AT399975B - ELECTRICAL CIRCUIT FOR SUPPLYING AN ELECTRIC MOTOR FROM A POWER SUPPLY - Google Patents

ELECTRICAL CIRCUIT FOR SUPPLYING AN ELECTRIC MOTOR FROM A POWER SUPPLY Download PDF

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Abstract

An electric circuit serves to feed an electric motor 1 from an electric network (mains supply) 2. The operating voltage of the electric motor 1 deviates from the system (line, mains, supply) voltage. An ohmic voltage divider 4 is provided in the line 3 connected to the network. A voltage corresponding to the operating voltage of the electric motor 1 is tapped at the tapping points 5, 6 of the resistor R2 of this ohmic voltage divider 4. A rectifier bridge circuit 8 is arranged in the connecting line 7 between these tapping points 5, 6 and the electric motor 1. The electric circuit serves, in particular, to feed a fan motor for an electric resistance heating system for railway carriages. It is expedient in this case to form the ohmic voltage divider from a resistance heating element of the electric resistance heating system.

Description

AT 399 975 BAT 399 975 B

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung für die Speisung eines Elektromotors, insbesondere eines LQftermotors für eine elektrische Widerstandsheizung von Eisenbahnwaggons, aus einem Stromnetz, wobei die Betriebsspannung des Elektromotors von -der Netzspannung abweicht.The invention relates to an electrical circuit for supplying an electric motor, in particular an LQfter motor for electrical resistance heating of railway wagons, from a power supply system, the operating voltage of the electric motor deviating from the mains voltage.

Die Beheizung von Eisenbahnwaggons erfolgt über elektrische Widerstandsheizelemente, wobei die s durch diese Widerstandsheizelemente erwärmte Luft mittels eines durch einen Elektromotor angetriebenen Lüfters umgewälzt wird. Die Spannung, mit der die elektrische Widerstandsheizung betrieben wird, und daher auch die Betriebsspannung des den Lüfter antreibenden Elektromotors sind bei verschiedenen Waggontypen unterschiedlich, und zwar insbesondere hinsichtlich der Stromart und hinsichtlich der Netzfrequenz. So wird für den Betrieb der elektrischen Widerstandsheizung je nach Waggontype Gleichstrom und jo Wechselstrom mit einer Frequenz von 16 2/3 Hz und 50 Hz verwendet. Die Betriebsspannung der Elektromotoren für den Antrieb der Lüfter muß der verwendeten Stromart und Frequenz angepaßt sein.Railway wagons are heated by means of electrical resistance heating elements, the air heated by these resistance heating elements being circulated by means of a fan driven by an electric motor. The voltage at which the electrical resistance heater is operated, and therefore also the operating voltage of the electric motor driving the fan, are different for different types of wagons, in particular with regard to the type of current and with regard to the mains frequency. Depending on the wagon type, direct current and alternating current with a frequency of 16 2/3 Hz and 50 Hz are used for the operation of the electrical resistance heating. The operating voltage of the electric motors for driving the fans must be adapted to the type of current and frequency used.

