AT153629B - Bremsschaltung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge. - Google Patents

Description

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    Bremsschaltung   für elektrisch angetriebene Fahrzeuge. 



   Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung von Wechselstromfahrzeuger, die durch Nutzbremsung oder Widerstandsbremsung verzögert werden können. Bei derartigen Schaltungen kann man die Errcgung der Motoren beim Bremsbetrieb durch eine von dem zum Speisen der Motoren dienenden Fahrzeugtransformator abgenommene Spannung erzielen.   Zweekmässigerweise   werden dabei, um dem dem Transformator entnommenen Erregerstrom die richtige Phasenlage zu geben, mit den Erregerwicklungen Kondensatoren und gegebenenfalls Widerstände in Reihe geschaltet. 



  Ein grundsätzlicher Nachteil dieser bekannten Schaltung besteht nun darin, dass eine Bremsung mit voller Bremsleistung nur dann möglich ist, solange dem Fahrzeug von dem Fahrdraht eine Spannung zugeführt wird. Bleibt also aus irgendeinem Grunde einmal die Fahrdrahtspannung aus, so ist ohne weiteres eine sichere Bremsung mit Wechselstrom nicht mehr zu erzielen. 



   Gemäss der Erfindung kann dieser Nachteil in einfacher und vorteilhafter Weise dadurch überwunden werden, dass nach dem Ausbleiben der Netzspannung der Entladestrom eines Blindwiderstandes, z. B. einer Induktivität oder eines Kondensators, insbesondere des schon vorhandenen, mit der Erregerwicklung in Reihe geschalteten Kondensators, zur Anfangserregung der in Widerstandsbremsschaltung angeordneten Motoren verwendet wird. Ist einmal durch den Entladestrom ein Antriebsmotor erregt worden, dass ein Bremsstrom auftritt, so dient dieser Bremsstrom direkt oder indirekt zur Aufrechterhaltung des magnetischen Feldes. Vorteilhafterweise wird, um eine Erregung an Motoren unter allen Umständen sicherzustellen, eine Ladeeinrichtung für die Kondensatoren oder vorhandenen Induktivitäten vorgesehen, um diese an einer fremden Gleichstromspannungsquelle (z. B.

   Sammlerbatterie) aufladen zu können. 



   Die Erfindung hat den besonderen Vorteil zur Folge, dass zur Regelung der Bremsung, bei der ebenfalls Wechselströme auftreten, sowohl bei Fremderregung vom Netz wie beim Ausbleiben der Netzspannung das gleiche Sehaltwerk ohne   Sehaltungsänderung   verwendet werden kann wie bei Fahrbetrieb mit Wechselstrom. Daher ergibt sich bei der Schaltung nach der Erfindung ein wesentlich vorteilhafterer Betrieb als bei andern bekannten Schaltungen von Wechselstromfahrzeugen, die beim Bremsbetrieb mit Gleichstrom erregt werden. 



   Die Bremsung wird gemäss der weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt, dass die ganze Transformatorwieklung, mit der der Bremswiderstand in Reihe geschaltet ist, über eine Kurzschlussverbindung kurzgeschlossen wird, während anderseits der Fahrmotor zwischen dem mit der Transformatorwicklung in Reihe geschalteten Bremswiderstand und beliebigen Anzapfungen der Transformatorwicklung eingeschaltet wird. Zwecks Regelung der Bremsung durch den Transformator wird dabei der Motor an den Anzapfungen entlanggeschaltet. Der Bremswiderstand ist für die volle Bremsleistung bemessen. 



   Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden. 



   Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäss ausgebildete Bremssehaltung. 1 ist der in Sparschaltung geschaltete Transformator, an dessen Anzapfungen beim Fahren sowie beim Bremsen der eine Bürstensatz des Motors 2 über eine Schaltdrosselspule 3 angeschlossen ist. 4 bedeutet die Feldwicklung des 

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 Motors. Die Feldwicklung ist über einen Erregertransformator 5 an einen Teil der Haupttransformatorwicklung 1 angeschlossen. In Reihe mit der   Primärwicklung   des Erregertransformators 5 liegt ein Kondensator 6 und ein Widerstand 7. Ausserdem ist vor der Primärwicklung des Erregertransformators 1 ein Abschalter 8 vorgesehen. In dem Erregerstromkreis liegt noch die Wicklung 9   o.   des Kopplungstransformators 9, dessen Wirkungsweise später erläutert werden soll.

   Die Wicklung dieses Kopplungstransformators kann durch einen SchaltEr 10   überbrückt   werden. Ferner ist im Erregerkreis eine weitere mit einem Schalter 11 versehene   Kurzschlussverbindung   vorgesehen, welche es gestattet, die   Primärwicklung   des Erregertransformators 5 und den Kondensator 6 über die Wicklung 9   tt   des Kopplungstransformators 9   kurzzuschliessen. 12   bedeutet einen Bremswiderstand, der an das an Erde liegende Wicklungsende der Transformatorwieklung 1 angeschlossen ist.

   Der Bremswiderstand ist mit der Wicklung des Kopplungstransformators 9 in Reihe geschaltet und liegt an dem zweiten Bürstensatz des Motors 2. 13 bedeutet eine   Kurzschlussverbindung,   die einerseits an eine höhere Spannungsstufe des Haupttransformators angeschlossen ist, anderseits wahlweise an die   Anschlüsse     der Wicklung 9   des Kopplungstransformators angeschlossen werden kann. In der Kurzschlussleitung ist der Schalter 14 vorgesehen. In den Stromkreis der   Kurzschlussbindung   kann ausserdem noch ein gegebenenfalls regelbarer Widerstand eingeschaltet sein.

   Ausserdem liegt vor der Transformatorwicklung 1 ein Schalter   15,   der es gestattet, den in   Sparschaltung   angeordneten Transformator an den Fahrdraht   anzuschliessen.   Beim Nutzbremsbetrieb arbeitet die beschriebene Schaltung in der Weise, dass die Schalter 15, 8 und 10 geschlossen sind, während die Schalter 11 und 14 geöffnet sind. 



  In diesem Falle wird der Motor 2 von dem an das Netz angeschlossenen Transformator erregt. Eine Beeinflussung des Erregerstromkreises durch den Bremsstrom findet nicht statt, weil der Kopplungtransformator 9 kurzgeschlossen ist. Durch Entlangschalten der Schaltdrosselspule 3 an den Anzapfungen des Transformators kann die Bremsung geregelt werden. 



   Ist der Nutzbremsbereich erschöpft, so kann aus dieser Schaltung ohne weiteres in eine Widerstandsbremsung dadurch übergegangen werden, dass der mit dem Widerstand 12 in Reihe geschaltete Transformator über die Leitung   l')   und den Schalter 14 kurzgeschlossen wird. Auch in diesem Falle ist eine beliebige Regelung des Bremsstromes durch Anschluss des Motors an andere Anzapfungen möglich. 



   Bleibt nun aus irgendeinem Grunde die Fahrdrahtspannung aus, so wird die Bremsschaltung in folgender Weise abgeändert. Die Schalter   15,   8 und 10 werden geöffnet, der Schalter 11 wird geschlossen. Der Kondensator im Erregerstromkreis entlädt sich nunmehr über den durch den Schalter 11 geschlossenen Stromkreis, wobei eine elektrische Schwingung auftritt. Infolgedessen wird durch den Erregertransformator 5 auf induktivem Wege ein Strom in der Erregerwicklung der Maschine hervorgerufen, wodurch diese erregt wird. Nunmehr fliesst über den Haupttransformator, den Bremswiderstand sowie die Kurzschlussverbindung 13/14 ein Bremsstrom, der eine Verstärkung der Erregung durch den Kopplungstransformator 9 bewirkt.

   Die Erregung der Maschine wird durch den Kopplungstransformator aufrechterhalten, wobei der Bremsstrom beliebig durch   Entlangschalten   des Spannungsteilers an den Anzapfungen des Transformators verändert werden kann. Eine der Wicklungen des Kopplungstransformators ist umschaltbar, um die richtige Stromrichtung herstellen zu können. Der dazu dienende Umschalter kann mit dem Bremsumschalter mechanisch gekuppelt sein, der die Herstellung der   Bremsschaltung   der Anker bzw. Felder ermöglicht. Bei der beschriebenen
Schaltung arbeitet der Transformator, der mit dem Bremswiderstand in Reihe geschaltet ist und gemeinsam mit dem Bremswiderstand durch die Verbindungsleitung 13 kurzgeschlossen ist, in   Sparschaltung   genau wie beim Fahrbetrieb. 



   In besonders vorteilhafter Weise kann der zusätzliche Stromtransformator ein solches Übersetzungsverhältnis erhalten, dass der Erregerstrom grösser wird als der Ankerstrom. Dies hat den Vorteil zur Folge, dass die   Bremskraft-Geschwindigkeitskurven flacher   werden, als wenn der Erregerstrom gleich dem Ankerstrom ist. 



   Eine abgeänderte Schaltung zeigt Fig. 2. Bei der Schaltung gemäss Fig. 2 ist ein besonderer
Kopplungstransformator 9 vermieden. Der Bremsstrom wird bei dieser Anordnung direkt durch die Erregerwicklung geleitet, um die Erregung bei Widerstandsbremsung nach dem Ausfallen der Fremderregung sicherzustellen. In Fig. 2 bedeutet wiederum 1 die Transformatorwicklung, 2 den Anker des Motors ; einerseits ist der Motoranker an die Anzapfungen des Transformators 1 angeschlossen, anderseits ist der Motor direkt mit der   Erregerwieklung   4 und der   Sekundärwicklung   des Erregertransformators 5 in Reihe geschaltet und über den Bremswiderstand 12 an das an Erde liegende Ende der Transformatorwicklung 1 angeschlossen.

   Für normalen Bremsbetrieb mit Fremderregung ist eine   Kurzschlussverbindung   21 vorgesehen, durch die die   Feldwicklung   4 und die   Sekundärwicklung   des Erregertra. nsformators 5 über einen Schalter kurzgeschlossen werden können. Der Primärkreis des Erregertransformators ist bei Nutzbremsbetrieb wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 durch den Schalter 8 an eine Haupttransformatoranzapfung angeschlossen, wobei mit der Wicklung des Erregertransformators noch ein Kondensator 6 und ein Widerstand 7 in Reihe geschaltet sind.

   Ausserdem ist noch eine   Kurzschlussverbindung     13   vorgesehen, durch die mittels des Schalters 14 bei Erschöpfung des Nutzbremsbereiches die Haupttransformatorwicklung 1 über den Bremswiderstand 12 kurz- 

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 geschlossen werden kann. Bleibt wieder aus irgendeinem Grunde die Fahrdrahtspannung aus, so wird durch den Schalter 15 die Transformatorwicklung 1 vom Netz abgeschaltet. Ausserdem wird der Erregertransformator primärseitig von dem Speisetransformator 1 durch den Schalter 8 abgetrennt und die mit dem Kondensator in Reihe geschaltete Primärwicklung des Erregertransformators über den Schalter 11 kurzgeschlossen. Weiter wird der Schalter in der Verbindung 21 geöffnet.

   Der auftretende Entladestrom ruft in der Sekundärwicklung des Erregertransformators und der damit in Reihe geschalteten Feldwicklung des Motors einen Strom hervor, der wieder magnetisierend auf die Maschine einwirkt. Infolgedessen tritt ein Bremsstrom auf, der sofort das Feld der Maschine kräftig verstärkt. Die Maschine erregt sich nunmehr selbsttätig ; die Bremswirkung kann durch Anschluss des Motors an die verschiedenen Transformatoranzapfungen   willkürlich   geregelt werden. 



