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Fahrtregler für elektrische Triebfahrzeuge
Bei elektrischen Triebfahrzeugen mit halbautomatischer oder vollautomatischer Steuerung ist es not- wendig, die Kommandos des Triebfahrzeugführers mit den augenblicklichen Randbedingungen des Fahr- zeuges zu vergleichen und aus diesem Vergleich geeignete Signale abzuleiten, die diese Grössen in Über- einstimmung bringen. Eine derartige Vorrichtung soll im folgenden als Fahrtregler bezeichnet werden.
Bei einem elektrischen Triebfahrzeug gibt der Fahrtregler die Befehle zum Ansteuern des Schaltwerkes.
Dabei sind vier Hauptbefehlsarten zu unterscheiden :
Erstens der Aufbefehl zum Fahren, zweitens der Aufbefehl zum Bremsen, drittens der Abbefehl zum Bremsen, d. h. der Bremslösebefehl, und viertens der Nullbefehl.
Der Aufbefehl zum Fahren kann noch unterteilt sein in die Befehle"Fahren Reihe"und"Fahren Par- allel", mit denen eine Aussage über die Schaltung der Fahrmotoren gemacht wird. Der Nullbefehl bewirkt das Öffnen sämtlicher Starkstromschalter und wird dann ausgelöst, wenn der Fahrschalter des Triebfahrzeuges weder auf einen Fahr-, noch auf einen Bremsbefehl geschaltet ist.
Der Fahrtregler enthält den eigentlichen Stromregler, einen Impulsgeber und einen Überbremsschutz.
Ein an sich bekannter Impulsgeber liefert die Impulse zur jeweiligen Fortschaltung des Schaltwerkes um eine Stufe. Dabei ist der Abstand zweier Impulse so zu wählen, dass er grösser ist als die Zeit, die bis zur Schliessung der angesteuerten Kontakte verstreicht. Ausserdem ist es zweckmässig, für Bremsbefehle eine veränderliche Impulsfrequenz vorzusehen, um bei einer selbsterregten Widerstandsbremse den Motoren Zeit zum Aufbau ihrer Erregung zu lassen. Es ist deshalb erforderlich, die Impulsfrequenz abhängig von dem Istwert des Fahrtstromes zu machen, wobei unter Fahrtstrom der durch den Anker des Fahrmotors flie- ssende Strom verstanden werden soll.
Der Überbremsschutz verhindert, wie bereits vorgeschlagen, ein Überbremsen der Räder dadurch, dass er den Sollwert des Stromreglers beeinflusst, wodurch die Bremskraft verringert wird.
Sowohl der Überbremsschutz als auch der Impulsgeber sind nicht Gegenstand der Erfindung.
Die Erfindung betrifft einen Fahrtregler für elektrische Triebfahrzeuge, wobei ein Magnetverstärker in Abhängigkeit von Betriebsgrössen den Fahrmotorstrom steuert. Erfindungsgemäss werden in dem Magnetverstärker Soll- und Istwerte des Fahrtstromes als gleichgerichtete elektromotorische Kräfte addiert, und die Summe unterbricht durch Ansprechen eines in an sich bekannter Weise dem Magnetverstärker nachgeschalteten Transistorgliedes bei einem vorgegebenen Schwellwert einen Fortschaltbefehl.
An Hand der Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die Fig. 1 stellt die Einzelheiten des Stromreglers dar, während die Fig. 2 das Zusammenwirken der einzelnen Bauteile des Fahrtreglers veranschaulicht.
Die Fig. 1 zeigt den als Gleichstromwandler aufgebauten Stromregler 1. Auf die Steuerwicklung 2 wird der von einem Shunt 3 abgegriffene Istwert des Fahrmotorstromes gegeben. Der Shunt 3 liegt in der Leitung 4. Der Ausgangsstrom des Stromreglers ist diesem Steuerstrom proportional. Damit ist auch die am Widerstand 5 entstehende Spannung dem Fahrmotorstrom verhältnisgleich. Übersteigt diese Spannung
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die Gegenspannung der Zenerdiode 6, so fliesst über diese ein Strom, und der nachgeschaltete Transistor- verstärker 7 wird angesteuert. Er hat einen antivalenten Ausgang, d. h., beim Erscheinen des Eingangssi- gnals geht das Ausgangssignal auf Null. Damit ist die Weiterschaltung des Schaltwerkes unterbrochen. Zur Veränderung des Schaltpunktes des Stromreglers fliesst durch eine weitere Steuerwicklung 8 ebenfalls Strom.
