Verfahren zur Shuntung und Bremsung bei elektrischen Triebfahrzeugen, die sowohl für Einfach-, als auch für Gruppenfahrt benutzbar sind. Es gibt elektrische Triebwagen, die so wohl für Einfach-, als auch für Gruppen fahrt benutzbar sind. Die Einfachtraktion entspricht der normalen Strassenbahnschal tung, bei welcher ein Triebwagen durch den Fa.brkontroller gesteuert wird. Bei Gruppen fahrt dagegen sind zwei Triebwagen mit einander gekuppelt, und der zweite wird vom Kontroller des ersten gesteuert.
Bei solchen Triebwagen hat man bis jetzt auf eine Shuntung und eine elektrische Brem sung aller Motoren verzichtet, da, der dazu erforderliche Aufwand an Leitungen und liupplungs-Elementen zu gross war. Eine der bisher bekanntgewordenen Schaltungen, die eine elektrische Bremsung aller Motoren gestattet, hat den Nachteil, da.ss für die Bremsung zwei gei-rennte Widerstände vor- han.den sein müssen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Ver fahren, durch das dieser Nachteil vermieden und in einfachster Weise sowohl eine Shun- tung, als auch eine elektrische Bremsung aller Motoren bei Einfach- und- Gruppen fahrt ausgeführt werden kann. Erfindungs gemäss wird dies dadurch erreicht, dass bei Gruppenfahrt zur Erzielung einer Feld schwächung sämtlicher Motoren die einen Enden der andernends stets verbundenen und dadurch parallelgeschalteten Felder (b2) der Motoren des geführten Triebwagens mit einander über Feldschwächungswiderstände (c_ bezw. d1)
und Schaltelemente (i2 bezw. ü) verbunden werden, und dass bei Gruppen fahrt mit Kurzschlussbremsung Amtlicher Notoren a", a.," b1, b2 diese auf nur einen Bremswiderstand (k,) geschaltet werden.
In der Zeichnung sind schematisch einige Ausführungsbeispiele von Schaltungen, die dem Verfahren nach der Erfindung entspre- ehen, dargestellt. Die Abb. 1 und 2 zeigen eine Gruppenschaltung, welche eine 8hun- tung gestattet, Abb. 1 entspricht der Serien- schaltung und A.bb. 2 der Parallelschaltung.
Eine weitere Shuntungsmöglichkeit ist in Abb. 3 gezeigt. Abb. 4 zeigt die,S'huntung bei Einfachtraktion. Abb. 5 zeigt die Schal tung bei nur einer Verbindungsleitung zwi schen beiden Triebwagen und bei Rück- wärtstfahrt. In den Abb. 6,, 7 und 8 sind Möglichkeiten für die elektrische Bremsung gezeigt.
In allen Abbildungen bedeuten a, a1, a2 die Motoranker, b, b,, b,. die Felder, e, ei, c:, Slhuntwiderstände und<I>e, e,,</I> e2 Schaltele mente. Die mit dem Index 1 versehenen Teile gehören zum führenden und die mit dem Index 2 bezeichneten zum geführten Trieb wagen.
Die Schaltelemente ei, e2, ml, m2,' die schematisch durch zwei Kreisbögen darge stellt sind, befinden sich im geschlossenen Zustand, sofern, ein kleiner Kreis dazwi schen gezeichnet ist.
Der Strom fliesst in Abb. 1 vom Stromabnehmer j über den An- fahrwiderständ 7c, der in vorliegendem Falle ausgeschaltet ist, verteilt sieh dann auf die beiden Motorgruppen, und zwar fliesst er durch je einen Motor a, über die Felder b, des führenden Triebwagens, durch die Stromkupplungen f bezw. g, und daün zu den Motorankern a2 des geführten Triebwa gens und über die Felder b2 zur Erde l2. Soll geshuntet werden,
iso werden die Schalter ei und der Schalter in., geschlossen. Durch die Schalter ei werden die .Shuntwiderstände cl im führenden Triebwagen eingeschaltet.
Wie aus Abb. 1 zu sehen, liegen die> Enden .der Shuntwiderstände c2 an Kontakten 1t2. Diese Kontakte h2 sind durch. das Kon taktsegment i2 mit. einem an die Leitung r2 angeschlossenen Kontakt verbunden.
Die Kontakte lag und das Kontaktsegment i2 des einen Triebwagens, ebenso wie die Kontakte h, und das Seboment il des, andern befinden sich an der Umschaltwalze, welche" je nach dem, ob in Einfach- oder Gruppenschaltung gefahren wird, ob der Triebwagen der füll- rende oder der geführte ist,
eine besondere Stellung innehat. Ist der Triebwagen mit den Motoren a1 der führende, so sind;, wie in der Abb. 1 dargestellt, die Kontakte hl nicht in Berührung mit dem Kontaktsegment i,.
