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Hochspannungssteuerung für elektrische Lokomotiven
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die im Stammpatent aufgezeigte Art der Hochspannungssteuerung für Nutzbremsung geeignet zu machen.
Für die Nutzbremsung ergeben sich im Falle einer Hochspannungssteuerung folgende Schwierigkeiten.
Um den Hauptlastschalter möglichst wenig zu beanspruchen, muss man bekanntlich beim Stufenschalten nach dem Zellenschalterprinzip die Nebenbürste so neben die Hauptbürste setzen, dass sich am HauptlastSchalter der Stufenkurzschlussstrom vom Aussenstrom subtrahiert. Dann ist die Wiederkehrspannung am Hauptlastschalter beim Öffnen gleich der Stufenspannung weniger dem Spannungsabfall des Aussenstromes amüberschaltwiderstand und die Schaltleistung des Hauptlastschalters ist aus einem doppelten Grund klein.
Da aber beim Nutzbremsen die Richtung des Aussenstromes die entgegengesetzte ist wie beim Fahren, müsste, um auch für die Steuerung der Bremskraft die kleinste Schaltleistung sicherzustellen, beim Wechsel vom Fahren auf Bremsen auch die relative Lage derNebenbürste zur Hauptbürste verändert werden, was sehr umständlich ist.
Ferner muss eine solche Steuerung zu Beginn der Nutzbremsung imSekundärkreisdie höchste Spannung einstellen, die dann entsprechend der Fahrgeschwindigkeitsabnahme zu verringern ist. Es wäre jedoch nicht zulässig, zur Einleitung der Nutzbremsung das Schaltwerk erst von "Null" auf eine hohe Spannungstufe laufen zu lassen, da der Zeitbedarf hiefür zu gross ist. Die Anwendung eines kreisförmigen Wählers, bei welchem höchste und tiefste spannungsstufe nur durch eine Übergangsstellung getrennt sind, liesse rasch aus der Nullstellung heraus die erste Bremsstufe erreichen, doch setzt diese Lösung einen Schalter im Hochspannungskreis voraus, mit der Aufgabe, den Leerlaufstrom des Zusatztransformators vor dem Wechsel von Fahren auf Bremsen zu unterbrechen.
Ein solcher Schalter aber bedeutet eine unerwünschte Komplikation der Hochspannungssteuerung, gleichviel ob er in Luft oder in Öl schaltet. Der ohnehin vorhandene Wender könnte zum Abschalten des Leerlaufstromes ausgestaltet werden, doch müsste sein Antrieb für den Übergang von Fahren auf Bremsen aus seiner kinematischen Kopplung (Aussetzgetriebe) mit dem übrigen Stufenschalterantrieb gelöst werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Modifikation der Hocbspannungssteuerung für elektrische Lokomotiven nachPatentNr. 212459, in dem erssndungsgemäss im Sekundärkreis (Motorstromkreis) ein Umschalter vorgesehen ist, der in Stellung"Null"der Steuerung, bei geöffneten Trennschützen oder anderweitig unterbrochenem Motorstromkreis, also stromlos, die Sekundärwicklung des Zusatztransformators wendet.
An sich sind Umschalter im Motorstromkreis bekannt, z. B. aus der deutschen Patentschrift Nr. 17 5113 oder der österr. Patentschrift Nr. 97838, doch sind die Motive für die bisher verwendeten Umschalter und die ihnen zugewiesenen Aufgaben ganz anders. Die bisher bekannten Umschalter dienen der Spannungsregelung für die Fahrmotoren durch Zu-und Gegenschaltung, während es über den erfindungsgemäss vor- geschlagenen Umschalter möglich wird, die im Stammpatent geschilderte Art der Hochspannungssteuerung auch für Nutzbremsung verwendbar zu machen.
AnHand der beiliegenden Zeichnungen soll der erfindungsgemässe Vorschlag und die in seiner Befolgung erreichbaren Vorteile näher erläutert werden.
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Fig. 1 zeigt ein Schaltbild für den Regelabschnitt, in dem der Zusatztransformator dem Haupttrans- formator gegengeschaltet ist und Fig. 2 ein Schaltbild für den Regelabschnitt, in dem der Zusatztransformator dem Haupttransformator zugeschaltet ist. In den Figuren bedeuteninAnlehnuag an das Stammpa-
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- 14, SHwicklung. HB und NB sind die Haupt- bzw. Nebenbüsten, B@, B die zugehörigen Schleifbahnen des Stufenwählers, LS stellt den Lastschalter und UW den zugehörigen Überschaltwiderstand dar. A ist der Stromabnehmer, FL die Fahrleitung und WS ein Wendeschalter für den Übergang von der Zu- in die Ge- genschaltung und umgekehrt.MitM1-Mg sind die F@hrmotoren angedeutet und mit US der erfindungsgemäss vorgesehene Umschalter für die Sekundärwicklung des Zusatztransformators.
Die voll gezeichnete Stellung des Umschalters gilt für "Fahren" und die strichliert gezeichnete für "Bremsen". In den beiden Figuren sind die Strom-und Spannungspfeile eingetragen u. zw. in vollen Linien für "Fahren" undin strichlierten Linien für "Bremsen". Mit i sind die Sekundärströme und mit 1@ Primärströme bezeichnet, ferner mit EZ bzw. EZ@ die Sekundär- bzw. Primärsspannung des Zusatztransformators und mitEH bzw. EH'die Sekundär- und die Primärspannung des Haupttransfonnators.
Die Wirkungsweise ist folgende : Durch das Umlegen des Schalters US von der Stellung "Fahren" in die Stellung"Bremsen"wird die Sekundärspannung des Zusatztransformators gewendet. Das heisst, hatten sich beim vorhergehenden "Fahren" die Sekundärspannungen subtrahiert (Gegenschaltung, Regelabschnitt 1). so addieren sich diese in der Stellung"Bremsen".
Hatten sich anderseits beim vorhergehenden "Fahren" die Sekundärspannungen des Haupt- und Zusatztrausformators addiert, (Zuschaltung, Regelabschnitt n) so subtrahieren sich diese Spannungen nach Umlegen des Schalters US in die Stellung "Brem- sen". Wie aus den Strom-und Spannungspfeilen ersichtlich, ist der Bremsstrom (strichliert) tatsächlich stets Generatorstrom, d. h.
den induzierten Sekundärspannungen entgegengerichtet und subtrahiert sich primärseitig der Stufenkurzschlussstrom auch für den Betriebszustand"Bremsen"vom Aussenstrom (reku- perierter Strom), so dass auch für die Steuerung der Nutzbremse die Wiederkehrspannung am Hauptlastschalter beim Öffnen gleich der Stufenspannung weniger dem Spannungsabfall des Aussenstromes am Über-
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Schaltleistungschalter gewährleistet ist, ohne die relative Lage von Haupt-und Nebenbürste verändern zu müssen. Ferner ist in erfindungsgemässer Weise Gewähr gegeben, dass zu Beginn der Nutzbremsung die höchste Spannung im Sekundärkreis vorhanden ist, die dann mit abnehmender Fahrgeschwindigkeit verringert wird, ohne Zeitverlust durch weitere Schaltmassnahmen.
Der erforderliche Umschalter US stellt keine nennenswerte Komplizierung der Steueranordnung dar, da er im Niederspannungskreis liegt und ausserdem stromlos, d. h. bei geöffneten Trennschützen, in der Stellung "Null" oder bei anderweitig unterbrochenem Motorstromkreis schaltet.