DE139019C - - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/02—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors
- B60L9/08—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors fed from ac supply lines
- B60L9/10—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors fed from ac supply lines with rotary converters
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- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
Die vorliegende elektrische Eisenbahnanlage gehört zu denjenigen, bei welchen den Motorfahrzeugen
einphasiger Wechselstrom zugeführt und auf diesen in Gleichstrom umgeformt wird,
welcher alsdann von den Achsenmotoren in mechanische Arbeit umgewandelt wird.
Bei der Anwendung einphasigen Wechselstroms tritt die Schwierigkeit nicht auf, welche
bei der Anwendung von Mehrphasenstrom durch die gegenseitige Isolierung der 2 oder 3
Fahrdrähte entsteht. Bei einphasigem Wechselstrom besteht die Fahrleitung aus einem einzigen
Draht oder einer Mehrzahl voneinander nicht isolierter Drähte, welche lediglich vom
Gleise und von Erde, also z. B. an ihren Unterstützungspunkten, gemeinsam isoliert werden
müssen. Infolgedessen erscheint es möglich, in betriebssicherer Weise den Strom in den Fahrdrähten
sehr hoch, z. B. bis auf 15 000 Volt zu spannen. Damit wird nicht nur der Zweck
großer Billigkeit der Anlage und geringer Arbeitsverluste in den Fahrleitungen verfolgt,
sondern insbesondere der Zweck, die Stromstärke im Interesse der Stromabnahme vom
Fahrdraht und im Interesse geringer induktiver Verluste in der durch eiserne Schienen gebildeten
Rückleitung herabzusetzen.
Spannungen von der Höhe, welche für offene Strecken und kleinere Haltstellen in
Frage kommen können, dürften in großen Bahnhofsanlagen mit Rücksicht auf die weite
Verzweigung der Fahrleitungen und mit Rücksicht auf die Nähe der Gebäude und Personen
bedenklich sein. Dasselbe wäre der Fall in feuchten oder engen Tunnels mit Rücksicht
auf die Kleinheit der Abstände, welche zwisehen dem Fahrdraht und der umgebenden
Ausmauerung eingehalten werden können.
Die vorliegende elektrische Eisenbahnanlage ist nun zunächst gekennzeichnet durch die
gleichzeitige Anwendung einphasigen Wechselstroms von zwei verschiedenen Spannungen für
verschiedene Strecken einer und derselben Eisenbahnanlage. Es versteht sich, daß wesentlich
nichts Neues hinzukommt, wenn noch mehr als zwei verschiedene Spannungen zur Anwendung
gebracht werden. Indessen erscheint die Anwendung zweier Spannungen für alle vorkommenden Anforderungen genügend.
Die Anordnung gestattet nun ferner, mit den Motorfahrzeugen von einer Hochspannungsstrecke
auf eine Niederspannungsstrecke — und umgekehrt — überzugehen, ohne daß in der
Zuführung der elektrischen Arbeit eine Unterbrechung stattfindet. Dies wird vor allem nur
dann der Fall sein, wenn ohne Störung in der Wirksamkeit der Motorfahrzeuge gleichzeitig
eine Zuführung durch den Hochspannungsfahrdraht und den Niederspannungsfahrdraht stattfinden
kann. Dazu ist nötig, daß die Periodenzahlen im Hochspannungs- und im Niederspannungsfahrdraht
miteinander genau übereinstimmen. Dieses wird dadurch erreicht, daß Hochspannungs- und Niederspannungsfahrdraht
an dieselbe Stromquelle angeschlossen sind. Die Anordnung kennzeichnet sich daher ferner
durch den Anschluß der Hochspannungs- sowie der Niederspannungsfahrdrähte an dieselbe
Stromquelle.
Der Stromkreis eines Hochspannungsfahrdrahtes wird mit dem Stromkreis eines Niederspannungsfahrdrahtes
allgemein durch einen
ortsfesten Spannungstransformator verbunden. Die Phase des Niederspannungsstromes ist daher
im allgemeinen gegen die Phase des Hochspannungsstromes verschoben. Dieser Umstand
darf beim Übergang von einer Hochspannungsstrecke auf eine Niederspannungsstrecke ·— und
umgekehrt — d. h. also bei gleichzeitiger Berührung des Hochspannungs- und des Niederspannungsfahrdrahtes
die Wirksamkeit des Motorfahrzeuges nicht stören. Dies wird dadurch erreicht, daß z. B. auf dem Motorfahrzeug ein
Spannungstransformator untergebracht wird, dessen Umsetzung mit der oben erwähnten
Umsetzung durch den ortsfesten Transformator übereinstimmt.
Die Fig. 1 stellt nun das Schema der beiden Fahrleitungen des ortsfesten und des fahrbaren
Transformators und des Motors dar, Fig. 2
das Schema der beiden Fahrleitungen und der Stromabnehmer in einer beispielsweisen Anordnung.
