DD136203B1 - Schaltungsanordnung zur steuerung des fahrbetriebes von gleichstromsteller-triebfahrzeugen - Google Patents

Description

Titel der Erfindung

Schaltungsanordnung zur Steuerung des Fährbetriebes von Glei chs troms teller-Tri ebfahrζ eugen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steuerung des Fährbetriebes von Gleichstromsteller-Triebfahrzeugen, insbesondere wirksam bei transienten Änderungen der Speisespannung, wobei parallel zum Gleichstromsteller eine Reihenschaltung aus einem Bremsthyristor und einem Bremswiderstand angeordnet ist und eine Motorstromregelung mittels eines Ankerstromreglers vorhanden ist, die über eine Steuereinrichtung und einen oder mehrere Impulsverstärker den Betriebszustand des Gleichstrommotors unter stationären Speisespannungsbedingungen bestimmte

Cha-rakteristik der bekannten technischen Lösungen

Mit der DE-OS 21 32 380 wurde bereits eine Einrichtung zum Schutz gegen Überspannungen in einer über steuerbare Stromrichter an eine Versorgungsspannung anschließbaren Antriebsanordnung vorgeschlagen, bei der in Abhängigkeit von der an der Antriebsanordnung anliegenden -Spannung, über zumindest einen elektronischen Schalter, ein in Verbindung mit der Antriebsanordnung an sich vorhandener Verbraucherwiderstand parallel zum Energiespeicher ein- oder ausgeschaltet wird·'

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Hierbei ist von Nachteil, daß Ъеі dieser Lösung zur Steuerung des an sich vorhandenen Verbraucherwider Standes ein unabhängiger elektronischer Schalter notwendig ist, der über eine eigene Abschalteinrichtung verfügen muß und dsJ3 kein Schutz der steuerbaren Stromrichter und der Motoren vor durch transiente Speisespannungsä'nderungen hervorgerufene überströme vorhanden ist·

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die Antriebe von Gleichstromsteller-Triebfahrzeugen im Fährbetrieb, bei transienten Speisespannungsänderungen, unter Ausnutzung an sich vorhandener leistungselektronischer Bauelemente, vor der Zerstörung zu schützen·

Darstellung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die es gestattet, die Antriebe von GleichstromateHer-Triebfahrzeugen im Fährbetrieb bei transienten Speisespannungsänderungen vor überströmen und Überspannungen zu schützen, wobei der reguläre Fährbetrieb aufrecht erhalten bleiben soll·

Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß abhängig von dem durch den Gleichstromsteller-Antrieb fließenden Strom und/oder abhängig von der am Gleichstromsteller-Antrieb anliegenden Speisespannung der Gleichstromsteller und der vorhandene Bremsthyristor, der in Reihe mit dem vorhandenen Bremswiderstand parallel zum Gleichstromsteller liegt, gesteuert werden·

Das wirksame, Steuersignal für die Steuereinrichtung des Gleichstromstellers wird erfindungsgemäß durch eine Auswahlschaltung gewonnen, deren Eingänge mit dem Ausgang des Ankerstromregiers und/oder mit dem Ausgang eines Strombegrenzungsreglers und/ oder mit dem Ausgang eines Speisespannungsbegrenzungsreglers

verbunden sind, wobei ein Eingang dea Strombegrenzungareglers mit dem Anker3trommeßglied und ein Eingang des Speisespannungsbegrenzungsreglers mit dem SpeiseSpannungsmeßglied verbunden ist, während auf den zweiten Eingang des Strombegrenzungsreglers der Ankerstromgrenzwert beziehungsweise auf den zweiten Eingang des Speisespannungsbegrenzungsreglers der Speisespannungsgrenzwert gegeben wird. Das Steuersignal für die Steuereinrichtung des Bremsthyristors ist erfindungsgemäß dem Ausgangssignal des Strombegrenzungsreglers oder dem Ausgangssignal des Speisespannungsbegrenzungsreglers identisch oder wird durch eine Auswahlschaltung für die Ausgangssignale des Strombegrenzungsreglers und des Speisespannungsbegrenzungsreglers gewonnen.

Der Steuereinrichtung für den Gleichstromsteller kann erfindungsgemäß über eine Auswahlschaltung das Ausgangssignal des Ankerstromregiers und unter Zwischenschaltung eines Anpaßgliedes das Steuersignal für die Steuereinrichtung des Bremsthyristors zugeführt werden,

Erfindungsgemäß werden der лпкегэtromgrenzwert und der Speisespannungsgrenzwert durch einen Punktionsgeber gebildet, wobei ein Eingang des Funktionsgebers mit dem Speisespannungsmeßglied verbunden ist und der Punktionsgeber bei transienten Speisespannungsänderungen einen definierten Verlauf für den Anker-8tromgrenzwert und den Speisespannungsgrenzwert abgibt.