Im geführten Motorwagen dagegen sind die Kon takte h2 durch das Kontaktsegment i2 mit der Leitung r2 verbunden. Von der Leitung r2 fliesst der Strom über die Kupplung q nachdem Schalter ml, der sich am K'ontrol- ler des führenden Wagens befindet, und, weil geschlossen, eine Verbindung mit der Erde 1, herstellt.
Hierdurch werden die Ro toren im geführten Wagen ebenfalls geshun- tet. Abb. 2 zeigt die Parallelschaltung der Motoren der beiden Triebfahrzeuge, bei der die Shuntung ebenfalls in -der für die Se- rienschaltung beschriebenen Weise erfolgt.
In der Abb. 4 ist der Vollständigkeit hal ber die Schaltung bei Einfachtraktion, welche der normalen: Strassenbahnschaltung entspricht, im geshunteten Zustande dar gestellt.
Gemäss Abb. 1 und 2 sinn für die Durch- führung der ,Shuntung drei Leitungen zwi schen den Triebwagen erforderlich, von de nen zwei für die elektrische Verbindung der Motoren der beiden Triebwagen dienen.
Bei Verwendung nur einer einzigen Verbin dungsleitung zwischen den Motoren müsste der .geführte Triebwagen dann wie in Abb_ 5 geschaltet sein: Hierbei treten aber Schwie- rigk,citen auf, wenn beim Rangieren rück wärts gefahren werden soll. Bei der Rück wärtsfahrt werden nur die Motoren des füh renden Triebwagens benutzt, während die Verbindungen zum geführten Wagen abge trennt werden. Die Trennstelle ist in Abb. 5 mit s bezeichnet.
Wird jetzt rückwärts ge fahren, so treten in den Motoren a2 des ge führten Triebwagens infolge des remanenten Magnetismus der Felder generatorische Wirkungen ein.
Nimmt man an, dass in dem linken Motor die durch Remanenz erzeugte E'MK etwas grösser ist, als die im rechten Motor, so wird sie überwiegen und einen solchen Strom hervorrufen, dass das Feld des linken Motors gestärkt, das des rechten Lagegen umpolarisiert wird;
dadurch ändert auch dessen EMK ihre Richtung und beide Motoren arbeiten generatorisch in. Reihen schaltung auf ihre inneren Widerstände. Da.
diese jedoch klein sind, treten derartige Ströme und Bremakrä-fte auf, dass das Rück wärtsfahren praktisch unmöglich ist. Um diese Erscheinung zu ;beseitigen, sind die in den Abb. 1 und 2 vorgesehenen zwei durch gehenden Leitungen bezw. Stromkupplungen <I>f</I> und g vorgesehen.
Soll bei der Schaltung nach Abb. 1 und 2 rückwärts gefahren wer den, so werden die Leitungskupplungen f und g unterbrochen, und es ist jetzt kein Kurzschluss kreis im geführten Triebwagen mehr vorhanden, so da.ss also auch keine Bremswirkung :eintreten kann.
In der Abb. 3 ist eine weitere Shuntungs- möglichkeit gezeigt. Die Felder der Motoren des geführten Triebwagens werden über Leitungskupplungen v und w zu Shunt- widerständen dl auf dem führenden Motor wagen geführt. Die Widerstände dl sind zu Kontakten hl ,geführt,
die durch ein Kon taktsegment i., miteinander verbunden sind. Das Segment il überbrückt. ausserdem einen Kontakt, von dem eine Verbindung über den Schalter 7n, an Erde führt. Shuntung tritt auch hier ein, wenn die .Schalter e, und ml geschlos gen sind.
Man braucht also in vorliegendem Falle für die Shuntung zwei Leitungen v,, 2v, für die Verbindung der Mo toren des führenden und geführten Motor wagens aber nur eine Verbindungsleitung zo. Um zu. erreichen, dass beim Rückwärts fahren Erregung der Motoren a:
2 des geführ ten Wagens nicht eintritt, sind in den Ver- bindungsleitungen von den Steckkontakten r, i.v zu den Widerständen dl Kontakte o vorgesehen., die durch ein Kontaktsegment p verbunden werden können. Soll. rückwärts gefahren werden, so wird die zu den Moto ren (r@ führende Leitungskupplung zc unter brochen.
