CS272013B1 - Zapojení pro sério-paralelní přepojení trakčních motorů tramvají - Google Patents

Abstract

Zapojení pro serio-paralelní přepojení trakčních motorů tramvají za stálého tahu vybavených dvěma skupinami motorů a dvojchodým zrychlovačem představuje doplňkové opatření v obvodu trakční a ovládací soustavy, u něhož se využívá energetických a jízdních výhod jak sériového, tak paralelního řazení skupin motorů, přičemž v okamžiku přepojování nedochází ke změně tažných sil. Podstata řeSení spočívá v tom, že v sériovém řazení dvou skupin motorů přes diodu je regulován jezdcem spougtěcí proud v rozsahu celého odporu zrychlovače, přičemž se využívá zeslabeného magnetického pole bočníky jednak při počátku rozjezdu, jednak po vyřazení odporu, zatímco k paralelnímu řazení dojde zapnutím skupinových stykačů při vypnutých bočnícich magnetů se současným vřazením části odporu zrychlovače, po jehož vyřazení se znovu zapnou bočníky magnetů. Ovládání obou způsobů řazení skupin motorů je odvozeno od pohybu jezdce zrychlovače, jehož chod. je dvakrát opakovaně reverzován podle poloh jezdce na odporových stupních zrychlovače. Kromě automatického přepojování ze sériového do paralelního řazení má řidič možnost volby jen sezriového zapojení motorů, čehož lze využívat při jízdě frekventovanými centry měst a přes místa s omezenou rychlostí, jakož i při odtahování vadných souprav z tratí a za účelem likvidace prokluzu kol na znečistěných kolejnicích.

Description

Vynález se týká zapojení pro sério-paralelní přepojení trakčních motorů tramvají za stálého tahu, vybavených dvojchodým zrychlovačem.

Tramvaje čtyřnápravové a vícenápravové jsou vesměs vybaveny trvalým paralelním spojením skupin trakčních motorů regulovaných odporem dvojchodého zrychlovače. Z hlediska energetického jeví se toto spojení nehospodárné při jízdě frekventovanými centry měst, kde dochází k častému zastavování a opětnému rozjíždění a při jízdě sníženou rychlostí vynucenou silničním provozem a traťovým zařízením, například výhybkami, křížením, oblouky a podobně. Takovému provozu vyhovuje spíěe sériové zapojení motorů a skupin,^- zatímco k rozjezdu do trasových stoupání a k jízdě vyšěí rychlostí je nezbytné používat paralelního řazení skupin motorů. Dosavadní známé způsoby přepnutí ze sériového do paralelního řazení motorů za jízdy, zejména u vozidel vybavených dvojchodým zrychlovačem, se neobešly bez citelné změny tahu jednotlivých motorů a jejich skupin v okamžiku přepínání pod proudem, protože během přepínání docházelo ke krátkodobým změnám trakčního proudu v kotvách, a tím i kroutících momentů motorů, což zvláště při rozjezdu do trasových stoupání se projevilo změnou zrychlení vozidla provázenou nepříjemným trhnutím vozu, nehledě na to, že takto byly zvýšenou měrou namáhány mechanické a elektrické součásti vozidel.