Der Punktionsgeber besitzt erfindungsgemäß zwei weitere Eingänge, wobei einem dieser Eingänge der Motorstromsollwert zugeführt wird, der den Ankerstromgrenzwert beeinflußt und der zweite Eingang mit dem Motorspannungsmeßglied verbunden ist, über den der Speisespannungsgrenzwert beeinflußt wirrU

Mit dieser Anordnung wird bewirkt, daß bei transienten Erhöhungen der Speisespannung der durch den Gleichstromsteller-Antrieb fließende Strom und/oder die am Gleichetromsteller-Antrieb anliegende Speisespannung durch Beeinflussung der Steuersignale für die Steuereinrichtungen von Gleichstromsteller und Bremsthyristor begrenzt wird, ohne den regulären Fährbetrieb zu unterbrechen·

Beim Wiedereinschalten des Gleichstromsteller-Iriebfahrzeuges nach vorher erfolgter kurzzeitiger Abschaltung wegen transienter Speisespannungsabsenkung v/ird durch einen definierten Verlauf der Grenzwerte von Ankerstrom und Speisespannung im Zusammenhang mit der übrigen Schaltungsanordnung eine rückwirkungsarme Zusammenarbeit zwischen speisendem Netz und Triebfahrzeug erreicht·'

Ausführungsbeispiel

Die zugehörige Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Steuerung des Fährbetriebes von Gleichstromsteller-Triebfahrzeugen bei transienten Speisespannungsänderungen.

Das Steuersignal U₃ beeinflußt die Steuereinrichtung 11 für den Gleichstromsteller 3i wobei der Ausgang der Steuereinrichtung 11 mit dem Eingang des ImpulsVerstärkers 12 verbunden ist, und der Ausgang des ImpulsVerstärkers 12 auf den Steuereingang des Gleichstromstellers wirkt, der zur kontinuierliehen Stellung der Spannung an dem aus Anker 1 und Feldwicklung 2 bestehendem Gleichstrommotor dient. In Reihe mit dem Gleichstrommotor ist ein Ankerstrommeßglied und parallel zum Anker 1 ist ein Ankerspannungsmeßglied 21 geschaltet. Der aus dem Anker 1 der Feldwicklung 2 und dem Ankers trommeß glied 8 bestehenden Reihenschaltung ist die Freilaufdiode 4 parallel geschaltet. Parallel zu aus dem Gleichstromsteller 3_f dem Anker 1, der Feldwicklung 2 und dem Ankerstrommeßglied 8 bestehenden Reihenschaltung ist der Filterkondensator 5 und das Speisespannungsmeßglied 9 angeordnet. Die Reihenschaltung aus dem Bremsthyristor 6 und dem Bremswiderstand 7, die an sich für den Widerstandsbremsbetrieb des Gleichstromsteller-Triebfahrzeuges nötig ist, liegt parallel zum Gleichstromsteller 3.

Bei stationären Speisesρannungsverhältnissen wirkt die Ausgangsgröße des Ankerstromregiers 10, dessen zwei Eingängen der Ankerstromsollwert i ,, und das dem Ankerstrommeßglied entnommene Abbildungssignal des Motorstromes i_isj. zugeführt werden, über die Auswahlschaltung 19 auf die Steuereinrichtung 11 des

mm 5 —

Gleichstromstellers 3 und regelt entsprechend dem,vorgegebenen Sollwert i_soiT den Motorstrom₀ Das Ausgangssignal des Anpaßgliedes 16 und das Steuersignal u_ß für die Steuereinrichtung des Bremsthyristors 6 haben in diesem Falle eine solche Amplitude, daß weder die Ankerstromregelung beeinflußt noch der Bremsthyristor б eingeschaltet v/erden, überschreitet infolge transienter Netzspannungserhöhung der Ankerstrom den vom Punktionsgeber 20 vorgegebenen Ankerstromgrenzwert i , so gibt der Strombegrenzungsregler 13 eine Ausgangsgröße ab, die über die Auswahlschaltung 15 auf die Steuereinrichtung 17 wirkt und über den nachgeschalteten Impulsverstärker 18 die Zündung des Bremsthyristors 6 bewirkte Die Ausgangsgröße der Auswahlschaltung 15 wirkt gleichzeitig über das Anpaßglied und die Auswahlschaltung 19 auf die Steuereinrichtung 11 des GleichstromsteHers 3 und ruft eine Verkleinerung des Einschaltverhältnisses des Gleichstromstellers 3 hervor. Durch die Reihenschaltung des Bremswiderstandes 7 zum Gleichstrommotor mit Hilfe des Bremsthyristors б wird der Strom durch den Gleichstrommotor begrenzt und gleichzeitig einer Erhöhung der Speisespannung des induktivitätsbehafteten Versorgungsnetzes entgegenwirkt· überschreitet die Speisespannung den vom Punktionsgeber 20 abgegebenen Speisespannungsgrenzwert u , so gibt der Speisespannungsbegrenzungsregler 14 eine Ausgangsgröße ab, die ebenfalls über die Auswahlschaltung 15 auf die Steuereinrichtung 17 des Bremsthyristors б und über das Anpaßglied 16 und die Auswahlschaltung 19 auf die Steuereinrichtung 11 des Gleichstromstellers 3 wirkt. Es wird ebenfalls eine Zündung des Bremsthyristors 6 und eine Verkleinerung des Einschal tverhältniss es des GleichstromsteHers 3 hervorgerufen. Der Punktionsgeber 20, der als Eingangsgrößen den Motorstromsollwert ід_Оз_і» die ^vom Ankerspannungsmeßglied 21 gebildete Abbildungsgröße der Motorspannung u,, und vom Speisespannungsmeßglied 9 das Abbildungssignal der Speisespannung Up_K erhält·, bildet den an den Motorstromsollwert i ,^ angepaßten Ankerstromgrenzwert i und den an Motorspannung und Speisespannung angepaßten Speisespannungsgrenzwert u » Der Speisespannungs-

grenzwert u wird tint er Einfluß der Mo tor spannung und der Speisespannung durch den Punktionsgeber 20 so eingestellt, daß beim Wiedereinschalten des Gleichstromsteller-Triebfahrzeuges nach vorher erfolgter kurzzeitiger Abschaltung infolge transienter Speisespannungsabsenkung Überspannungen im speisenden Netz vermieden werden und der reguläre Fahrbetrieb wieder aufgenommen werden kann·

Claims (4)

Erfindungsansprüche

1· Schaltungsanordnung zur Steuerung des Fährbetriebes von Gleichstromsteller-Triebfahrzeugen, insbesondere wirksam bei transienten Änderungen der Speisespannung, wobei parallel zum Gleichstromsteller eine Reihenschaltung aus einem Bremsthyristor und einem Bremswiderstand angeordnet ist und eine Motorstromregelung mittels eines Ankerstromreglers vorhanden ist, die über eine Steuereinrichtung und einen oder mehrere Impulsverstärker den Betriebszustand des Gleichstrommotors unter stationären Speisebedingungen bestimmt, gekennzeichnet dadurch, daß das wirksame Steuersignal (u_) für die Steuereinrichtung (11) des Gleichstromstellers (3) durch eine Auswahlschaltung (19) gewonnen wird, deren Eingänge mit dem Ausgang des Ankerstromreglers (10) und/oder mit dem Ausgang eines Strombegrenzungsreglers (13) und/oder mit dem Ausgang eines Speisespannungsbegrenzungsreglers (14) verbunden sind, wobei ein Eingang des Strombegrenzungsreglers (13) mit dem Ankerstrommeßglied (8) und ein Eingang des Speisespannungsbegrenzungsreglers (14) mit dem Speisespannungsmeßglied (9) verbunden ist, während auf dem zweiten Eingang des Strombegrenzungsreglers (13) der Ankerstromgrenzwert (i ) bzw. auf den zweiten Eingang des Speisespannungsbegrenzungsreglers (14) der Speisespannungsgrenzwert (u ) gegeben wird und daß das Steuersignal (u_ß) für die Steuereinrichtung (17) des Brems thyristors (6) dem Ausgangssignal des Strombegrenzungsreglers,(13) oder dem Ausgangssignal des Speisespannungsbegrenzungsreglers (14) identisch ist oder daß das Steuersignal (u^) für die Steuereinrichtung (17) des Bremsthyristors (6) durch eine Auswahlschaltung (15) für die Ausgangssignale.des Strombegrenzungsreglers (13) und des Speisespannungsbegrenzungsreglers (14) gewonnen wird«

2» Schaltungsanordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß neben dem ausgangssignal des Ankerstromreglers (10) das Steuersignal (Ug) für die Steuereinrichtung (17) des Bremsthyristors (6) über ein Anpaßglied (16) der Auswahlschaltung (19) zugeführt wird·

3· Schaltungsanordnung nach den Punkten 1 und/oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Speisespannungsgrenzwert (u ) und der Ankerstromgrenzwert (i--) einem Punktionsgeber (20) entnommen werden, dem als Eingangsgröße die Speisespannung zugeführt wird und der bei transienten Speisespannungsänderungen einen definierten Verlauf für die Grenzwerte (i — und u ) vorgibt,

4· Schaltungsanordnung nach den Punkten 1, 2 und 3» gekennzeichnet dadurch, daß der Punktionsgeber (20) zwei weitere Eingänge enthält, wobei einem dieser Eingänge der Motorstromsollwert (igoii) zugeführt wird, der den Ankerstromgrenzwert (i-p) beeinflußt und dem zweiten dieser Eingänge die Motorspannung (u^) zugeführt wird, die den Speisespannungsgrenzwert (u ) beeinflußt·

Hierzu ein Blatt Zeichnung