Bei Ausfall eines Lüfters bricht das gesamte von diesem Lüfter versorgte Klimasystem zusammen. Es besteht daher die Notwendigkeit, in einem solchen Fall den Lüfter samt dem zugehörigen Antriebsmotor und in der Regel auch die als Einheit mit dem Lüfter zusammengebauten Widerstandsheizelemente rasch 75 und einfach austauschen zu können.If one fan fails, the entire air conditioning system supplied by this fan breaks down. There is therefore the need in such a case to be able to quickly and easily replace the fan together with the associated drive motor and, as a rule, also the resistance heating elements assembled as a unit with the fan.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, eine elektrische Schaltung für die Speisung eines Elektromotors, mit dem insbesondere ein Lüfter für eine elektrische Heizung angetrieben wird, zu schaffen, die es ermöglicht, einen handelsüblichen und daher preisgünstigen Elektromotor unabhängig von der Stromart und Frequenz des Netzes zu verwenden, so daß die erfindungsgemäße 20 Schaltung in Verbindung mit einem handelsüblichen Elektromotor bestimmter Type insbesondere bei elektrischen Widerstandsheizungen bei Eisenbahnwaggons verwendet werden kann, gleichgültig, welche Stromart und Frequenz im Speisenetz der jeweils vorhandenen Waggontype Anwendung findet Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß an die Netzspannung ein Ohm'scher Spannungsteiler angeschlossen ist, an dem eine der Betriebsspannung des von einem Gleichstrommotor gebildeten 25 Elektromotors entsprechende Spannung abgegriffen wird, und daß an die Abgriffspunkte des Spannungsteilers eine Gleichrichterschaltung angeschlossen ist, über die der Gleichstrommotor gespeist wird.The present invention has therefore set itself the task of creating an electrical circuit for the supply of an electric motor, with which in particular a fan for an electric heater is driven, which enables a commercial and therefore inexpensive electric motor regardless of the type of current and frequency to use the network, so that the circuit 20 according to the invention can be used in connection with a commercial electric motor of a certain type, in particular for electrical resistance heating in railway wagons, irrespective of the type of current and frequency in the feed network of the respective existing wagon type. To solve this problem, the invention proposes before that an ohmic voltage divider is connected to the mains voltage, at which a voltage corresponding to the operating voltage of the 25 electric motor formed by a direct current motor is tapped, and that at the tapping points of the voltage part A rectifier circuit is connected via which the DC motor is fed.

Die erfindungsgemäße elektrische Schaltung ermöglicht die Verwendung von handelsüblichen preisgünstigen Gleichstrommotoren mit einer Betriebsspannung von beispielsweise 12 V ödere 24 V, und zwar unabhängig von Stromart und Frequenz des Speisenetzes. Dadurch, daß an die Netzspannung ein 30 Ohm'scher Spannungsteiler angeschlossen ist, wird auf einfache Weise eine Reduzierung der Netzspannung auf die jeweilige Betriebsspannung des Motors unabhängig von der Stromart ermöglicht. Das Netz kann somit mit Gleichstrom oder Wechselstrom verschiedener Frequenz gespeist sein. Dadurch, daß an die Abgriffspunkte des Spannungsteilers eine Gleichrichterschaltung angeschlossen ist, wird bei einer Anspeisung mit Wechselstrom eine Gleichrichtung erzielt, die den Betrieb des Gleichstrommotors ermöglicht. Bei 35 einer Speisung des Netzes mit Gleichstrom ist zwar diese Gieichrichterschaltung nicht erforderlich, stört jedoch auch nicht.The electrical circuit according to the invention enables the use of commercially available, inexpensive direct current motors with an operating voltage of, for example, 12 V or 24 V, regardless of the type of current and frequency of the feed network. Because a 30 ohm voltage divider is connected to the mains voltage, a reduction of the mains voltage to the respective operating voltage of the motor is made possible in a simple manner, regardless of the type of current. The network can thus be supplied with direct current or alternating current of different frequencies. Characterized in that a rectifier circuit is connected to the tapping points of the voltage divider, rectification is achieved with a supply with alternating current, which enables the operation of the direct current motor. If the network is supplied with direct current, this rectifier circuit is not required, but it does not interfere.

Die erfindungsgemäße elektrische Schaltung schafft somit in Verbindung mit einem Gleichstrommotor ein Universalgerät, das einen Austausch eines von einer Netzspannung gespeisten Motors unabhängig von Stromart und Frequenz ermöglicht. Da dieses Universalgerät frequenzunabhängig arbeitet, weist es den 40 Vorteil auf, daß mit ein und demselben Universalgerät ein Austausch eines defekten Gerätes bei jeder beliebigen Waggontype vorgenommen werden kann, gleichgültig, ob die elektrische Widerstandsheizung mit Gleichstrom, mit Wechselstrom verschiedener Frequenz oder mit Drehstrom'gespeist wird. Es muß daher lediglich eine einzige Type eines solchen Universalgerätes auf Lager gehalten werden. Selbstverständlich kann aber dieses Universalgerät auch bereits bei der Neuherstellung von Eisenbahnwaggons 46 Verwendung finden.The electrical circuit according to the invention thus creates, in conjunction with a DC motor, a universal device which enables an exchange of a motor fed by a mains voltage regardless of the type of current and frequency. Since this universal device works independently of frequency, it has the advantage that the same universal device can be used to replace a defective device in any type of wagon, regardless of whether the electrical resistance heating is supplied with direct current, with alternating current of different frequencies or with three-phase current becomes. It is therefore only necessary to keep a single type of such a universal device in stock. Of course, this universal device can also be used in the new production of railway carriages 46.

