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Anordnung für synchrone Betätigung von motorangetriebenen Anlassapparaten, besonders für elektrische Züge
Zur Regelung von Strom und Spannung werden oft motorangetriebene, schrittweise arbeitende Anlassapparate verwendet, wobei es von Bedeutung ist, dass diese gleichzeitig schalten, so dass, wenigstens wenn die Betätigung unterbrochen wird, alle in derselben Schaltlage stehenbleiben. Die Anlassapparate, die schnell arbeiten, müssen dabei während des Schaltens in ihren verschiedenen Lagen solange zurückgehalten werden, dass die langsamer arbeitenden dieselbe Lage erreichen können, ehe eine Weiterschaltung zur nächsten Schaltstellung beginnen kann.
Zu diesem Zweck werden die Anlassapparate mit einer solchen Betätigungsausrüstung versehen, dass nach erhaltenem Betätigungsimpuls die Weiterschaltung automatisch einen Schritt in die nächste Schaltstellung erfolgt und wenn dann noch ein Impuls zur Schaltung vorhanden ist, geht der Schaltapparat noch einen Schritt weiter.
Es ist also dieser Weiterschaltimpuls, der unterbrochen werden soll, für den Fall, dass einer der Apparate zurückbleiben sollte.
Eine Steuervorrichtung zum gleichmässigen stufenweisen Auf-und Abschalten von Schaltwerken, insbesondere in elektrischen Fahrzeugen mit Vielfachschaltung ist bereits durch die deutsche Patentschrift Nr. 673493 bekannt geworden.
Die vorliegende Erfindung, die hauptsächlich für elektrische Züge abgesehen ist, ist wesentlich dadurch gekennzeichnet, dass diese Unterbrechung durch ein für jeden Anlassapparat vorgesehenes Synchronisierrelais erfolgt, welches Relais zwei Betätigungsspulen hat und so ausgeführt ist, dass eine Umschaltung nur dann erfolgen kann, wenn nach Erregung beider Spulen nur eine von diesen Spulen stromführend wird und dass also, wenn beide Spulen stromführend sind, die vorherige Lage beibehalten wird, bis der Strom durch eine von ihnen unterbrochen wird. Die Relais sind alle in Parallelschaltung an zwei Synchronisierleitungen angeschlossen und wechseln deshalb gleichzeitig die Kontaktlage.
In der einen Lage unterbrechen sie den Weiterschaltimpuls in allen Schaltlage mit geraden Ordnungsnummern und in der anderen Lage den Schaltimpuls für alle Lagen mit ungeraden Ordnungsnummern. Die Voraussetzung für eine kontinuierliche Weiterschaltung ist also, dass die Relais eine Umschaltung vornehmen, während der Zeit, die für die Anlassapparate erforderlich ist, um einen Schritt vorwärts zu machen. Ausserdem ist jeder Anlassapparat mit einer Kontaktwalze versehen, die wechselweise und mit Überlappung die eine oder andere Synchronisierungswicklung mit der Betätigungsstromquelle verbindet.
Erst wenn für sämtliche Anlassapparate der Überlappungsbereich zwischen zwei Schaltlagen passiert, wird eine Synchronisierungsleitung spannungslos, so dass die Synchronisierungsrelais umschalten können und dabei den Impuls für die Weiterschaltung der Anlassapparate für noch einen Schritt freigeben.
Würde während des Schaltvorganges ein Synchronisierungsrelais fehlerhaft werden und nicht den anderen folgen, kommt der dazugehörige Anlassapparat zum Stillstand und verhindert dabei die übrigen länger als bis zur nächsten Schaltlage. Die Betätigung wird also bei einem eintretenden Fehler automatisch verriegelt und die Anlassapparate können sich deshalb während der Schaltung höchstens um einen Schritt voneinander entfernen.
Auf der beigefugten Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, wo die Fig. 1 und 2 die Schaltglieder für die Betätigung des Wicklungsschalters 1 des Transformators in zwei gleich ausgerüsteten Motorwagen zeigen.
Der Motor 6 treibt über das Getriebe 4 den Wicklungsschalter 1 und die Kammwalze 2, welche letztere sich um eine halbe Umdrehung bewegt, für die Umschaltung von einer Schaltlage in die nächste. In dem Bereich K erfolgt die Umschaltung der Wicklung, weshalb die Walze nicht innerhalb dieses Bereiches stehenbleiben darf. In dem Bereich S kommt die Walze zum Stillstand. Die Kammwalze betätigt die Verrieglungsschalter 3. Die angegebene Kammwalze kann durch eine elektrische Verriegelungswalze mit auf Schienen gleitenden Kontaktfingern ersetzt werden. Die übrigen angegebenen Glieder sind : 5 Schütze für Motor 6,7 = ein einstellbarer Reihenwiderstand für den Motor 6, -Richtungsscbalter, Übergangsrelais und
10 0-Synchronisierungsrelais.