   In Fig. 3 ist noch schematisch die Ladeeinrichtung angedeutet, die vorgesehen sein kann, um den Kondensator 6 aufzuladen. In Fig. 3 ist zur Vereinfachung lediglich der Kondensator 6 gezeigt. 



  Zu dem Kondensator 6 kann   über einen Schalter   40 die Sammlerbatterie 41 parallel geschaltet werden. 



  Der Schalter 40 kann als von Hand oder motorisch angetriebener Unterbrecher ausgebildet sein. Statt dessen ist es aber auch möglich, den Schalter 40 durch ein nach Art eines Wagnerschen Hammers ausgebildetes Flatterrelais zu ersetzen, dessen Kontakte fortlaufend nach Einschaltung des Relais sich öffnen und   schliessen.   



   Eine Änderung der Schaltung nach Fig. 2 ist in der Weise möglich, dass beim Bremsbetrieb der Primärteil des Erregerkreises (Erregertransformators 5) dauernd über einen Kondensator und den Bremswiderstand an den Transformator 1 angeschlossen ist. Die Einleitung des Bremsvorganges erfolgt in diesem Falle dadurch, dass der Bremswiderstand 12   vorübergehend   teilweise oder ganz kurzgeschlossen wird. Bei dieser Änderung der Schaltung kann der Erregerkreis des Motors dauernd in sich geschlossen sein. Die Schaltung wirkt dann in der Weise, dass bei Abschaltung des Transformators 1 vom Netz infolge der Wirkung des Kondensators und der Remanenz bei   Kurzschliessung   des Widerstandes   12   ein kräftiger Strom in dem Bremskreis auftritt, wodurch der Transformator erregt wird. 



  Die dabei induzierte Spannung wird sodann durch den Erregertransformator 5 auf die Erregerwicklung 4 übertragen. wodurch die Aufrechterhaltung der Erregung der Maschine 4 gewährleistet ist. 



   Die Kopplung des Erregerkreises und des Bremskreises kann also durch einen Widerstand oder eine Drosselspule erfolgen. Zu diesem Zwecke kann der in dem Ankerstromkreis liegende Bremswiderstand so angeordnet werden, dass er wenigstens teilweise auch in dem Stromkreis der Primärwicklung des Erregertransformators liegt. 



   Wie schon erwähnt, kann die Einleitung der Erregung auch durch den Entladestrom von in dem Erregerstromkreis liegenden Induktivitäten erzielt werden. Zu diesem Zwecke werden die   Induktivitäten   vorübergehend an eine Gleichspannung angeschlossen. In diesem Fall kann die für die Einleitung der Erregung vorgesehene Gleichspannungsquelle eine sehr geringe Spannung besitzen. 



  Zur Einleitung der Erregung können in erster Linie bereits vorhandene Induktivitäten herangezogen werden, wie beispielsweise der Erregertransformator oder der Kompoundtransformator. Die Schaltung gemäss Fig. 1 braucht in diesem Falle nur in der durch gestrichelte Linien angedeuteten Weise abge- ändert werden. Dabei wird parallel zu der einen Wicklung des Transformators 5 eine Sammlerbatterie 30 gelegt. Um die Batterie abschalten zu können, ist noch der Schalter 31 vorgesehen. Ausserdem kann noch ein Regelwiderstand 32 in den Stromkreis eingeschaltet werden, um den Erregerstrom beliebig ändern zu können.

   Selbstverständlich kann auch bei Einleitung der Erregung mittels des Entladestromes von Induktivitäten die Aufladung der Induktivitäten periodisch mit Hilfe von selbsttätig arbeitenden Unterbrechen oder selbsttätig erfolgen ;
Selbstverständlich können in Einzelheiten die beschriebenen Schaltungen auch abgeändert werden. So kann z. B. der Widerstand 12 kurzgeschlossen oder weggelassen werden, so dass allein der in der Kurzschlussleitung 13 liegende Widerstand die Funktion des Bremswiderstandes übernimmt. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1.   Bremsschaltung   für elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit Wechselstrommotoren, die normalerweise von den die Fahrzeugmotoren speisenden Transformatoren bzw. dem Fahrdraht erregt werden, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausbleiben der Fahrdrahtspannung die Anfangserregung der Motoren durch den Entladestrom eines Blindwiderstandes hervorgerufen wird.

