DE1046733B

DE1046733B - Protection device for the control means of a multiple control for electric drives

Info

Publication number: DE1046733B
Application number: DES37760A
Authority: DE
Inventors: Walter Hoepfner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-02-22
Filing date: 1954-02-22
Publication date: 1958-12-18

Description

DEUTSCHESGERMAN

INTERNATIONALE KL.INTERNATIONAL KL.

PAT E NTAMT G OSf; Ή 02 PAT E NTAMT G OSf; Ή 02

S37760VIIIb/21cS37760VIIIb / 21c

ANMELDETAG: 22. FEBRUAR 1954REGISTRATION DATE: FEBRUARY 22, 1954

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 18. DEZEMBER 1958NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
EDITORIAL: DECEMBER 18, 1958

Bei Vielfachsteuerung von elektrischen Fahrzeugen werden in der Regel die Schaltwerke durch Verstellmotoren angetrieben. Die Steuerung der einzelnen Antriebe erfolgt hierbei in der Regel in Abhängigkeit von Differenzspannungen, die dem Maß der Abweichung der tatsächlichen Stellung des angetriebenen Schaltwerkes von der an dem Steuergerät vorgeschriebenen Sollstellung entsprechen.In the case of multiple control of electric vehicles, the switching mechanisms are usually actuated by adjusting motors driven. The individual drives are usually controlled as a function of differential voltages corresponding to the extent of the deviation of the actual position of the driven The switching mechanism of the set position prescribed on the control unit.

Da in der Regel ein großer Bereich zu bestreichen ist, ist es erforderlich, die Steuermittel sehr empfindlieh auszuführen, damit auch bei kleinen Differenzspannungswerten noch eine genaue Einstellung möglich ist. Dies bringt aber die Gefahr mit sich, daß die Steuermittel bei hohen Spannungsdifferenzen beschädigt werden können.Since, as a rule, a large area is to be covered, it is necessary for the control means to be very sensitive to be carried out so that an exact setting is still possible even with small differential voltage values is. However, this entails the risk that the control means will be damaged in the event of high voltage differences can be.

Um die Steuermittel gegen eine Überlastung bei großen Differenzspannungen zu schützen, wird nach der Erfindung den Steuermitteln eine Drossel vorgeschaltet, die neben einer konstanten Vormagnetisierung noch eine zusätzlich von der Differenzspannung abhängige Vormagnetisierung erhält, wobei die beiden Vormagnetisierungen entgegenwirken und so abgestimmt sind, daß der induktive Widerstand der Drossel bei großen Differenzspannungen voll wirksam wird und dadurch die Erregerwicklung der verwendeten Steuereinrichtung vor Überlastung schützt. Diese Drossel kann so abgestimmt werden, daß der wirksame Widerstand bei kleinen Differenzspannungen praktisch verschwindet. Mit besonderem Vorteil wird eine Drossel aus zwei voneinander magnetisch getrennten Kernen verwendet, wobei auf jeden Kern sowohl Wicklungen für die konstante wie auch für die differenzspannungsabhängige Vormagnetisierung wie auch für den Differenzstrom vorgesehen sind und jeder Kern nur einer Halbwelle zugeordnet ist, während die andere durch ein Ventil gesperrt wird.In order to protect the control means against overload in the event of large differential voltages, after According to the invention, the control means are preceded by a choke which, in addition to a constant bias also receives a premagnetization that is additionally dependent on the differential voltage, both of which Counteract bias and are matched so that the inductive resistance of the Choke becomes fully effective at large differential voltages and thereby the field winding of the used Control device protects against overload. This throttle can be tuned so that the effective resistance practically disappears at small differential voltages. With particular advantage a choke made of two magnetically separated cores used, with both on each core Windings for constant as well as differential voltage-dependent premagnetization such as are also provided for the differential current and each core is assigned to only one half-wave, while the other is blocked by a valve.

Die vormagnetisierbare Drossel kann dem Steuermittel, beispielsweise dem Verstellmotor, unmittelbar vorgeschaltet werden. Für manche Fälle ist es aber zweckmäßig, wenn diese Drossel entweder über einen den Strom für die Verstellmotoren liefernden Generator oder über ein Differentialrelais auf die Steuermittel arbeitet. Auch in dem zweiten Fall kann dank des gegebenen Schutzes ein Relais mit hoher Empfindlichkeit angewendet werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Relaiswicklung bei großen Stellungsunterschieden überlastet wird. Hierfür ist es nur erforderlich, den Magnetverstärker so zu schalten, daß er bei großen Potentialdifferenzen als Vorwiderstand vor dem Steuerrelais wirkt, bei kleinen Potentialdifferenzen jedoch nahezu wirkungslos wird.The pre-magnetizable throttle can be directly connected to the control means, for example the adjusting motor upstream. For some cases, however, it is useful if this throttle either has a the generator supplying the current for the variable displacement motors or via a differential relay to the control means is working. A relay with high sensitivity can also be used in the second case thanks to the protection provided can be used without the risk that the relay winding with large differences in position is overloaded. For this it is only necessary to switch the magnetic amplifier so that it is at large potential differences acts as a series resistor in front of the control relay, with small potential differences but becomes almost ineffective.