Bei dem Anfahren des Zuges wird der Kontroller Fig. 3, von der Nullage in die Lage U geführt und wird dort festgehalten, bis ein gewünschter Motorstrom
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erreicht ist. So lange der Kontroller in dieser Lage gehalten wird, laufen die Anlasser automatisch und schalten allmählich die Motore an eine höhere Spannung. Wird der Kontroller in die Stellung V geführt, kommt der Anlasser zum Stillstand und die Motore werden mit konstanter Spannung laufen. Wird der Kontroller in die Lage R (Rückgangslage) geführt, schaltet der Anlasser automatisch die Motore an eine immer kleiner werdende Spannung, bis sie stillstehen und dasselbe trifft ein, wenn der Kontroller direkt in die O-Lage geführt wird.
Wenn der Kontroller in die Lage U geführt wird, erhält die Spule u in sämlichen Richtungsschaltern 8 Strom und die Kontakte a, b und c werden geschlossen. Über den Kontakt 8 c
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Kontakt 3 d erhält diese Spule-Potential.
Sämtliche Synchronisierungsrelais 10 werden dann umschalten und ihren Kontakt k schliessen.
Dadurch erhält die Spule in dem übergangs- relais 9 von + über Kontakt 10 kl und 3 f Strom.
Die Relais wirken dabei und schliessen über den Kontakt 9 c Strom durch die Spule eines Schützes 5, wonach die Betätigungsmotore 6 Strom erhalten und sämtliche Anlassapparate in Gang gesetzt werden.
Wenn die betreffenden Anlassapparate etwa in die Mitte des Gebietes K gekommen sind, erhalten auch die Spulen 10 S1 Strom, aber das Relais 10 schaltet nicht um, bevor sämtliche Anlassapparate ebensoweit gekommen sind, d. h. die Synchronisierleitung M spannungslos geworden ist. Nachdem das Relais 10 umgeschaltet hat, erhält die Spule in dem Relais 9 Strom über den
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apparat wird in das nächste Gebiet K fortsetzen, wo die Spule 10 S2 wieder Spannung erhält, wonach das Relais 10 wieder umschaltet, wenn sämtliche Anlassapparate soweit gekommen sind, dass der Kontakt 3 c geöffnet hat und die Synchronisierleitung M 7 spannungslos geworden ist.
Würde dagegen das Relais 10 nicht umschalten, ehe der Kontakt ?/ geöffnet wird, fällt das Relais 9 und schliesst über seinen Kontakt a einen mit dem Strom in der einen Wicklung mitwirkenden Strom in der anderen Wicklung des Motors 6, welche Wicklung vorher nicht stromführend war. Um zu verhindern, dass der Betätigungsmotor 6 zum Stillstand kommt, wenn das Übergangs relais fällt und den Kontakt 9 c öffnet, liegt der geschlossene Kontakt 3 h in dem ganzen Gebiet K parallel mit dem Kontakt 9 c.
Die Motore für die Anlassapparate, die dem langsamsten Motor vorauslaufen, laufen weiter mit verstärktem Feld und deshalb mit verminderter Geschwindigkeit in das Gebiet S hinein und warten dort aufeinander, bis der iangsamste Motor in dieselbe Lage gekommen ist. Würde der Kontroller in die Lage V geführt werden, wenn der Anlassapparat sich in dem Gebiet S befindet und durch diesen Bereich beinahe gvlaufen ist, kann man befürchten, dass der Anlassapparat in das nächste Gebiet K läuft und dort stehen bleibt. Um dieses zu ver- hindern, sind die Kontakte 3 g und 9 b vorgesehen, welche das Abfallen des Übergangsrelais 9 ver- hindern, wenn der Anlassapparat sich innerhalb des Gebietes S befindet.
Wenn der Kontroller in die Lage R geführt wird, erhält die Spule r in sämtlichen Richtschaltern Strom, welche ihre Kontakte d, e und f schliessen. Aus der Zeichnung, Fig. 1 und 2, geht hervor, dass die Kammwalze symmetrisch ist.
Die jetzt eingeschalteten Kontakte auf dem Richtschalter 8 unterscheiden sich in ihrer Wirkungsweise von denen, die bei Erregung der Spule u eingeschaltet werden nur dadurch, dass die andere Feldwicklung des Motors Strom erhält. Dies bedeutet, dass der Motor eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung erhält, aber im übrigen erfolgt das Herunterregeln in genau derselben Weise wie das Hinaufregeln des Anlassers.
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Arrangement for synchronous operation of motor-driven starting devices, especially for electric trains
Motor-driven, step-by-step starting devices are often used to regulate current and voltage, whereby it is important that these switch at the same time so that, at least when actuation is interrupted, they all remain in the same switching position. The starting devices that work quickly must be held back in their various positions while switching so that the slower working ones can reach the same position before switching to the next switch position can begin.