In Fig. ι stellt L1 den Hochspannungsfahrdraht,
L2 den Niederspannungsfahrdraht dar, z. B. an einer Übergangsstelle von Hochspannung
auf Niederspannung. Eine solche Übergangsstelle besteht aus einer Strecke, auf welcher gleichzeitig der Fahrdraht L1 und der
Fahrdraht L0 vorhanden sind und welche eine genügende Länge besitzt, um die Fahrdrähte
in geeigneter Weise allmählich auslaufen zn lassen. Zwischen L1 und L2 ist der ortsfeste
Transformator Ts eingeschaltet, dessen Spulen einerseits mit L1 und L2, andererseits beispielsweise
gemeinsam mit den Laufschienen als Rückleitung verbunden sind. C, und C2 sind
die an den Fahrdrähten schleifenden Stromabnehmer, z. B. Rollen. Ti bezeichnet den fahrbaren
Transformator, dessen Klemmen Jf4 und K% mit den Stromabnehmern C1 und C,
verbunden sind. Die anderen Klemmen sind beispielsweise gemeinsam durch den Rahmen
des Fahrzeuges mit den Laufschienen der Fahrbahn verbunden. Diese Ableitung des fahrbaren
Transformators muß im allgemeinen übereinstimmen mit der entsprechenden Ableitung
des ortsfesten Transformators. Diese Ableitung kann auch an eine Rückleitung in Form einer
isolierten Schiene vorgenommen werden. Es kann endlich auch die Hochspannungsspule
getrennt von der Niederspannungsspule abgeleitet werden, und zwar die eine an eine isolierte
Rückleitungsschiene, die andere an die Laufschiene der Fahrbahn oder umgekehrt. Bei gemeinsamer Ableitung beider Transformätorspulen
besitzen Hochspannungsstromkreis und Niederspannungsstromkreis ein Stück der sogen. Rückleitung als gemeinsamen Leiter.
Es ist aber nicht wesentlich für die Anlage, ob diese Ableitung gemeinsam sei oder nicht.
WG bezeichnen den auf dem Fahrzeug untergebrachten
Motorgenerator für die Erzeugung von Gleichstrom aus Wechselstrom. G bezeichnet
den Gleichstromgenerator, W den Wechselstrommotor, dessen Klemme K1 mit
der Klemme K3 des Fahrzeugtransformators, oder, was dasselbe ist, mit dem Stromabnehmer
C2 verbunden ist, während dessen andere Klemme K2 an das beispielsweise nach
den Laufschienen der Fahrbahn abgeleitete Ende der Niederspannungsspule des Fahrzeugtransformators
angeschlossen ist. Es entspricht dies dem Fall, wo der Wechselstrommotor W
für die niedrige Spannung gewickelt ist. Ebensogut könnte indessen der Motor W für die
hohe Spannung gewickelt sein, in welchem Fall seine Klemme K1 mit der Klemme /C4
und seine Klemme K2 mit der Ableitung der Hochspannungsspule verbunden wäre. Statt die
Klemme K1 direkt mit der Klemme KB zu
verbinden, kann ein einstellbarer Kontakt R angewendet werden, zu dem Zweck, eine bestimmte
Anzahl von Windungen der Niederspannungsspule des Transformators 7} auszuschalten
und dadurch eine Regelung von dessen Übersetzungsverhältnis herbeizuführen. Es gehört
diese Einzelheit indessen nicht zum Wesen der Anlage.
In Fig. ι ist ebenfalls ein Umschalter U angegeben,
welcher gestattet, zeitweise den Stromabnehmer C0 von der Niederspannungsspule zu
lösen und zur Abnahme von Hochspannungsstrom zu benutzen. Ferner ist ein Umschalter
V eingezeichnet, welcher gestattet, zeitweise den Stromabnehmer C2 von der Niederspannungsspule
des Transformators 7} zu trennen und mit der Klemme K1 des Motors
direkt zu verbinden, um dadurch z.B. bei langandauerndem Rangieren in einer Station,
welche mit Niederspannungskontaktleitung ausgerüstet ist, den Transformator ganz auszuschalten.
Es ist ersichtlich, daß die Anordnung der Fig. 1 einen störungsfreien Übergang
vom Hochspannungsfahrdraht L1 auf den Niederspannungsfahrdraht
L2 gestattet und daß, abgesehen von kleineren Spannungsunterschieden
infolge der Belastungsverhältnisse an den Klemmen des Motors, bei diesem Übergang
eine Veränderung der Stromspannung nicht einzutreten braucht. Jedenfalls tritt aber keinerlei
Änderung der Umlaufszahl ein, da L1 und L2
durch den Transformator 7^, in dieselbe Beziehung
zueinander gebracht sind, in welcher sich der Stromkreis des Motors zum Stromkreis
des Hochspannungsfahrdrahtes vermöge des Transformators 7) befindet.
