AT141430B - Schaltungsanordnung mit Nutzbremsung unter Verwendung von Verbundmotoren, insbesondere für elektrisch betriebene Fahrzeuge. - Google Patents

Schaltungsanordnung mit Nutzbremsung unter Verwendung von Verbundmotoren, insbesondere für elektrisch betriebene Fahrzeuge.

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AT141430B
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motors
series
positions
transition
shunt
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Louis Bacqueyrisse
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Louis Bacqueyrisse
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Description


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    Sehaltungsanordnung mit Nutzbremsung unter Verwendung   von Verbundmotoren, insbesondere für elektrisch betriebene Fahrzeuge.. 



    Es ist bekannt, elektrische Fahrzeuge mit Verbundmotoren auszurüsten und die Geschwindigkeit im wesentlichen durch Änderung des Nebenschlussfeldes dieser Motoren zu regeln. Derartige Steuerungen sind für verschiedene Betriebe nicht besonders günstig, z. B. bei Bahnanlagen, welche gleichzeitig den Charakter des Stadtbetriebes und des Vorortbetriebes aufweisen, d. h. bei denen die Fahrgeschwindigkeit im Innern der Stadt sehr gering und ausserhalb der bebauten Bezirke sehr gross ist. 



  Das Gleiche gilt für solche Bahnanlagen, welche voneinander erheblich abweichende Streckenprofile aufweisen und bei denen es unerlässlich ist, ein starkes Drehmoment auch bei hohen Geschwindigkeiten zu erzielen. Bei allen diesen Anlagen musste man daher bisher meist auf die Verwendung von Verbundmotoren und auch auf deren Vorteile, beispielsweise die Nutzbremsung, verzichten. 



  Die Eifindung betrifft eine Sehaltungsanordnung mit Geschwindigkeitssteuerung mittels Verbundmotoren, bei welcher die geschilderten Nachteile der bekannten Steuerungen vermieden sind, so dass man derartige Motoren auch bei schwierigen Betliebsbedingungen verwenden kann. Die Sehaltungsanordnung gemäss der Erfindung arbeitet mit Reihen-und Parallelschaltung der Verbundmotoren, welche dadurch ermöglicht wird, dass im Augenblick des Überganges von der Reihen-zur Parallelschaltung sämtliche Motoren überwiegende oder reine Reihenschlusscharakteristik erhalten. Es ist besonders vorteilhaft, die in den Reihenstellungen als Verbundmaschinen arbeitenden Motoren in den Übergangsstellungen und in den Parallelstellungen als reine Reihenschlussmotoren zu schalten. 



  Während des Reihenbetriebes der Motoren ist es von Vorteil, die Felder der Reihenschlusswicklungen beispielsweise durch Legen in einen Nebenschluss (Shuntung) zu schwächen. Hiedurch wird der Vorteil erzielt, dass die Nutzbremsung durch die Reihenschlusswicklung nur mässig gedämpft wird. Von der Höchstgeschwindigkeit geht man dann zur Nutzbremsung dadurch über, dass man von den Parallelstellungen auf die Reihenstellungen zurückgeht und die Nebensehlusserregung allmählich verstärkt. 



  Die Stärke des'Nutzbremsstromes ist dann abhängig von dem Unterschied zwischen der Nebenschlusserregung und der Hauptschlusserregung. Auf diese Weise wird mit Nutzbremsung bis herunter zu derjenigen Geschwindigkeit gearbeitet, mit welcher bei vollem Felde noch ein Generatorbetrieb möglich ist. Diese in den Reihenstellungen der Motoren bewirkte Feldschwächung durch Shuntung der Reihenschlusswieklungen wird zweckmässig in der ersten Übergangsstellung unter Abschaltung der Nebensehlusserregung aufgehoben. 



  Gemäss der Erfindung können die Motoren sowohl in den Reihenstellungen als auch in den Parallelstellungen als Verbundmaschinen arbeiten und in den Übergangsstellungen als Reihenschlussmotoren geschaltet sein. Insbesondere kann, nachdem der Übergang von der Reihenschaltung zur Parallelschal-   
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 Geschwindigkeit fahren und insbesondere bei abschüssigem Gelände eine bestimmte   Höchstgeschwindig-   keit nicht überschreiten soll und ausserdem der Vorteil erzielt, dass bereits auf den Parallelstellungen auf abschüssigen Strecken ohne Eingreifen des Führers eine Energierückgewinnung (Nutzbremsung) stattfindet. 



   Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Stromstösse beim Übergang von der Reihen-zur Parallelschaltung vermieden werden. In den   Reihen-und Parallelstellungen selbst kann   

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 die Erregung der Hauptschlusswieklungen herabgesetzt werden u. zw. gegebenenfalls   um   verschiedene
Beträge. 



   Bisher bestanden beim Übergang von der Reihen-zur Parallelschaltung bei Verwendung von
Verbundmotoren besonders aus dem Grunde Schwierigkeiten, weil bei diesen Motoren die Reihenschluss-    erregungen   niedrig und die Nebenschlusserregungen hoch sind. Nach der Erfindung können diese Schwierig- keiten durch Aufhebung des vorher erwähnten ungünstigen Grössenverhältnisses vermieden werden, und man kann, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, die erstrebte Wirkung auch durch einfache Schwächung der   Nebenschlusserregung   auf den   Übergangsstellungen erzielen,   so dass dann die
Reihenschlusserregung stark überwiegt. Die Hälfte der Motoren wird z.

   B. kurzgeschlossen und hiebei   t ihre Nebenschlusserregung geschwächt.   Diese Schwächung kann sich über den gesamten Übergang er- strecken oder auch nur solange dauern, als die Motoren kurzgeschlossen sind. Gleichzeitig kann man in den Ankerstromkreis der Motoren einen Widerstand schalten. Nach Beendigung des Überganges wird die Nebenschlusserregung wieder auf den erforderlichen Wert gebracht. Durch die Erfindung wird auf diese Weise der verwickelte Aufbau der bekannten Systeme, der häufig zu Betriebsstörungen Anlass gibt, vermieden.

   Bei diesen bekannten Systemen erfolgten die   Übergänge   auf ähnliche Weise wie oben beschrieben, d. h. durch   Kurzschliessen   eines Teiles der Motoren ; die   Schwächung   der Nebenschluss- erregung dieses Teiles der Motoren wurde jedoch bisher durch Kurzschluss der   Nebenschlusswieklungen   herbeigeführt, also unter unerwünschter Erhöhung der Nebenschlusserregung der andern Motoren. 



    Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung im Schema dargestellt.   



   Fig. 1 zeigt das Prinzipschema einer   beispielsweisen Ausführungsform   mit zwei Motoren bei Reihen- schaltung, Fig. 2 dieselbe   Ausführungsform nach dem Übergang   auf Parallelschaltung der Motoren. 



   Fig. 3 zeigt die Schaltungsweise für ein anderes   Sehaltungsbeispiel,   bei dem die Nebenschlusswieklung während des   1Jmschaltvorganges   mit geringer Erregung eingeschaltet bleibt. 



   In Fig. 1 bezeichnet 1 den z. B. positiven Pol des Netzes (Fahrleitung), 2 den Anfahrwiderstand. 
 EMI2.1 
 deren   Nebenschlusswicklungen.     Die Wendepol-und Kompensationswieklungen   sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Falls solche vorhanden sind, kann man sie, als zu den Ankerwicklungen gehörig, mit den Ankern zusammen als Schalteinheiten   41   bzw. 42 ansehen. Parallel zu den   Reihenschluss-     wieklungen   kann man   Nebensehlusswiderstände   (Shuntwiderstände) 61 bzw. 62 mittels der Schalter a und b schalten. Mit 7 ist der Regelwiderstand für die   Nebenschlusserregungen   bezeichnet und mit 8 der andere, z. B. negative, Pol des Netzes (Erd- bzw. Schienenanschluss). 



   Wird von der Stellung nach Fig. 1 ausgegangen, d. h. von der Anfangsstellung, in welcher die beiden in Reihe geschalteten Verbundmotoren in Reihe mit dem   Ankervorschaltwiderstand   2 an Spannung gelegt sind, so werden nacheinander die folgenden Betriebsvorgänge verwirklicht : Die nächste Stufe wird erzielt durch Ausschaltung des   Anfahrwiderstaudes 2 und   Herstellung der   Feldsehwächungssehal-   tung der Motoren I und 11 durch Herstellung eines Nebenschlusses für die   Reihensehlusswieklungen.   31 bzw. 32 mittels der Widerstände 61 bzw. 62 (Schalter a und b werden geschlossen). Durch die Feld- 
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 dass eine Geschwindigkeitsbegrenzung erzielt wird und während des Bremsens die Energierückgewinnung keine zu starke Dämpfung erfährt.

   Nun erfolgt eine Verringerung der   Nebenschlusserregung   der Motoren I und II, u. zw. durch Einsehaltung des Feldregelwiderstandes 7 in einer oder mehreren Stuten. 



