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Nutzbremsschaltung für Einphasenkollektormaschinen
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mit Verwendung von zwei unabhängigen, selbsttätigen, stetigen Regelungen ohne weiteres möglich, wobei die erste die Phase und die zweite die Grösse der Erregung des Erregermotors derart regelt, dass das optimale Spannungsdreieck im oberen Geschwindigkeitsbereich erhalten bleibt.
Die Erfindung bezweckt eine Vereinfachung dieser allgemeinen Lösung durch die Erkenntnis, dass dos optimale Spannungsdreieck durch eine Regulierung verwirklicht werden kann, wobei als einziges regelbares Element eine Drosselspule vorgesehen ist. Die richtige Kombination der Phasen- und Grössenregelung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der beschriebenen Schaltung der Erregertransformator mit einer Teil- spannung U2 die Reihenschaltung der regelbaren Induktivität und der Feldwicklung des Erregermotors speist, und zur Verzögerung der Phase des Erregerstromes J4 ein vorwiegend ohmscher Widerstand vorgesehen ist, der einerseits entweder an einer Endklemme oder an einer Anzapfung der regelbaren Induktivität liegt und anderseits entweder an einer Endklemme oder an einer Anzapfung des Erregertransformators,
so dass die Spannung Us am Widerstand gleich ist einer Summenspannung, gebildet aus zumindest einem Teil der Induktivitätsspannung U, sowie zumindest einem Teil der Stufentransformatorspannung
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ren Induktivität angeschlossen sein. In diesem Falle ist die Konstante a = 1. Das andere Ende des Wider standes kann entweder an einer Endklemme oder an einer Anzapfung des Erregertransformators angeschlossen sein. Weiterhin ist es möglich, den Erregerkreis des Bremsmotors an Anzapfungen des Erregertransformators zu schalten.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht stellt. Fig. 1 gibt ein Schaltschema wieder. Die Fig. 2 und 3 zeigen Spannungs- und Stromdiagramme. Fig. 4 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise. Fig. 5 veranschaulicht die Leistungsfaktoren, Fig. 6 die Bremskraft in Funktion der Geschwindigkeit.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Stufentransformator, mit 2 ein Erregertransformator, mit 3 eine ver- änderbare Induktivität, mit 4 die Erregerwicklung eines Erregermotors und mit 5 ein vorwiegend ohmscher Widerstand bezeichnet. Der Anker 6 des Erregermotors liegt zu der Feldwicklung 7 eines Bremsmotors in Reihe, dessen Anker mit der Bezugszahl 8 versehen ist. 9 stellt eine Bremsdrossel dar. Eine erste Gleichrichterbrücke 10 speist eine Sättigungswicklung 11, welche zur veränderbaren Induktivität 3 gehört. Die Arbeitswicklungen 12a, 12b eines spannungssteuernden Transduktors sind einerseits mit der Brücke 10, anderseits über die Sättigungsventile 13a, 13b miteinerKlem- me des Stufentransformators l verbunden.
Eine erste Steuerwicklung 14 des Transduktors liegt am Ausgang einer zweiten Gleichrichterbrücke 15, deren Eingang an die Ankerwicklung 8 des Bremsmotors angeschlossen ist. Schliesslich speist eine dritte, mit dem Stufentransformator 1 in Verbindung stehende Gleichrichterbrücke 16 eine zweite Steuerwicklung 17 des Transduktors.
In Fig. 1 ist nur ein Bremsmotor dargestellt. Normalerweise sind jedoch mehrere solcher Motoren vorhanden. Es ist dann zweckmässig, deren Feldwicklungen in Reihe an den Anker 6 des Erregermotors anzuschliessen. Ferner kann man bei mehreren parallelgeschalteten Ankern 8 die Bremsdrossel 9 entweder in mehrere Einzelspulen aufteilen oder auch unabhängige Wicklungen auf einem gemeinsamen Kern vorsehen.
Die Fig. 2 und 3 geben Zeigerdiagramme für eine Schaltung gemäss Fig. 1 wieder. Unter Beachtung der in Fig. l eingetragenen Zählpfeile für die Spannungen und Ströme und bei Anwendung der bekannten
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bei gleichzeitig geringster Bauleistung der Bremsdrossel möglich. Das in Fig. 2 eingetragene Spannungsdreieck erfüllt die vorgenannten Bedingungen mit guter Näherung.
