DE149728C

DE149728C -

Info

Publication number: DE149728C
Application number: DENDAT149728D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Wechselstromsystem für elektrische Bahnen mit Rückleitungsspeiseleiter zur Ablenkung des Stromes von der zur Rückleitung dienenden Schiene bezw. dem dazu dienenden Leiter, durch welches der Spannungsabfall in der Stromrückleitung vermindert oder vermieden wird.

Zu diesem Zwecke wird der Strom in dem

ίο Speiseleiter durch die Wicklung eines Transformators geleitet, während die Stromrückleitung in umgekehrter Richtung' durch eine andere Wicklung desselben Transformators geht. Hierdurch wird der Spannungsabfall in der Stromrückleitung vermindert, ohne die Spannung der Motoren oder des ganzen Stromkreises in praktisch merkbarer Art zu verändern.

Der Transformator kann an der Stromerzeugungsstelle oder an irgend einem beliebigen Punkte der Leitung angeordnet sein. Durch entsprechende Anordnung der Wicklungen kann jede gewünschte Transformierung der Spannung in der Stromrückleitung erhalten werden.

Fig. ι der Zeichnung zeigt schematisch die Anwendung der Erfindung auf eine elektrische Straßen- oder Eisenbahnanlage mit Einphasenstrom.

Der Einphasenstromgenerator α liefert einem oder mehreren Wagen oder Zügen b Wechselstrom. Der von dem Generator ausgehende Strom wird durch eine oberirdische Fahrleitung oder einen anderen isolierten Leiter c geführt, von welchem er zu dem Wagen oder Zug b geht, um daselbst durch die Antriebsmotoren oder durch feststehende oder rotierende Umformer oder Stromerzeuger oder durch andere geeignete Vorrichtungen zu gehen, in welchen der Wechselstrom ausgenutzt oder transformiert wird, worauf der Strom durch den Rückleiter d zurückkehrt. Als Rückleiter kann sowohl die Schiene als auch ein anderer, ganz oder teilweise isolierter Leiter dienen.

Ein isolierter Rückleitungsspeiseleiter e geht von ■ einem Punkte f der Rückleitungsschiene oder des Rückleiters, d zu der Rückleitungsanschlußklemme des Generators a. Der Transformator g besitzt einen aus dünnen Platten bestehenden Eisenkern mit zwei Wicklungen ρ und s, welche in den Stromkreis in der dargestellten Weise eingeschaltet sind. Der von dem einen Pol h der Maschine α ausgehende Strom geht durch die Wicklung ρ zu der Fahrleitung c, während die Stromrückleitung zu dem anderen Kontakte h¹ des Generators a zum Teil durch die Rückleitung d, zum Teil durch den Rückleitungsspeiseleiter e und die Wicklung s stattfindet.

Wie ersichtlich, durchfließt der Strom die Wicklungen ρ und s in entgegengesetzten Richtungen. Der Strom in der Wicklung ρ ist um jenen Teil, welcher durch die Rückleitung d zu dem Pole Z?¹ zurückkehrt, größer als derjenige, welcher durch die Wicklung s hindurchgeht. Die Wirkung dieser Anordnung besteht darin, daß der zurückkehrende Strom oder ein großer Teil desselben bei dem Punkten/Von der Stromrückleitung d abgeleitet wird, und zwar wegen der Spannung, welche in der Wicklung s induziert wird. Hierdurch'

Claims

wird der Spannungsunterschied zwischen f und h^l vermindert. Die hilfselektromotorische Kraft, welche auf diese Weise dem Ruckleitungsspeiseleiter e durch die Wicklung s hinzugefügt wird, wird von dem anderen Ende des Stromkreises übertragen, wobei in der Windung ρ eine entsprechende entgegengesetzt gerichtete elektromotorische Kraft erzeugt wird. Die gesamte Spannung des

ίο Stromkreises, mithin auch jene der Elektromotoren oder der anderen elektrischen Übertragungsvorrichtungen auf dem Wagen oder Zuge wird durch diese Anordnung, abgesehen von einem ganz geringen Verlust in dem Transformator, nicht beeinträchtigt. Die Wirkung besteht nur in der Änderung der Verteilung des Spannungsabfalles, indem derselbe von der Rückleitung, wo er nachteilig ist, entfernt und auf die Speiseleitung, wo er viel weniger nachteilig ist, übertragen wird. Das Maß dieser Spannungsübertragung kann durch entsprechende Konstruktion des Transformators g derart eingestellt werden, daß der Spannungsunterschied zwischen f und fa¹ um jede gewünschte Größe vermindert wird. Die Anordnung wird praktisch selbstregulierend gemacht, d. h. die dem Ruckleitungsspeiseleiter e durch die Wicklung s hinzugefügte elektromotorische Kraft sucht dem Strome proportional zu werden.

Für lange Linien kann die Fahr- oder Verteilungsleitung in mehrere Abschnitte geteilt sein, wie dies in Fig. 2 schematisch dargestellt ist. Hier befinden sich an der Hauptleitung c in entsprechenden Entfernungen Abzweigungen zur Speisung der Leitungsabschnitte k m n. In der Verbindung dieser Leitungsabschnitte mit der Hauptleitung c sind die Transformatoren g angeordnet, von denen jeder ebenso wie der in Fig. 1 dargestellte Transformator eingerichtet ist. Jeder Transformator besitzt daher zwei Wicklungen ρ und s, von denen die Wicklung ρ zwischen der Hauptleitung c und dem Leitungsabschnitt k bezw. m η sich befindet, während die Wicklung s in die Ruckleitungsspeiseleiter e bezw. e¹ e² eingeschaltet ist.