Claims (1)

1. 2. Bremssehaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausbleiben der Fahrdrahtspannung die Anfangserregung der Motoren durch den Entladestrom eines Kondensators hervorgerufen wird.

   3. Bremsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausbleiben der Fahrdrahtspannung die Anfangserregung der Motoren durch den Entladestrom einer in dem Erregerstrom- kreis liegenden Induktivität (Transformator od. dgl. ) hervorgerufen wird.

   4. Bremsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anfangserregung der Motoren der Ladestrom des beim Bremsbetrieb mit Fremderregung vom Fahrzeugtransformator zur Einstellung der Phasenlage des Erregerstromes dienenden, in an sich bekannter Weise in den Erregerstromkreis eingeschalteten Kondensators verwendet wird. <Desc/Clms Page number 4>

   5. Bremsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Induktivität zur Einleitung der Erregung der Erregertransformator verwendet wird.

   6. Bremsschaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Ladeeinrichtung, die es ermöglicht, den Kondensator von einer Stromquelle, z. B. Sammlerbatterie, aufzuladen.

   7. Bremssehaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Ladeeinrichtung, die es ermöglicht, die Induktivität von einer Stromquelle, z. B. Sammlerbatterie, aufzuladen.

   8. Bremsschaltung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Aufladung dienende Stromquelle durch einen gegebenenfalls selbsttätigen Unterbrecher, z. B. ein Flatterrelais, periodisch eingeschaltet und ausgeschaltet wird.

   9. Bremsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einleitung der Anfangserregung mittels eines Kopplungsgliedes (Transformators oder Widerstandes) die Erregerenergie aus dem Bremsstromkreis in den Erregerstromkreis übertragen wird.

   10. Bremsschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Ankerstromkreis des bzw. der Motoren liegende Bremswiderstand gleichzeitig wenigstens teilweise in dem Stromkreis der Primärwicklung des Erregertransformators eingeschaltet ist.

   11. Bremsschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungstransformator ein solches Übersetzungsverhältnis besitzt, dass der in seiner Sekundärwicklung induzierte Erregerstrom grösser ist als der die Primärwicklung durchfliessende Bremsstrom.

   12. Bremsschaltung nach Anspruch 9 mit einem Kopplungstransformator, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Wicklungen des Kopplungstransformators umschaltbar ist.

   13. Bremsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einleitung der Anfangserregung der durch die Entladung hervorgerufene Bremsstrom unmittelbar die Feldwicklung des gebremsten Motors durchfliesst.

   14. Bremsschaltung nach den Ansprüchen 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungstransformator als Induktivität zur Einleitung der Erregung verwendet wird.

   15. Bremsschaltung nach Anspruch 1, bei der zur Regelung des Bremsstromes das gleiche Schaltwerk benutzt wird, welches beim Fahrbetrieb zum Regeln der Motoren dient, dadurch gekennzeichnet, dass beim Widerstandsbremsbetrieb der mit dem Bremswiderstand (12) in Reihe geschaltete Haupttransformator durch eine Kurzschlussverbindung (13) über einen Schalter (14) und gegebenenfalls einen Widerstand kurzgeschlossen ist und dass der abgebremste Fahrmotor mit seinem einen Bürstensatz an dem mit dem Transformator in Reihe geschalteten Widerstand, mit seinem andern Bürstensatz, gegebenenfalls über eine Schaltdrosselspule (3), an Anzapfungen des kurzgeschlossenen Transformators (1) angeschlossen ist,

   an denen er zum Zwecke einer Regelung entlanggeschaltet werden kann.