DE1047242B

DE1047242B - Additional transformer for adapting the motor torque to the changes in axle pressure of AC traction vehicles with drives in a bridge or bridge joint arrangement

Info

Publication number: DE1047242B
Application number: DEK27008A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Kilb
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1955-10-03
Filing date: 1955-10-03
Publication date: 1958-12-24

Description

Zusatztransformator zur Anpassung der Motordrehmomente an die Achsdruckänderungen von Wechselstrom-Triebfahrzeugen mit Laufwerken in Brücken- oder Brückengelenkanordnung Die bekannten elektrisch wirkenden Achsdruckausgleichvorrichtungen für Wechselstrom-Triebfahrzeuge arbeiten im allgemeinen nach dem Prinzip, daß für eine Gruppe von Fahrmotoren eine Zusatzspannung und für die andere Gruppe eine entsprechende Absatzspannung vorgesehen ist, die durch die Wicklungen besonderer Hilfstransformatoren erzeugt werden. Die bekannten Schaltungen haben jedoch den Nachteil, daß sie sich nur für solche elektrischen Triebfahrzeuge eignen, die aus einem oder mehreren gekuppelten Triebgestellen (im letzteren Falle als sogenannte Gelenkfahrzeuge) bestehen, jedoch nicht für Brückenfahrzeuge, bei denen bekanntlich die Brücke senkrecht über den Drehgestellen angeordnet ist und die Zug- und Stoßvorrichtungen trägt und sich infolgedessen die Achsdruckänderungen der Drehgestelle mit denen der Brücke algebraisch addieren. Die Wirksamkeit der bekannten Schaltungen ist also für Brückenfahrzeuge oder Brückengelenkfahrzeuge so gering, daß sie bislang für Vollbahnen nicht oder nur selten angewendet worden sind. Hierbei ist ferner auch noch der Umstand zu berücksichtigen, daß die Drehmomentcharakteris.tiken der Motoren zueinander häufig sehr grcße Unterschiede aufweisen, sa daß die beabsichtigte Verbesserung des Haftwertes der Drehgestelle (theoretischer Wert 12 bis, 13 °/o) niemals erreichbar ist, sondern unter Umständen nur etwa der halbe Wert.Additional transformer for adapting the motor torque to changes in axle pressure of AC traction vehicles with running gears in a bridge or bridge joint arrangement The known electrically acting axle pressure compensation devices for AC traction vehicles generally work on the principle that for a group of traction motors one Additional tension and for the other group a corresponding heel tension is provided generated by the windings of special auxiliary transformers. the However, known circuits have the disadvantage that they are only suitable for such electrical Locomotives are suitable, which consist of one or more coupled motor bogies (in the latter case as so-called articulated vehicles), but not for bridge vehicles, where, as is well known, the bridge is arranged vertically above the bogies and the pulling and pushing devices wear and consequently the axle pressure changes of the bogies with those of the bridge add algebraically. The effectiveness of the known circuits is therefore for bridge vehicles or bridge articulated vehicles so low that it has so far not or only rarely been used for main railways are. The fact that the torque characteristics of the motors often differ greatly from one another, including the intended one Improvement of the adhesion value of the bogies (theoretical value 12 to .13%) is never achievable, but under certain circumstances only about half the value.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zusatztransformator zur Anpassung der Motordrehmomente an die Achsdruckänderungen von Wechselstrom-Triebfahrzeugen mit Laufwerken in Brücken- oder Brückengelenkanordnung.The invention relates to an additional transformer for adaptation the engine torques to the axle pressure changes of AC traction vehicles with drives in a bridge or bridge joint arrangement.

Alle vorgenannten Nachteile werden durch den Erfindungsgegenstand weitgehend gemindert, dessen Hauptmerkmal darin besteht, daß neben der Erregerwicklung für den Ausgleich der Achsdruckänderungen der einzelnen Drehgestelle und für den Ausgleich der Achsdruckänderungen der Brücke zugleich mehrere Wicklungssysteme oder auch nur ein einziges vereinigtes Wicklungssystem gewählt werden, in denen die resultierenden Zusatz- und Absatzspannungen gewonnen werden (Abb. 2 und 3).All of the aforementioned disadvantages are alleviated by the subject matter of the invention largely reduced, the main feature of which is that in addition to the excitation winding for the compensation of the axle pressure changes of the individual bogies and for the Compensation of the changes in axle pressure of the bridge at the same time several winding systems or also only a single unified winding system can be chosen, in which the resulting Additional and heel tension can be gained (Fig. 2 and 3).

