DE119255C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

JVi 119255 KLASSE 20/.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. März 1897 ab.

Die Vortheile bei Erzeugung, Weiterleitung und Verwerthung der Wechselströme, besonders der mehrphasigen Wechselströme, für die verschiedenen Zwecke der Kraftübertragung sind hinlänglich gewürdigt, nur bei Transportanlagen, insbesondere bei elektrischen Bahnen, hat sich diese Stromart praktisch fast gar nicht eingebürgert. Dies liegt hauptsächlich in der Eigentümlichkeit der meisten Wechselstrommotoren, welche zwar in Bezug auf Bau und Wirkungsweise solider und vielfach auch zweckmäfsiger sind als die Gleichstrommotoren, jedoch für so sehr veränderliche Geschwindigkeit, wie der Transport sie erfordert, nicht vortheilh a ft arbeiten, dann auch in der Schwierigkeit, AVechselströme in Verbindung mit Sammlern zu benutzen. Hinderlich, war endlich auch, insbesondere für die Verwendung mehrphasiger Wechselströme, dafs die Anordnung von mehreren Leitungen längs der ganzen Linie grofse Schwierigkeiten verursacht.

Um Wechselströme für deri Bahnbetrieb wenigstens mittelbar nutzbar zu machen, wurde wiederholt vorgeschlagen, in der Nähe der Bahnlinie Umformerstationen zu errichten; welche die gesammte elektrische Arbeit von Wechselstrom in Gleichstrom umzusetzen hätten. Diese aus Wechselstrommotoren und Gleichstromdynamos bestehenden Umformerstationen sind kostspielige Anlagen, verursachen bedeutende Arbeitsverluste und erfordern eine ,.besondere Wartung und .Aufsicht, sind also für die Oekonomie des Kraftbetriebes mehrfach nachtheilig.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung soll alle diese Schwierigkeiten vollkommen beseitigen , d. h. ohne besondere Umformerstationen die Verwendung von ein- oder mehrphasigen Wechselströmen mit Sammlern und die gleichzeitige Verwerthung der vortheilhaften Eigenschaften sowohl der Wechselstrommotoren als auch der Gleichstrommotoren möglich machen. Der gröfste Theil der Arbeit für den Kraftbetrieb wird hierbei durch Wechselströme direct geleistet, und nur ein kleiner Theil, nämlich die Accumulatorenarbeit, wird durch Umformung gewonnen, wodurch die Oekonomie des Betriebes im Vergleiche zu den bisherigen gemischten Systemen ganz wesentlich verbessert werden soll.

Nach vorliegender Erfindung werden aus dem Kraftwerk ein- oder mehrphasige Wechselströme, sei es direct oder mittelst Umformer zu den Bahnstrecken, und dort in die Fahrleitungen geführt. Ob diese Leitungen oberirdisch, unterirdisch oder in Schienenhöhe hergestellt werden, ist für die Anlage ohne Belang; es sei aber hervorgehoben, dafs es nicht nothwendig ist, die Fahrleitungen ununterbrochen längs der Bahnstrecke anzubringen, vielmehr können diese Leitungen an Stellen, wo ihre Ausführung schwierig oder ihr Be-

stand für den Bahnbetrieb hinderlich ist, z. B. bei Weichen, Kreuzungen innerhalb der Stationen u. s. w., unterbrochen oder weggelassen werden.

Durch die Fahrleitungen werden in bekannter Weise durch Contacte Wechselströme den Fahrzeugen zugeführt. Die Fahrzeuge oder Züge sind sowohl - mit Wechselstrommotoren (einphasigen Inductionsmotoren, Drehstrommotoren oder einphasigen asynchronen Motoren mit Commutator), als auch mit Gleichstrommotoren ausgerüstet, welch letztere gegebenenfalls auch umgekehrt als Stromerzeuger arbeiten. Es können entweder je ein Wechselstrommotor und ein Gleichstrommotor neben einander oder mit einander vereinigt (Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer) auf gemeinsamer Axe sitzen, oder es wird ein Theil der Treibaxen mit Wechselstrommotoren, der andere Theil mit Gleichstrommotoren versehen.

