of the total output. Since only a quarter of the total output has to be controlled and the control output is distributed between the two machines 16 and 17, each of the latter is only to be measured for an eighth of the total output for the example discussed.

   A significantly smaller dimensioning of these auxiliary machines is possible if the main regulation is carried out in stages, as in the description: of FIG. 7, and only regulates continuously in each stage interval with the aid of the collector machine group; Here too, yes, then the continuous control is extended over the entire speed range.



  The invention is not only on land vehicles, bezw on rails or on the road. limited in the terrain, but can also be used for watercraft, i.e. for driving the wheels or screws of ships of any kind.



  When the asynchronous motors are designed with a rotating stator and rotor, they can work on the same or different drive shafts.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Mit Wechselstrom betriebenes Fahrzeug mit kollektorlosen Mehrphasentriebmotoren, dadurch gekennzeichnet., da.ss von wenigstens einer Stromquelle mindestens zwei über ein auf eine Triebachse arbeitendes Differential getriebe gekuppelte Asynehronmotoren als Triebmotoren gespeist -erden, die zwecks Geschwindigkeitsregelung in verschiedener Weise schaltbar sind. U N TERAN SPRÜCHE 1. Fahrzeug nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch eine Einrichtung zur Speisung aus einer mehrphasigen Fahr leitung. 2. PATENT CLAIM: AC powered vehicle with brushless multi-phase drive motors, characterized in that at least two asynchronous motors coupled via a differential gear working on a drive axle are fed by at least one power source as drive motors, which can be switched in various ways for the purpose of speed control. U N TERAN SPARKS 1. Vehicle according to claim, characterized by a device for feeding from a multiphase contact line. 2. Fahrzeug nach Patentansprueh, ge kennzeichnet durch wenigstens eine mitfah rende Mehrphasenstromquelle. 3. Fahrzeug nach Unteranspruch 2, ge kennzeichnet durch eine Einrichtung zur Speisung aus einer einphasigen Fahrleitung. 4. Fahrzeug nach Unteranspruch 2, ge kennzeichnet durch eine mitfahrende Kraft maschine zum Antrieb der Stromquelle. 5. Vehicle according to patent claim, characterized by at least one co-driving multiphase power source. 3. Vehicle according to dependent claim 2, characterized by a device for feeding from a single-phase contact line. 4. Vehicle according to dependent claim 2, characterized by an on-board power machine for driving the power source. 5. Fahrzeug nach Patentanspruch, da durch gekennzeiehnet, da.ss die Triebmotoren unabhängig voneinander in ihrer Drehrieh- tung umsehaltba.r sind. 6. Fahrzeug nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da.ss die Triebmotoren unabhängig voneinander festgebremst werden können. 7. Fahrzeug nach Unteranspruch 6, ge kennzeichnet, durch mechanische Bremsvor richtungen. B. Fahrzeug nach Unteranspruch 6, ge kennzeichnet durch elektrisehe Bremsvorrich tungen. Vehicle according to claim, characterized by the fact that the drive motors are reversible in their direction of rotation independently of one another. 6. Vehicle according to claim, characterized in that the drive motors can be braked independently of one another. 7. Vehicle according to dependent claim 6, characterized by mechanical Bremsvor directions. B. Vehicle according to dependent claim 6, characterized by electrical braking device at it. 9. Fahrzeug- nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden auf eine Trieb achse arbeitenden Triebmotoren verschiedene Polzahlen besitzen. 10. Fahrzeug nach Patentanspruch mit mehreren Triebachsen, dadurch gekennzeich net, da.ss die beiden Motoren einer Triebachse mit denen einer andern Triebachse wahlweise in Kaskade oder parallel geschaltet werden können. 11. 9. Vehicle according to claim, characterized in that the two drive motors working on a drive axis have different numbers of poles. 10. Vehicle according to claim with several drive axles, characterized in that the two motors of a drive axle with those of another drive axle can be connected either in cascade or in parallel. 11. Fahrzeug nach Unteransprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Kaskade zu schaltende Motoren verschiedener Triebachsen ,die gleiche Polzahl, die andern beiden Motoren ebenfalls die gleiche, aber von der ersteren abweichende Polzahl be sitzen. 12. Fahrzeug nach Unteranspruch 2, ge- kennzeichnet durch zwei mitfahrende Dreh stromquellen verschiedener Frequenz. 13. Fahrzeug nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass beide Strom quellen gleichstromerregte Synchrongenera toren sind. 14. Vehicle according to dependent claims 9 and 10, characterized in that two motors of different drive axles to be connected in cascade have the same number of poles, the other two motors also have the same number of poles, but differ from the former. 12. Vehicle according to dependent claim 2, characterized by two traveling three-phase power sources of different frequencies. 13. Vehicle according to dependent claim 12, characterized in that both power sources are DC-excited synchronous generators. 14th Fahrzeug nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass die eine Dreh stromquelle ein Frequenzumformer ist, dessen Primärfrequenz die gleiche ist wie die von der anderen Drehstromquelle gelieferte Fre quenz. 15. Vehicle according to dependent claim 12, characterized in that the one three-phase power source is a frequency converter whose primary frequency is the same as the frequency supplied by the other three-phase power source. 15th Fahrzeug nach Unteranspruch 14, da durch gekennzeichnet, dass der Frequenzum- former von .der anderen Drehstromquelle aus erregt wird. 16. Fahrzeug nach Unteranspruch 3 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die eine Drehstromquelle ein Phasenumfor mer ist, der aus einer einphasigen Oberlei tung gespeist wird. 17. Vehicle according to dependent claim 14, characterized in that the frequency converter is excited from .the other three-phase current source. 16. Vehicle according to dependent claims 3 and 12, characterized in that at least one three-phase current source is a phase converter which is fed from a single-phase overhead line. 17th Fahrzeug nach Unteranspruch 12, .da- durch gekennzeichnet, dass die beiden auf eine Triebachse arbeitenden Triebmotoren wahlweise mit voneinander verschiedener Frequenz gespeist werden können. 18. Fahrzeug nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Strom quellen miteinander starr gekuppelt sind. 19. Vehicle according to dependent claim 12, .da- characterized in that the two drive motors working on one drive axle can optionally be fed with different frequencies from one another. 18. Vehicle according to dependent claim 12, characterized in that the two power sources are rigidly coupled to one another. 19th Fahrzeug nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Strom quellen durch ein stetig regelbares Getriebe miteinander verbunden sind. 20. Fahrzeug nach Unteranspruch 19, ge kennzeichnet durch ein regelbares Differen- tialgetriebe als Verbindungsglied. 21. Vehicle according to dependent claim 12, characterized in that the two power sources are connected to one another by a continuously variable transmission. 20. Vehicle according to dependent claim 19, characterized by a variable differential gear as a connecting link. 21st Fahrzeug nach Unteranspruch 19, ge kennzeichnet durch ein regelbares elektro mechanisches Getriebe als Verbindungsglied, bestehend aus zwei Kollektormmchinen, die über ein Differentialgetriebe arbeiten. 22. Fahrzeug nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Triebachse parallel zur Achse der Triebmotoren liegt. 23. Fahrzeug nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Triebachse senkrecht zur Achse der Triebmotoren liegt. Vehicle according to dependent claim 19, characterized by an adjustable electro-mechanical transmission as a connecting link, consisting of two collector machines that work via a differential gear. 22. Vehicle according to claim, characterized in that the drive axis is parallel to the axis of the drive motors. 23. Vehicle according to claim, characterized in that the drive axis is perpendicular to the axis of the drive motors.
CH246411D 1945-05-24 1945-05-24 AC powered vehicle with brushless multiphase drive motors. CH246411A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH246411T 1945-05-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH246411A true CH246411A (en) 1946-12-31

