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Fahr- und Nutzbremsschaltung mit Reihenschlussmotor, insbesondere für Traktionszwecke
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elektrische Ventile in den Maschinenstromkreis eingefUgt ist, dass in ihr die Stromrichtung bei Umkehr des Maschinenstromes erhalten bleibt. Die Fahrtrichtung, d. h. die Drehrichtung dieses Reihenschlussmotors wird dabei einfach durch Umpolung der Speisespannung geändert.
Aus der österr. Patentschrift Nr. 190601 sindBahnanlagen mit einem ferngesteuerten Gleichstromtrieb- fahrzeug bekannt, die mit zwei Oberleitungen und der Schiene als RUckleitung nach dem Leonardprinzip arbeiten. Dabei kann eine Fahrtrichtungsänderung entweder durch Umpolung der Ankerspannung oder durch Umpolung der Feldspannung bewirkt werden, während die Fahrgeschwindigkeit teils durch Änderung der Ankerspannung, teils durch Feldschwächung geregelt wird. Das Anfahren und Bremsen geschieht dabei verlustlos. Die Geschwindigkeit kann praktisch stufenlos von Null bis zur Höchstgeschwindigkeit geregelt werden. Solche Bahnen haben sich gut bewährt.
Soll man jedoch mit solchen Fahrzeugen ein Gleisnetz befahren, welches Weichen und Kreuzungen enthält, so kann die Notwendigkeit von zwei Oberleitungen,
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entstehen, mit nur einer Oberleitung auszukommen, weil sich dann Oberleitungsweichen und Kreuzungen überhaupt vermeiden lassen, wenn nur ein Fahrzeug im gegebenen Gleisnetz verkehrt oder sich zumindest einfachere Oberleitungsweichen und Kreuzungen ergeben, wenn sich mehrere ferngesteuerte Fahrzeuge im Gleisnetz befinden, die eine entsprechende Zahl von Oberleitungen erfordern.
Dieser Wunsch nach nur einer Oberleitung wird in besonders zweckmässiger Weise durch Verwendung von Reihenschlusstraktionsmotoren erfüllt, bei welchen, wie aus der deutschen Patentschrift Nr. 560045 bekannt, die Feldwicklung über Gleichrichterelemente so angeschlossen ist, dass die Feldrichtung immer dieselbe bleibt. Ändert man bei einem derartigen Motor die Polarität der Anschlussspannung, so ändert sich die Drehrichtung. Ändert man die Höhe derAnschlussspannung, so ändert sich die Fahrgeschwindigkeit.
Bei ein und derselben Anschlussspannung ändert sich die Fahrgeschwindigkeit entsprechend dem Verhalten eines Reihenschlussmotors in Abhängigkeit von der Belastung. Indem man die Anschlussspannung so rasch vermindert, dass die Fahrgeschwindigkeit infolge der Zugmasse nicht sogleich entsprechend mitabsinkt, ist es überdies möglich, den Motor in den Generatorzustand überzuführen und das Fahrzeug generatorisch zu bremsen, da der Feldstrom beim Stromnulldurchgang über die Gleichrichterelemente weiterfliessen kann.
Es gelingt also auf diese Weise, mit nur emer Oberleitung die gleichen Eigenschaften zu erhalten, wie bei Verwendung zweier Oberleitungen : Praktisch stufenlose Geschwindigkeitsregelung, verlustloses Anfahren und Bremsen, einfacher Übergang von Motor- in den Generatorzustand und umgekehrt und höhere Fahrgeschwindigkeit bei geringerer Belastung.
Zur Erleichterung des Überganges vom Motor- in den Generatorzustand und umgekehrt kann der Eisenkreis der Maschine, insbesondere die Feldpole permanentmagnetisches Material enthalten bzw. auch aus solchem hergestellt-sein. Der permanente Magnetismus soll dabei im Sinne der von Strom gleichbleibender Richtung durchflossenenFeldwicklung wirken. Statt der Permanentmagnete könnte auch eine Fremderregung zur Erleichterung des Übergangs vom Fahren zum Bremsen benutzt werden, doch ist grundsätzlich zum Übergang auf Nutzbremsung keines dieser beiden Hilfsmittel erforderlich.
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Wesentlich für die Nutzbremsung ist die Verbindung des aus der deutschen Patentschrift Nr. 560045 bekannten, in stets gleichbleibenderRichtung erregten Reihenschlussmotors mit einer Umkehr der Energierichtung und Veränderung der Spannung zulassenden Stromquelle, wie sie ein Leonardgenerator darstellt.