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß das vereinigte Wicklungssystem auch in zwei unverzweigte Wicklungen mit gemeinsamem Mittelpunkt aufgelöst werden kann (Abb.4), von denen jede Wicklung für den einfachen Motorstrom bemessen ist, oder daß auch für den Zusatztransformator beider Systeme zwei getrennte Zusatztransformatoren mit gemeinsamem Mittelpunkt verwendet werden, denen je zwei Motoren in verschiedenen Drehgestellen zugeordnet sind.Another feature of the invention is to be seen in the fact that the united Winding system also in two unbranched windings with a common center point can be resolved (Fig.4), each winding for the simple motor current is dimensioned, or that two separate ones for the additional transformer of both systems Additional transformers with a common center point are used, each of which has two Engines in different bogies are assigned.

Die vorgenannten Erfindungsmerkmale ergeben nunmehr die Vorteile, daß 1. der Haftwert an den nachlaufenden Drehgestellen ebenso stark wie an dem vorauslaufenden Drehgestell ausgenutzt wird und 2. eine erfahrungsgemäß im voraus festgelegte Abstufung für den günstigsten Haftwert entsprechend der Schleuderempfindlichkeit bei den einzelnen Treibachsen vorgesehen werden kann, um die Anfahrt zu erleichtern und die volle Betriebssicherheit zu gewährleisten.The aforementioned features of the invention now result in the advantages that 1. the adhesion on the following bogies is just as strong as on the one ahead Bogie is used and 2. a graduation that has been determined in advance based on experience for the best adhesive value according to the individual's spin sensitivity Driving axles can be provided to facilitate the approach and the full To ensure operational safety.

Zum besseren Verständnis ist es notwendig, aus dem Schema des Laufwerkes, beispielsweise einer vierachsigen Drehgestellokomotive, die verschiedenen Größen und Richtungen der Achsdruckänderungen der einzelnen Achsen nach Abb. 1 zu entnehmen.For a better understanding it is necessary to use the diagram of the drive, for example a four-axle bogie locomotive, the different sizes and directions of the axle pressure changes of the individual axles according to Fig. 1.

Die Summe 4Z der Motorzugkräfte greift am Zughaken 6 der Brücke 5 an und teilt sich hälftig über die Drehzapfen 7 und 8 auf die Drehgestelle 9 und 10. Die Kraft 2Z am Drehzapfen, der um das Maß dtd über die Schienenoberkante steht, und die Kräfte Z an den Berührungspunkten von Rad und Schiene ergeben ein linksdrehendes Kräftepaar 2Z - hd für jedes Drehgestell mit dem Achsstand ca. Die entsprechende Achsdruckänderung ist Für die vorauslaufenden Drehgestellachsen ist sie aufwärts gerichtet, d. h. negativ, für die nachlaufenden Achsen dagegen abwärts gerichtet, d. h: positiv. Eine gleichartige Überlegung gilt für das Kräftepaar, das an der Brücke 5 wirksam ist. Die Zughakenkraft 4Z liegt um das Maß der Zughakenhöhe lt, über Schienenoberkante. Die an den Drehzapfen 7 und 8 wirksamen Kräfte 2Z liegen um das Maß ltd über Schienenoberkante. Dadurch ergibt sich ein linksdrehendes Kräftepaar 4Z (h2 hd), welches sich auf die beiden gefederten Brückenstützen 11 und 13 auswirkt, die einen gegenseitigen Abstand ast haben. Die Änderung der Stützkraft d O" beträgt Auf jede Achse des Drehgestells entfällt natürlich Die Änderung der Stützkraft ist aufwärts gerichtet, d. h. negativ für das vorauslaufende Drehgestell, dagegen abwärts gerichtet, d. h. positiv für das nachlaufende Drehgestell.The sum of 4Z of the engine tensile forces acts on the towing hook 6 of the bridge 5 and is divided in half over the pivot pins 7 and 8 on the bogies 9 and 10. The force 2Z on the pivot pin, which is above the top edge of the rail by the amount dtd, and the forces Z At the points of contact between wheel and rail, a counterclockwise force pair 2Z - hd results for each bogie with an axle base of approx. The corresponding change in axle pressure is For the leading bogie axles it is directed upwards, ie negative, for the trailing axles it is directed downwards, ie. h: positive. A similar consideration applies to the couple of forces that are effective at bridge 5. The draw hook force 4Z is the amount of the draw hook height lt, above the top edge of the rail. The forces 2Z acting on the pivot pins 7 and 8 are by the amount ltd above the upper edge of the rail. This results in a counterclockwise pair of forces 4Z (h2 hd), which has an effect on the two spring-loaded bridge supports 11 and 13, which are spaced apart from one another. The change in the supporting force d O "is Of course, there is no need for any axle on the bogie The change in the supporting force is directed upwards, ie negative for the leading bogie, on the other hand directed downwards, ie positive for the trailing bogie.

