DE1039557B

DE1039557B - Circuit for displaying the runaway of a single electric motor, in particular the skidding of traction motors with single-axle or multi-axle drive of vehicles

Info

Publication number: DE1039557B
Application number: DEB40405A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Juergen Oertzen
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1956-05-26
Filing date: 1956-05-26
Publication date: 1958-09-25

Description

Schaltung zur Anzeige des Durchgehens eines einzelnen Elektromotors, insbesondere des Schleuderns von Fahrmotoren bei Einzelachs- oder Mehrachsantrieb von Fahrzeugen Ein den Antrieb von Triebfahrzeugen wie die Schienen gefährdendes Schleudern der Triebachsen ist im Gegensatz zu einem langsamen, sich wieder fangenden Durchgleiten der Räder immer mit einer sehr raschen Drehzahlzunahme verbunden, die in ungleich viel kürzerer Zeit erfolgt als bei einer normalen Anfahrt. Dementsprechend geht auch der Strom des elektrischen Antriebsmotors viel rascher zurück.Circuit for displaying the runaway of a single electric motor, especially the skidding of traction motors with single-axle or multi-axle drives of vehicles Anything that endangers the drive of locomotives such as the rails Hurling the drive axes is in contrast to a slow one that catches itself again Slipping of the wheels is always associated with a very rapid increase in speed takes place in a much shorter time than with a normal approach. Accordingly the current of the electric drive motor also decreases much more quickly.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese rasche Strom-bzw. eine damit verbundene Spannungsänderung als Kriterium des Durchgehens des Motors für das Ansprechen einer Warn- oder Abschaltvorrichtung auszunutzen. Dabei muß aber eine solche Vorrichtung, insbesondere eine damit verbundene Abschaltv orrichtung, gegen schwache Stromstöße, wie sie beim Auf-und Abschalten eines Stufenschaltwerkes auftreten können, oder gegen andere plötzliche Änderungen wie Stromstöße, z. B. durch Bügelspringen, plötzliche Spannungsschwankungen am Fahrdraht u. dgl., entsprechend unempfindlich sein und dürfen bei solchen Stromstößen nicht ansprechen.It is the object of the invention to provide this rapid current or. an associated Voltage change as a criterion of the runaway of the motor for the response of a To exploit warning or shutdown devices. However, such a device must be in particular an associated switch-off device against weak current surges, as they can occur when switching on and off a tap changer, or against other sudden changes such as power surges, e.g. B. by jumping iron, sudden Voltage fluctuations on the contact wire and the like, be correspondingly insensitive and must not respond to such power surges.

Bei den bisher bekannten Anordnungen zur Anzeige und zum Verhindern des Schleuderns werden als Vergleichsgrößen in der Regel die Strom-, Spannungs-oder Drehzahlwerte eines nicht schleudernden Vergleichsmotors herangezogen, die unter Umständen überhaupt nicht wirksam werden, wenn beide Motoren gleichzeitig und gleichmäßig schleudern. Andere bekannte Anordnungen bedingen einen bedeutend größeren Aufwand, wenn z. B. ein Tachometerdynamo für jede Triebachse vorgesehen ist oder ein Vergleichs-Tachometerdynamo an einer Laufachse zwecks einer Absolutmessung der Drehzahlen für notwendig erachtet wird.In the previously known arrangements for display and prevention of the spinning are usually the current, voltage or as comparison variables Speed values of a non-skidding comparison engine are used which are below Circumstances do not take effect at all when both motors are simultaneously and equally sling. Other known arrangements require a significantly greater effort, if z. B. a tachometer dynamo is provided for each drive axle or a comparison tachometer dynamo considered necessary on a running axis for the purpose of an absolute measurement of the speeds will.

Unabhängig hiervon sind für andere Zwecke bereits Relaisanordnungen bekannt, die auf die zeitliche Änderung einer elektrischen Größe ansprechen. Zum Beispiel werden in Speiseleitungen der stationären Anlagen von Gleichstrombahnen Stromwandler eingebaut, deren Sekundärwicklung an ein Relais angeschlossen ist, das auf diese Weise nur auf plötzliche starke Stromstöße bei Erd- oder Ku.rzschluß am Fahrdraht anspricht und gegen normale Belastungsstromschwankungen unempfindlich ist. Andererseits arbeiten bekannte isolationsüberwachende Erdungsrelais auf dieselelektrischen Fahrzeugen auf dem Prinzip der plötzlichen Spannungsänderung an ihren Klemmen bei Erdschluß einer Leitung. Gemäß der Erfindung soll dieses bekannte Prinzip zum Aufbau einer Schleuderschutzschaltung dienen.Regardless of this, relay arrangements are already used for other purposes known that respond to the temporal change of an electrical quantity. To the Example are in feed lines of stationary systems of direct current railways Built-in current transformer, the secondary winding of which is connected to a relay, in this way only to sudden strong current surges in the event of a short circuit to earth or short circuit responds to the contact wire and is insensitive to normal load current fluctuations is. On the other hand, known insulation-monitoring earthing relays work on diesel-electric ones Vehicles on the principle of the sudden change in voltage at their terminals Earth fault in a line. According to the invention, this known principle is intended to build serve as an anti-skid circuit.

