Einrichtung zum Betriebe von Einhhasenmaschinen, die abwechselnd als Motor mit Rellienschlnf)-Cliarakteristik und als Generator arbeiten. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Einrichtung zum Betriebe von Einpha.sen- maschinen, die abwechselnd als Motor mit Reihenscbluss-Charakter und als Generator arbeiten, wie es beispielsweise bei Bergbahnen vorkommt,
bei denen die Triebmotoren der Fahrzeuge bei der Talfahrt als Generatoren auf das Netz arbeiten. CxeinäU der Erfindung werden die Maschinen beim 3Iotorbetriebe mit Reihenschaltung von Anker und Feld betrie ben, wobei die Kompensationswicklung ent weder in Reihe finit Anker und Feld liegen kann, oder zwecks Erzeugung eines phasen verschobenen Hilfsfeldes für sieh an einem Teil der Klemmenspannung liegen kann, wäh rend beim Generatorbetriebe der Anker für sich an einen Teil der ganzen Klemmen spannung,
und Feld und Kompensationswick- lung zusammen an den übrigen Teil der Kleminenspannang angeschlossen sind, wobei die Teilspannung am Anker grösser als die Teilspannung an Feld und Kompensation ist.
Die Figur zeigt das Schaltungsschema einer Ausführungsform der Anordnung. Von der Sekundärwicklung des Transformators T wird der Strom über den Stufenschalter S dem Kollektoranker A zugeführt, von dort. zur Kompensationswicklung C und über den Umschalter TU zur Feldwicklung F und zum Ende E der Tra.nsformatorwicklung geleitet.
Der Umschalter TT dient. in bekannter Weise zum Umkehren der Stromrichtung in der Feldwicklung I', das heisst zum Umkehren der Richtung des Drehmomentes der Ma schine. Der Schalter B dient zur Herstellung einerVerbindungzwischenderAnkerklemme V und der Anzapfung K des Transformators.
Bei offenem Schalter B ist die Maschine so mit eine gewöhnliche Reihenschlussmaschine; diese Schaltung dient zum Betriebe als 1Vlo- tor. Beim Betriebe als Generator ist dagegen der Schalter B geschlossen, die 1Vlaschine ist dann eine doppelt gespeiste Reihenschluss- inaschine.
Die Wirkung der Einrichtung ist nun folgende: Bei offenem Schalter B, das heisst bei der Schaltung als gewöhnliche Reihen schlussmaschine, kann die Maschine bekannt- lich nicht als Generator verwendet. werden, weil dabei ein selbsterregter Gleichstrom entsteht, der sich über die sekundäre Trans formatorwicklung schliesst, deren Ohmscher Widerstand sehr klein ist., so dalä die Ma schine für den selbsterregten Gleichstrom nahezu kurzgeschlossen ist.
In der Tat kann ja ein im Anker etwa durch Remanenz ent stehender Strom bei dieser Schaltung nur über die Kompensations- und Feldwicklung und den Transformator seinen Weg finden;
und zwar ist die Stromrichtung in der Feld wicklung in bezug auf den Anker die gleiche wie für den vom Netze zugeführten Strom ist die Feldwilcklung so geschaltet, dass der vom Netze gelieferte .Strom ein motorisches Moment gibt. so würde auch der durch Re manenz entstehende Strom ein motorisches Moment ergeben ; in diesem Falle kann er sich aber nicht verstärken, sondern das kann er nur dann, wenn Feld und Anker so geschaltet sind, dass der Strom ein generatorisches Mo ment ergibt.
Bei geschlossenem Schalter B, also bei der doppeltgespeisten Maschine, ist das Ver halten des selbsterregten Stromes gerade das umgekehrte, er kann sich beim motorischen Betriebe der Maschine verstärken, beim Ge- neratorbetriebe hingegen nicht. Dies hat darin seinen Grund, dass .für den selbsterregten Strom die Stromrichtung in der Feldwicklung in bezug auf den Anker jeweils die umge kehrte ist wie für den vom Netze zugeführten Strom.
In bezug auf den vom Netze zuge führten Strom sind ja die beiden Teile der Sekundärwicklung des Transformators SK und KE parallelgeschaltet, der Strom in ihnen ist in jedem Augenblicke gleichgerichtet.
Der selbsterregte Strom, der jetzt wegen des Kurzschlusses j-BK nicht mehr direkt vom Anker in die Kompensations- und Feldwicklung eintreten kann, sondern über VBK-S in den Transformator und zum Anker zurückfliesst, wird nun durch Transformation zwischen den beiden Transformatorspulenteilen SK und KE auf die Feldwicklung übertragen, er fliesst daher in<I>IKE</I> in umgekehrtem Sinne wie in SK, und wird der Feldwicklung in umge- kehrtein Sinne in bezug auf den Anker zu geführt wie der Netzstrom.
Wird daher ge mäss der Erfindung beim Motorbetriebe die einfache Reihenschaltung, beim Generator betriebe die doppelt gespeiste Schaltung ver wendet, so kann in keinem Betriebszustande eine Störung durch Selbsterregung eintreten. Es ist zu berücksichtigen, dass bei der dop pelten Speisung neben der Transformation eines selbsterregten Stromes durch die beiden Teile der Transformatorwicklung auch noch eine solche vom Anker auf die Kompensations- wicklung stattfindet.
Sie wirkt entgegen der ersten, ist aber wesentlich schwächer als sie, w *I das Windiniusverbältnis von Anker zu ei<B>b</B> Kompensation in der Nähe von l ist, wäh rend das Verhältnis der Windungen zwischen SK und KEentsprechend den Spannungen etwa 2 bis 5 ist.
