DE894251C - Anordnung zur Gegenkompoundierung von fremderregten Gleichstromgeneratoren - Google Patents

Description

• Anordnung zur Gegenkompoundierung von fremderregten Gleichstromgeneratoren Bei elektrischen Triebfahrzeugen, die zum Antrieb Gleichstromgeneratoren und' Gleichstromfahrmotoren besitzen, wie z. B. Umformerlokomotiven, dieselelektrischen Fahrzeugen od. d'gl., pflegt man die Gleichstromgeneratoren in einem gewissen Grade gegenzukompoundieren, so daß ihre Spannung mit wachsendem Strom abnimmt. Dadurch erhalten die Fahrmotoren eine nachgiebigere Charakteristik, d. h. sie fahren langsamer, wenn sie mehr Zugkraft ausüben sollen, und die Schwankungen in der Belastung des Generators werden geringer.
• Die Gegenkompoundierung hat man, bisher in. der Weise durchgeführt, daß die Hauptpole des Ständers zusätzliche Windungen erhalten, die vom Ankerstrom durchflossen werden und welche entgegengesetzt magnetisierend wirken wie die Haupterregerwicklung, welche z. B. aus einer Hilfsstromquelle, wie einer Batterie, Erregermaschine od. dgl., gespeist sein kann. Um die nötigen Amperewindungen zur Erzeugung der vollen magnetischen Feldstärke zu erreichen, muß die Haupterregerwicklung um so viel vergrößert werden, wie die Gegenwindungen wirken., d. h. es ist für die Polwicklungen zusätzlich nicht nur der Raum für die Gegenwindungen selbst erforderlich, sondern außerdem zum Ausgleich nochmals der gleiche Raum für die Verstärkung der Haupterregerwicklung. Dadurch entsteht ein Mehrgewicht, das sich noch dadurch vergrößert, daß die Polkerne verlängert werden müssen und der Jochdurchmesser größer wird. Das Gewicht der elektrischen Ausrüstung ist aber in der Regel beschränkt, da ein gewisses vorgeschriebenes Gewicht je Achse des Fahrzeuges nicht überschritten werden darf.
• Gemäß der Erfindung wird zur Gegenkompoundierung von fremderregten Gleichstromgeneratoren., die auf elektrischen Fahrzeugen zur Speisung der Fahrmotoren dienen und mit konstanter Drehzahl umlaufen, ein Ohmscher Widerstand vorgesehen, der parallel zu der Reihenschaltung aus der Feldwicklung des Gleichstromgenerators und der diese speisenden Spannungsquelle (Batterie oder Erregermaschine) liegt und -der gleichsinnig sowohl von dem 'Erregerstrom als auch von dem Ankerstrom des Generators durchflossen wird. Durch den Spannungsabfall des Ankerstroms in diesem Widerstand wird im Stromkreis der Erregerwicklung eine Gegenspannung eingefügt, die dem Ankerstrom proportional ist, so daß also der Erregerstrom in gewünschter Weise mit steigendem Ankerstrom abnimmt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In Fig. i besteht das Umformeraggregat aus einem Wechselstrommotor r und zwei Gleichstromgeneratoren 2 und 3, die in Reihe geschaltet sind, so daß jeder .Generator nur die halbe Spannung besitzt, wodurch eine höhere Polzahl und ein leichteres Gewicht ermöglicht wird. Die Feldwicklungen q. und 5, zu denen in Reihe Regelwiderstände 6 bzw. 7 liegen, sind parallel geschaltet und werden von einer Erregermaschine 8 gespeist. Um eine Gegenkompoundierung zu erzielen, wird in die zum Minuspol der Generatoren führende Erdleitung ein Ohmscher Widerstand g eingeschaltet, und ferner werden die freien Enden der Erregerwicklungen mit dem negativen: Pol verbunden. Der Erregerstrom fließt also ebenfalls durch den Widerstand 9, und zwar in gleicher Richtung wie der von den Generatoren gelieferte Ankerstrom. Der Ankerstrom ruft an dem Widerstand 9[ einen Spannungsabfall hervor. Infolgedessen vermindert sich die für die Feldspulen q. und 5 verfügbare Erregerspannung um diesen Betrag. Der Erregerstrom und damit die Erregeramperewindungen nehmen also mit steigendem Ankerstrom ab, wie es für die Gegenkompoundierung erforderlich ist. Die Stärke der Gegenkompoundierung kann. man dadurch einstellen, daß man den Ohmwert des Widerstandes 9 erhöht oder vermindert.