Es braucht aber auf dem Fahrzeug nicht notwendigerweise ein Spannungstransformator
angewendet zu werden. Es kann auch, ohne daß das Wesen der Anlage beeinträchtigt wird,
der Stromabnehmer C1 direkt an die Klemme
eines für die hohe Spannung gewickelten Wechselstrommotors angeschlossen werden, der
Stromabnehmer C2 an einen für die niedrige
Spannung gewickelten zweiten Wechselstrommotor. Über die Ableitung der anderen Klemme
dieser beiden Motoren gilt dasselbe, was über die Ableitung des Fahrzeugtransformators 7}
gesagt worden ist. Die beiden Wechselstrommotoren können eine gemeinschaftliche Achse
besitzen und gemeinsam den Gleichstromgenerator antreiben. Die beiden Wechselstrommotoren
können schließlich in einen einzigen zusammengebaut werden und man kann endlich in einem und demselben Motor eine Hochspannungswicklung
mit Anschluß an den Stromabnehmer C1 und eine Niederspannungswicklung
mit Anschluß an den Stromabnehmer C0 und mit Ableitung nach einer isolierten oder geerdeten
Stromrückleitung, ähnlich wie beim Fahrzeugtransformator, anbringen. Auf den Übergangsstrecken, auf welchen Strom sowohl
vom Niederspannungsfahrdraht L2 als auch vom
Hochspannungsfahrdraht L1 abgenommen wird, arbeitet der Wechselstrommotor unter Umständen
wie ein Zweiphasenmotor, indem die Phase L1 gegen die Phase in L2 verschoben
ist, und zwar annähernd um einen rechten Winkel z. B. wenn nur ein Transformator Ts
eingeschaltet ist. Einer solchen Verschiebung entspricht angenähert und von selber die Anordnung
zweier je eine halbe Polteilung bedeckenden Wicklungen im Wechselstrommotor. In Fig. 2 ist die Niederspannungsleitung in
üblicher Art als von unten bescbliffene Kontaktleitung gedacht. Der Stromabnehmer C2
hat in diesem Falle zweckmäßig die Form eines Schleifbügels. Die Hochspannungsleitung L1
ist seitlich zur Fahrbahn gespannt und von der seitwärts wirkenden Kontaktstange C1 beschliffen.
Es ist einleuchtend, daß die Höhenlage von L0, die Lage von L1 und die Länge
von C1 so bemessen werden können, daß die Leitungen L1 und L2 streckenweise gleichzeitig
bestehen und beschliffen werden können. Ebensogut kann aber die Niederspannungsleitung als isolierte dritte Schiene ausgeführt
und die Hochspannungsleitung Lx nach Art einer Leitung zum Beschleifen mit Bügel angeordnet
werden. Es soll Fig. 2 nur zeigen, daß das gleichzeitige Bestehen zweier Kontaktleitungen
unter verschiedener Stromspannung verwirklicht werden kann.
Es wird nichts Neues hinzugefügt, wenn statt zweier verschiedener Spannungen und zweier
Stromabnehmer deren eine größere Zahl angewendet würde.
Es ist auch für das Wesen der Anordnung gleichgültig, in welcher besonderen Weise der
Fahrdraht L1 und der Fahrdraht L2 miteinander
durch Spannungstransformatoren verbunden sind, insbesondere ob deren ein einziger
oder mehrere angewendet werden. Es ist gleichgültig, in welcher besonderen Art der
Fahrdraht L1 und der Fahrdraht L2 an die
ursprüngliche Stromquelle angeschlossen werden; wenn nur die Stromquelle eine gemeinsame
ist, so daß die Periodenzahl des Stromes im Fahrdraht L1 und diejenige im Fahrdraht L2
die gleiche ist.
Claims (1)
- Patent-An SPRU CH:Eine elektrische Eisenbahnanlage, bei welcher den Fahrzeugen einphasiger Wechselstrom zugeführt und auf denselben mittels einer Umformergruppe, bestehend aus Wechselstrommotor und Gleichstromgenerator in Gleichstrom umgewandelt, und den zum Antrieb der Fahrzeugachsen dienenden Gleichstrommotoren zugeleitet wird, gekennzeichnet einerseits durch die Anordnung von verschiedenen durch Induktionstransformatoren untereinander verbundenen Streckenzuleitungen, welche Wechselstrom von verschiedener Spannung führen und andererseits durch verschiedene, den verschiedenen Streckenspannungen entsprechende, auf der Lokomotive befindliche Stromabnehmer, welche derart mit dem Wechselstrommotor der Umformergruppe verbunden sind, daß sie auf Übergangsstellen zwischen zwei Strecken verschiedener Spannung ohne Unterbrechung gleichzeitig Ströme mit verschiedenen Spannungen von den Streckenzuleitungen der Umformergruppe zuführen können.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE139019C true DE139019C (de) |
Family
ID=406789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT139019D Active DE139019C (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE139019C (de) |
-
0
- DE DENDAT139019D patent/DE139019C/de active Active
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