  Der nächste Schritt bedeutet die erste Phase des Überganges von der Reihen-zur Parallelschaltung. Diese wird erreicht durch Öffnen des Stromkreises des Nebensehlussfeldes beider Motoren und Wiederherstellung der vollen   Reihenschlusserregung   der   Motoren I und II durch Öffnen   der Schalter a und b zum Ausschalten der Nebenschlusswiderstände 61 und 62. Gleichzeitig erfolgt die vollständige oder teilweise Einschaltung des Anfahrwiderstandes 2. Die Motoren arbeiten nun mit reiner Reihenschlusserregung. In der zweiten Phase des Überganges erfolgt   Kurzschliessen   des Motors I durch tberbrücken seines Ankers 41 und der Reihenschlusswicklung 31 mittels der in Fig. 1 gestrichelt gezeichneten Leitung. 



  Hierauf erfolgt als dritte Phase des Überganges das Abschalten des Motors I und als vierte Phase des Überganges das Parallelschalten des Motors I zu dem   Motor II   (Fig. 2). 



   Der Anfahrwiderstand 2 wird nun ausgeschaltet und die Reihensehlusserregung der   Motoren 7 und 77   auf einen der gewünschten   Gesehwindigkeit   entsprechenden Betrag gebracht durch Einschalten eines 
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 weiteren wirtschaflichen Geschwindigkeitsstufe, kann aber unter   Umständen   auch fortgelassen werden. 



   Wird die Sehaltwalze   zurückgeführt,   was man bei   Reihenschlussmotoren   im allgemeinen ohne Schwierigkeiten machen kann, dann setzt, nachdem die Motoren wieder in Serie geschaltet sind und die   Nebenschlusserregung wieder eingeschaltet   worden ist. die Nutzbremsung ein. In dieser Stellung ist die Nebenschlusserregung der Motoren I und II wieder wirksam, u. zw. unter Vorsehaltung des gesamten Nebenschlussregelwiderstandes. Die Intensität der   Nutzbremsung   ist abhängig von der Wahl der   Nebenschluss-und Hauptschlusserregung.

   Durch langsame Verstärkung der Nebensehlusserregung gelangt man zu der Schaltung, bei welcher die höchste Nebenschlusserregung vorhanden ist und die daher   

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 die letzte Stufe der Nutzbremsung darstellt ; auf die   Nutzbremsung   kann dann zur vollkommenen Ab- bremsung des Fahrzeuges die   Kurzschlussbremsung   folgen. 



   Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden in der ersten Betriebsstellung mit parallelgeschalteten Motoren im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Neben-   schlussfelder   wirksam gemacht. Der Feldwiderstand 7 ist dabei ganz oder teilweise ausgeschaltet. Ausser- dem ist die Reihenschlusserregung durch   Einsehaltung   der Nebenschlusswiderstände 61 und 62 herab- gesetzt. Der Ankervorsehaltwiderstand 2 wird hierauf ausgeschaltet. Durch Einschalten des Feldregel- widerstandes 7 in einer oder mehreren Stufen wird eine Geschwindigkeitserhöhung erzielt. 



   Bewegt man nun den Fahrschalter zurück, so dass der Widerstand 7 wieder ausgeschaltet wird. so findet infolge der Verstärkung der   Nebenschlusserregung   eine Nutzbremsung statt. Beim Übergang von der Parallelschaltung auf die Reihenschaltung findet eine-kurzzeitige Unterbrechung der Nutzbremsung statt ; hierauf setzt die Nutzbremsung wieder ein und bleibt bestehen. bis der Widerstand 7 abgeschaltet ist. 



   Bei dieser Steuerung wird auf   abschüssiger Strecke ohne Zutun   des Führers, d. h. ohne Auflösung der Fahrschaltung, die Geschwindigkeit infolge der starken Nebenschlusserregung auf einen zulässigen Wert begrenzt, während gleichzeitig die Nutzbremsung selbsttätig einsetzt. Ausserdem wird eine Gleichmässigkeit der Geschwindigkeit auch bei stark wechselndem Streckenprofil erreicht. 



   Bei einem weiteren Schaltungsbeispiel gemäss der Erfindung hat die   Nebenschlusserregung   in der Stellung vor dem Übergang von der Reihen-zur Parallelschaltung der Motoren einen sehr kleinen Wert und behält diesen Wert oder einen noch geringeren während des Überganges von den Reihenstellungen auf die Parallelstellungen bei. In der Übergangsstellung wird die   Reihenschlusserregung   der Motoren 1 und 11 durch Ausschalten der Shuntwiderstände 61 und 62 (Öffnen der Schalter a und b) wieder auf den Höchstwert gebracht. Gleichzeitig wird den Ankern der Motoren ein Teil des Ankervorschaltwiderstandes 2 vorgeschaltet, wie Fig. 3 zeigt. Bei dieser Schaltung erfolgt das   Kurzschliessen   des Ankers   41   und des   Hauptschlussfeldes.   31 über den gesamten Ankervorschaltwiderstand 2.

   Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist in den Übergangsstellungen der Widerstand 2 an einer Stelle, etwa in der Mitte, mit dem Netz 1 verbunden. Er ist somit in zwei Abschnitte 21 und 22 unterteilt. In der folgenden Schaltstufe wird die Verbindung e zwischen den Motoren   I   und II unterbrochen, so dass der Motor   I   und der Teilwiderstand 22 stromlos sind. Der   Motor II   liegt über die gestrichelt gezeichnete Über-   brückungsleitung   in Reihe mit dem Teilwiderstand   21 an   der Netzspannung. 



   Das freie Ende des Motors   I   wird nun mit dem   Pol   des Netzes (Erde) verbunden. Der Motor 7 liegt nun in Reihe mit dem Teilwiderstand 22 an der Netzspannung, während der   MotorlI   mit dem Teilwider- 
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 zueinander parallel am Netz. Es folgt das Vergrössern der   Nebensehlusserregung   durch Abschalten des Widerstandes 7. Diese Massnahme könnte man auch vor der Umschaltung   durchführen,   so dass an den Klemmen der Motoren bereits vor der Parallelschaltung eine etwa der Netzspannung entsprechende Spannung herrschen würde. 



   Für den Übergang von der Parallel-zur Reihenschaltung werden die im Vorstehenden angegebenen Übergangsschaltungen verwendet, jedoch in umgekehrter Reihenfolge. 



   Bei den   verschiedenen Ausführungsformen konnte   man selbstverständlich an Stelle der beiden Motoren jede beliebige Anzahl von Motoren verwenden. Die schiittweisen   Umschaltungen   von Serienauf   Parallelschaltung beim Anfahren   und von Parallel-auf Serienschaltung beim Bremsen vollziehen sich wie im Falle von zwei Motoren, entweder für Serienmotoren nach der   Kurzschluss-oder   nach der   Überbrüekungsmethode   oder für   Kompoundmotoren   durch die Kurzschlussmethode mit überwiegender Serienerregung, Regelung der Nebensehlusserregung der   gesamten Motoren und Anordnung von   geeigneten Widerständen in den   Arbeitsstromkreisen.   



   Ebenso verhält es sieh bei der   Durchführung   der Widerstandsbremsung, bei der die Anker parallele oder serienparallele Gruppen bilden können, ebenso wie die Serienerregerwicklungen, wobei man jeden- 
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 jene durch die entsprechenden Anker, um die Stärke des Querfeldes gegenüber dem Hauptfeld herabzusetzen. 



   Die Erfindung kann auch bei bereits fertiggestellten Fahrzeugausrüstungen angewendet werden. 



  In diesem Falle braucht man lediglich die Feldwicklungen der Motoren auszuwechseln. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : ].   Schaltungsanordnung   mit Nutzbremsung unter Verwendung von   Verbundmotoren,   insbesondere für elektrisch betriebene Fahrzeuge, mit   Serien-und Parallelschaltung der Motoren, dadurch gekenn-   zeichnet, dass sämtliche Motoren im Augenblick des Überganges von der Serien-zur Parallelschaltung überwiegende oder reine Reihenschlusserregung erhalten.

Claims (1)

  1. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Reihenstellungen als Verbundmaschinen arbeitenden Motoren in den ebergangsstellungen und in den Parallelstellungen als reine Reihensehlussmotoren geschaltet sind. <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1
    4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass die Motoren in den Reihenstellungen und den Parallelstellungen als Verbundmaschinen arbeiten und in den Cbergangsstellungen als Reihenschlussmotoren geschaltet sind.
    5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass bei hohen Geschwindig- EMI4.2 den Lauf mit praktisch konstanter Geschwindigkeit unabhängig vom Steekenprofil zu ermöglichen und überdies die selbsttätige Energierüekgewinnung in den Gefällen ohne Zutun des Fahrers naeh der Parallel- EMI4.3 EMI4.4
AT141430D 1932-01-30 1933-01-24 Schaltungsanordnung mit Nutzbremsung unter Verwendung von Verbundmotoren, insbesondere für elektrisch betriebene Fahrzeuge. AT141430B (de)

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