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Nutzbremssehaltung für Einphasen-Serienmotoren.
Bei Einphasen-Serienmotoren ist eine Nutzbremsung durch Fremderregung des Magnetfeldes möglich. Um bei solchen Anordnungen eine günstige Phasenlage des Nutzbremsstromes zu bekommen, ist es zweckmässig, eine derartige Schaltung zu wählen, dass der Strom in den Feldmagnetwicklungen in Phase mit der zugeführten Spannung ist. Da die Magnetwicklungen eine grosse Selbstinduktion haben, ist es notwendig, für Erzielung dieser gewünschten Phasenlage besondere Hilfsmittel vorzusehen.
Als solche sind schon verschiedene Schaltungen mit rotierenden Umformern, Drosselspulen und Ohmschen Widerständen vorgeschlagen, die aber ziemlich kompliziert sind und umfangreicher zusätzlicher Schalteinrichtungen bedürfen.
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hat noch den Vorteil, dass bei Ausfallen des Generators die Netzfrequenz erhalten bleibt.
Die bekannte Schaltung zist im Wesen eine Schaltung mit Nebenschlusscharakter. Da bei dieser Schaltung bekanntlich beim Überschalten von einer Stufe zur andern sowie bei Spannungsschwankungen
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Kompoundierungstransformators eine Kompoundcharakteristik erzielt, wodurch wesentlich weicheres Verhalten bei Spannungsschwankungen sowie geringere Stromstösse beim Übersehalten bewirkt werden.
Fig. 3 zeigt die betreffende Schaltung. An einem Anzapf transformator D, der von einer Wechselstromquelle gespeist wird, ist der Anker A eines Einphasenserienmotors geschaltet, dessen Magnetwicklung B über einen Kondensator 0 von einer weiteren Anzapfung des Transformators D gespeist wird.
T ist der Kompoundierungstransformator mit der Primärwicklung. Ei und der Sekundärwicklung E2.
Die Sekundärwicklung ist derart geschaltet, dass der im Stromkreis des Ankers A fliessende Nutzbremsstrom die der Magnetwicklung zugeführte Spannung des Anzapftransformators D im wesentlichen zu vermindern sucht. Dieser Schaltung entspricht das Vektordiagramm Fig. 4. Die der Magnetwicklung zugeführte Spannung setzt sich dabei aus zwei Komponenten zusammen, der der Netzspannung entsprechenden Spannung B und der transformatorisch in der Wicklung E2 induzierten Spannung Et.
Beide geben die resultierende Spannung Ein, mit welcher der Magnetisierungsstrom Jm und damit auch das Hauptfeld phasengleieh ist. Die Spannung Et ist in der Phase entgegengesetzt gleich dem Nutzbremsstrom J. Die Nutzbremsspannung Eg hat die eingezeichnete Richtung, und es ergibt sich Grösse
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sierungsstrom bzw. Hauptfeld kleiner sind als bei der bekannten Schaltung, wodurch sich bei gleichen Bremsströmen ein grösseres Bremsmoment ergibt.
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einen Stromabnehmer F und den Hauptschalter G wird der Anzapftransformator H vom Fahrdraht in bekannter Weise gespeist. An der Sekundärseite des Anzapftransformators N sind in bekannter Weise die Stufenhüpfer 1-6 angeschlossen, welche über die Spannungsteilerdrosselspule K den Strom den Triebmotoren zuführen.
Die Einstellung der Fahrt bzw. Bremsschaltung erfolgt durch zwei Walzenschalter L (Bremswalzen), welche die beiden Stellungen"f" (Fahrt) und.. b" (Bremse) enthalten. Die Umschaltung der Feldwicklungen für die Fahrtwendungen erfolgt durch gesonderte Fahrtwender N,
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Die beiden Motoren der Lokomotive sind parallel geschaltet. Die Steuerung der Fahrtstellungen erfolgt in bekannter Weise mit Hilfe des Belages der Kontrollerhauptwalze Q, welche von der als Steuerstrom- quelle eingezeichneten Batterie R den Steuerstrom erhält und diesen den Betätigungsspulen der
Hüpfer 1-6 zuführt. Es sind dabei im Schema der Übersichtlichkeit halber die Betätigungsspulen der Tupfer sowie die Steuerleitungen zu diesen samt Verriegelung sleitungen nicht eingezeichnet, sondern nur bei der Kontrollerhauptwalze Q die betreffenden Finger mit denselben Zahlen 1-6 bezeichnet, wie die Bezeichnung der Hüpfer lautet.