Výěe uvedené nedostatky v zapojení a v kontinualitě přepnutí obou způsobů řazení motorů jsou odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v trakční soustavě na záporný pol zdroje trakčního napětí je zapojen začátek první skupiny motorů, která sestává z kotev a magnetů čtvrtého a třetího motoru a z cívky omezovacího relé řazených v sérii, kde paralelně k magnetům třetího a čtvrtého motoru je připojen první bočník v sérii s prvním kontaktem prvního shuntovacího stykače, na jejíž konec ja zapojena katoda první diody a současně přes první kontakt druhého skupinového stykače konec druhé skupiny motorů, přičemž na začátek druhé skupiny motorů, která sestává z magnetů a kotev druhého a prvního motoru řazených v sérii, kde paralelně k magnetům prvního a druhého motoru je přes první kontakt druhého shuntovačího stykače připojen druhý bočník, Je napojena anoda první diody a současně přes první kontakt prvního skupinového stykače i začátek první skupiny motorů, přičemž konec druhé skupiny motorů je přes první kontakt jízdního stykače zapojen na konec zrychlovače, přičemž zrychlovač je přes regulovatelný jezdec připojen na kladný pol zdroje trakčního napětí, na nějž a na konec zrychlovače je zapojen první kontakt přemosťovacího stykače. V ovládací soustavě mezi záporný a kladný pól baterie je zapojen jednak přívod kotvy pilotmotoru přes kontakt omezovacího relé, potom na vývod kotvy pilotmotoru jsou zapojeny první magnety pilotmotoru přes druhý kontakt jízdního stykače, dále přes první kontakt blokovacího relé a přes přepínací kontakt přemosťovacího stykače, na který jsou zapojeny také druhé magnety pilotmotoru přes první kontakt reverzačního relé, jednak cívka blokovacího relé přes pátý kontakt zrychlovače a přes druhý kontakt reverzačního relé, jednak cívka reverzačního relé přes šestý kontakt zrychlovače a přes druhý kontakt přemosťovacího stykače, kde k těmto kontaktům je paralelně zapojen obvod sestávající z třetího kontaktu reverzačního relé a z kontaktu přerušovacího relé řazených v sérii, jednak cívka jízdního stykače přes kontakt jízdního řadiče, jednak cívka přemosťovacího stykače přes druhý kontakt zrychlovače, ke kterému je paralelně zapojen čtvrtý kontakt reverzačního relé, jednak paralelně, řazené cívky prvního a druhého skupinového stykače napojené přes druhý kontakt blokovacího relé a přes kontakt spínače paralelu, kde paralelně k druhému kontaktu blokovacího relé je zapojen druhý kontakt paměťového relé, přičemž paralelně k cívce prvního skupinového stykače je zapojena cívka přerušovacího relé přes kondensátor a přes druhou diodu, kde ke kondenzátoru je paralelně zapojen vybíjecí odpor v sérii s třetí diodou, jejíž anoda je připojena na záporný pól baterie, jednak cívka paměťového relé přes první kontakt paměťového relé a přes šestý kontakt reverzačního relé, přičemž paralelně k cívce druhého

CS 272013 Bl skupinového stykače je zapojena cívka paměťového relé přes Čtvrtou diodu, jednak cívka prvního shuntovacího stykače pres čtvrtý kontakt zrychlovače a také pres první kontakt zrychlovače napojený v sérii na pátý kontakt reverzačního relé, jednak cívka druhého shuntovacího stykače přes třetí kontakt zrychlovače a přes pétý kontakt reverzačního relé, přičemž cívky prvního a druhého shuntovacího stykače jsou propojeny přes druhý kontakt prvního skupinového stykače.

Zapojením podle vynálezu se dosáhne podstatné snížení spotřeby elektrické energie v průměru kolem 15 % proti spotřebě tramvají s trvalým paralelním řazením dvou skupin trakčních motorů a vybavených dvojchodým zrychlovačem, protože každý rozjezd vozidla z klidu, nebo z nízkých rychlostí se děje jen v sériovém zapojení obou skupin motorů, přičemž se sníží energetická ztráta na odporu dvojchodého zrychlovače na jednu čtvrtinu původních ztrát při zachování stejné tažné síly motorů. Přepojování skupin motorů ze sériového do paralelního zapojení buS volbou řidiče pomocí spínače paralelu, nebo automaticky po rozjezdu vozidla na poloviční rychlost, se děje bez přerušení proudu motorů jednotlivých skupin, přičemž je zachována kontinuita celkové tažné síly vozidla. Využití zeslabeného magnetického pole motorů i při rozběhu vozidla z klidu snižuje ráz z náběhového proudu v okamžiku zapnutí trakčního proudu do sériově řazených motorů. Dostatečná tažná síla sériově řazených motorů umožňuje hospodárnou jízdu při nízkých rychlostech vozidla vhodných při průjezdu centrem měst s velkou četností zastavování, dále zajišťuje bezpečné odtahování vadných tramvají z tratí zejména s kopcovitým terénem bez rizika poškození zrychlovače a trakčních motorů z nadměrného proudu a bez prokluzu kol.