Es können auch mehrere Leitungsabschnitte durch einen einzigen Transformator gespeist werden. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind fünf Leitungsabschnitte k, m, n, 0 und q von der Hauptleitung c durch eine einzige Wicklung ρ und einen allen Leitungsabschnitten gemeinschaftlichen Hilfs-Speiseleiter c* gespeist. An die Rückleitung d schließt sich bei f der mit dem Pol Z;¹ der Wechselstrommaschine α verbundene Ruckleitungsspeiseleiter e an, in welchen die einzige Transformatorwicklung s eingeschaltet ist.

Fig. 4 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung bei einer Anlage mit Dreiphasen- | strom. Von dem Dreiphasenstromgenerator a^l gehen die zwei isolierten Fahrleitungen c¹ c² aus, während als dritte Leitung des Dreiphasensystems die Schiene d^l oder der Rückleiter dient. Der Transformator g^x besitzt drei Wicklungen r, t und v. Die Wicklung r ist in die Fahrleitung c\ die Wicklung t in die Fahrleitung c² und die Wicklung ν in die Rückleitungsspeiseleitung e³ eingeschaltet. Die Fahrleitungen c¹ c² sind an die Pole h bezw. h'² des Generators a^l angeschlossen, während die Schiene d^l oder der Stromrückleiter mit dem Rückleitungspol h¹ dieses Generators in Verbindung steht. Der durch die Leitungen c¹ c² gehende Strom erzeugt in der Wicklung ν eine elektromotorische Kraft, welche den Strom von der Schiene d¹ in den Ruckleitungsspeiseleiter e³ ableitet und so die Potentialdifferenz, welche sonst in der Schiene d^l erzeugt wurde, vermindert.

Um die erforderliche. Beziehung der Phasen zwischen den zwei oder mehreren Wicklungen des Transformators aufrecht zu erhalten, die durch die Induktionen der Rüc'kleitungsschiene d oder des Rückleitungsspeiseleitcrs e beeinflußt werden könnte, können in Verbindung mit der einen oder anderen der Leitungen oder mit der einen oder der anderen der Transformatorwicklungen induzierende oder nicht induzierende ausgleichende Wicklungen oder Kondensatoren angewendet werden.

Die Anwendung der Erfindung auf lange Mehrphasenstromleitungen, bei denen die Wagen oder Züge von einer Anzahl Verteilungsleitungen gespeist werden, bedarf keiner besonderen Beschreibung, da hierfür mit Ausnahme desjenigen, was über die Zahl der Phasen gesagt ist, alles das gilt, was auf Fig. 2 Bezug hat. Zur Verminderung der Spannung zwischen Fahrleitung und den Wagen bezw. ,den Leitungsabschnitten können Transformatoren angewendet werden. Dieselben berühren in keiner Weise des Wesen der vorliegenden Erfindung.

Patent-A ν Sprüche:

i. Wechselstromsystem für elektrische Bahnen mit einem oder mehreren an die Rückleitungsschiene oder die Stromrückleitung angeschlossenen Rücklungsspeiseleitern, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ruckleitungsspeiseleiter oder in jeden derselben die Wicklung eines ruhenden Transformators eingeschaltet ist, welcher außerdem noch eine oder mehrere Wicklungen besitzt, die in den oder die Speiseleitungen eingeschaltet sind und die in den erstgenannten Wicklungen eine hilfselektromotorische Kraft erzeugen, zu dem Zwecke, den Spannungsabfall in der Strom-

rückleitung zu vermindern oder zu vermeiden.
2. Eine Ausführungsform des Wechselstromsystems nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator zwei Wicklungen (p s) besitzt, von denen die eine (p) mit dem Hauptspeiseleiter (c) j hintereinander geschaltet ist, während die andere Wicklung fs) mit dem Rückleitungsspeiseleiter (e) hintereinander und zu der Rückleitungsschiene oder dem Stromrückleiter (d) parallel geschaltet ist (Fig. i).
3. Eine Ausführungsform des Wechselstromsystems nach Anspruch 1, bei welchem die Stromzuleitung in mehrere Leitungsabschnitte geteilt ist und wobei mehrere Rückleitungsspeiseleiter angeordnet sind, gekennzeichnet durch mehrere Transformatoren, deren eine Wicklung in die Verbindung des Hauptstromleiters (c) mit einem der Leitungsabschnitte, deren andere Wicklung in den zugehörigen Rückleitungsspeiseleiter eingeschaltet ist (Fig. 2).
4. Eine Ausführungsform des Wechselstromsystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Wicklung des Transformators zwischen dem Hauptspeiseleiter (c) und einem einer größeren Anzahl Leitungsabschnitte gemeinsamen Hilfsspeiseleiter fc*) geschaltet ist (Fig. 3).
5. Eine Ausführungsform des Wechselstromsystems nach Anspruch 1 für Dreiphasenstrom, gekennzeichnet durch einen Transformator (g¹) mit drei voneinander getrennten Wicklungen (r, t, v), von denen zwei (r, t) in die zwei Speiseleitungen (c^l, c'²J und die dritte Wicklung (v) in den an den dritten (Stromrück-) Leiter (d^l) angeschlossenen Rückleitungsspeiseleiter fe^sj eingeschaltet sind (Fig·. 4).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Berlin, gedruckt in der reichsdruckerei.