Die Fahrleitungen werden mit den W^Techselstrommotoren verbunden, diese Motoren also durch Wechselströme in Bewegung erhalten; mit den Gleichstrommotoren, dagegen werden die auf den Fahrzeugen mitgeführten Sammler in Verbindung gebracht. Die Treibaxen eines solchen Fahrzeuges oder Zuges bilden eine Art von Kraftübertragung und die Elektromotoren infolge dieser Uebertragung eine Umformungsanlage zur Gewinnung von Gleichstrom für das Laden der Sammler. Aufserdem wirken die Sammler als Pufferbatterie zur Ausgleichung des Kraftbetriebes. Wenn z. B. im Gefälle die Arbeit der Wechselströme für die Beförderung des Zuges mehr als hinreichend ist und der Zug in der Fahrt lebendige Kraft abzugeben in der Lage ist, so werden die Gleichstrommotoren als Stromerzeuger Gleichstrom in die Batterie liefern; umgekehrt, wenn auf Steigungen der Zugwiderstand die Kraftleistung der Wechselströme übersteigt, dann wird die Batterie rückwirkend durch die Gleichtrommotoren eine Hilfskraft zur Verfügung stellen und zur Unterstützung der Wechselstrommotoren Arbeit abgeben; in den Strecken, wo die Zuleitung von Wechselstrom unterbrochen ist, wird die Batterie ganz allein den zum Betriebe nothwendigen Strom liefern. An solchen Stellen wird der Batteriestrom allein zum Anfahren und zur Fahrt bis zum Beginne der nächsten Linienleitung thätig sein. Auf diese Weise kann sich der Zug auch ohne Inanspruchnahme des Wechselstromes in Bewegung setzen. Man kann daher auch einphasigen Wechselstrom mit Inductionsmotoren verwenden, die unter Last nicht anlaufen können, bei Erreichung einer gewissen Geschwindigkeit aber vorzüglich arbeiten, wäh rend die asynchronen einphasigen Wechselstrommotoren wohl unter Last anlaufen, aber dafür einen Commutator besitzen.

Die durch die Fahrleitungen zugeführten Wechselströme werden mit möglichst' gleichmäfsiger Stärke so zu bemessen sein, dafs ihr Arbeitswerth für die Zugförderung während der ganzen Fahrt einschließlich der Arbeitsleistung in den Strecken, wo keine Linienleitung vorhanden ist, mit Berücksichtigung der Ümformungs- und ■ Ladungsverluste hinreichend ist.

Es braucht nicht besonders hervorgehoben zu werden, dafs diejenigen wirthschaftlichen Vortheile, welche eine Pufferbatterie für den elektrischen Bahnbetrieb bietet, d. i. die gleichmäfsigere Inanspruchnahme der Anlagen,' daher die wohlfeilere Herstellung und wirthschaftlichere Ausnutzung derselben bei unserer Anordnung gleichfalls zur Geltung kommen.

Die Schaltung der elektrischen Einrichtungen im Fahrzeuge stellt die beiliegende Zeichnung schematisch dar. L L sind die Linienleitungen, von denen auch eine durch die Schienen und die Erde gebildet werden kann; W ist der Wechselstrommotor, hier beispielsweise als Dreiphasenmotor (Drehstrommotor) angedeutet; G die Gleichstromdynamomaschine, deren Feldmagnete M im Nebenschlüsse geschaltet und regelbar dargestellt erscheinen. Die Regelung kann entweder von Hand geschehen oder selbsttätig bewirkt und durch entsprechende gemischte Magnetwickelung (Verbundwickelung) gefördert werden. B ist die Accumulatorenbatterie. W und G haben entweder eine gemeinsame Axe, oder ihre Axen sind durch die Schienenadhäsion gewissermafsen zwangläufig verbunden, so dafs die Umdrehungsgeschwindigkeit der Maschinen W und G mit einander in Uebereinstimmung bleibt.

Claims (1)

1. P A T E N T - A N S P R U C H :

   Bei elektrischen Transportanlagen eine Zusammenstellung von ein- oder mehrphasigen Wechselstrommotoren mit Gleichstrommotoren auf demselben Fahrzeuge bezw. demselben Zuge in der Art, dafs erstere Elektromotoren in Verbindung mit Leitungen, welche aus stationären Erzeugungsstätten ein- oder mehrphasige Wechselströme zuführen,, in der Regel das Fahrzeug treiben, letztere Elektromotoren zu den im Zuge mitgeführten Accumulatoren so geschaltet sind, dafs diese bald mit Ausnutzung des Kraftüberschusses geladen werden, bald sich entladend das Fahrzeug treiben oder treiben helfen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.