For this purpose, the starting devices are provided with such an actuation equipment that after receiving an actuation pulse, the switching takes place automatically one step into the next switching position and if there is still a pulse for switching, the switching device goes one step further.
So it is this switching impulse that is to be interrupted in the event that one of the devices should lag behind.
A control device for the uniform step-by-step switching on and off of switching mechanisms, in particular in electric vehicles with multiple switching, has already become known from German patent specification No. 673493.
The present invention, which is intended mainly for electric trains, is essentially characterized in that this interruption is carried out by a synchronizing relay provided for each starting device, which relay has two actuating coils and is designed so that switching can only take place if after excitation of both coils, only one of these coils is energized and that so, if both coils are energized, the previous position is maintained until the current is interrupted by one of them. The relays are all connected in parallel to two synchronization lines and therefore change the contact position at the same time.
In one position they interrupt the switching pulse in all switching positions with even sequence numbers and in the other position the switching pulse for all positions with uneven sequence numbers. The prerequisite for continuous switching is therefore that the relays switch over during the time required for the starting equipment to take a step forward. In addition, each starting device is provided with a contact roller, which alternately and with an overlap connects one or the other synchronization winding to the actuating power source.
Only when the overlap area between two switching positions passes for all starting devices, a synchronization line is de-energized so that the synchronization relays can switch over and release the impulse for switching the starting devices on for one more step.
If a synchronization relay were to fail during the switching process and not follow the others, the associated starting device comes to a standstill and prevents the others for longer than the next switching position. The actuation is therefore automatically locked in the event of an error and the starting devices can therefore move away from each other by at most one step during the shift.
In the accompanying drawing, an embodiment of the invention is shown, where FIGS. 1 and 2 show the switching elements for actuating the winding switch 1 of the transformer in two identically equipped motor vehicles.
The motor 6 drives the winding switch 1 and the comb roller 2, which the latter moves by half a revolution, for switching from one switching position to the next via the transmission 4. The winding is switched over in area K, which is why the roller must not stop within this area. In the area S the roller comes to a standstill. The comb roller actuates the interlocking switch 3. The indicated comb roller can be replaced by an electric locking roller with contact fingers sliding on rails. The other specified elements are: 5 contactors for motor 6,7 = an adjustable series resistor for motor 6, -direction switch, transfer relay and
10 0 synchronization relay.
When the train starts, the controller Fig. 3 is moved from the zero position to the U position and is held there until a desired motor current
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is reached. As long as the controller is held in this position, the starters will run automatically and gradually switch the motors to a higher voltage. If the controller is moved to position V, the starter comes to a standstill and the motors will run at constant voltage. If the controller is moved to position R (reverse position), the starter automatically switches the motors to an ever decreasing voltage until they come to a standstill, and the same thing happens when the controller is moved directly to the O position.
When the controller is moved to position U, the coil u receives current in all directional switches 8 and contacts a, b and c are closed. Via contact 8 c
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Contact 3 d receives this coil potential.
All synchronization relays 10 will then switch over and close their contact k.
As a result, the coil in the transfer relay 9 receives current from + via contacts 10 kl and 3 f.
The relays act and close via the contact 9 c current through the coil of a contactor 5, after which the actuating motors 6 receive current and all starting devices are set in motion.
When the starter machines in question have come approximately to the middle of the area K, the coils 10 S1 also receive power, but the relay 10 does not switch over until all starter machines have come to the same extent, i. H. the synchronization line M has become dead. After the relay 10 has switched, the coil in the relay 9 receives current via the
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Apparat will continue into the next area K, where the coil 10 S2 receives voltage again, after which the relay 10 switches again when all starting devices have come so far that the contact 3 c has opened and the synchronization line M 7 has become dead.
If, on the other hand, the relay 10 would not switch before the contact? / Is opened, the relay 9 drops and closes a current cooperating with the current in one winding in the other winding of the motor 6, which winding was previously not carrying current, via its contact a . In order to prevent the actuating motor 6 from coming to a standstill when the transition relay drops and the contact 9 c opens, the closed contact 3 h is in the entire area K parallel to the contact 9 c.
The motors for the starting apparatus, which run ahead of the slowest motor, continue to run with a reinforced field and therefore at reduced speed into the area S and wait for each other there until the slowest motor has come to the same position. If the controller were to be moved to position V when the starting machine is in the area S and has almost passed through this area, one can fear that the starting machine will run into the next area K and stop there. In order to prevent this, the contacts 3 g and 9 b are provided, which prevent the transition relay 9 from dropping out when the starting machine is located within the area S.
When the controller is moved to position R, the coil r receives current in all directional switches which close their contacts d, e and f. From the drawing, FIGS. 1 and 2, it can be seen that the comb roller is symmetrical.
The now switched on contacts on the directional switch 8 differ in their mode of action from those that are switched on when the coil u is excited only in that the other field winding of the motor receives current. This means that the motor is moving in the opposite direction, but otherwise the downward regulation takes place in exactly the same way as the upward regulation of the starter.