Mit einer Stromquelle, deren Spannung nur zwischen Null und einem Höchstwert wählbar ist, wäre Nutzbremsung nicht möglich.
Beim Übergang von Fahren auf Bremsen muss die Spannung der Stromquelle so lange zurückgestellt werden, bis die Motorspannung überwiegt und sich der Strom umkehrt. Sobald letzteres geschieht, steigt die Motorspannung wieder an und zur Vermeidung allzu grosser Bremsströme muss auch die Spannung der Stromquelle wieder erhöht werden. Dies erfolgt nun gemäss der Erfindung dadurch, dass die Spannung der Stromquelle abhängig von der Grösse des Bremsstromes selbsttätig wieder so weit gesteigert wird, dass sie sich bereits bei einem noch erträglichen Wert des Bremsstromes wieder der Motorspannung nähert. Insbesondere kann zu diesem Zweck der Leonardgenerator mit einer Gegenverbundwicklung versehen werden, d. h. mit einer Reihenschlusswicklung, die bei Fliessen eines Bremsstromes spannungserhöhend wirkt.
Selbstverständlich kann an Stelle der Gegenverbundwicklung im Steuergenerator auch eine stromabhängige, bei i Bremsstrom spannungserhöhend wirkende Wicklung am Erregergenerator des Steuergenerators angebracht sein. Bei Fliessen vonFahrstrom hat eine solche Wicklung selbstverständlich die entgegengesetzte Wirkung, d. h. die Generatorspannung fällt mit wachsender Stromentnahme. Will man dies vermeiden, so kann man erfindungsgemäss ein elektrisches Ventil der Gegenverbundwicklung parallelschalten, das diese Wicklung bei Fahrstrom überbrückt und so, je nach der Grösse des im Ventilkreis bei Durchlässigkeit wirksamen, gegebenenfalls durch einen Reihenwiderstand künstlich vergrösserten Widerstandes praktisch vollständig oder nur teilweise unwirksam macht.
Dieser weitere Erfindungsgedanke, eine Wicklung bei einer der beiden möglichen Stromrichtungen durch ein Ventil ganz oder teilweise unwirksam zu machen, ist auch bei beliebigen andern elektrischen Maschinen anwendbar.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Fahr-und Nutzbremsschaltung mit einem Reihenschlussmotor, dessen Erregerwicklung stets im gleichen Sinn stromdurchflossen ist. Der
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eine in Reihe zum Anker AB geschaltete Gegenverbundwicklung FE. Diese Wicklung bewirkt, dass die Generatorspannung bei wachsendem Bremsstrom ansteigt, so dass dieser in zulässigen Grenzen bleibt. Die Wicklung FE kann, wie dargestellt, durch ein Ventil überbrückt sein, das zweckmässig durch eine oder mehrere inReihe bzw. parallelgeschaltete Selen-, Kupferoxydul-, Germanium-oder Silizium-Sperrzellen gebildet wird.
Dieses bei Fahrstrom durchlässige Ventil ermöglicht es u. a., die Wicklung KJ kleiner zu bemessen, da es bei Fahrstrom die dabei der Wirkung dieser Wicklung entgegengerichtete Wirkung der Wicklung FE unterdrückt.
Selbstverständlich kann die in der Zeichnung dargestellte Schaltung bei entsprechender Umpolbarkeit derErregerkreise bzw. der Spannung des SteuergeneratorsFahren und Nutzbremsen auch in beiden Richtungen gestatten.
Des weiteren kann der Eisenkreis des Reihenschlussmotors, insbesondere die Feldpole. zur Erleichterung des Überganges vom Motor- in den Generatorzustand und umgekehrt permanentmagnetisches Material enthalten bzw. auch aus solchem hergestellt sein. Der permanente Magnetismus soll dabei im Sinne der von Strom gleichbleibender Richtung durchflossenen Feldwicklung wirken.
In an sich bekannter Weise kann ferner der Steuergenerator der erfindungsgemässen Schaltung durch eine Nutzbremsung zulassende gittergesteuerte Stromrichteranlage ersetzt werden. Die Wirkung der Gegenverbundwicklung und auch die eines gegebenenfalls vorgesehenen, sie überbrückenden Ventils lässt sich dabei durch eine entsprechende strom - bzw. auch stromrichtungsabhängige Beeinflussung der Gittersteuerung ersetzen.
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