Dreiphasen-Induktionsmotor für Bergbahnlokomotiven mit einer im Polzahlverhältnis
von 1:2 umschaltbaren Ständerwicklung Bei Bergbahnen ist meist mit zwei verschiedenen
Betriebsarten zu rechnen, und zwar mit Zahnstangenbetrieb bei großen Steigungen
und mit Adhäsionsbetrieb beim Fahren auf ebenem Gelände. Während nun die Bergfahrt
kleine Geschwindigkeit und große Zugkraft erfordert, kommt es beim Betrieb im ebenen
Gelände auf große Geschwindigkeit bei relativ geringer Zugkraft an. Lokomotiven,
welche - beiden Betriebsarten genügen sollen, erhalten meist Motoren für zwei Geschwindigkeiten.
Die Geschwindigkeit bei Zahnstangenbetrieb schwankt in den Grenzen von etwa 8 bis
1q. km/std., während die Geschwindigkeit bei Adhäsionsbetrieb annähernd zwischen
16 bis 28 km/std. liegt. Mau verwendet deshalb bei Drehstrombahnen Motoren
mit einer Polumschaltung von i : a im Ständer und mit Kurzschlußläufern, welche
für beide Polzahlen geeignet sind. Diese gleichartige Ausführung der Läuferwicklung
für beide Betriebsarten der Lokomotive hat aber gewisse Nachteile, weil sie einen
Bremsbetrieb nur gestattet, solange die Fahrleitungunter Spannung ist. Ist dies
der Fall, dann bremsen bei Talfahrt die Motoren automatisch, da sie dann als Asynchrongeneratoren
arbeiten. Hat nun aber ein Zug nach der Bergfahrt den Kulminationspunkt der Trasse
erreicht, dann kann er beim zufälligen Ausbleiben der Eahrdrähtspannung nicht zu
Tal fahren, weil in diesem Falle die beschriebene Ausbildung der Läufer die Bremsung
nicht ermöglicht. Di;e gemeinsame Kurzschlußwicklung bei Motoren mit Polumschaltung,
die zwar den großen Vorteil der einfachen Bauart und der Vermeidung einer ebenfalls
p-olumsch.altbar einzur@chtenden Läuferwicklung hat, ist doch unzweckmäßig und nachteilig,
wenn es sich um den Betrieb von Bergbahnlokomotiven handelt.Three-phase induction motor for mountain railway locomotives with a stator winding that can be switched in a pole number ratio of 1: 2.There are usually two different operating modes to be expected on mountain railways, namely with rack and pinion operation on steep inclines and with adhesion operation when driving on level terrain. While uphill travel requires low speed and high tractive effort, when operating on flat terrain, high speed with relatively low tractive effort is important. Locomotives, which - should satisfy both modes of operation, usually have motors for two speeds. The speed in rack and pinion operation fluctuates within the limits of about 8 to 1q. km / h, while the speed in adhesion mode is approximately between 16 to 28 km / h. lies. Mau therefore uses motors with a pole change of i: a in the stator and with squirrel cage rotors, which are suitable for both pole numbers, in three-phase railways. However, this similar design of the rotor winding for both operating modes of the locomotive has certain disadvantages because it only allows braking operation as long as the contact line is live. If this is the case, the motors automatically brake when driving downhill because they then work as asynchronous generators. If, however, a train has reached the culmination point of the route after the uphill journey, it cannot go down to the valley if the wire tension happens to be absent, because in this case the described design of the runners does not allow braking. The common short-circuit winding in motors with pole changing, which has the great advantage of a simple design and the avoidance of a rotor winding that can also be switched pole-reversible, is inexpedient and disadvantageous when it comes to the operation of mountain railway locomotives.
Nach der Erfindung soll nun die Läuferwicklung so ,eingerichtet sein,
da:ß sie bei, Fahrt mit der größeren Polzahl eine von dem Vorhandensein der Fahrdrahtspannung
unabhängige Bremsung ermöglicht. Man erreicht dies erfindungsgemäß dadurch; daß
man jeder Polzahl eine besondere Läuferwicklung zuordnet, und die der größeren Polzahl
zugeordnete Wicklung vor der der kleineren Polzahl entsprechenden konstruktiv bevorzugt,
indem man sie als Schleifringwicklung ausführt und ihr eine günstigere Lage in den,
Läufernuten in bezug auf Streuung und Abkühlung gibt. Zur Erzielung großer Bremsmomente
kann sie dann auf einen entsprechend bemessenen Belastungswiderstand geschaltet
werden, wobei beim Ausbleiben der Fahrdrahtspännung der Ständer durch -eine von
der Wagenachse aus angetriebene Erregermaschine erregt wird. Die Läuferwicklung
für die kleinere Polzahl wird als Kurzschlußwicklung ausgeführt und so angeordnet,
daß sie an sich von der großen Polz.ähl
nicht beeinflußt wird. Es
läßt sich aber erreichen, daß auch diese Wicklung für die große Polzahl in, beschränktem
Maße wirksam ist, falls man sie über genügend große Ohmsche Widerstände vielphasig
mit einem Kurzschlußring verbindet.According to the invention, the rotor winding should now be set up
because: ß you at, driving with the larger number of poles one of the presence of the contact wire voltage
enables independent braking. This is achieved according to the invention in this way; that
a special rotor winding is assigned to each number of poles, and that of the larger number of poles
assigned winding is structurally preferred over the one corresponding to the smaller number of poles,
by designing it as a slip ring winding and placing it in a more favorable position in the,
There are rotor grooves with respect to dispersion and cooling. To achieve large braking torques
it can then be switched to an appropriately dimensioned load resistor
be, whereby in the absence of the contact wire tension of the stand by -one of
the carriage axle is excited from the powered exciter. The rotor winding
for the smaller number of poles it is designed as a short-circuit winding and arranged in such a way
that she counts from the great Polz
is not affected. It
but can be achieved that this winding for the large number of poles in, limited
It is effective to a degree if it is multiphase through sufficiently large ohmic resistances
connects with a short-circuit ring.