Ausserdem wird durch die Ilm- schaltwa-lze des führenden Wagens das Kon taktsegment p geschlossen, wodurch die Fel der b2 der Motoren a- über die Stecker v und zv und über das. Kontaktsegment p praktisch widerstandslos miteinander verbunden sind, so dass es unmöglich ist, d:ass beim Rück- tvärtsfahren eine Erregung der Motoren a.2 des geführten Wagens eintritt.
Man kann ausserdem noch zwischen den Kontakten o einen weiteren, mit Erde verbundenen Kon takt t vorsehen, so dass' beim Schliessen von p jedes Motorfeld b2 für-sich über Erde kurz geschlossen wird.
Will man .es vermeiden, dass, wie in Abb. ä dargestellt, während der Fahrt die Felder bz dauernd durch die Widerstände dl miteinander verbunden sind, so@ kann man jeden der beiden Widerstände d, unmittelbar über je ein Kontaktelement an Erde führen..
In ungeshuntetem Zustand sind diese Kon taktelemente offen, so dass zwischen dien Mo torfeldern b" keinerlei Verbindung besteht, allerdings erfordert diese Schaltung ein Kontaktelement mehr. Zu der Schaltung nach Abb. 3 ist noch zu bemerken, dass die unvermeidlichen Leitungswiderstände und Kontaktüber ga:ngswiderstände für die Shunt- leitungen hier weniger eine Rolle spielen.
da man zwei parallele Leitungen hat. im Gegensatz zu einer Leitung bei der Abb. 1. Die Leitungswiderstände und Übergangs widerstände können eine Rolle spielen, wenn die Widerstände der Motorfelder und damit auch die Shuntwiderst:äude sehr klein sind. In den bis jetzt behandelten Beispielen war angenommen, dass nur eine Shuntstellung vorhanden sein soll.
Es steht natürlich nichts im Wege, durch Unterteilung der Shuntwiderstände und durch zusätzliche Kontaktelemente beliebig viele Shuntstel- lungen vorzusehen.
In der Abb. 6 ist eine Schaltung dar gestellt, die eine Bremsung der Motoren. bei der Triebwagen ermöglicht. Die Motoren u, im führenden Triebwagen befinden sich in der bekannten Kreuzschaltung;, und der Stromverlauf ist durch ausgezogene Pfeile dargestellt.
Der Strom der beiden Motoren al fliesst über den Vorschultwiderstand 1e, durch die Leitungskupplung q nach dem ge führten Triebwagen, verteilt sich über die Widerstände e2 und fliesst dann über die Felder b2 zur Erde. Wie ersichtlich, wer den dien Felder b-# der Motoren des geführ ten Wagens durch die des, führenden erregt. Der von den Motoren a-# erzeugte Strom ist durch gestrichelte Pfeile dargestellt.
Er fliesst von den Motoren a2 über die Leitungs kupplungen f und g, den VorschaItwider- stand k,, und durch die Widerstände e2 zu den Motorankern a2 ziu-iLCk. Man kann für die elektrische Bremsung genau dieselben Leitungen benutzen,
wie für das Fahren mit Shuntung. Auch können die .dort benutzten Widerstände c2 mit den jetzigen Widerstän den c2 identisch sein.
In Abb. 7 ist ebenfalls eine elektrische Bremsschaltung dargestellt. Von den Motor. feldern des geführten Wagens führt je eine Leitung über die Kupplungen <I>v</I> und<I>w zu</I> Kontakten ol im führenden Wagen, die im Falle der Bremsung durch ein Kontaktseg ment p" und eine Verbindungsleitung mit dem Vorschaltwiderstand k, verbunden sind. Zur Verbindung der Motorkreise ist nur. die Leitungskupplung ic zwischen bei den Wagen vorgesehen.
Der Stromverlauf für die Motoren des führenden Wagens ist wieder durch .ausgezogene Pfeile und .der des geführten durch gestrichelte dargestellt Die Stromverteilung in den Kupplungen ist etwas günstiger als bei der Schaltung nach Abb. 6.
In dieser sind die beiden Leitungs- kupplungen f und g mit dem einfachen, die Kupplung q dagegen mit dem 4fachen Strom belastet, während entsprechend Abb. 7 jede Leitungskupplung u, v, w gleichmä ssig den doppelten Strom führt. Beim Rück wärtsfahren werden die Felder res geführten Wagens, wie bereits bei Abb. 3 erklärt, miteinander verbunden.