Ručním přepnutím z paralelního do sériového řazení skupin motorů lze likvidovat prokluz kol na znečištěné kolejnici, aniž se přeruší tah motorů.

Na připojeném výkresu je na obr. 1 znázorněno zapojení trakčních obvodů podle vynálezu u tramvaje s dvojchodým zrychlovačem a na obr. 2 je zapojení ovládací soustavy této tramvaje podle vynálezu.

Podle obr. 1 je na záporný pól -Q trakčního napětí zapojen začátek první skupiny motorů, která sestává z kotev k4, k3, magnetů m4, m3 čtvrtého a třetího motoru a cívky OR omezovacího relé řazených v sérii, kde paralelně k magnetům m4, m3 je připojen přes první kontakt 1F1 prvního shuntovacího stykače první bočník H1, na jejíž konec je zapojena katoda první diody Dl a současně přes první kontakt 1S2 druhého skupinového stykače konec druhé skupiny motorů. Začátek druhé skupiny motorů, která sestává z magnetů m2, ml a kotev k2, kl druhého a prvního motoru řazených v sérii, kde paralelně k magnetům m2, ml je přes první kontakt 1F2 druhého shuntovacího stykače připojen druhý bočník H2, je napojen na anodu první diody Dl a současně na začátek první skupiny motorů přes první kontakt 1S1 prvního skupinového stykače. Konec druhé skupiny motorů je pres první kontakt 1M1 jízdního stykače zapojen na konec zrychlovače ZR, přičemž zrychlovač ZR je přes regulovatelný jezdec JZ připojen na kladný pól +Q zdroje trakčního napětí, mezi nějž a konec zrychlovače ZR je zapojen první kontakt 1M2 přemosťovacího stykače.

Zrychlovač ZR sestává z 99 odporových stupňů, z nichž prvnímu odporovému stupni odpovídá poloha A, patnáctému stupni poloha F, pětašedesátému stupni poloha_E, pětasedmdesátému stupni poloha D, devadesátému stupni poloha C a devětadevadesátému stpni poloha B. .

Podle obr. 2 mezi póly baterie Bt je zapojen Jednak přívod kotvy PM pilotmotoru přes kontakt 0R1 omezovacího relé, přičemž na vývod 4cotvy PM pilotmotoru jsou zapojeny první magnety PM1 pilotmotoru přes druhý kontakt 2M1 jízdního stykače, dále přes první kontakt 1RT blokovacího relé a přes přepínací kontakt 3M2 přemosťovacího stykače, na který jsou zapojeny také druhé magnety PM2 pilotmotoru přes první kontakt 1AB

CS 272013 Bl reverzačního relé, jednak cívka RT blokovacího relé přes pátý kontakt ZR5 zrychlovače a přes druhý kontakt 2AB reverzačního relé, jednak cívka AB reverzačního relé přes šestý kontakt ZR6 zrychlovače a přes druhý kontakt 2M2 přemosťovacího stykače, kde k těmto kontaktům je paralelně zapojen obvod sestávající z třetího kontaktu 3AB reverzačního relé a z kontaktu 1UR přerušovacího relé řazených v sérii, Jednak cívka Ml jízdního stykače přes kontakt JK jízdního řadiče, jednak cívka M2 přemosťovacího stykače přes druhý kontakt ZR2 zrychlovače, ke kterému je paralelně zapojen čtvrtý kontakt 4AB reverzačního relé, jednak paralelně řazené cívky SI, S2 prvního a druhého skupinového stykače zapojené přes druhý kontakt 2RT blokovacího relé a přes kontakt PA spínače paralelu, kde paralelně ke kontaktu 2RT je zapojen druhý kontakt 2PR paměťového relé, přičemž paralelně k cívkám SI, S2 je zapojena cívka UR přerušovacího relé přes kondenzátor Cl a přes druhou diodu D2, kde ke kondenzátoru Cl paralelně je zapojen vybíjecí odpor RV přes třetí diodu D3, jejíž anoda je připojena na záporný pól baterie Bt, jednak cívka PR paměťového relé přes svůj první kontakt 1PR a přes šestý kontakt 6AB reverzačního relé, přičemž cívka PR paměťového relé je současně připojena paralelně k cívkám SI, S2 přes čtvrtou diodu D4, jednak cívka F1 prvního shuntovacího stykače přes čtvrtý kontakt ZR4 zrychlovače, k němuž je paralelně zapojen první kontakt ZR1 zrychlovače sériově zapojený s pátým kontaktem 5AB reverzačního relé, jednak cívka F2 druhého shuntovacího stykače přes třetí kontakt ZR3 zrychlovače a přes pátý kontakt 5AB reverzačního relé, přičemž cívky Fl, F2 jsou paralelně zapojeny přes druhý kontakt 2S1 prvního skupinového stykače.