Die gesamten Achsdruchänderungen ergeben sich aus den Teilbeträgen 4 Q' und Das Ergebnis zeigt, daß die Achsdruckänderungen an Achse 1 a und 4a sowie 3 a und 2 a gleich groß und dabei entgegengesetzt gerichtet sind. Bei den üblichen Laufwerken vierachsiger Lokomotiven sind die Absolutbeträge von 2 a und 3 a etwa halb so groß wie die von 1 a und von 4 a. Wenn an allen Achsen der Haftwert gleich stark ausgenutzt werden soll, gilt dasselbe für die zusätzlichen Motordrehmomente dMdla und dAId4Q sowie 4l@Td3d und AMd2, Angenähert dasselbe gilt auch für die Zusatzspannungen d Ui und A, U4 sowie AU, und AU.. Diese können ebenso wie die Achsdruckänderungen aus Teilbeträgen, d. h. Teilspannungen zusammengesetzt werden: Dementsprechfd werden erfindungsgemäß nun die Zusatzwicklungen aus Teilwieklurtgen. gebildet, die den Teilspannungen,4 U' und der Abb. 2 entsprechen. Die vom Haupttransformator gelieferte Grundspannung U, wird den Fahrmotoren unmittelhar zugeführt, während die Rückleitung 0 in den :Mittelpunkt der Zusatzwicklung b geführt wird, welche die Lasteinwirkung der Brücke berücksichtigt. Die herausgeführten: Klemmen rr und h werden mit den Mittelpunli-tkielulnen 12 und 34 der Zusatzwicklang a des vorderen sowie b des hinteren Dreingestells verbunden. Die Endklemmen 1, 2, 3 und 4, die mit den Rückleitungen der Fahrmotoren verbunden sind, führen die gewünschten Motorzusatzspannungen > Ui. d U2, d U3 und d U4, wenn die Erregerwicklung e von dem Haupttransformator der Lokomotive erregt wird. Ohne Erregung wirkt der Zusatztransformator als Stromteiler. Wird die Erregerspannung durch die Umschalteinrichtung der Abb.2 umgekehrt, so werden natürlich auch sämtliche Zusatzspannungen umgekehrt. Die Lokomotive ist dann für eine Anfahrt in umgekehrter Richtung vorbereitet.The total axle pressure changes result from the partial amounts 4 Q 'and The result shows that the axial pressure changes on axis 1 a and 4 a as well as 3 a and 2 a are the same size and are directed in opposite directions. With the usual running gear of four-axle locomotives, the absolute values of 2 a and 3 a are about half as large as those of 1 a and 4 a. If the adhesive value is to be used equally on all axes, the same applies to the additional motor torques dMdla and dAId4Q as well as 4l @ Td3d and AMd2, approximately the same also applies to the additional voltages d Ui and A, U4 as well as AU, and A U .. These can, like the axial pressure changes, be composed of partial amounts, i.e. partial stresses: Accordingly, according to the invention, the additional windings are now made from partial weights. formed, the partial voltages, 4 U 'and correspond to Fig. 2. The basic voltage U, supplied by the main transformer, is fed directly to the traction motors, while the return line 0 is routed to the center of the additional winding b, which takes the load effect of the bridge into account. The led out: clamps rr and h are connected to the center pin tkielulnen 12 and 34 of the additional winding a of the front and b of the rear tripod. The end terminals 1, 2, 3 and 4, which are connected to the return lines of the traction motors, carry the required additional motor voltages> Ui. d U2, d U3 and d U4 when the excitation winding e is energized by the main transformer of the locomotive. Without excitation, the additional transformer acts as a current divider. If the excitation voltage is reversed by the switching device in Fig. 2, all additional voltages are of course reversed. The locomotive is then prepared for an approach in the opposite direction.

Zur Vereinfachung, Verbilligung und Gewichteinsparung können erfindungsgemäß ferner sämtliche drei Zusatzwicklungen in eine einzige unverzweigte Wicklung 1-2-3-4 der Abb.3 zusammengefaßt werden. Die Teilwicklung 3-2 führt hier den doppelten Strom wie 1-3 und 2-4. Sie erhält dementsprechend auch den doppelten Leiterquerschnitt. 1;3m Leitungen- mit ungleichem Querschnitt zu vermeiden, wird ferner die Auflösung in zwei getrennte unverzweigte Zusatzwicklungen 1-4 und 3-2 nach Abb. 4 vorgeschlagen, von denen jede für den einfachen Motorstrom bemessen ist. Der einen Wicklung sind die Motoren der Endachsen, der anderen die.der mittleren Achsen zugeordnet, d. h. jeweils Motoren von verschiedenen Drehgestellen. Beide Zusatzwicklungen haben hier einen gemeinsamen Eisenkern und eine gemeinsame Erregerwicklung. Ihre Mittelpunkte sind miteinander verbunden. Wenn jede der beiden Zusatzwicklungen 1-4 und 3-2 einett besonderen Kern und eine besondere Erregerwicklung erhält, so entstehen zwei Zusatztransfärmatoren, die je für sich nach Belieben erregt werden können. Ihr besonderes Kennzeichen besteht darin, daß die Mittelpunkte der Zusatztransformatoren miteinander verbunden sind und daß jedem Zusatztransformator zwei Motoren in verschiedenen Drehgestellen zugeordnet sind.For simplification, cheaper and weight saving, according to the invention furthermore all three additional windings in a single unbranched winding 1-2-3-4 of Fig.3 are summarized. The partial winding 3-2 carries twice the current here like 1-3 and 2-4. Accordingly, it also has twice the conductor cross-section. 1; 3m cables with unequal cross-sections will also reduce the resolution proposed in two separate unbranched additional windings 1-4 and 3-2 according to Fig. 4, each of which is rated for simple motor current. The one are winding the motors of the end axles, the other those of the middle axles assigned, d. H. each engines from different bogies. Both have additional windings here a common iron core and a common excitation winding. Your focal points are connected to each other. When each of the two additional windings 1-4 and 3-2 embeds receives a special core and a special excitation winding, two additional transformers are created, each of which can be aroused at will. Your special characteristic is there in that the centers of the additional transformers are connected to one another and that each additional transformer is assigned two motors in different bogies are.

Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist die im voraus festgelegte Abstufung in der Ausnutzung der Haftung bei den einzelnen Achsen und eine entsprechend angepaßte Änderung der Klernmenspännung beiden einzelnen Zusatzvelicklungen entsprechend dem jeweiligen Schleuderempfindlichkeitsgrad der Treibachsen. Achse 3 a und besonders Achse 1 a sind am wenigsten empfindlich, da sie entsprechend dem Aufbau der Formel bei beginnendem Schleudern diesem Vorgang durch selbsttätige Erhöhung des Achsdruckes entgegenarbeiten. Achse 2a und besonders Achse4a sind empfindlicher, da sie beginnendes Schleudern durch die entstehende Entlastung unterstützen.A special feature of the invention is the predetermined gradation in the utilization of the adhesion on the individual axles and a correspondingly adapted change in the clamping tension of the two individual additional wraps according to the respective degree of skidding sensitivity of the drive axles. Axis 3 a and especially axis 1 a are the least sensitive, as they counteract this process by automatically increasing the axle pressure when the spinning begins, according to the structure of the formula. Axis 2a and especially axis4a are more sensitive, as they support the start of skidding through the resulting relief.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Additional transformer for adapting the motor torques ari the axle pressure changes of AC traction vehicles with drives in bridge or bridge joint arrangement, characterized in that in addition to the exciter winding for the compensation of the axle pressure changes of the individual bogies and for the compensation of the axle pressure changes of the bridge , at the same time several winding systems or even a single winding system can be granted, in which the resulting additional urtd heel tensions are obtained (AM. 2 and 3).

2. Zusa @ = ztr-ansforruato @ r according to claim 1, characterized. marked, that the Vereifee V ' system in two unbranched windings with common center resolved, each winding for the simple Motor current is measured (Fig.4).

3. Additional transformer according to claims 1 and 2, characterized in that it is resolved into two separate additional transformers with a common center point, each of which is assigned two motors in different bogies. Considered publications: German Patent Nos. 668 532, 739 801, 751922, 761771, 846113.