Family

ID=4465525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH246411D CH246411A (en) 1945-05-24 1945-05-24 AC powered vehicle with brushless multiphase drive motors.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH246411A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE944670C (en) * 1952-01-09 1956-06-21 Licentia Gmbh Electric vehicle propulsion, in particular marine propulsion

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE944670C (en) * 1952-01-09 1956-06-21 Licentia Gmbh Electric vehicle propulsion, in particular marine propulsion

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10339803A1 (en) Drive device for a multi-axle hybrid vehicle
DE2238364C3 (en) Electrical transmission arrangement
DE669813C (en) Device for driving locomotives with single-phase power at the frequency of the general national power supply network
CH246411A (en) AC powered vehicle with brushless multiphase drive motors.
DE3822264C2 (en)
DE1802198A1 (en) Drive system for vehicles
DE726916C (en) Electric drive for vehicles fed by at least 40-period single-phase AC power lines
DE230406C (en)
DE541914C (en) Converter locomotive
DE19711701A1 (en) Transmitting AC power in truck esp. fork lift truck with IC engine and electric drive motor
DE1538649A1 (en) Generator system for alternating current of constant frequency with changing drive speed
DE560047C (en) Induction motor
DE1438978C3 (en) Power supply device for the auxiliaries of a rail locomotive driven by an internal combustion engine
DE358035C (en) Process, especially for electric railways, for starting and braking with energy recovery using a differential gear
DE290430C (en)
DE737920C (en) Resistance brake circuit for vehicles with several engines
DE758824C (en) Method and system for electromechanical power transmission, in particular for motor vehicles
DE915709C (en) Machine converter for 50 and 16 period alternating current
DE671329C (en) Device for controlling the relative synchronization of DC motors of a multi-motor drive with master speed
DE502803C (en) Circuit for electromechanical transmission with two direct current machines acting as generator and motor
DE597981C (en) Dynamo-electric gearbox
DE331617C (en) Device for regulating and adjusting the speed of AC motors
DE969488C (en) Arrangement for the control of switching and Stromwendungsvorgaengen, in particular for the operation of electric locomotives from a single-phase alternating current network of normal frequency
DE588227C (en) Arrangement with mechanically independent three-phase motors, the rotors of which are electrically connected
DE141070C (en)