Při rozjezdu tramvaje z klidu je podle obr. 1 proud veden z kolejového kladného pólu +Q trakčního napětí přes regulovatelný jezdec JZ na zrychlovač ZR a dále přes zapnutý kontakt 1M1 jízdního stykače do druhé skupiny motorů, jejichž magnety ml, m2 jsou zeslabeny bočníkem H2 při zapnutém kontaktu 1F2 shuntovacího stykače. Dále je proud veden přes diodu Dl do první skupiny motorů, jejichž magnety m3, m4 jsou zeslabeny bočníkem H1 při zapnutém kontaktu 1F1 shuntovacího stykače, z níž je proud přes trolejový sběrač veden do trolejového vodiče se záporným pólem -Q trakčního napětí. Jezdec JZ se pohybuje z polohy A k poloze B, když mezitím v poloze F dojde k vypnutí kontaktů 1F1, 1F2 shuntovaoích stykačů. V poloze B se obrátí směr pohybu jezdce JZ zpět, přičemž se zapne kontakt 1M2 přemosťovacího stykače, V poloze C se zapnou současně kontakty 1F1, 1F2 obou shuntovacích-stykačů.

V polozese vypnou kontakty 1M2, 1F1, 1F2 stykačů a současně se zapnou kontakty 1S1, 1S2 prvního a druhého skupinového stykače. Tím dojde k přepnutí ze sériového do paralelního řazení obou skupin motorů, přičemž se současně vřadí do obvodu proudu část odporu zrychlovače vyřazovaná jezdcem JZ mezi polohou E a B.

V poloze Bse zapne kontakt 1M2 přemosťovacího stykače, čímž se vykrátí odpor zrychlovače ZR & současně se změní pohyb jezdce JZ od polohy B směrem k poloze C, v níž dojde k zapnutí kontaktu 1F1 shuntovacího stykače, a tím i k zeslabení magnetů m3, M4 první skupiny motorů přes bočník Hl, V poloze D dojde k zapnutí kontaktu 1F2 shuntovacího stykače, a tím i k zeslabení magnetů ml, m2 druhé skupiny motorů přes bočník H2. V poloze E se pohyb jezdce JZ zastaví, čímž je ukončeno řízení rozjezdového proudu.

V ovládací soustavě podle obr. 2 při sešlápnutí pedálu jízdního řadiče se zapne jeho kontakt JK, čímž je zaveden ovládací proud z baterie Bt jednak do cívky Ml jízdního stykače, jednak do obvodu kotvy PM a prvních magnetů PM1 pilotmotoru přes zapnutý kontakt 2Ml jízdního stykače, přičemž cívky Fl, F2 shuntovacích stykačů jsou již zapnuty přes kontakt ZR4 zrychlovače. Pilotmotor pohybuje jezdcem JZ zrychlovače ZR z polohy A do polohy^, ve které dojde k vypnutí cívek Fl, F2 shuntovacích stykačů rozpojených kontaktem ZR4 zrychlovače. Dalším pohybem jezdce JZ do polohy ^_dojde k zapnutí jednak cívky M2 přemosťovacího stykače přes kontakt ZR2 zrychlovače, přičemž