Eine weitere Bremsschaltung zeigt Abb. B. Die in die Schaltung eingezeichneten, ausgezogenen und gestrichelten Pfeile .has sen erkennen, dass die Motoranker des füh renden Wagens die Felder res geführten er regen, und umgekehrt die Motoren des ge führten die Felder des führenden.
Durch die erfindungsgemässe Verbindung der Motorfelder des geführten Triebwagens, entweder -unmittelbar oder über Wider stände, wobei die Verbindung im geführten Triebwagen hergestellt wenden kann bezw. über den führenden Triebwagen erfolgt, las en sich durch Anwendung einfacher Mit- tel sämtliche Motoren shunten und auch elektrisch bremsen.
Process for shunting and braking in electric traction vehicles that can be used for both single and group journeys. There are electric railcars that can be used for single trips as well as for groups. The single traction corresponds to the normal tram circuit in which a railcar is controlled by the brkontroller company. In the case of group journeys, on the other hand, two railcars are coupled to each other and the second is controlled by the controller of the first.
In such railcars, shunting and electrical braking of all motors has been dispensed with up to now, since the effort required for cables and coupling elements was too great. One of the circuits known up to now, which allows electrical braking of all motors, has the disadvantage that two dedicated resistors must be available for braking.
The subject of the invention is a method by which this disadvantage can be avoided and both shunting and electrical braking of all motors can be carried out in single and group driving in the simplest possible way. According to the invention, this is achieved in that, when driving in groups to achieve a field weakening of all motors, the one ends of the fields (b2) of the motors of the driven railcar that are always connected and thus connected in parallel with one another via field weakening resistors (c_ and d1)
and switching elements (i2 and ü) are connected, and that in groups driving with short-circuit braking Official Notors a ", a.," b1, b2 these are switched to only one braking resistor (k,).
Some exemplary embodiments of circuits which correspond to the method according to the invention are shown schematically in the drawing. Fig. 1 and 2 show a group connection which allows an 8hunt, Fig. 1 corresponds to the series connection and A.bb. 2 of the parallel connection.
Another shunt option is shown in Fig. 3. Fig. 4 shows the 'S'huntung' with a single traction. Fig. 5 shows the circuit with only one connection line between the two railcars and when traveling backwards. In Fig. 6, 7 and 8 options for electrical braking are shown.
In all figures, a, a1, a2 mean the motor armatures, b, b ,, b ,. the fields, e, ei, c :, slhunt resistors and <I> e, e ,, </I> e2 switching elements. The parts marked with the index 1 belong to the leading and those marked with the index 2 to the guided drive.
The switching elements ei, e2, ml, m2, 'which are shown schematically by two arcs, are in the closed state, provided that a small circle is drawn in between.
The current flows in Fig. 1 from the pantograph j via the starting resistor 7c, which is switched off in the present case, is then distributed over the two motor groups, namely it flows through a motor a, over the fields b, of the leading railcar , through the current couplings f respectively. g, and down to the motor armatures a2 of the powered railcar and across fields b2 to earth l2. Should be shunted,
iso the switches ei and the switch in., are closed. The switches ei switch on the shunt resistors cl in the leading railcar.
As can be seen from Fig. 1, the> ends of the shunt resistors c2 are at contacts 1t2. These contacts h2 are through. the contact segment i2 with. connected to a contact connected to line r2.
The contacts lay and the contact segment i2 of one railcar, as well as the contacts h, and the Seboment il des, the other are located on the changeover roller, which "depends on whether it is driven in single or group switching, whether the railcar is full - rende or who is led,
holds a special position. If the railcar with the motors a1 is the leading one, then, as shown in Fig. 1, the contacts hl are not in contact with the contact segment i ,.
In the guided motor vehicle, however, the contacts h2 are connected to the line r2 through the contact segment i2. The current flows from line r2 via coupling q after switch ml, which is located on the controller of the leading car and, because it is closed, establishes a connection with earth 1.
This also shuts the rotors in the guided car. Fig. 2 shows the parallel connection of the motors of the two traction vehicles, in which the shunting also takes place in the manner described for the series connection.
In Fig. 4, for the sake of completeness, the circuit for single traction, which corresponds to the normal tram circuit, is shown in the shunted state.
According to Fig. 1 and 2, three cables are required between the railcars for shunting, two of which are used for the electrical connection of the motors of the two railcars.
If only a single connection line is used between the motors, the guided railcar would then have to be connected as shown in Fig. 5: However, difficulties arise when maneuvering backwards. When driving backwards, only the engines of the leading railcar are used, while the connections to the guided car are separated. The separation point is marked s in Fig. 5.
If you now drive backwards, then the motors a2 of the railcar led will generate generator effects due to the remanent magnetism of the fields.