• Vorteilhaft ist es; den Teil des Stromkreises, der vom Erregerstrom und dem Ankerstrom durchflossen wird, nicht rein ohmisch, sondern auch zum Teil induktiv auszubilden, indem man einen induktiven Widerstand io in Reihe mit dem Widerstand 9 schaltet oder den Widerstand 9 als Ohmschen induktiven Widerstand ausbildet. Bei plötzlichen Änderungen des Ankerstroms stellt sich dann das Erregerfeld rascher ein. Die Erregerwicklungen q. und 5 haben eine ziemlich hohe Selbstinduktion. Auch wenn die Spannung an ihnen plötzlich kleiner wird, läßt der Erregerstrom doch nur langsam nach, so daß auch das Feld und damit die Spannung der Generatoren nur langsam auf den neuen Wert heruntergehen. Ist jedoch ein induktiver Widerstand eingeschaltet, so entsteht bei Zunahme .des Ankerstroms kurzzeitig eine wesentlich größere !Gegenspannung, so daß auch der Erregerstrom in den Feldspulen q. und 5 schneller auf den neuen Wert heruntergeht, als wenn kein induktiver Widerstand vorgesehen wäre. Nimmt, umgekehrt, der Ankerstrom plötzlich ab, so entsteht eine Zusatzspannung im Kreis der Erregerwicklung, welche eine schnelle Zunahme des Erregerfeldes bewirkt. Dite vorübergehende Erhöhung bzw. Erniedrigung der Spannung im Erregerkreis bei plötzlichen Änderungen des Ankerstroms infolge der Wirkung des induktiven Widerstandes kann man noch dadurch verstärken, daß man dem induktiven Widerstand eine Sekundärwicklung gibt, die in Reine mit der Erregerwicklung geschaltet wird. Man kann hierzu beispielsweise den induktiven Widerstand, als Spartransformator (vgl. Fig.2) ausbilden. Durch geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses kann man die gewünschte schnelle Änderung der Erregerspannung bei vorübergehenden plötzlichen Änderungen des Ankerstroms einstellen.
• Die nach dem bisherigen Verfahren übliche Gegenkompoundierungswicklung diente häufig auch noch zum Anlassen des Maschinensatzes (Dieselsatz, Umförmersatz od. dgl.), beispielsweise aus einer Batterie. Meist kann bei stillstehendem Maschinensatz die kleine Erregermaschine 8 leine Spannung liefern, und auch die Batteriespannung kann zur Erregung nicht heran, gezogen werden, da sie in ihrer Spannung zunächst zu stark abfällt. Man pflegt deshalb auf den Polen der Generatoren zusätzlich zu den Gegenkompoundi-erungswindungen. noch eine besondere Anlauffeldwicklung anzuordnen, die eine weitere Erhöhung der Abmessungen und des Gewichts bedingt. Auch ,diese Anlaufwicklung kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltung vermieden Werden. Zu diesem Zweck wird zum Anlassen (vgl. Fig. 3) die Erdleitung mit den Widerständen 9 und io durch einen Schalter ii unterbrochen. Die Feldwicklungen .¢ und 5 liegen dann mit den Ankern der Generatoren2 und 3 unmittelbar in Reihe. Der von einer Batterie 12 .oder sonstigen Spannungsquellen gelieferte Strom durchfließt zum Anlassen den Anker und die Feldwicklungen, und die Generatoren laufen als normale Reihenschlußmotoren an. Da man die Spannung der Erregermaschine 8 beliebig bemessen kann, läßt sich die Windungszahl der Feldwicklung so' einrichten, daß sie bei dem verfügbaren Ankerstrom eine ausreichende Feldstärke ergibt, um ein genügend großes Anlaufmoment zu erzeugen.
• Man kann den Anlaufstrom dadurch einstellen, daß man die Erdleitung nicht vollständig unterbricht, sondern einen Widerstand 13 eingeschaltet läßt. Durch Änderung der Größe dieses Widerstandes kann die Größe des Anlaufstroms auch nachträglich geändert werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Anordnung zur Gegenkompoundierung von fremderregten Gleichstromgeneratoren, die auf elektrischen Fahrzeugen zur Speisung der Fahrmotoren dienen und mit konstanter Drehzahl umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu der Reihenschaltung aus der Feldwicklung (4, 5) des Gleichstromgenerators und der diese speisenden Spannungsquelle (Batterie, Erregermaschine 8) ein Ohmscher Widerstand (9) liegt, der gleichsinnig sowohl von dem Erregerstrom (i) als auch vom Ankerstrom (I) des Generators durchflossen wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit .dem Ohmschen Widerstand (9) ein als Drosselspule (ro) oder Transformator (1i) ausgebildeter induktiver Widerstand geschaltet ist (Fig. i).
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, .daß als induktiver Widerstand die Primärwicklung des Transformators (1i), beispielsweise eines Spartransformators, dient, dessen Sekundärwicklung in Reihe mit der Erregerwicklung (4, 5) des Gleichstromgenerators geschaltet ist (Fig. 2).
4. 4. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d.aß zum Anwerfen :des aus Generator und Motor bestehenden Maschinensatzes der Anker (2, 3) des Generators in Reihenschaltung mit seiner Feldwicklung (4, 5) von einer Batterie (12) gespeist wird (Fi-g. 3).
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen des Anlaßstroms ein vorzugsweiser regelbarer Widerstand (13) parallel zur Feldwicklung (4, 5) des iGleich-stromgenerators und der Erregerspannungsquelle (8) liegt (Fig.3). Angezogene Druckschriften: Dx"S1tg. Th. Buchhold und @i@r.-`@ng. F. T r a w n i k, »Die elektrischen Ausrüstungen der Gleichstrombahnen einschließlich der Fahrleitungen«, Berlin 1931, S. 134, Abb. 114; ,Dz.,-9ng. K. Töff 1 i n g e r, »Neue elektrische Bremsverfahren für Straßen- und Schnellbahnen«, Berlin 1934, S. 31, Abb. 18, S. 33 u. 34, Abb. 22, S. 43, Abb. 27, S. 6,9, Abb. 38.