CS 272013 Bl kontakty 2M2 a ZR6 se zapne cívka AB reverzačního relé, přes Jehož kontakt 1AB a přes přepínací kontakt 3M2 se zapnou druhé magnety PM2 pilotmotoru po vypnutí prvních magnetů PM1 pilotmotoru. Tím se obrátí chod pilotmotoru, takže jezdec JZ se pohybuje od polohy B k poloze C , v níž dojde k zapnutí cívek Ϊ1, F2 přes kontakt ZR1 zrychlovače a přes zapnutý kontakt ?AB reverzačního relé, přičemž cívka AB zůstane v zapnutém stavu přes svůj kontakt 3AB a přes kontakt 1UR přerušovacího relé. Rovněž cívka M2 zůstane v zapnutém stavu přes kontakt 4AB. Jezdec JZ se pohybuje dále do polohy E, v níž dojde k zapnutí cívky RT blokovacího relé přes kontakt ZR5 a přes zapnutý kontakt 2AB, přičemž kontakt 1 RT přeruší chod pilotmotoru a kontakt 2RT zapne jednak cívky SI, S2 skupinových stykačů, jednak přes diodu D4 cívku PR paměťového relé, jednak krátkodobě cívku UR přerušovacího relé nabíjecím proudem kondenzátoru Cl. Rozpojením kontaktu 1UR přerušovacího relé se vypne cívka AB reverzačního relé, čímž se rozpojí jeho kontakty 1AB, 2AB, 3AB, 4AB, 5AB, 6AB. Tím dojde k vypnutí jednak cívky M2, jednak cívky RT, jednak obou cívek Fl, F2.

Pomocí kontaktů 1RT, 3M2 se obnoví chod pilotmotoru ve směru jezdce JZ od polohy E k poloze B zrychlovače, přičemž cívky SI, S2, PR zůstanou v zapnutém stavu přes kontakt 2PR, zatímco cívka UR se po nabití kondenzátoru Cl vypne. V poloze B se zapne cívka M2 přes kontakt ZR2 a zároveň se zapne cívka AB pres kontakty ZR6 a 2M2, přičemž se změní chod pilotmotoru přes kontakty 3M2 a 1AB tak, že jezdec JZ se vrací z polohy B do polohy C, v níž přes kontakty ZR1 a 5AB se zapne cívka F1 prvního shuntovacího stykače, přičemž cívka M2 zůstane v zapnutém stavu přes kontakt 4AB. Jezdec JZ ^se dále vrací do polohy_D, v níž se při rozpojeném kontaktu 2S1 přes kontakty ZR3 a 5AB zapne cívka F2 druhého shuntovacího stykače. V poloze E se zapne cívka RT blokovacího relé přes kontakty ZR5 a 2AB, přičemž kontakt 1RT vypne chod pilotmotoru. Rozpojením kontaktu PA spínače paralelu lze zrušit zapnutí cívek SI, S2, UR, čímž přejde funkce ovládací a trakční soustavy do stavu sériového řazení obou skupin motorů. Cívka PR paměťového relé zůstává zapnuta přes kontakty 1PR a 6AB pro případ opakovaného rozjíždění při vyšších rychlostech tramvaje, čímž setrvává trakční a ovládací soustava ve stavu zapojení pro paralelní řazení obou skupin motorů.

Zapojení podle vynálezu je využitelné i pro provoz tramvají s obrácenou polaritou trakčního napětí, přičemž se podle obr. 1 zamění pouze polarita první diody Dl.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení pro sério-paralelní přepojení trakčních motorů tramvají za stálého tahu vybavených dvojchodým zrychlovačem, který je v sérii napojen na dvě skupiny motorů spojené trvale paralelně, vyznačující se tím, že v trakční soustavě je na záporný pól (—Q) zdroje trakčního napětí připojen začátek první skupiny motorů, která sestává z kotev (k4, k3) a magnetů (m4, m3) čtvrtého a třetího motoru a z cívky (0R) omezovacího relé řazených v sérii, kde paralelně k magnetům (m4, m3) čtvrtého a třetího motoru je připojen první bočník (Hl) v sérii s prvním kontaktem (1F1) prvního shuntovacího stykače, na jejíž konec je zapojena katoda první diody (Dl) a současně přes první kontakt (1S2) druhého skupinového stykače konec druhé skupiny motorů, přičemž na začátek druhé skupiny motorů, která sestává z magnetů (m2, ml) a kotev (k2, kl) druhého a prvního motoru řazených v sérii, kde paralelně k magnetům (m2, ml) druhého a prvního motoru je přes první kontakt (1F2) druhého shuntovacího stykače připojen druhý bočník (H2), je napojena anoda první diody (Dl) a současně přes první kontakt (1S1) prvního

   CS 272013 Bl skupinového stykače i začátek první skupiny motorů, přičemž konec druhé skupiny motorů je přes první kontakt (1M1) jízdního stykače zapojen na konec zrychlovače (ZR), přičemž zrychlovač (ZR) Je přes regulovatelný jezdec (JZ) připojen na kladný pól (⁺Q) zdroje trakčního .napětí, na nějž a na konec zrychlovače (ZR) je zapojen první kontakt (1M2) přemosťovacího stykače, zatímco v ovládací soustavě mezi záporný pól (-) a kladný pól (+) baterie (Bt) je zapojen jednak přívod kotvy (PM) pilotmotoru přes kontakt (ORI) omezovacího relé, potom na vývod kotvy (PM) pilotmotoru jsou zapojeny první magnety (PM) pilotmotoru přes druhý kontakt (2M1) Jízdního stykače, déle přes první kontakt (1RT) blokovacího relé a přes přepínací kontakt (3M2) přemosťovacího stykače, přičemž na přepínací kontakt (3M2) Jsou zapojeny také druhé magnety (PM2) pilotmotoru přes první kontakt (1AB) reverzačního relé, jednak cívka (RT) blokovacího relé pres pátý kontakt (ZR5) zrychlovače a přes druhý kontakt (2AB) reverzačního relé, jednak cívka (AB) reverzačního relé přes ěestý kontakt (ZR6) zrychlovače a přes druhý kontakt (2M2) přemosťovacího stykače, kde k těmto kontaktům je paralelně zapojen obvod sestávající z třetího kontaktu (3AB) reverzačního relé a z kontaktu (1UR) přerušovacího relé řazených v sérii, jednak cívka (Ml) jízdního stykače přes kontakt (JK) jízdního řadiče, jednak cívka (M2) přemosíovacího stykače pře^druhý kontakt (ZR2) zrychlovače, k němuž je paralelně zapojen čtvrtý kontakt (4AB) reverzačního relé, jednak paralelně řazené cívky (SI, S2) prvního a druhého skupinového stykače napojené přes druhý kontakt (2RT) blokovacího relé a přes kontakt (PA) spínače paralelu, kde paralelně k druhému kontaktu (2RT) blokovacího relé je zapojen druhý kontakt (2PR) paměťového relé, přičemž paralelně k cívce (Sl) prvního skupinového stykače je zapojena cívka (UR) přerušovacího relé přes kondenzátor (Cl) a přes druhou diodu (D2), kde ke kondenzátoru (Cl) je paralelně zapojen vybíjecí odpor (RV) v sérii s třetí diodou (D3), Jejíž anoda je připojena na záporný pól (-) baterie (Bt), jednak cívka (PR) paměťového relé přes první kontakt (1PR) paměťového relé a přes šestý kontakt (6AB) reverzačního relé, přičemž paralelně k cívce (S2) druhého skupinového stykače Je zapojena cívka (PR) paměťového relé přes čtvrtou diodu (D4), jednak cívka (Fl) prvního shuntovacího stykače přes čtvrtý kontakt (ZR4) zrychlovače napojený v sérii na pátý kontakt (5AB) reverzačního relé, jednak cívka (F2) druhého shuntovacího stykače přes třetí kontakt (ZR3) zrychlovače a přes pétý kontakt (5AB) reverzačního relé, přičemž cívky (Fl, F2) prvního a druhého shuntovacího stykače jsou paralelně propojeny přes druhý kontakt (2S1) prvního skupinového stykače.