DE1118248B

DE1118248B - Device on drive motors with main and shunt excitation for rotating converters

Info

Publication number: DE1118248B
Application number: DES70917A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Ulrich
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1960-10-19
Filing date: 1960-10-19
Publication date: 1961-11-30

Description

Einrichtung an Antriebsmotoren mit Haupt- und Nebenschlußerregung für umlaufende Umformer Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an Antriebsmotoren mit Haupt- und Nebenschlußerregung für umlaufende Umformer für die Speisung der Hilfsbetriebe von Gleichstrom-Triebfahrzeugen.Installation on drive motors with main and shunt excitation for rotating converters The invention relates to a device on drive motors with main and shunt excitation for rotating converters for supplying the Auxiliaries of direct current locomotives.

Die Motoren von Umformern für die Speisung der Hilfsbetriebe elektrischer Triebfahrzeuge werden im allgemeinen mit einer Reihen- und einer Nebenschluß-Feldwicklung ausgeführt, um den im Betrieb häufig wechselnden Belastungen gewachsen zu sein. Sowohl bei starken Schwankungen der speisenden Spannung als auch bei kurzzeitigen Stromunterbrechungen, wie sie beim Springen der Stromabnehmer zustande kommen, neigen solche Motoren besonders dann zu Kollektor-Rundfeuer, wenn sie für eine Fahrdrahtspannung von 1,5 oder gär 3 kV ausgelegt sind.The motors of converters for the supply of electrical auxiliaries Locomotives are generally provided with a series and a shunt field winding designed to cope with the frequently changing loads in operation. Both with strong fluctuations in the supply voltage and with short-term Power interruptions, such as those that occur when the pantographs jump, tend to be Such motors especially to collector round fire when they are for a contact wire voltage of 1.5 or 3 kV.

Man hat die Umformermotoren, die in Netzen mit 1,5 bzw. 3 kV Fahrdrahtspannung eingesetzt werden sollen, mit zwei getrennten Stromwendern und mit getrennten Ankerwicklungen ausgeführt, ohne daß dadurch etwas Entscheidendes erreicht worden wäre. Eine gewisse Abhilfe gegen die Wirkungen kurzzeitiger Spannungsschwankungen brächte lediglich die Verwendung von Drosselspulen hoher Induktivität, durch die der Stromanstieg verzögert werden könnte. Solche Drosselspulen bedeuten aber bei ausreichender Bemessung einen so erheblichen Mehraufwand an Raum und Gewicht, daß deren Einsatz meist unterbleiben muß. Außerdem ist hierbei die elektrische Beanspruchung des Umformerschützes sehr hoch.The converter motors are used in networks with 1.5 or 3 kV contact wire voltage are to be used, with two separate commutators and with separate armature windings carried out without achieving anything decisive. A certain The only remedy against the effects of short-term voltage fluctuations would be the use of high inductance reactors, due to which the current rise could be delayed. Such reactors mean, however, if they are adequately dimensioned such a considerable increase in space and weight that they are usually not used got to. In addition, the electrical stress on the converter contactor is very high high.

Um diese im praktischen Fahrbetrieb von Gleichstrom-Triebfahrzeugen auftretenden Schwächen an umlaufenden Umformern, deren Antriebsmotoren mit Haupt- und Nebenschlußerregung ausgeführt sind, zu beseitigen, wird nach der Erfindung vorgeschlagen, in Reihe mit der Nebenschluß-Feldwicklung des Antriebsmotors eine Sperrzelle zu schalten. Die Sperrspannung dieser Sperrzeile wird dabei vorteilhaft entweder gleich der oder höher als die Nennspannung des Umformermotors bemessen. Erhält der Umformermotor zwei getrennte, miteinander in Reihe geschaltete Ankerwicklungen, so wird die Reihenschaltung von Nebenschluß-Feldwicklung und Sperrzelle vorteilhaft parallel zu nur einer der Ankerwicklungen gelegt und die Sperrzelle für eine entsprechend niedrigere Sperrspannung bemessen.To this in the practical driving operation of direct current traction vehicles occurring weaknesses in rotating converters, whose drive motors with main and shunt excitation are carried out to eliminate, is according to the invention proposed one in series with the shunt field winding of the drive motor To switch lock cell. The reverse voltage of this blocking line is advantageous rated either equal to or higher than the rated voltage of the converter motor. If the converter motor has two separate armature windings connected in series with one another, this makes the series connection of the shunt field winding and blocking cell advantageous placed in parallel with only one of the armature windings and the blocking cell for one accordingly rated lower reverse voltage.

Nachstehend sei die Einrichtung nach der Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele beschrieben.Below is the device according to the invention on the basis of two Embodiments described.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Gleichstrom-Gleichstrom-Umformer dargestellt. Mit 1 ist der Anker des Umformermotors mit den Bürsten A und B bezeichnet. In Reihe mit dem Anker 1 liegen die Reihenschluß-Feldwicklung 2 mit den Klemmen E und F sowie ein Vorwiderstand 3, der den Ankerstrom im Kurzschlußfall zu begrenzen hat. Parallel zu der Reihenschaltung von Anker 1, Reihenschluß-Feldwicklung 2 und Vorwiderstand 3 liegt die Nebenschluß-Feldwicklung 4 mit den Klemmen C und D in Reihe mit einem Vorwiderstand 5. In Reihe hiermit liegt noch die Sperrzelle 6.In Fig. 1 of the drawing, a DC-DC converter is shown. The armature of the converter motor with the brushes A and B is denoted by 1. In series with the armature 1 are the series field winding 2 with the terminals E and F and a series resistor 3, which has to limit the armature current in the event of a short circuit. Parallel to the series connection of armature 1, series field winding 2 and series resistor 3, the shunt field winding 4 with terminals C and D is in series with a series resistor 5. In series with this is also the blocking cell 6.