Die Erfindung sei an Hand des Ausführungsbeispiels der Abb. i und
2 näher erläutert.The invention is based on the embodiment of Figs. I and
2 explained in more detail.
Abb. I zeigt die Lage der beiden Läuferwicklungen in den Läufernuten.
b, b sind zwei Läuferzähne, welche die Läufernut n einschließen. Im oberen,
weiteren Teil der Nut, dicht unter denn. Verschlußkeil V, liegt die Wicklung für
die größere PolzahlZ1, während im unteren schmalen und tiefen Teil der Nut die Wicklung
für die kleinere Polzahl Z2 untergebracht ist. Die Wicklung Z7 ist als Schleifringwicklung,
die Wicklung Z2 als Kurzschlußwicklung ausgeführt, wie aus Abb. z zu ersehen ist.Fig. I shows the position of the two rotor windings in the rotor slots. b, b are two rotor teeth which enclose the rotor groove n. In the upper, further part of the groove, just below then. Locking wedge V, is the winding for the larger number of poles Z1, while the winding for the smaller number of poles Z2 is housed in the lower, narrow and deep part of the groove. The winding Z7 is designed as a slip ring winding, the winding Z2 as a short-circuit winding, as can be seen from Fig. Z.
In Abb. z bedeutet a das Läufereisen, I(' und, r" Kurzschlußringe,
Zi und Z2 die beiden Läuferwicklungen, 'W' Ohms-che Widerstände, tl und t2 die Polteilungen
der beiden Läuferwicklungen. Es verhält sich t2 : il. = z : i, entsprechend dem
Polzahlverh:ältnis der Wicklungen. Zl, die der größeren Polzahl zugeordnete Wicklung,
ist als Schleifringwicklung, also als normal umlaufende Wicklung ausgeführt. Z2
dagegen wird aus vielen an den gleichen Kurzschlußring I(' angeschlossenen Spulen
gebildet, deren Leiterabstand der Polteilungt2 (der kleineren Polzahl) entspricht.
Wenn man auf .der andern Stirnseite des Läufers die Stirnverhindungen dieser Spulen
über die Ohmschen Widerstände W mit dem zweiten IC:urzschlußring K" verbindet, dann
ist diese WicklungZ2 in beschränktem Maße auch für die größere Polzahl wirksam und
unberstützt die Wicklung Z1 bei der Bergfahrt der Lokomotive.In Fig. Z, a denotes the rotor iron, I ('and, r "short-circuit rings, Zi and Z2 the two rotor windings,' W 'ohmic resistances, tl and t2 the pole pitches of the two rotor windings. It behaves t2: il. = z: i, corresponding to the number of poles of the windings. Zl, the winding assigned to the larger number of poles, is designed as a slip ring winding, i.e. as a normally rotating winding If you connect the end connections of these coils to the second IC: short-circuit ring K "on the other end of the rotor via the ohmic resistors W, then this winding Z2 is also effective to a limited extent for the larger number of poles and unsupported the winding Z1 when the locomotive travels uphill.
Die erforderliche Zugkraft der Lokomotive ist bei großer Geschwindigkeit
gering gegenüber der Fahrt mit Zahnstange, also gegenüber der Fahrt mit kleiner
Geschwindigkeit. Um nun das überschalten von der kleinen auf die große Geschwindigkeit
ohne erheblichen Stoß zu vollziehen, gibt man der Kurzschlußwicklung dadurch große
Streuung, daß man sie in schmale und tiefe Nuten verlegt.The required tractive effort of the locomotive is at high speed
low compared to driving with a rack, i.e. compared to driving with a smaller one
Speed. To now switch from the small to the high speed
This gives the short-circuit winding a large one without performing a significant shock
Scatter that they are laid in narrow and deep grooves.
Der beschriebene Dreiphasen-Induktionsmotor verbessert den Betrieb
der Bergbahnlokomotiven und macht ihn von den Störungen und kurzzeitigen Betriebsunterbrechungen
der stromliefernden Werke bei Talfahrt unabhängiger als. es bisher der Fall war.The three-phase induction motor described improves the operation
of the mountain railway locomotives and makes him of the malfunctions and short-term business interruptions
of the power-supplying plants are more independent than. it has been the case so far.