Ihre Durchflutung addiert sich zu der Durchflutung der Steuerwicklung 2. Für den Punkt, da die Weiter- schaltung des nicht näher dargestellten Schaltwerkes des elektrischen Triebfahrzeuges unterbrochen wird, ist die Summe beider Durchflutungen massgebend. Mit Hilfe des Zusatzstromes lässt sich also der Wert des Motorstromes bestimmen. bei dem das Schaltwerk angehalten wird ; man bezeichnet ihn deshalb auch als Sollwertstrom. Es wird mit einem Potentiometer 9 eingestellt, das der Fahrer des Fahrzeugs bedient und das unmittelbar in Einheiten des Motorstromes bzw. in Zugkraft geeicht werden kann. Damit wird also für den Fahr-und Bremsbetrieb nicht mehr eine bestimmte Stufe, sondern ein bestimmter Fahr- und
Bremsstrom vorgegeben.
Das Schaltwerk läuft so lange, bis dieser Wert erreicht ist ; hält dann an und wartet, bis der Strom wieder unter den Ansprechwert gesunken ist.-
Der Stromregler 1 enthält noch eine dritte Steuerwicklung 10, mit der ebenfalls eine Beeinflussung des Punktes herbeigeführt werden kann, bei dem die Weiterschaltung des Schaltwerkes unterbrochen wird.
Diese Steuerwicklung 10 kann z. B. an einen Überbremsschutz angeschlossen sein, der mit grösser werdendem Strom in den Leitungen 11 und 12 bei einem Bremsvorgang die Weiterschaltung des Schaltwerkes bereits bei immer niederen Stufen unterbricht und somit eine Bremskraftverringerung herbeiführt.
Die Fig. 2 veranschaulicht die Funktionselemente des Fahrtreglers. Seine wesentlichsten Bestandteile sind der Stromregler 1 aus der Fig. l, ein an sich bekannter Impulsgeber 22 und ein bereits vorgeschlage- ner, hier einen nicht wesentlichen Bestandteil bildender Überstromschutz 23. Der Fahrtregler hat die Eingangsleitungen 24 - 29. Durch die Leitung 24 erhält der Stromregler 1 eine Meldung über den Istwert des Motorstromes. Die Leitung 25 gibt den Sollwert für eine Fahr- oder Bremsstufe an, je nachdem, ob die Leitung 26"Fahren Reihe"oder 27"Fahren Parallel"oder die Leitung 28 "Bremsen" ein Signal gibt. Die Leitungen 25 - 28 gehen von dem nicht näher dargestellten Fahrschalter eines elektrischen Triebfahrzeuges aus.
Die Leitung 29 meldet dem Überbremsschutz 23 das Verhalten der Spannung der Fahrmotoren.
Weiteres Merkmal des Fahrtreglers sind die Und-Glieder 30 - 33. Sie sorgen dafür, dass bestimmte Befehle nur bei bestimmten Eingangsmeldungen weitergegeben werden.
Der Befehl "Fahren Reihe" wird von dem Und-Glied 30 dann auf die Leitung 40 gegeben, wenn der Stromregler 1 über die Leitung 35 ein Signal gibt, der Fahrschalter über die Leitung 26 seine Stellung auf "Fahren Reihen meldet und von dem Impulsgeber 22 ein Impuls gegeben wird.
Der Befehl"Fahren Parallel"wird von dem Und-Glied 31 dann auf die Leitung 41 gegeben, wenn der Fahrschalter über die Leitung 27 seine Stellung auf "Fahren. Parallel" meldet und wenn von dem Ausgang des Und-Gliedes 30 eine Meldung vorliegt.
Der Befehl"Bremsen"wird von dem Und-Glied 32 dann auf die Leitung 42 gegeben, wenn der Stromregler 1 über die Leitungen 35 und 36 ein Signal gibt, von dem Impulsgeber 22 über dessen Leitung 37 und die Leitung 38 ein Impuls gegeben wird, und wenn über die Leitung 28 der Fahrschalter seine Stellung "Bremsen" meldet.
Der Befehl "Bremse Lösen" wird von dem Und-Glied 33 dann auf die Leitung 43 gegeben, wenn bei der Stellung "Bremsen" des Fahrschalters von dem Überbremsschutz 23 ein Signal vorliegt.
Von dem Oder-Glied 34wird der "Null-Befehl" auf die Leitung 44 gegeben, wenn weder die Leitung 45 noch die Leitung 46 eine Fahr- oder Bremsstellung des Fahrschalters meldet.
Über die Leitung 47 beeinflusst der Uberstromschutz 23 den Stromregler 1 derart, dass eine Verringerung der Bremskraft erfolgt. Die Leitung 48 übermittelt dem Impulsgeber 22 den Istwert desFahrtstromes, damit die Impulsfrequenz diesem angepasst werden kann.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Fahrtregler für elektrische Triebfahrzeuge, wobei ein Magnetverstärker in Abhängigkeit von Betriebsgrössen den Fahrmotorstrom steuert, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Magnetverstärker Soll- und Istwerte des Fahrtstromes als gleichgerichtete elektromotorische Kräfte addiert werden und die Summe durch Ansprechen eines in an sich bekannter Weise dem Magnetverstärker nachgeschalteten Transistorgliedes bei einem vorgegebenen Schwellwert einen Fortschaltbefehl unterbricht.