Eine solche Schaltung zur Anzeige des Durchgehens eines einzelnen Elektromotors, insbesondere des Schleuderns von Fahrmotoren bei Einzelachs- oder Mehrachsantrieb von Fahrzeugen, besteht gemäß der Erfindung darin, daß ein polarisiertes Anzeige- oder Steuergerät (Relais od. dgl.) mit dem Fahrmotorstromkreis induktiv und/oder kapazitiv so gekoppelt ist, daß es nur auf zeitliche Minderung, d. h. den negativen Differentialquotienten, des Fahrmotorstromes anspricht. Hierbei ist es zweckmäßig, den Ansprechwert des Anzeige- oder Steuergerätes so hoch zu legen, daß das Gerät auf die im Normalbetrieb auftretenden Stromminderungen nicht anspricht.Such a circuit for indicating the runaway of an individual Electric motor, especially the skidding of traction motors with single-axle or Multi-axle drive of vehicles, according to the invention, is that a polarized Inductive or control device (relay or the like) with the traction motor circuit and / or is capacitively coupled in such a way that there is only a reduction in time, d. H. the negative differential quotient of the traction motor current. Here it is It is advisable to set the response value of the display or control device so high that the device does not respond to the current reductions that occur during normal operation.

Andererseits ist es möglich, zur Verhinderung des Ansprechens auf nur sehr kurzzeitige Stromminderungen, wie z. B. durch Bügelspringen, in den Anzeige-oder Steuerstromkreis einen Zeitkreis od. dgl. einzuschalten, der die Einrichtung gegen solche kurzzeitig auftretende Stromminderungen unempfindlich macht.On the other hand, it is possible to prevent responding to only very short-term electricity reductions, such as B. by jumping iron, in the display or To switch on a control circuit or the like, which the device against makes such short-term current reductions insensitive.

Schließlich ist eine Verriegelungsvorrichtung zweckmäßig, die das Ansprechen des Anzeige- oder Steuergerätes bei Zurückschalten des Motoranlaß- oder Fahrschalters verhindert.Finally, a locking device is useful that Response of the display or control unit when switching back the engine starter or Travel switch prevented.

In Fig. 1 ist schematisch eine Schaltung eines Reihenschlußmotors mit einer Ankerwicklung A und einer Feldwicklung F in Reihe mit der Primärwicklung eines Stromwandlers T gezeigt, wie sie sich hauptsächlich für Gleichstromfahrmotoren eignet. In die Sekundärwicklung des Wandlertransformators T werden nur die Stromänderungen der Primärwicklung transformiert und wirken auf die Wicklung des Relais R, welches über seine Kontakte in an sich bekannter Weise (Ruhestrom oder Arbeitsstrom) und durch nicht weiter gezeigte Schaltmittel die gewünschte Alarmanlage oder eine entsprechende Schaltoperation zur Spannungsminderung an den Klemmen des Fahrmotors auslöst. Der Transformator ist so ausgelegt. daß sein Eisenkern durch den normalen Gleichstrom nicht übermäßig gesättigt wird; ähnliche Erfordernisse treten ja bekanntlich z. B. bei Glättungsdrosseln von Gleichrichterschaltungen auf.In Fig. 1 is a circuit diagram of a series motor with an armature winding A and a field winding F in series with the primary winding a current transformer T shown as they are mainly used for DC traction motors suitable. In the secondary winding of the converter transformer T only the current changes the primary winding and act on the winding of the relay R, which via its contacts in a manner known per se (quiescent current or working current) and the desired alarm system or a corresponding one by switching means not shown further Switching operation to reduce the voltage at the terminals of the drive motor triggers. The transformer is designed like this. that its iron core through the normal Direct current is not excessively saturated; As is well known, similar requirements arise z. B. on smoothing chokes of rectifier circuits.

Die Anordnung muß, wie bereits einleitend angedeutet, durch Ausbildung des Relais selbst, mit entsprechender Zeitverzögerung arbeiten. um gegen sehr plötzliche Stromänderungen. z. B. durch Schaltänderungen oder Bügelspringen. genügend unempfindlich zu sein und erst bei einer weniger rasch erfolgenden Stromminderung beim Schleudern anzusprechen. Um ferner nur gegen eine gemäß Motorcharakteristik leim Schleudern eintretenden Stromminderung wirksam zu «-erden, wird erfindungsgemäß ein polarisiertes oder über einen Gleichrichter G gespeistes Relais verwendet und dieses während der betriebsmäßigen Rückschaltung des Fahrmotors auf niedrigere Fahrstufen, z. B. durch elektrische Verriegelung ausgeschaltet.The arrangement must, as already indicated in the introduction, through training of the relay itself, work with a corresponding time delay. to against very sudden Current changes. z. B. by switching changes or bow jumping. sufficiently insensitive and only if there is a less rapid current reduction when spinning to address. In order to also only skid against a glue according to the engine characteristics In accordance with the invention, to effectively earth the current reduction that occurs is polarized or via a rectifier G fed relay used and this during the operational downshift of the drive motor to lower speed levels, e.g. B. by electrical lock switched off.

Ganz besonders einfach liegen die Verhältnisse hei dieselelektrischen und ähnlichen Ausrüstungen. hei denen Schaltstöße durch Bügelspringen oder unerwartete Spannungsschwankungen in der Zuleitung nicht auftreten.The situation with diesel-electric is particularly simple and similar equipments. that is, switching shocks caused by jumping stirrups or unexpected Voltage fluctuations in the supply line do not occur.

Statt des besonderen Stromwandlers ist es möglich, das Motorfeld selbst als Wandlertransformator zu benutzen und die Sekundärwicklung auf einen oder mehrere Pole des Motors zu wickeln oder sogar den Relaiskreis von den Feldklemmen direkt zu speisen und entweder das Relais für die normal fließenden Gleichströme unempfindlich zu machen oder eine galvanische Trennung oder Unterbrechung z. B. mittels eines in Reihe geschalteten Kondensators C vorzunehmen, wie beispielsweise in Fig.2 angedeutet ist. Der Kondensator läßt bei momentanen Spannungsänderungen am Feld F einen Strom fließen, der nur bei Stromminderung durch das Relais R geleitet wird. Bei gleichbleibender Feldspannung fließt kein Strom durch den Kondensator und das Relais; Kondensator und Relaisspule wirken in bekannter Weise wie ein CR-Glied gegen Spannungsänderungen.Instead of the special current transformer, it is possible to control the motor field itself to use as a converter transformer and the secondary winding to one or more To wind poles of the motor or even the relay circuit from the terminal blocks directly to feed and either the relay is insensitive to the normally flowing direct currents to make or a galvanic separation or interruption z. B. by means of a make series-connected capacitor C, as indicated for example in Fig.2 is. The capacitor leaves a current at the field F when there are momentary changes in voltage flow, which is only passed through relay R when the current is reduced. With the same Field voltage no current flows through the capacitor and the relay; capacitor and relay coil act in a known manner like a CR element against voltage changes.

Für Wechselstrommotoren muß die Anordnung insofern etwas anders getroffen werden, als bei dieser Stromart die llomentanstromstärke dauernd wechselt und im Sinne der Erfindung nur die Änderung eines t1\littelwertes des Stromes interessiert, z. B. des quadratischen oder eines anderen Mittelwertes, wie er etwa durch Gleichrichten der Wechselstromhalbwellen sich ergibt. In einfacher Form kann darum z. B. nach Fig. 3 verfahren werden. Gemessen wird eine stromabhängige Spannung, z. B. die Spannung am Feld de: Motors. und diese durch Gleichrichter Gx gleichgerichtet und z. B. durch Drossel D geglättet.For AC motors, the arrangement must be made somewhat different than with this type of current the instantaneous current strength changes continuously and in For the purposes of the invention, only the change in a t1 mean value of the current is of interest, z. B. the root mean square or some other mean, such as by rectifying the alternating current half-waves results. In a simple form, z. B. after Fig. 3 are proceeded. A current-dependent voltage is measured, e.g. B. the tension am Feld de: Motors. and this rectified by rectifier Gx and z. B. by Throttle D smoothed.

Unter Umständen ist es zweckmäßig, einen Glättungs- oder Ableitkondensator Cx für die höheren Spannungsharmonischen vorzusehen (Fig. 4), wobei die Kapazität von Cx wesentlich kleiner als von C ist. Es kann aber auch das Relais R von vornherein ein nur Gleichstrom anzeigendes Gerät sein, z. B. ein Drehspuleninstrument, und einerseits gegen die durchgehenden Wechselstromoberwellen genügend träg und daher unempfindlich sein und andererseits nur auf Stromstöße in einer Richtung ansprechen, so daß die Glättungsgeräte teilweise oder ganz sowie eine zusätzliche Richtungsabhängigkeit entfallen.It may be useful to use a smoothing or bypass capacitor Provide Cx for the higher voltage harmonics (Fig. 4), the capacitance of Cx is much smaller than that of C. But the relay R can also be used from the start be a device that only displays direct current, e.g. B. a moving coil instrument, and on the one hand, sufficiently sluggish against the continuous alternating current harmonics and therefore be insensitive and, on the other hand, only respond to current surges in one direction, so that the smoothing devices partially or completely as well as an additional directional dependence omitted.

Die gezeigten, schematisch vereinfachten Schaltungen sollen aber nur Beispiele sein und erheben nicht Anspruch auf Vollständigkeit, denn man kann in mannigfacher Weise den gewünschten Effekt einerseits durch Herauskompensieren entsprechender Gleichstrom- oder Wechselstromkomponenten mittels transformatorischer oder Gleichrichterwirkung erreichen, andererseits den geeigneten Durchlaß für plötzliche Strom- oder Spannungsänderungen über entsprechende CR- oder RL-Glieder in bekannter Weise erzielen und durch ein Relais anzeigen.The schematically simplified circuits shown are only intended to Be examples and do not claim to be exhaustive, because you can use in many ways the desired effect on the one hand by compensating out corresponding Direct current or alternating current components by means of a transformer or rectifier effect achieve, on the other hand, the suitable passage for sudden changes in current or voltage Achieve through appropriate CR or RL links in a known manner and through a Show relay.

Es läßt sich übrigens auch denken, solche Änderungen, wenn nötig, über einen Verstärker zu schicken. Kennzeichnend für alle Schaltungen aber soll sein, daß sie auf eine genügend große und lange dauernde zeitliche Stromminderung (-dJ/dt) im -Motorstromkreis, hervorgerufen durch Schlüpfen der Triebräder. ansprechen und gegen Stromänderung durch Schaltstöße, Bügelspringen, plötzliche Spannungsänderungen am Fahrdraht od. dgl., genügend unempfindlich sind. Dies geschieht in jedem Falle auf Grund der Tatsache, daß einerseits nur Stromabnahmen interessieren, daß die Einrichtung gegen eine Stromzunahme durch elektrische Ventile od. dgl. unempfindlich gemacht sein kann und da.ß andererseits nicht zu registrierende Störstöße fast immer sehr kurzzeitig sind und die Anordnung erst nach einer gewissen zeitlichen Verzögerung zu wirken braucht.Incidentally, it can also be thought that such changes, if necessary, to send through an amplifier. Characteristic for all circuits, however, should be that they are based on a sufficiently large and long-lasting current reduction (-dJ / dt) in the -motor circuit, caused by slipping of the drive wheels. speak to and against current changes due to switching surges, bow jumping, sudden voltage changes on the contact wire or the like, are sufficiently insensitive. This happens in any case Due to the fact that, on the one hand, only current draws are of interest that the Device against an increase in current through electric valves or the like. Insensitive can be made and that, on the other hand, disturbances that cannot be registered almost always occur are very brief and the arrangement only after a certain time delay needs to work.

Claims

CLAIMS: 1. Circuit to indicate runaway of an individual Electric motor, especially the skidding of traction motors with single-axle or Multi-axle drive of vehicles, characterized in that a polarized display or control unit with the traction motor circuit inductively and / or ka.pazitiv so coupled is that it only applies to temporal hindrances, i. H. the negative differential quotient of the drive motor current, responds.

2. Circuit according to claim 1, characterized in that that the response value of the display or control device is so high that the device does not respond to the current reductions that occur during normal operation.

3. Circuit according to claim 1 or 2, characterized in that in the display or control circuit a timer or the like is switched on. the short-term current changes makes ineffective.

4. Circuit according to one of claims 1 to 3, characterized. that the display or control unit is locked when the engine starter or the drive switch is switched back. Considered publications: German Patent Nos. 366 956, 587 299, 761536, 889 308; Swiss Patent No. 86 134; "Glasers Annalen" magazine, 1954, pp. 17 and 23; Journal "Elektro Bahnen", 1934, p. 54.