Die Umschaltung von Fahrt auf Bremse erfolgt durch die Bremssteuerwalze S, durch welche in den Fahrstellungen durch die Finger f die Stellung f der Bremswalze L eingestellt wird und gleich- zeitig der später zu besprechende Hüpfer 8 eingeschaltet wird. In der Stellung "Bremse" der Walze S wird die Stellung b der Bremswalze L eingestellt und gleichzeitig der Hüpfer 7 eingeschaltet. Durch die Einschaltung des Hüpfers 7 wird der Kondensator a an eine Anzapfung des Stufentransformators H gelegt, und die durch Umstellung der Walzen L von den Ankern A abgetrennten Magnetwicklungen B werden in der in Fig. 3 prinzipiell angezeigten Weise geschaltet.
Die beiden Wicklungen B der zwei Motoren sind dabei in Serie vom Strom durchflossen, und in Serie zu ihnen ist auch, wie man bei Verfolgung des Stromkreises sieht, die Sekundärwicklung E2 des Kompoundierungstransformators geschaltet, dessen Primärwicklung El im Stromkreis der Motoranker A liegt. Eine Umsehaltung der Ohmschen Wendepolshunte P vom Fahrbetrieb auf induktive Shunte, wie sie eigentlich der Phasenlage des Nutzbrems- stromes gegenüber der Magnetwicklung entsprechen würde, ist bei der eingezeichneten Schaltung nicht angenommen, kann aber, wenn zweckmässig, ebenfalls durch die Bremswalzen L bewirkt werden.
Die Schaltung bei Nutzbremsung erfolgt nun auf die Art und Weise, dass, wie bekannt, der Einfachheit halber die Erregung der Magnetfelder konstant gelassen wird bzw. die Magnetisiernngsstrom- stärke nicht reguliert wird, wiewohl prinzipiell auch eine Änderung der Erregerstromstärke in bekannter Weise möglich wäre. Der Ankerstromkreis der Triebmotoren wird mit Hilfe der Stufenhiipfer 1-6 und der Überschaltdrosselspule K an die verschiedenen Anzapfungen des Transformators E gelegt. Dabei wird damit begonnen, zuerst die Anker an die höchsten Anzapfungen zu legen, und dann werden im Verlaufe der Bremsung und Verlangsamung des Zuges die Anker an eine immer niedrigere Transformatorspannung angeschlossen.
Auf diese Weise ist es möglich, die Nutzbremsung bis zu einer relativ geringen Fahrgeschwindigkeit fortzusetzen und so einen grossen Teil der Bewegungsenergie des Zuges zurückzugewinnen. Die Schaltung der Stufenhüpfer hat dabei in verkehrter Reihenfolge wie bei Fahrt zu erfolgen, und es wird dies derart durchgeführt, dass dieselbe Walze für die Betätigung der Stufenhiipfer bei Fahrt und Bremse mit denselben Stellungen benutzt wird, wobei bei den Fahrtstellungen diese von der Stellung,, 0" in die Stellung 1, 2-6 gedreht wird, während sie bei der Stellung "Bremse", ebenfalls von der "Nullstellung" beginnend, in verkehrter Richtung wie bei Fahrt in die Stellung 6,5 usw. bis 1 gedreht werden kann.