Nur ist bei der Regelung und beim Anlassen darauf zu achten, dass die Spannung an SK nicht wesentlich kleiner als an KE wird; dies wird dadurch erreicht, dass manbeimInbetriebsetzen, mitbeiden Spannun gen bei Null beginnend, Feld und Kompen sation zunächst an die kleinste Spannungs stufe, den Anker, das heisst den Stufen- schalter :S gleich an die doppelt so grosse anlegt.
Durch die doppelte Speisung bei dem Ge- neratorbetriebe wird in der Kompensations wicklung bekanntlich ein phasenverschobenes Wendefeld erzeugt, das die Transformator <I>EJIK</I> bei normaler Geschwindigkeit aufhebt und das in der einfachen Reihenschaltung nicht vorhanden und durch andere sonst be kannte Mittel, zum Beispiel durch einen Widerstand parallel zum Wendepol, zu er zeugen ist.
Diese Mittel werden beim Ge- neratorbetriebe entbehrlich und sind daher bei der Umschaltung abzuschalten. )A'ürde beim Motorbetriebe ein Widerstand im Neben- schlusse zum Wendepol verwendet, so ist nach dessen Abschaltung fair den Generatorbetrieb mit doppelter Speisung der Strom im Wende pol zu stark; man kann ihn in diesem Falle durch Parallelschalten einer kleinen Drossel spule zum Wendepol wieder auf die richtige Stärke bringen.
Equipment for the operation of single-phase machines that work alternately as a motor with Rellienschlnf) -Cliaracteristics and as a generator. The subject of the present invention is a device for the operation of single-phase machines, which work alternately as a motor with a series connection character and as a generator, as occurs for example in mountain railways,
in which the drive motors of the vehicles work as generators on the network during the descent. According to the invention, the machines are operated in 3Iotorbetriebe with a series connection of armature and field, whereby the compensation winding can either be in series finite armature and field, or for the purpose of generating a phase-shifted auxiliary field can be on part of the terminal voltage while When operating the generator, the armature itself is connected to part of the entire terminal voltage,
and the field and compensation winding are connected together to the remaining part of the terminal tension, the partial voltage on the armature being greater than the partial voltage on the field and compensation.
The figure shows the circuit diagram of an embodiment of the arrangement. From the secondary winding of the transformer T, the current is fed via the tap changer S to the collector armature A, from there. to the compensation winding C and via the switch TU to the field winding F and to the end E of the transformer winding.
The switch TT is used. in a known manner to reverse the direction of the current in the field winding I ', that is, to reverse the direction of the torque of the Ma machine. The switch B is used to establish a connection between the anchor terminal V and the tap K of the transformer.
When switch B is open, the machine is like an ordinary series machine; this circuit is used to operate as a 1vlot. When operating as a generator, on the other hand, switch B is closed, and the machine is then a double-fed series machine.
The effect of the device is as follows: When switch B is open, that is to say when it is switched as a normal series-closing machine, the machine cannot be used as a generator, as is well known. because this creates a self-excited direct current that closes via the secondary transformer winding, the ohmic resistance of which is very low, so that the machine is almost short-circuited for the self-excited direct current.
In fact, a current in the armature caused by remanence, for example, can only find its way in this circuit via the compensation and field winding and the transformer;
namely the direction of current in the field winding with respect to the armature is the same as for the current supplied by the network, the field winding is switched in such a way that the current supplied by the network gives a motoric moment. in this way, the current created by remanence would also result in a motor moment; In this case, however, it cannot increase itself, but can only do so if the field and armature are switched in such a way that the current results in a regenerative moment.
When switch B is closed, ie with the double-fed machine, the behavior of the self-excited current is exactly the opposite; it can increase when the machine is operated as a motor, but not when the generator is operated. The reason for this is that. For the self-excited current, the direction of the current in the field winding in relation to the armature is the opposite of that for the current supplied by the network.
With regard to the current supplied by the network, the two parts of the secondary winding of the transformer SK and KE are connected in parallel, the current in them is rectified at every instant.
The self-excited current, which because of the short circuit j-BK can no longer enter the compensation and field winding directly from the armature, but flows back into the transformer and to the armature via VBK-S, is now transformed between the two transformer coil parts SK and KE transferred to the field winding, it therefore flows in <I> IKE </I> in the opposite sense as in SK, and is fed to the field winding in the opposite sense with respect to the armature as the mains current.
If, therefore, according to the invention, the simple series connection is used when operating the engine, and the double-fed circuit is used when operating the generator, then no disturbance due to self-excitation can occur in any operating state. It must be taken into account that with the double supply, in addition to the transformation of a self-excited current through the two parts of the transformer winding, there is also a transformation from the armature to the compensation winding.
It counteracts the first, but is much weaker than it, w * I the winding ratio of armature to ei <B> b </B> compensation is close to l, while the ratio of the windings between SK and KE according to the tensions is about 2 to 5.
Only when regulating and starting it must be ensured that the voltage at SK is not significantly lower than at KE; This is achieved by first applying the field and compensation to the smallest voltage level, the armature, i.e. the tap changer: S, to the double voltage level when starting up with both voltages starting at zero.
As a result of the double feed in the generator operation, a phase-shifted reversing field is generated in the compensation winding, which the transformer <I> EJIK </I> cancels at normal speed and which is not present in the simple series connection and by other otherwise known means , for example by a resistor parallel to the reversing pole, it is to be generated.
These resources are unnecessary for generator operation and must therefore be switched off when switching over. ) If a resistor would be used in the shunt to the reversing pole when operating the motor, then after it has been switched off, the generator operation with double supply of the current in the reversing pole is too strong; you can bring it back to the correct strength in this case by connecting a small choke coil in parallel to the reversing pole.