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Elektrisches Gleichrichtertriebfahrzeug
Elektrische Gleichrichterfahrzeuge älterer Bauart pflegen gewöhnlich mit einer einzigen Glät- tungsdrosselspule ausgerüstet zu sein. Fällt bei einem solchen Fahrzeug ein Fahrmotor aus, so ändern sich die Glättungs-und Kommutierungsverhältnisse der andern Motoren. Man ist daher dazu überge- gangen, für jeden Fahrmotor eines elektrischen Gleichrichtertriebfahrzeuges eine gesonderte Glät- tungsdrosselspule vorzusehen.
Verwendet man als Glättungsdrosselspulen unbelüftete Drosselspulen, so bringt dies den Vorteil mit sich, dass man sie auf dem Triebfahrzeug freizügig anordnen kann, ohne dass auf die Anordnung der Lüfter und der Luftkanäle Rücksicht genommen zu werden braucht.
Nachteilig ist jedoch das Gewicht dieser Glättungsdrosselspulen, das bei einer 162/3 Hz-Vollbahn- lokomotive etwa in der Grössenordnung von 40/0 des Dienstgewichtes liegen kann. Da bei elektrischen Triebfahrzeugen für 16 2/3 Hz die elektrische Ausrüstung ohnehin schon verhältnismässig schwer ist, ist diese Vergrösserung des Gewichtes des Triebfahrzeuges durch die Glättungsdrosselspulen äusserst un- erwünscht.
Das Gewicht der Glattungsdrosselspulen lässt sich durch Fremdbelüftung etwa auf den dritten Teil, also ganz beträchtlich, herabsetzen. Dafür ist aber ein Mehraufwand für den Lüfter und den Luftkanal in
Kauf zu nehmen, der dann am geringsten ist, wenn alle Glättungsdrosselspulen des Fahrzeuges nebenein- ander angeordnet werden, so dass man mit einem einzigen Luftkanal und einem einzigen Lüfter für das
Fahrzeug auskommt. Dieser Aufbau erfordert jedoch verhältnismässig lange Verbindungsleitungen, die infolge des grossen Querschnittes, der für diese Leitungen benötigt wird, ebenfalls ein beträchtliches Ge- wicht aufweisen.
Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten für elektrische Triebfahrzeuge überwunden, deren jeweils durch gesonderte Luftkanäle gekühlte Fahrmotoren über Halbleitergleichrichter, vorzugsweise über
Siliciumgleichrichter, und über jeweils jedem Fahrmotor gesondert zugeordnete Glättungsdrosselspulen gespeist werden. Gemäss der Erfindung werden die jedem Fahrmotor zugeordneten Gleichrichterzellen so- wie die Glättungsdrosselspule des Fahrmotors in dem diesem Fahrmotor zugeordneten Luftkanal angeord- net. Auf diese Weise wird bei äusserst geringem Aufwand sowohl für die Belüftungseinrichtung als auch für die elektrischen Verbindungsleitungen eine optimale Kühlung erreicht.
Wesentlich ist hiebei, dass die jedem Fahrmotor elektrisch zugeordneten Bauteile, nämlich die Gleichrichterzellen und die Glättungs- drosselspule, auch mechanisch im gleichen Luftkanal gemeinsam mit dem Fahrmotor angeordnet sind.
An sich ist es bekannt, mit dem Kühlluftstrom eines Fahrmotors auch andere Bauelemente zu kühlen.
Die Erfindung besteht jedoch nicht allein darin, den Kühlluftstrom eines Fahrmotors gleichzeitig zur Küh- lung anderer Bauelemente auszunutzen, vielmehr kommt es für die Erfindung darauf an, dass die dem Motor elektrisch zugeordneten Teile nach Art der bekannten Blockbauweise auch mechanisch mit dem Motor zusammengebaut sind, was dadurch erreicht wird, dass jeweils eine elektrische Einheit, bestehend aus Fahrmotor, Gleichrichterzellen und Glättungsdrosselspule, in dem für diese Einheit vorgesehenen Luftkanal untergebracht ist.
An sich ist es bekannt, die Fahrmotoren elektrischer Triebfahrzeuge jeweils durch gesonderte Luftkanäle zu kühlen, die als ein nahezu von der Decke bis zum Fussboden des Triebfahrzeuges reichender Schacht ausgebildet sind. Wird dieser Luftschacht nur in seinem oberen Teil rund gehalten, während seine dem Fussboden des Triebfahrzeuges zugekehrten Teile quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt
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aufweisen, lässt sich die Glättungsdrosselspule in dem unteren Teil des Luftkanals ohne weiteres'unter- bringen, da sie jeweils nur zur Glättung des einem einzigen Fahrmotor zugeführten Stromes dient und auch infolge der Belüftung klein gehalten werden kann.
- Die gemäss der Erfindung vorgesehene Unterbringung der einem Fahrmotor zugeordneten Glättungsdrosselspule im Luftkanal dieses Fahrmotors erfordert im allgemeinen keine ins Gewicht fallende Vergrö- sserung des vorgesehenen Lüfters, da beispielsweise die zur Belüftung der Glättungsdrosselspulen eines
800 kW-Bahnmotors erforderliche Lüfterleistung nur etwa 6% der Lüfterleistung des Fahrmotors beträgt.
Durch die Erfindung wird also eine gewichtsmässig äusserst günstige Ausführung der Glättungsdrosselspulen erzielt, ohne dass ein zusätzlicher Bedarf an Raum, Luftkanälen oder Leitungskupfer entsteht, wobei entweder keine oder eine nur unwesentliche Verstärkung der Motorlüfter erforderlich ist.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur der Luftkanal eines elektrischen Gleichrichtertriebfahr- zeuges schematisch dargestellt. Im oberen runden Teil des Luftkanals 1 ist der für'den Luftkanal vorge- sehene gesonderte Lüfter 2 einschliesslich des ihn antreibenden Lüftermotors 3 untergebracht, der die von oben angesaugte Kühlluft durch die unmittelbar unterhalb der Lüfterschaufeln angeordneten Silicium- gleichrichterzellen 4 treibt. Unterhalb der Siliciumgleichrichterzellen 4 wird der Querschnitt des Luftka- nals 1 quadratisch. An dieser Stelle ist die dem Fahrmotor 5 zugeordnete Glättungsdrosselspule 6 unter- gebracht.
Die Belüftung der Glättungsdrosselspule ist derart vorgenommen, dass ein kleiner Teil der vom
Lüfter 2 geförderten Kühlluft an den Aussenseiten der Glättungsdrosselspule 6 entlangstreicht und ins Freie austritt. Man kann aber auch so vorgehen, dass man diesen Teil der Kühlluft wieder in den Luftkanal ein- münden lässt. Im weiteren Verlauf des Luftkanals 1 sind die schematisch angedeuteten Feldschwächungs- drosselspulen 7 und die Feldschwächungswiderstände 8 des Fahrmotors 5 angeordnet. Der Luftkanal l mün- det schliesslich in die Kühllufteintrittsöffnung des Gehäuses des Fahrmotors 5.
Bei der dargestellten Anordnung bildet der Luftkanal 1 von seiner an der Decke des Triebfahrzeuges befindlichen Eintrittsöffnung bis zu seiner am Fussboden des Fahrzeuges befindlichen, mit der Kühlluft- eintrittsöffnung des Fahrmotorgehäuses verbundenen Austrittsöffnung einen geschlossenen Block, der Lüfter,
Lüftermotor, Gleichrichter, Glättungsdrosselspulen sowie weiteres Motorzubehör, wie Feldschwächungsdros- selspulen und Feldschwächungswiderstände, enthält. Es sind also die wichtigsten Zubehörteile des Fahrmotors in einem einzigen Block miteinander vereinigt. Diese Blockbauweise eines elektrischen Gleichrichtertrieb- fahrzeuges erleichtert die Montage und dieinstandsetzungsarbeiten am Fahrzeug im beträchtlichem Masse.
Bei der Verwendung von Halbleitergleichrichtern ist es mit Rücksicht auf die erforderliche hohe Lei- stung notwendig, die Halbleitergleiehrichteranordnung aus mehreren parallelen Stromzweigen aufzubau- en. Damit eine Überhitzung eines Gleichrichterzweiges infolge ungleichmässiger Stromverteilung ver- mieden wird, empfiehlt es sich, die mit den Gleichrichtern im Luftkanal angeordneten Glättungsdrossel- spulen mit mehreren parallelen Wicklungssträngen zu versehen, die den parallelen Stromzweigen der
Halbleitergleichrichteranordnung zugeordnet werden. Es wird also z. B. jeweils ein Wicklungszweig der
Glättungsdrosselspule mit zwei parallelen Zweigen der Halbleitergleichrichteranordnung zusammenge- schaltet. Wobei gegebenenfalls noch eine kleine Ausgleichsspule in diese Verbindung eingeschaltet wer- den kann.
Es können aber auch so viele parallele Wicklungsstränge auf der Glättungsdrosselspule vorge- sehen werden, wie parallele Stromzweige in der Halbleitergleichrichteranordnung vorhanden sind. Die durch diese Aufteilung der Glättungsdrosselspule erzwungene Stabilisierung in der Stromverteilung der parallelen Stromzweige der Halbleitergleichrichteranordnung ist vor allem für Siliciumgleichrichter von besonderer Bedeutung, da hiebei eine örtliche Überhitzung einer Gleichrichterzelle leicht zu einer explo- sionsartigen Zerstörung dieser Zelle führen kann.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Elektrisches Triebfahrzeug, dessen jeweils durch gesonderte Luftkanäle gekühlteFahrmotoren über
Halbleitergleichrichter, vorzugsweise über Siliciumgleichrichter, und über jeweils jedem Fahrmotor ge-
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sem Fahrmotor zugeordneten Luftkanal angeordnet sind.