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Hochspannungssteuerung für elektrische Lokomotiven
Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung elektrischer Triebfahrzeuge für Einphasen-Wechsel- strom. Bekanntlich muss die den Triebmotoren aufgedrückte Spannung zum Zwecke der Drehzahl- und
Drehmomentregelung von einem Mindestwert bis zu einem Maximalwert in zahlreichen Stufen veränder- bar sein.
Da es Schwierigkeiten macht, eine hinreichende Anzahl von Regelstufen auf der Unterspannungsseite des die Triebmotoren speisenden Lokomotivtransformators unterzubringen und die Regelschalter wegen der Parallelschaltung der Triebmotoren bei Regelung auf der Niederspannungsseite für Stromstärken zu bemessen sind, die sie unerwünscht schwer und unwirtschaftlich machen, ist man zur Regelung auf der Hochspannungsseite übergegangen, die grosse Stufenzahl ermöglicht und die Strombelastung der Stufenschalter auch bei grossen Leistungen in tragbaren Grenzen hält.
Eine besondere Art der Fahrmotorensteuerung auf der Niederspannungsseite liegt in der bekannten Verwendung eines Zusatztransformators, dessen Primärwicklung über Schalter und Wender mit nach Grösse und Richtung veränderlicher Spannung aus dem Haupttransformator gespeist wird und dessen Sekundärwicklung an die einzelnen Anzapfungen des Haupttransformators gelegt wird (s. etwa Sachs,"Elektrische Triebfahrzeuge", 2. Band, Seite 271, Abb. 338).
Eine weitere bekannte Art der Fahrmotorensteuerung besteht in der Verwendung eines aus einem Haupt- und einem diesem zu- und gegenschaltbaren Zusatztransformator bestehenden Transfonnatorsatzes, wobei die Primärseite des Haupttransformators an der Fahrdrahtspannung liegt, die Primärseite des Zusatztransformators an einer von der Primärseite des Haupttransformators über einen Stufenschalter abgegriffenen, auch ihrer Richtung nach veränderlichen Spannung liegt und die Sekundärwicklungen der beiden Transformatoren im Kreise der mit veränderlicher Spannung zu speisenden Fahrmotoren liegen. Eine Hochspannungssteuerung, nach dem aufgezeigten Prinzip arbeitend, ist z. B. Gegenstand der deutschen Patentschrift Nr. 967589 oder ist der Schweizer Patentschrift Nr. 244692 zu entnehmen. Auch die erfindungsgemässe Hochspannungssteuerung arbeitet nach die- sein Prinzip.
Sie besitzt jedoch auf Grund ihrer besonderen Merkmale Vorteile, die den bisher bekannten Hochspannungssteuerungen nicht eigen sind und nach Schilderung der erfindungsgemässen Hochspannungsteuerung näher erläutert werden sollen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Hochspannungssteuerung für elektrische Lokomotiven mit einem aus einem Haupt- und einem diesen zu- und gegenschaltbaren Zusatztransformator bestehenden Transformatorsatz, wobei die Primärseite des Haupttransformators an der Fahrdrahtspannung liegt und die Primärseite des Zusatztransformators an einer von der Primärseite des Haupttransformators über einen Stufenschalter abgegriffenen,
auch ihrer Richtung nach veränderlichen Spannung liegt und die Sekundärwicklungen der beiden Transformatoren im Kreise der mit veränderlicher Spannung zu speisenden Fahrmotoren liegen und erfindungsgemäss die Enden der Primärwicklung des Haupttransformators zu den Schaltkontakten eines Wendeschalters geführt sind und der bewegliche Kontakt dieses Wendeschalters mit dem einen Ende der Primärwicklung des Zusatztransformators und einem Stufenschalterkontakt verbunden ist, welch letzterer als Kurzschlusskontakt für die Primärwicklung des Zusatztransformators während des Schaltschrittes des Wendeschalters dient.
An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt das Schaltschema des aus Haupt- und Zusatztransformator bestehenden Regelsatzes, Fig. 2 in schematischer Darstellung den Stufenwähler, den Wender und den Lastschalter, ferner deren mechanischen Antrieb und die elektrischen
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immer an der höheren Spannung liegen und ausserdem der Laststrom in beiden Regelabschnitten aus dem
Lastschalter herausfliesst, ist über den gesamten Regelbereich die kleinstmögliche Sclialtleibtung am
Lastschalter gewährleistet.
Darüberhinaus ergibt sich in Anwendung des Erfindungsvorschlages ein kupfer- ärmerer Haupttransformator als bei den bisher bekannten Hochspannungssteuerungen, da die Strombelastung der an der Fahrdrahtspannung liegenden Haupttransformatorwicklung in Abhängigkeit von der Stu- fenwählerstellung für beide Regelabschnitte dieselbe ist und daher der Wicklungsquerschnitt entsprechend abgestuft werden kann. Obwohl also für die 14. Stufe zwei Wicklungsstufen am Haupttransformator erfor- derlich sind, tritt nicht nur keine Vergrösserung, sondern sogar eine Verringerung des Transformatorgewich- tes ein.
Verglichen mit einer Schaltung gemäss Fig. 1 der eingangs genannten deutschen Patentschrift Nr. 967589 ergibt sich der Vorteil doppelter Fahrstufen bei gleicher Anzahl der Haupttransformatoranzap- fungen, und verglichen mit einer Schaltung gemäss Fig. 2 dieser deutschen Patentschrift wird ein zusätz- licher Kurzschlussschalter für den Übergang von der Zu- in die Gegenschaltung erspart. Gegenüber der gleichfalls genannten Schweizer Patentschrift Nr. 244692 ergibt sich der Vorteil, mit nur einem einpoli- gen Wendeschalter auszukommen. Auf den Vorteil der verbesserten Stossspannungsfestigkeit des Stufen- wählers ist schon hingewiesen worden.
An den Wendekontakten tritt dauernd und zwischen den Wählerkontakten 1-15-14 tritt vorübergehend die volle Spannung auf. Diese kann jedoch ohne besonderen Aufwand sicher beherrscht werden, da beide
Schalter unter Öl angeordnet sind.
Die Regelung der Motorspannung über einen zu- und gegenschaltbaren Zusatztransformator zusammen mit dem Umstand, dass die Spannungsregelung auf der Hochspannungsseite vorgenommen wird, er- möglichen es, in Zu-und Gegenschaltung verschiedene Spannungsstufen, d. h. verschiedene Anzapfungen der Primärwicklung des Haupttransformators, zu verwenden. Die damit verbundene Komplikation des Stu- fenschalters (doppelte Kontaktanzahl) wird durch die damit erreichbare gute Anpassbarkeit an die Motor- kennlinien (Kurvenscharcn Drehzahl über Ankerstrom mit Motorspaimung als Parameter) und die Erforder- nisse des Fahrbetriebes wettgemacht. In Fig. 3 ist diese Möglichkeit für die erfindungsgemässe Hochspan- nungssteuerung dargestellt.
Durch Anzapfung auch des einen Endes der Primärseite des Haupttransformators lässt sich überdies in einem solchen Fall eine weitere Fahrstufe (Anzapfung 30) erreichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hochspannungssteuerung für elektrische Lokomotiven über einen aus einem Haupt- und einem die- sem zu-und gegenschaltbaren Zusatztransformator bestehenden Transformatorsatz, wobei die Primärseite des Haupttransformators an der Fahrdrahtspannung liegt und die Primärseite des Zusatztransformators an einer von der Primärseite des Haupttransformators über einen Stufenschalter abgegriffenen, auch ihrer
Richtung nach veränderlichen Spannung liegt und die Sekundärwicklungen der beiden Transformatoren im
Kreise der mit veränderlicher Spannung zu speisenden Fahrmotoren liegen, dadurch gekennzeichnet,
dass die Enden der Primärwicklung des Haupttransformators zu den Schaltkontakten eines Wendeschalters ge- führt sind und der bewegliche Kontakt dieses Wendeschalters mit dem einen Ende der Primärwicklung des
Zusatztransformators und einem Stufenschalterkontakt verbunden ist, welch letzterer als Kurzschlusskon- takt für die Primärwicklung des Zusatztransformators während des Schaltschrittes des Wendeschalters dient.