Die betreffende Schaltmöglichkeit der Hauptwalze Q kann nach einer weiteren Erfindung in einfacher Weise durch eine mechanische Vorrichtung bewirkt werden, welche in Fig. 1 und 2 beispielsweise erläutert ist. Die Fahrkurbel 10 kann bei der eingezeichneten Stellung der Bremssteuer valze S,
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gehindert wird. Wird die Bremswalze S in die Stellung "Bremse" gedreht, so wird durch den Hebel 13, Schubstange 14 und dem Winkelhebel 15 der Anschlag 11 unter die Kontrollerdeckplatte 12 gesenkt und dafür der Anschlag Y6 über die Kontrollerdeekplatte gehoben, so dass dann die Kurbel nur nach der andern Richtung wie bei der Fahrt gedreht werden kann.
Im Zusammenhang mit der Nutzbremssehaltung ist in Fig. 6 auch eine an sich bekannte Vorrichtung eingezeichnet, welche bei Unmöglichkeit, die Nutzbremsenergie verwenden zu können, die mechanische Bremse betätigt, die nur der Vollständigkeit, halber in die Beschreibung bzw. in das Sehaltsehema aufgenommen ist. Diese Einrichtung besteht aus einem Überspannungsrelais T, welches seine Kontakte schliesst, wenn kein Energieverbrauch auf der Strecke vorhanden ist und daher die Spannung der Lokomotive einen übermässigen Wert annimmt, aus einem Notbremsventil U und der Hauptschalterauslösung V.
Bei Ansprechen des Überspannungsrelais T wird mit Hilfe der Steuerstrombatterie R durch das nicht näher eingezeichnete an sich bekannte Notbremsventil U eine mechanische Bremsung eingeleitet und gleichzeitig der Hauptschalter G des Fahrzeuges durch die Auslösung V entklinkt.
Das Notbremsventil kann, wie ebenfalls an sieh bekannt, wie eingezeichnet. mit der Nutzbrems- einrichtung noch derart kombiniert werden, dass bei Überschaltung der Nutzbremsung in die letzte Stellung 1 ausser der Nutzbremsung auch die mechanische Bremsung mit Hilfe des Notbremsventils U eingeleitet wird. Die hiefür notwendige Schaltung ist aus der Fig. 6 zu entnehmen.
Um kein zu grosses Ansteigen des Steuerstroms zu bekommen, da der Widerstand der Auslösespule V nicht mehr in dessen Stromkreis liegt wie bei der automatischen Betätigung der mechanischen Bremse laut vorigem Absatz, ist ein Widerstand W in Aussieht genommen,
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Wenn ein Kondensator nicht unter Spannung steht, so ist es zweckmässig, ihn kurzzuschliessen, was auch beim Kondensator a erfolgt. Dieser Kurzschluss kann, wie es in Fig. 5 durch den Hüpfer 8 in der Fahrtstellung durchgeführt wird, gleichzeitig damit verbunden werden, mit Hilfe des Kompoun- dierungstransformators El, E2 die Kapazität a im Hauptstromkreis wirksam zu machen und dadurch eine Verbesserung der Phasenlage des Stromes während der Fahrt hervorzurufen.
Die angegebene Schaltung gilt nur prinzipiell und kann im wesentlichen auch durch andere an sich bekannte Mittel (Stufenschalter, Feinregler usw.) erreicht werden. Ebenso ist es möglich, um an
Erregungsenergie für die nutzbremsenden Motoren zu sparen, diese bei der Nutzbremsung in Serie zu schalten, während sie für den Fahrbetrieb parallel geschaltet sind. Schliesslich können auch Fahrt- wenderwalzen M und Bremswalzen L in einen gemeinsamen Apparat vereinigt werden oder die Schaltung statt durch Walzenschalter durch Hüpfer vorgenommen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Nutzbremsschaltung für Einphasen-Serienmotoren, insbesondere für elektrische Triebfahrzeuge, bei der die Feldwicklung der Motoren in Serie mit einem Kondensator an die Fremderregerspannung angeschlossen ist, gekennzeichnet durch einen Kompoundierungstransformator zur Verbesserung der Charakteristik und des Phasenwinkels.