Eine besonders vorteilhafte und günstige Ausführungsform ergibt sich dann, wenn der Ohm'sche Spannungteiler ein Heizelement der elektrischen Widerstandsheizung ist. In diesem Fall ist es nämlich nicht erforderlich, für den Ohm'schen Spannungsteiler einen gesonderten Widerstand vorzusehen, sondern die Betriebsspannung für den Lüftermotor kann an dem ohnedies vorhandenen Heizwiderstand abgegriffen so werden. Der Abgriff dieser Betriebsspannung ist bei Anordnung mehrerer Heizelemente, die beispielsweise von den drei Phasen eines Drehstromnetzes gespeist werden, an lediglich einem dieser Heizelemente möglich. Sind die Heizelemente mit dem Lüfter und dem Antriebsmotor desselben in einer Einheit zusammengefaßt, so kann bei einem Defekt diese Einheit mit wenigen Handgriffen ausgewechselt werden, ohne genau feststellen zu müssen, welcher Bauteil defekt ist. Dies ist insbesondere dann ein wesentlicher 55 Vorteil, wenn während der Fahrt in einem Eisenbahnwaggon ein Defekt an der Heizungsanlage auftritt, der dann rasch behoben werden kann.A particularly advantageous and inexpensive embodiment is obtained when the ohmic voltage divider is a heating element of the electrical resistance heater. In this case, it is not necessary to provide a separate resistor for the ohmic voltage divider, but the operating voltage for the fan motor can be tapped at the heating resistor which is already present. This operating voltage can be tapped off from only one of these heating elements if several heating elements, which are fed, for example, from the three phases of a three-phase network, are arranged. If the heating elements with the fan and the drive motor of the same are combined in one unit, this unit can be replaced in a few steps in the event of a defect, without having to determine exactly which component is defective. This is a particularly significant advantage if a defect occurs in the heating system while traveling in a railroad car, which can then be quickly remedied.

Zweckmäßig ist die Gleichrichterschaltung eine Brückenschaltung.The rectifier circuit is expediently a bridge circuit.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung. 2The drawing shows an embodiment of the electrical circuit according to the invention. 2nd

Claims (3)

AT 399 975 B Die dargestellte elektrische Schaltung dient zur Speisung eines beispielsweise einen Lüfter antreibenden Gleichstrommotors 1 aus einem Stromnetz 2. Das Stromnetz 2 kann hiebei sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom oder Drehstrom verschiedener Frequenz gespeist sein. Die Schaltung ist somit anwendbar für eine Frequenz des Stromnetzes 2 zwischen einem Wert 0 Hz (Gleichstrom) und einem in Wechselstrom- oder Drehstromnetzen üblichen Wert, also beispielsweise einem Wert von 16 2/3 Hz oder 50 Hz. Für die folgenden Erläuterungen wird angenommen, daß das Stromnetz 2 mit einer Wechselspannung von 220 V, 50 Hz betrieben wird. An das Stromnetz 2 ist über eine Leitung 3 ein Ohm'scher Spannungsteiler 4 angeschlossen, der die beiden Widerstände Ri und R2 aufweist. Die Widerstände Ri und R2 bilden vorzugsweise Abschnitte eines Widerstandsheizelementes einer elektrischen Widerstandsheizung für Eisenbahnwaggons, wobei die durch dieses Widerstandsheizelement erwärmte Luft durch einen vom Elektromotor 1 angetriebenen Lüfter umgewälzt wird. Wird der Elektromotor 1 mit einer Gleichspannung von 24 V betrieben, so sind die beiden Widerstände so dimensioniert, daß am Widerstand Ri eine Spannung von 196 V und am Widerstand Rz eine Spannung von 24 V abfällt. Diese Spannung am Widerstand R2 wird an den Abgriffspunkten 5,6 abgegriffen und über eine Verbindungsleitung 7 den beiden gegenüberliegenden Anschlußpunkten einer Gleichrichterbrückenschaltung 8 zugeführt. Die beiden anderen Anschlußpunkte der Gleichrichterbrückenschaltung 8 sind mit den Anschlußklemmen des Gleichstrommotors 1 verbunden. Die erfindungsgemäße Schaltung ermöglicht somit die Anspeisung eines Gleichstrommotors mit einer Spannung von 24 V aus einem Stromnetz mit einer Wechselspannung von 220 V und beliebiger Frequenz. Wird ein Elektromotor mit einer anderen Betriebsspannung verwendet, so ist eine entsprechende Änderung der Widerstandswerte vorzunehmen. Eine Änderung der Stromart und/oder der Frequenz im Stromnetz 2 wirkt sich auf die erfindungsgemäße Schaltung nicht aus. Bei Verwendung von Gleichstrom ist zwar die Gleichrichter-Brückenschaltung 8 überflüssig, jedoch nicht störend. Patentansprüche 1. Elektrische Schaltung für die Speisung eines Elektromotors (1), insbesondere eines Lüftermotors für eine elektrische Widerstandsheizung von Eisenbahnwaggons, aus einem Stromnetz (2), wobei die Betriebsspannung des Elektromotors (1) von der Netzspannung (U) abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß an die Netzspannung (2) ein Ohm'scher Spannungsteiler (4) angeschlossen ist, an dem eine der Betriebsspannung des von einem Gleichstrommotor gebildeten Elektromotors (1) entsprechende Spannung abgegriffen wird, und daß an die Abgriffspunkte (5,6) des Spannungsteilers (4) eine Gleichrichterschaltung (8) angeschlossen ist, über die der Gleichstrommotor (1) gespeist wird.AT 399 975 B The electrical circuit shown serves to supply a DC motor 1, for example driving a fan, from a power supply system 2. The power supply system 2 can be supplied with both direct current and alternating current or three-phase current of different frequencies. The circuit can thus be used for a frequency of the power network 2 between a value of 0 Hz (direct current) and a value customary in AC or three-phase networks, for example a value of 16 2/3 Hz or 50 Hz. The following explanations assume that that the power network 2 is operated with an AC voltage of 220 V, 50 Hz. An ohmic voltage divider 4, which has the two resistors Ri and R2, is connected to the power network 2 via a line 3. The resistors Ri and R2 preferably form sections of a resistance heating element of an electrical resistance heating for railway wagons, the air heated by this resistance heating element being circulated by a fan driven by the electric motor 1. If the electric motor 1 is operated with a DC voltage of 24 V, the two resistors are dimensioned such that a voltage of 196 V drops at the resistor Ri and a voltage of 24 V drops at the resistor Rz. This voltage across the resistor R2 is tapped at the tapping points 5, 6 and is fed to the two opposite connection points of a rectifier bridge circuit 8 via a connecting line 7. The two other connection points of the rectifier bridge circuit 8 are connected to the connection terminals of the DC motor 1. The circuit according to the invention thus enables a DC motor with a voltage of 24 V to be fed from a power supply system with an AC voltage of 220 V and any frequency. If an electric motor with a different operating voltage is used, the resistance values must be changed accordingly. A change in the type of current and / or the frequency in the power network 2 has no effect on the circuit according to the invention. When using direct current, the rectifier bridge circuit 8 is superfluous, but not disturbing. 1. Electrical circuit for the supply of an electric motor (1), in particular a fan motor for electrical resistance heating of railway wagons, from a power supply system (2), the operating voltage of the electric motor (1) deviating from the mains voltage (U), characterized in that that an ohmic voltage divider (4) is connected to the mains voltage (2), at which a voltage corresponding to the operating voltage of the electric motor (1) formed by a direct current motor is tapped, and that the tapping points (5, 6) of the voltage divider ( 4) a rectifier circuit (8) is connected, via which the DC motor (1) is fed. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ohm'sche Spannungsteiler (4) ein Heizelement der elektrischen Widerstandsheizung ist.2. Circuit according to claim 1, characterized in that the ohmic voltage divider (4) is a heating element of the electrical resistance heater. 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung eine Brückenschaltung ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 33. A circuit according to claim 1, characterized in that the rectifier circuit is a bridge circuit. With 1 sheet of drawings 3
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