An sich ist die Verwendung von vormagnetisierten Drosseln bei Anordnungen, die in Abhängigkeit von Differenzspannungen arbeiten, schon bekannt, und Schutzeinrichtung für die Steuermittel
einer Vielfachsteuerung
für elektrische AntriebeThe use of premagnetized chokes in arrangements that work as a function of differential voltages is already known per se, and protection devices for the control means
a multiple control
for electric drives

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktienges ells chaf t,Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Walter Höpfner, Erlangen,
ist als Erfinder genannt wordenWalter Höpfner, Erlangen,
has been named as the inventor

zwar in der Form, daß die Spannung mit Hilfe eines Magnetverstärkers verstärkt wird.in the form that the voltage is amplified with the help of a magnetic amplifier.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt. In diesem Fall möge es sich um die Verstellung eines Verstellmotors für das Schaltwerk in einem gesteuerten Fahrzeug in Abhängigkeit von der Schaltwerksstelltmg in einem steuernden Fahrzeug handeln. Der das Schaltwerk des gesteuerten Fahrzeuges betätigende Verstellmotor ist mit 1 bezeichnet. Auf der Achse dieses Verstellmotors ist außer der Schaltwerks walze noch der Abgriff eines Potentiometers 2 angeordnet, welches die Istwertstellung angibt. Die Sollwertstellung wird von dem Potentiometer 3 eingestellt, dessen Abgriff von dem Fahrschalter des steuernden Fahrzeuges verstellt wird. Zwischen dem Abgriff 3 α des Sollwertpotentiometers und dem Abgriff 2 a des Istwertpotentiometers befindet sich die Arbeitswicklung 4 a des Magnetverstärkers 4 sowie die Wicklung eines polarisierten Relais bzw. — in dem hier dargestellten Fall — die Ankerwicklung eines Motors 5, der die Funktion eines polarisierten Relais ausübt. Dabei dreht sich der Motor jeweils nur um einen vorbestimmten Winkel und wird in der Endlage durch einen Anschlag od. dgl. festgehalten. Ist das Potentialgefälle auf Null abgesunken, so wird der Anker des Motors beispielsweise durch eine Feder in seine Mittellage zurückgeführt. Je nach der Richtung des Potentialgefälles zwischen den Abgriffen 2 α und 3 a wird das Potentiometer so beeinflußt, daß der Verstellmotor 1 über das Relais 6 oder 7 in links- oder rechtsdrehendem Sinne gesteuert wird, und zwar so lange, bis der Abgriff 2 a des IstwertpotentiometersAn embodiment of the invention is shown in the figure. In this case, it may be the adjustment of an adjusting motor for the switching mechanism in a controlled vehicle as a function of the switching mechanism setting in a controlling vehicle. The adjusting motor which actuates the switching mechanism of the controlled vehicle is denoted by 1. On the axis of this adjusting motor, in addition to the switching mechanism roller, the tap of a potentiometer 2 is arranged, which indicates the actual value position. The setpoint position is set by the potentiometer 3, the tap of which is adjusted by the drive switch of the controlling vehicle. Between the tap 3 α of the setpoint potentiometer and the tap 2 a of the actual value potentiometer there is the working winding 4 a of the magnetic amplifier 4 and the winding of a polarized relay or - in the case shown here - the armature winding of a motor 5, which functions as a polarized relay exercises. The motor only rotates through a predetermined angle and is held in the end position by a stop or the like. If the potential gradient has dropped to zero, the armature of the motor is returned to its central position, for example by a spring. Depending on the direction of the potential gradient between the taps 2 α and 3 a , the potentiometer is influenced so that the adjusting motor 1 is controlled via the relay 6 or 7 in a left or right direction, until the tap 2 a des Actual value potentiometer