Durch ein Schütz 7 wird der Umformermotor über den Stromabnehmer 8 an die Fahrleitung 9 gelegt. Zwischen dem Schütz 7 und dem Stromabnehmer 8 ist im allgemeinen noch eine Sicherung 10 angeordnet. Von dem Anker 1 des Umformermotors wird ein Generator G angetrieben, dessen Erregerwicklung mit 11 bezeichnet ist.The converter motor is controlled by a contactor 7 via the current collector 8 placed on the contact line 9. Between the contactor 7 and the pantograph 8 is in generally a fuse 10 is arranged. From the armature 1 of the converter motor a generator G is driven, the field winding of which is denoted by 11.

In Fig. 2 ist im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1 der Umformermotor mit zwei Ankern (und daher mit zwei Stromwendern) ausgeführt, die mit 1 a und 1 b bezeichnet sind. Im übrigen gelten die Bezeichnungen der Fig. 1.In Fig. 2, in contrast to the embodiment of Figure 1 is the Converter motor with two armatures (and therefore with two commutators), which with 1 a and 1 b are designated. Otherwise, the designations of FIG. 1 apply.

Steigt nach einer starken Spannungsabsenkung bzw. nach einer kurzzeitigen Unterbrechung der Stromversorgung die Spannung zwischen der Fahrleitung 9 und Erde und damit am Umformermotor (Spannungsabsenkung bzw. Ausfall der Stromversorgung) bzw. nur am Umformermotor (Bügelspringen) plötzlich wieder an, so fließt über die Anker und die Reihenschluß-Feldwicklung 2 ein starker Stromstoß. Die durch diese Änderung des Ankerstromes in der Reihenschluß-Feldwicklung 2 bedingte Verstärkung des magnetischen Flusses erzeugt bei Umformern der bisherigen Bauart, d. h. ohne Sperrzelle im Nebenschlußkreis, in der Nebenschluß-Feldwicklung 4 eine starke induktive Gegenspannung, so daß eine Verstärkung der resultierenden Wirkung beider Felder nicht zustande kommen kann. Die notwendige Erhöhung der Gegen-EMK in den Ankern wird dadurch verhindert, so daß ein Kollektorüberschlag auftreten kann.Increases after a sharp drop in voltage or after a brief one Interruption of the power supply, the voltage between the contact line 9 and earth and thus on the converter motor (voltage drop or failure of the power supply) or only suddenly on the converter motor (bracket jumping), then flows over the Armature and the series field winding 2 a strong current surge. The through this Change of the armature current in the series field winding 2 conditional gain of the magnetic flux generated in converters of the previous type, i. H. without Blocking cell in the shunt circuit, in the shunt field winding 4 a strong inductive Counter voltage, so that an amplification of the resulting effect of both fields do not come about can. The necessary increase in back emf in the armatures is prevented, so that a collector flashover occurs can.

Durch die Einschaltung einer Sperrzelle 6 in. Reihe mit der Nebenschluß-Feldwicklung 4 gemäß der Erfindung können in dieser Wicklung keine Gegenamperewindungen zu den Amperewindungen der Reihenschluß-Feldwicklung 2 auftreten, so daß das Hauptschlußfeld eine dem Ankerstrom verhältnisgleiche Erregung bekommen muß und ein Kollektorüberschlag auf Grund zu geringer Gegenspannung des Ankers unterbunden ist. Auch wird durch die nunmehr erzwungene Feldverstärkung in der Reihenschluß-Feldwicklung 2 eine induktive Gegenspannung in ihr erzeugt, die eine Abflachung des plötzlichen Stromanstieges im Umformermotor bewirkt.By connecting a blocking cell 6 in series with the shunt field winding 4 according to the invention, no counter-amp turns to the ampere turns of the series field winding 2 can occur in this winding, so that the main circuit field must get an excitation equal to the armature current and a collector flashover due to this too low counter-tension of the armature is prevented. Due to the now enforced field amplification in the series field winding 2, an inductive counter-voltage is generated in it, which causes a flattening of the sudden increase in current in the converter motor.

Claims

CLAIMS: 1. A device to drive motors with main and shunt excitation for rotating converters for feeding the auxiliary operating on DC traction vehicles, characterized in that in series with the shunt field winding of the drive motor is a lock-out cell is connected.

2. Device according to claim 1, characterized characterized in that the blocking cell is sized for a blocking voltage that is either is equal to or higher than the rated voltage of the converter motor.

3. Establishment according to claim 1 or 2, characterized in that when using a converter motor with two separate armature windings connected in series with one another, the shunt field winding of the converter motor with the blocking cell connected in series in parallel with only one Armature winding is switched.

4. Device according to claim 3, characterized in that that the blocking cell with regard to the highest blocking voltage to the nominal voltage the armature winding is matched.