If one assumes that the E'MK generated by remanence in the left motor is somewhat larger than that in the right motor, it will predominate and cause such a current that the field of the left motor is strengthened, that of the right layer is repolarized ;
this also changes the direction of its EMF and both motors work as a generator. Series connection to their internal resistances. There.
However, if these are small, such currents and braking forces occur that reversing is practically impossible. In order to eliminate this phenomenon, the two continuous lines provided in Figs. 1 and 2 respectively. Power couplings <I> f </I> and g provided.
If the circuit according to Fig. 1 and 2 is to be driven in reverse, the line couplings f and g are interrupted and there is no longer a short circuit in the driven railcar, so that no braking effect can occur.
Another shunt option is shown in Fig. 3. The fields of the motors of the motor coach are guided via line couplings v and w to shunt resistors dl on the motor coach in front. The resistors dl are led to contacts hl,
which are connected to one another by a contact segment i. The segment il bridged. also a contact from which a connection via switch 7n leads to earth. Shuntung also occurs here when the switches e and ml are closed.
In the present case, you therefore need two lines v ,, 2v for the shunt, but only one connection line zo for connecting the motors of the leading and guided motor vehicles. In order to. achieve that when driving backwards excitation of the motors a:
2 of the guided carriage does not occur, contacts o are provided in the connecting lines from the plug contacts r, i.v to the resistors dl, which can be connected by a contact segment p. Should. are driven backwards, the line coupling zc leading to the motors (r @ is interrupted.
In addition, the contact segment p is closed by the Ilm switch roller of the leading car, whereby the fields of b2 of the motors a are connected to one another via the plugs v and zv and via the contact segment p with practically no resistance, so that it is impossible , d: ass when driving backwards an excitation of the motors a.2 of the guided car occurs.
One can also provide a further contact t connected to earth between the contacts o so that when p closes each motor field b2 is short-circuited via earth.
If you want to avoid that, as shown in Fig. Ä, the fields bz are permanently connected to one another by the resistors dl while driving, @ each of the two resistors d can be connected to earth directly via a contact element each.
In the unshunted state, these contact elements are open, so that there is no connection between the motor fields b ", but this circuit requires one more contact element. With regard to the circuit according to Fig. 3, it should be noted that the inevitable line resistances and contact transition resistances for the shunt lines play less of a role here.
because you have two parallel lines. in contrast to a line in Fig. 1. The line resistances and transition resistances can play a role if the resistances of the motor fields and thus also the shunt resistance are very small. In the examples treated up to now it was assumed that there should only be one shunt position.
Of course, nothing stands in the way of providing any number of shunt positions by subdividing the shunt resistors and using additional contact elements.
In Fig. 6 a circuit is shown that a braking of the motors. in the case of the railcar. The motors u, in the leading railcar are in the known cross-connection; and the current flow is shown by solid arrows.
The current of the two motors al flows through the pre-school resistor 1e, through the line coupling q to the railcar, is distributed over the resistors e2 and then flows through the fields b2 to earth. As can be seen, who excites the fields b- # of the motors of the guided car by those of the leading one. The current generated by the motors a- # is shown by dashed arrows.
It flows from the motors a2 via the line couplings f and g, the series resistor k ,, and through the resistors e2 to the motor armatures a2 ziu-iLCk. You can use exactly the same cables for electrical braking,
as for driving with shuntung. The resistors c2 used there can also be identical to the current resistors c2.
In Fig. 7 an electrical braking circuit is also shown. From the engine. Fields of the guided car each lead a line via the couplings <I> v </I> and <I> w to </I> contacts ol in the leading car, which in the case of braking by a contact segment p "and a connecting line the series resistor k. To connect the motor circuits, only the line coupling ic between the cars is provided.
The current curve for the motors of the leading car is again shown by solid arrows and that of the driven car by dashed lines. The current distribution in the clutches is somewhat more favorable than with the circuit according to Fig. 6.
In this, the two line couplings f and g are loaded with the single current, while the coupling q is loaded with four times the current, while according to Fig. 7 each line coupling u, v, w carries double the current evenly. When driving backwards, the fields of the driven car are connected to one another, as already explained in Fig. 3.
Another braking circuit is shown in Fig. B. The solid and dashed arrows drawn in the circuit. Has sen recognize that the motor armatures of the leading car excite the fields of the leading car, and vice versa the motors of the leading one.
The inventive connection of the motor fields of the guided railcar, either -immediately or via opposing stands, the connection made in the guided railcar can turn or. via the leading railcar, all motors can be shunted and electrically braked using simple means.