Ferner ist unter Beachtung der Ortskurve K, welche die Fahrzeuggeschwindigkeit in Prozenten der Maximalgeschwindigkeit angibt, zu erkennen, dass die günstigsten Bremsbedingungen in einem Drehzahlbereich von etwa 50 bis 100% der Höchstgeschwindigkeit erhalten bleiben.
Die erfindungsgemässe Nutzbremsschaltung entsprechend Fig. 1 wirkt folgendermassen :
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Es sei zunächst vorausgesetzt, dass die Spannung Ul des Stufentransformators bei veränderlicher Drehzahl n bzw. Geschwindigkeit v konstant bleibe (Fig. 4). Die Steuerwicklung 17 des Transduktors erhält dann von der Gleichrichterbrücke 16 einen unveränderlichen Steuerstrom. Mit steigender Drehzahl nimmt die Spannung U am Anker des Bremsmotors zu. Folglich erhöht sich auch der Steuerstrom der Steuerwicklung 14, wodurch der Widerstand des Transduktors bei entsprechender Wahl der Steuerstromrichtungen wächst. Es muss demnach der über die Sättigungswicklung 11 fliessende Strom sinken. Die Induktivität 3 wird stärker entsättigt, so dass ihre Reaktion x steigt.
Dies hat eine Verkleinerung des Stromes J4, der Spannung U6 und des Stromes J 6 zur Folge.
Im unteren Drehzahlbereich nimmt J 6 zunächst zu, weil die Summenspannung aus Ul und U6 bei praktisch konstanter Erregung J4 des Erregermotors steigt. Mit Hilfe eines nicht gezeigten Schalters kann man ferner die Induktivität 3 bei kleinen Geschwindigkeiten überbrücken, wodurch eine Beeinflussung des Funktionsverlaufes von J6 möglich wird.
Es lässt sich nachweisen, dass auf einer gegebenen Transformatorstufe der Ankerstrom Ja (Fig. 4) in einem grossen Geschwindigkeitsbereich dann annähernd konstant gehalten werden kann, wenn die Spannung U5 am vorwiegend ohmschen Widerstand 5 gleich ist einer Summenspannung, gebildet auszumindest einem Teil der Induktivitätsspannung U, sowie zumindest einem Teil der Stufentransformatorspannung
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und U gleich ist jener Spannung, die an der aus der Erregerwicklung 4 des Erregermotors und der veränderbaren Induktivität 3 gebildeten Reihenschaltung liegt. Gemäss Fig. l liegt die eine Klemme des Widerstandes 5 zwischen der veränderbaren Induktivität 3 und der Erregerwicklung 4 des Erregermotors.
In diesem Falle ist a = 1 : beim Anschluss an eine nicht wiedergegebene Induktivitätsanzapfung würde a entsprechend kleiner werden.
Fig. 5 gibt den Verlauf des internen Leistungsfaktors cos und des externen Leistungsfaktors cos cp
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kraft.
Nach Fig. l liegt der Widerstand 5 parallel zu einer Reihenschaltung, die aus einem Teil des Erregertransformators 2 sowie der Erregerwicklung 4 des Erregermotors besteht. Man könnte aber auch den Widerstand 5 an eine Anzapfung des Erregertransformators legen. Weiterhin wäre es möglich, den Erregerkreis der Bremsmotoren an Anzapfungen des Erregertransformators zu schalten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Nutzbremsschaltung für Einphasenkollektormaschinen, insbesondere für Triebfahrzeuge mit mehreren Motoren, wobei mindestens einer der Motoren als Erregermotor Verwendung findet, während die Anker der Bremsmotoren über eine Bremsdrossel an einen Stufentransformator geschaltet sind und die Feldwicklung des Erregermotors von einem Erregertransformator über eine regelbare Induktivität und einen
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formator (2) mit einer Teilspannung U die Reihenschaltung der regelbaren Induktivität (3) und der Feldwicklung (4) des Erregermotors (6) speist, und zur Verzögerung der Phase des Erregerstromes J4 ein vorwiegend ohmscher Widerstand (5) vorgesehen ist, der einerseits entweder an einer Endklemme oder an einer Anzapfung der regelbaren Induktivität (3)
liegt und anderseits entweder an einer Endklemme oder an
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schen Widerstand (5) in Verbindung steht.