809 699/427809 699/427

mit dem Abgriff 3 α des Sollwertpotentiometers stellungsgleich ist. Die Grunderregung 4b des Magnetverstärkers 4 ist aus einer gesonderten Gleichstromquelle 8 gespeist und kann mittels eines Potentiometers 9 verändert werden. Die Steuerwicklung 4 c des Magnetverstärkers ist ebenfalls an die der Ab-λveichung proportionale Spannung angeschlossen, und zwar, da es sich in diesem Ausführungsbeispiel um einen Wechselstromantrieb handelt, über einen Gleichrichter 10. Bei großen Potentialdifferenzen wirkt der Magnetverstärker als Vorwiderstand, so daß eine Überlastung des Differentialrelais nicht eintreten kann. Da die beiden Wicklungen 4 b der Drossel von der Gleichspannungsquelle über den Einstellwiderstand 9 eine Vormagnetisierung erhalten, wird erreicht, daß *5 die Wicklungen 4 a, die in der Verbindung der beiden Potentiometerabgriffe gemeinsam mit dem Anker des Steuermotors S liegen, fast keinen induktiven Widerstand aufweisen. Es wird also die gesamte Spannungsdifferenz zwischen den Abgriffen für die Steuerung ao nutzbar gemacht. Dies ist bei kleinen Spannungsdifferenzen erforderlich, bei großen jedoch nicht nur nicht notwendig, sondern sogar unerwünscht, da dann der Anker des Steuermotors bzw. die Erregerwicklung eines Differentialrelais überlastet wird. Daher ist eine von der Spannungsdifferenz abhängige weitere Gleichstromvormagnetisierung des Drosselkernes vorgesehen, die über die Wicklungen 4 c eingeführt wird. Hierbei sind Wicklungssinn und Windungszahl der Wicklungen 4& und 4c so gewählt, daß bei großen Spannungsdifferenzen die beiden Gleichstromvormagnetisierungen sich gegenseitig weitgehend aufheben. Dadurch wird erreicht, daß die Wicklungen 4 α einen erheblichen induktiven Widerstand darstellen und Anker bzw. Erregerwicklung der verwendeten Steuereinrichtung vor Überlastungen schützen. Bei kleinen Spannungsdifferenzen sind die Wicklungen 4 c praktisch stromlos. Der induktive Widerstand der Wicklungen 4a ist also dann praktisch gleich Null, und es wird die volle Spannungsdifferenz für die Steuerung wirksam. Die Drossel besitzt zwei magnetisch voneinander getrennte Kerne, so daß mit Hilfe der den Wicklungen 4a vorgeschalteten Ventile je ein Pfad für jede Halbwelle des Differenzwechselstromes geschaffen wird. Es kann deshalb die gesamte Potentialdifferenz zur Steuerung verwendet werden.is in the same position with tap 3 α of the setpoint potentiometer. The basic excitation 4 b of the magnetic amplifier 4 is fed from a separate direct current source 8 and can be changed by means of a potentiometer 9. The control winding 4c of the magnetic amplifier is also connected to the voltage proportional to the deviation, namely, since it is an AC drive in this embodiment, via a rectifier 10. In the case of large potential differences, the magnetic amplifier acts as a series resistor, so that an overload of the differential relay cannot occur. Since the two windings 4 b of the choke receive a premagnetization from the DC voltage source via the setting resistor 9, it is achieved that * 5 the windings 4 a, which are in the connection of the two potentiometer taps together with the armature of the control motor S, have almost no inductive resistance exhibit. The entire voltage difference between the taps is made usable for the control ao. This is necessary in the case of small voltage differences, but not only not necessary in the case of large differences, it is even undesirable, since the armature of the control motor or the excitation winding of a differential relay is then overloaded. Therefore, a further direct current bias of the inductor core is provided which is dependent on the voltage difference and which is introduced via the windings 4c. The direction of the winding and the number of turns of the windings 4 & 4c are selected in such a way that, in the case of large voltage differences, the two direct current biases largely cancel each other out. It is thereby achieved that the windings 4 α represent a considerable inductive resistance and protect the armature or excitation winding of the control device used from overloads. In the case of small voltage differences, the windings 4c are practically de-energized. The inductive resistance of the windings 4a is then practically zero, and the full voltage difference is effective for the control. The choke has two magnetically separated cores, so that with the help of the valves upstream of the windings 4a a path is created for each half-wave of the differential alternating current. The entire potential difference can therefore be used for control.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es ist möglich, den Magnetverstärker — in etwas abgeänderter Schaltung — mit der Erregerwicklung eines den Steuermotor speisenden Generators zu verbinden. Die Zahl der zu steuernden Fahrzeuge kann bei Anschluß an die gezeichneten Kupplungsleitungen beliebig vergrößert werden.The invention is not limited to the illustrated embodiment. It is possible that Magnetic amplifier - in a slightly modified circuit - with the excitation winding of the control motor to connect the feeding generator. The number of vehicles to be controlled can be determined when connected to the Coupling lines can be enlarged as required.

Claims

Patent claims:

1. Protection device for the control means of a multiple control for electric drives, in which the control means as a function of one of the deviation of the switching mechanism position from the target position proportional differential alternating voltage can be controlled, especially for electrical Locomotives, characterized in that a throttle (4) is connected upstream of the control means, In addition to a constant premagnetization, there is also an additional one that depends on the differential voltage Receives premagnetization, with the two premagnetizations counteracting and so coordinated are that the inductive resistance of the choke is fully effective at large differential voltages and protects the excitation winding of the control device used against overload.

2. Protection device according to claim 1, characterized in that the throttle consists of two of each other magnetically separated cores and that on each core windings for the constant and the differential voltage-dependent premagnetization and for the differential current are provided each core is assigned to one of the two half-waves and the other half-wave is blocked by a valve.

3. Protection device according to claims 1 and 2, characterized in that the circuits the constant and / or the differential voltage-dependent premagnetization setting resistors for adjusting the bias.

Considered publications:
German Patent Nos. 844 930, 896 377;
British Patent No. 592 766.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings