DE1051314B - Schaltungsanordnung zum Antrieb eines aus einem Wechselstromnetz gespeisten elektrischen Triebfahrzeuges - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zum Antrieb eines aus einem Wechselstromnetz gespeisten elektrischen Triebfahrzeuges Es ist bekannt, die als Fahrmotoren dienenden; Kollektormotoren eines elektrischen Triebfahrzeuges aus einem Z@Techselstromnetz über Gleichrichteranordnungen zu speisen, wobei für den Ankerstromkreis und den.Erregerstromkreis derKollektormotoren getrennte Gleichrichteranordnungen vorgesehen sind. Bei einer bekannten Anordnung dieser Art .erfolgt die Regelung der Fahrmotoren durch sowohl im Ankerstromkreis als auch im Erregerstromkreis der Fahrmotoren vorgesehene regelbare Widerstände. Bei einer weiteren bekannten Anordnung, bei der ebenfalls für den Ankerstromkreis und für den Erregerstromkreis der als Gleichstrommotoren ausgebildeten, Fahrmotoren gesonderte Entladungsgefäße vorgesehen sind., erfolgt die Regelung der Fahrmotoren durch Gittersteuerung der die Ankerstromkreise speisenden Entladungsgefäße. Damit diese Motoren in der Fahrschaltung mit Reihenschlußcharakteristik betrieben werden können, sind die Primärwicklungen des das Entladungsgefäß des Ankerstromkreises speisenden Haupttransformators und des das Entladungsgefäß des Erregerstromkreises speisenden Erregertransformators miteinander in Reihe geschaltet.
• Ersetzt man die gittergesteuerten Entladungsgefäße durch nicht steuerbare Einanodengefäße oder gegebenenfalls auch durch Trockengleichrichter, die infolge ihrer Robustheit für den Bahnantrieb besser geeignet sind, und würde man sodann die Fahrmotoren in an sich bekannter Weise durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses desHaupttransformators regeln, so verlöre damit die bekannte Anordnung die für den Bahnbetrieb äußerst erwünschte Eigenschaft des Reihenschlußverhaltens der Fahrmotoren infolge der Kopplung der Primärstromkreise des Haupt- und des Erregertransformators.
• Die Erfindung, die sich mit einer Schaltungsanordnung zum Antrieb eines aus einem Wechselstromnetz gespeisten elektrischen Triebfahrzeuges mit Kollektormotoren befaßt, bei der sowohl für den An'.kerstromkreis als auch für den Erregerstromkreis getrennte Gleichrichteranordnungen vorgesehen sind, schafft hier Abhilfe. Nach der Erfindung werden die Primärwicklung-en des die Gleichrichteranordnung des Erregerstromkreises speisenden Erregertransformators von dem sekundärseitigen Wellenstrom des die Gleichrichteranordnung des Ankerstromkreises speisenden Haupttransformators durchflossen. Hierdurch wird eine Reihenschlußcharakteristik derFahrmotoren erzwungen. Außerdem ist, da in der Sekundärwicklung des Haupttransformators ein Strom hoher Welligkeit fließt, die Verseuchung des speisenden Netzes mit Oberwellen äußerst gering, obwohl gleichzeitig der der Erregerwicklung des Kollektormotors zugeführte Strom eine sehr geringe Welligkeit hat, die gegebenenfalls durch eine im Erregerstromkreis vorgesehene Glättungsdrosselspule noch weiter vermindert werden kann.
• In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung der Motorstromkreis eines einzelnen Kollektormotors schematisch dargestellt. Die nicht näher bezeichnete Primärwicklung des sekundärseitig regelbaren Haupttransformators TA wird von der nicht dargestellten Fahrleitung gespeist. Die gleichfalls nicht näher bezeichnete Sekundärwicklung des Haupttransformators TA ist unterteilt, und ihre beiden. jeweils benutzten äu.ßerenAnzapfungen sind über GleichrichtergefäßeAi und A2 mit dem einen Pol der Ankerwicklung des Kol,lektormotors A-E verbunden. An die beiden mittleren Klemmen der unterteilten Sekundärwicklung des Haupttransformators TA sind diePrimärwicklungenPl bzw. P2 des Erregertransformators TE angeschlossen, dessen Sekundärwicklung S über eine TrockengleichrichteranordnungTc, und eine GlättungsdrosselspuleD die Erregerwicklung E des Kollektormotors A-E speist. Während also der den Anker A des Kollektormotors A-E durchsetzende Strom j ein Strom großer Welligkeit, also Wellenstrom ist, ist der der Erregerwicklung E zugeführte Strom i infolge der Impedanz des Erregerstromkreises und der eingeschalteten GlättungsdrosselspuleD praktisch ein Gleichstrom. Da die beiden Primärwicklungen P1 und P2 des Erregertransformators TE von den Anodenströmen der Gleichrichtergefäße A1 und A2 durchflossen werden, ist der Erregerstrom i dem Wellenstrom J proportional. Auf die geschilderte Weise wird also auch bei Verwendung von nicht gittergesteuerten Gleichrichtergefäßen bzw. von Trockengleichrichtern -ein-Reihenschlußverhalten der Fahrmotoren erzielt, obwohl die Regelung in an sich -bekannter Weise durch Stufenschaltung es von der -Fahrdrahtspannung gespeisten Haupttransformators erfolgt.
• Beim Anfahren kann es sich infolge des Reihensch .lußverhaltens der Fahrmotoren mitunter ergeben, daß ein Schleudern der von den Fahrmotoren angetriebenen Räder eintritt. Dies ist dadurch bedingt, daß beim Schleudern, d. h. beim Übergang von der rollenden Reibung in die gleitende Reibung, der Fahrmotorstrom abnimmt und infolgedessen auch die Erregung geschwächt wird, so daß der Anker des Fahrmotors das Bestreben hat, durchzugehen. Besitzt der Fahrmotor hingegen Fremderregung, so behält das Motorfeld beim Gleiten der Räder trotz abnehmenden Motorstromes seinen Wert bei, so daß der Reibungswert bei weitem nicht in dem Maße absinkt, wie es beim Schleudern der Fall ist.
• Um nun auch bei einer Schaltungsanordnung mit mittelbarer Reihenschlußerregung nach der Erfindung ein sanftes und rüttelfreies Anfahren mit sehr günstigen Reibungswerten zu erzielen, wird in Weiterbildung der Erfindung eine zusätzliche Fremderregung der Fahrmotoren vorgesehen. Diese Fremderregung ist beispielsweise mit Hilfe einer Fremdspannung möglich, die über die Klemmen x und y der Erregerwicklung E des Fahrmotors zugeführt wird. Während es gleichgültig ist, welcher Gleichstromquelle der hier zugeführte Gleichstrom entnommen wird, kommt es vielmehr erheblich darauf an, daß die Zu- und Abschaltung der an die Klemmen x und y angeschlossenen Hilfsstromquelle möglichst feinstufig erfolgt, da sonst .ein stoßartiges Anfahren zustande kommt, das im Bahnbetrieb dazu führen kann, daß die Wagenkupplungen reißen.
• Eine besonders zweckmäßige zusätzliche Fremderregung der Fahrmotoren läßt sich dadurch erzielen, daß der Erregertransformator mit einer zusätzlichen Primärwicklung versehen. wird, mit deren Hilfe er fremderregt werden kann.
• Im Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist hierzu auf dem Erregertransformator TE eine zusätzliche Primärwicklung P3 angeordnet, die von einer Sekundärwicklung S4 des Haupttransformators TA gespeist wird. Um nun möglichst Phasengleichheit der Durchflutungen in, den einzelnen Primärwicklungen des Erregertransformators TE zu erzielen, ist zusätzlich noch eine Impedanz Z1 mit den Wicklungen: P3 und S4 in Reihe geschaltet. Beim Anfahrendes Motors sind bei entsprechender Bemessung der Impedanz Z1 die Durchflutungen der Primärwicklungen P1 und P2 sowie die Durchflutung der Primärwicklung P3 im wesentlichen phasengleich.
• Das möglichst feinstufige Einschalten der Fremderregung durch die zusätzliche Primärwicklung P3 erfolgt mit Hilfe des schematisch dargestellten Stufenschalters SE. Es könnte statt dessen auch ein feinstufiger Widerstand verwendet werden. Nach dem Anfahren wird die zusätzliche Primärwicklung P3 in der gleichen Weise stufenweise wieder abgeschaltet, so daß die Fahrmotoren wieder volle Rei'henschlußcharakteristik aufweisen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung zum Antrieb eines aus einem Wechselstromnetz gespeisten elektrischen Triebfahrzeuges mit Kollektormotoren, bei der für den Ankerstromkreis und den Erregerstromkreis der Kollektormotoren getrennte Gleichrichteranordnungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die -Primärwicklungen (P1, P2) des die Gleichrichteranordnung (TG) des Erregerstromkreises speisenden Erregertransformators (TE) von dem sekundärseitigen Wellenstrom des die Gleichrichteranordnung (A1, A2) des Ankerstromkreises speisenden Haupttransformator (TA) durchflossen werden.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Erregerstromkreis eine Glättungsdrosselspule (D) vorgesehen ist.
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Kollektormotoren eine zusätzliche Fremderregung vorgesehen ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, .dadurch gekennzeichnet, daß der Erregertransformator (TE) eine zusätzliche- Primärwicklung (P3) trägt, mit deren Hilfe er fremderregt werden kann.
5. 5. Schaltungsanordnung nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuleitung zu der zusätzlichen Primärwicklung (P3) eine Impedanz (Z1) eingeschaltet ist, durch die Phasengleichheit der Durchflutungen der Primärwicklungen (P1, P2, P3) des Erregertransformators (TE) bewirkt wird.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Fremderregung der zusätzlichen Primärwicklung (P3) ein Stufenschalter (SE) dient.
7. 7. Schaltungsanordnung mach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Fremderregung der zusätzlichen Primärwicklung (P3) ein feinstufiger Widerstand dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 483 012, 653 517; Elektr. Kraftbetriebe und Bahnen, 15 (1917), S. 234, linke Spalte; Elektrotechnik und Maschinenbau, 70 (1953), S. 372, Abb. 21.