DE1099574B

DE1099574B - Derailleur control for direct current traction vehicles

Info

Publication number: DE1099574B
Application number: DEL15110A
Authority: DE
Inventors: Kurt Walter
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1953-04-01
Filing date: 1953-04-01
Publication date: 1961-02-16

Description

Schaltwerksteuerung für Gleichstrom-Triebfahrzeuge Die Schaltwerke von elektrischen Triebfahrzeugen werden häufig von einem Elektromotor verstellt, der die notwendige Verstellkraft aufbringt. Um die Verstellgeschwindigkeit des Schaltwerkes dem Ablauf des Anfahr- oder Bremsvorganges anzupassen, hat man Stromwächter benutzt, mit denen allerdings nur eine grobe Abstufung möglich ist. Meist wird sogar nur eine einzige Stufe vorgesehen, auf der geprüft wird, ob die jeweils erreichte Schaltwerksstellung dem von den Fahrmotoren aufgenommenen bzw. im Falle der Bremsung erzeugten Strom entspricht. Infolge der groben Abstufung ist ein gleichmäßiges stoßfreies Anfahren oder Bremsen nicht zu erreichen.Switchgear control for direct current traction vehicles The switchgear of electric locomotives are often adjusted by an electric motor, which applies the necessary adjusting force. To the adjustment speed of the rear derailleur to adapt to the sequence of the start-up or braking process, current monitors have been used, with which, however, only a rough gradation is possible. Most of the time it is even just a single stage is provided, on which it is checked whether the respective switching mechanism position reached the current consumed by the traction motors or generated in the event of braking is equivalent to. As a result of the coarse gradation, a smooth, smooth start-up is possible or braking not to be achieved.

Es ist bereits ein Schaltwerksantrieb mit einem Steuermotor bekannt, dessen Feldwicklung vom Hauptstrom der Fahrmotoren durchflossen wird. Beim Anfahren, d. h. beim Auftreten eines hohen Stromes, ist der Steuermotor dementsprechend stark erregt und läuft langsam. Daher bewegt er auch das Schaltwerk verhältnismäßig langsam. Nimmt die Geschwindigkeit des Triebfahrzeuges zu, so nimmt der von den Fahrmotoren aufgenommene Strom ab, und dementsprechend ist auch die Feldwicklung des Steuermotors schwächer erregt. Der Steuermotor nimu-),t-daher-eine höhere Drehzahl an, und das Scha twird entsprechend schneller weitergeschaltet.`Allerdings hat diese Anordnung den Nachteil, daß die Feldwicklung des Steuermotors für den großen Strom des Fahrmotors ausgelegt werden muß. Obgleich es sich bei dem Steuermotor um eine Maschine verhältnismäßig kleiner Typengröße handelt, muß deren Feldwicklung doch für die hohen Fahrmotorströme ausgelegt werden, was Schwierigkeiten hinsichtlich der Bemessung und konstruktiven Durchbildung verursacht.A rear derailleur drive with a control motor is already known, whose field winding is traversed by the main current of the traction motors. When starting, d. H. when a high current occurs, the control motor is correspondingly strong excited and runs slowly. Therefore, it also moves the rear derailleur relatively slowly. If the speed of the traction vehicle increases, the speed of the traction motors decreases consumed current, and the field winding of the control motor is accordingly less excited. The control motor nimu -), t-therefore-a higher speed, and that Shift shifts accordingly faster. 'However, this arrangement has the disadvantage that the field winding of the control motor for the large current of the traction motor must be interpreted. Although the control motor is relatively a machine small type size, but their field winding must be for the high traction motor currents be interpreted, causing difficulties in terms of dimensioning and construction Through education caused.

Weiterhin ist ein motorisch angetriebenes Schaltwerk zum Anlassen und Regeln von Motoren, insbesondere von Wechselstrom-Bahnmotoren, bekannt. Dabei ist ein das Schaltwerk antreibender Motor vorhanden, dessen Geschwindigkeit durch eine Regeleinrichtung beeinflußt werden kann. Die Änderung der Schaltgeschwindigkeit erfolgt in diesem Fall zwangläufig in Abhängigkeit von den Stellungen der Schaltwalze. Hierzu sind Widerstände vorgesehen, die in den Ankerstromkreis des Schaltwerksmotors eingeschaltet und von Kontakten an der Schaltwalze selbst gesteuert werden. Diese Einrichtung ist auf Grund ihres Aufbaues nicht in der Lage, eine stufenlose Änderung der Schaltgeschwindigkeit herbeizuführen.There is also a motor-driven switching mechanism for starting and regulating motors, in particular AC traction motors, are known. Included if there is a motor driving the rear derailleur, its speed decreases a control device can be influenced. The change in switching speed in this case necessarily takes place as a function of the positions of the shift drum. For this purpose, resistors are provided, which are in the armature circuit of the switchgear motor switched on and controlled by contacts on the shift drum itself. These Due to its structure, the facility is not able to make a stepless change to bring about the switching speed.

Schließlich ist eine Schaltanordnung zur fahrmotorstromabhängigen Regelung der Schaltgeschwindigkeit servomotorisch betriebener Schaltwerke elektrischer Triebfahrzeuge vorgeschlagen worden. Dabei ist der Spannungsabfall an einem zusätzlichen oder vorhandenen Schaltglied des Fahrmotorstromkreises in galvanischer oder transformatorischer Kopplung so in den Stromkreis des Servomotors eingeschaltet, daß die Speisespannung des Servomotors um den jeweiligen Spannungsabfall an dem betreffenden Schaltglied vermindert wird und somit der Servomotor um so langsamer läuft, je größer der Fahrmotorstrom ist und umgekehrt. Diese Ausführung bereitet schon dann Schwierigkeiten, wenn nur ein Fahrmotor vorhanden ist. Die Reihenschlußfeldwicklung des Fahrmotors hat nämlich neben einem ohmschen Widerstand auch eine gewisse Induktivität. Dadurch werden die aus der Schaltwerksverstellung sich ergebenden Stromänderungen im Fahrmotorstromkreis verzögert, und folglich tritt auch ihre Auswirkung auf den Servomotor mit einiger Verzögerung auf. Hinzu kommt, daß bei einem Reihenschlußmotor der Zusammenhang zwischen dem Fahrmotorstrom und der Drehzahl annähernd durch eine Hyperbel gegeben ist, so daß keine einfache Proportionalität zwischen dem Fahrmotorstrom und der Schaltwerksgeschwindigkeit vorhanden ist.Finally, there is a switching arrangement for the drive motor current-dependent Control of the switching speed of servomotor-operated electrical switchgear Traction vehicles have been proposed. The voltage drop is an additional one or existing switching element of the traction motor circuit in galvanic or transformer Coupling so switched into the circuit of the servomotor that the supply voltage of the servomotor by the respective voltage drop at the relevant switching element is reduced and thus the servomotor runs slower, the greater the traction motor current is and vice versa. This execution causes difficulties, if only a traction motor is available. The series field winding of the traction motor has namely in addition to an ohmic resistance, there is also a certain inductance. This will make the Current changes in the traction motor circuit resulting from the switch gear adjustment delayed, and consequently their effect on the servo motor occurs with some Delay on. In addition, in a series motor, the relationship between the traction motor current and the speed is approximately given by a hyperbola, so that no simple proportionality between the traction motor current and the derailleur speed is available.

Die Erfindung betrifft eine Schaltwerksteuerung für Gleichstrom-Triebfahrzeuge mit einem Steuermotor, dessen Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Fahrstrom stufenlos geregelt wird. Nach der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß im Ankerstromkreis des bzw. eines Fahrmotors ein niederohmiger Dämpfungswiderstand liegt, an dessen Endklemmen der Anker des fremderregten Steuermotors in Gegenschaltung mit einer Stromquelle konstanter Spannung angeschlossen ist. Dieser niederohmige Dämpfungswiderstand ist völlig unabhängig von der Reihenschlußfeldwicklung des Fahrmotors. Somit kann der Dämpfungswiderstand bei einer mehrmotorigen Ausrüstung in die gemeinsame Zuleitung aller Fahrmotoren gelegt werden und somit auch den Strom aller Fahrmotoren erfassen. Von Bedeutung ist ferner, daß als Steuermotor ein fremderregter Motor verwendet wird, dessen Erregerfeld konstant ist. Für die Drehzahl dieses Steuermotors ist daher allein der Fahrmotorstrom bestimmend. Somit ist auch die Schaltwerksgeschwindigkeit eindeutig definiert und kann leicht eingestellt werden.The invention relates to a switchgear control for direct current traction vehicles with a control motor, the speed of which is infinitely variable depending on the driving current is regulated. According to the invention, the arrangement is made so that in the armature circuit of the or a traction motor is a low-resistance damping resistance, on whose End clamps of the armature of the separately excited control motor in counter-circuit with a Constant voltage power source is connected. This low resistance attenuation is completely independent of the series field winding of the traction motor. Thus can the damping resistance in the case of multi-motor equipment in the common supply line of all traction motors and thus also record the current of all traction motors. It is also important that the control motor is a separately excited one Motor is used whose excitation field is constant. For the speed of this control motor therefore only the traction motor current is decisive. Thus the derailleur speed is also clearly defined and can be easily adjusted.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltiverksteuerung nach der Erfindung schematisch dargestellt. Dabei ist der Einfachheit halber ein Triebfahrzeug mit nur einem Fahrmotor zugrunde gelegt. Der Anker 1 des Fahrmotors ist über einen regelbaren Anfahrwiderstand 2 und einen Dämpfungswiderstand 3 an die nicht näher dargestellte, sondern nur durch ihre Polaritätszeichen angedeutete doppelpolige Fahrleitung angeschlossen. Der regelbare Anfahrwiderstand 2, der zum Anfahren und Bremsen dient, wird von einem Steuermotor verstellt. Der Anker 4 dieses Steuermotors ist über einen doppelpoligen Umschalter 5 an die beiden Endklemmen des Dämpfungswiderstandes 3 angeschlossen. Die Kontakte des Umschalters 5 werden von einem Relais 6 betätigt, das über eine Sperrzelle 7 gleichfalls an die Fahrleitung angeschlossen ist. Die Bedeutung dieser Maßnahme wird noch erläutert. Der Steuermotor ist zweckmäßig ein Nebenschlußmotor mit einer Feldwicklung 8, die über einen dreipoligen Schalter 9 an eine geeignete Stromquelle konstanter Spannung, z. B. an eine Batterie 10, angeschlossen ist. Der Schalter 9 hat drei Stellungen, und zwar für Aufwärtsregelung, für Abwärtsregelung und - als Mittelstellung - für Stillstand des Steuermotors.In the drawing is an embodiment for a switch control shown schematically according to the invention. For the sake of simplicity, this is a Motor vehicle with only one drive motor is used as a basis. The armature 1 of the drive motor is on via an adjustable starting resistor 2 and a damping resistor 3 the one not shown in more detail, but only indicated by its polarity symbols double-pole catenary connected. The adjustable starting resistance 2, which is used for Starting and braking is used, is adjusted by a control motor. The anchor 4 of this The control motor is connected to the two end terminals via a double-pole changeover switch 5 of the damping resistor 3 connected. The contacts of the switch 5 are actuated by a relay 6, which is also connected to the catenary via a blocking cell 7 connected. The importance of this measure will be explained later. The steering engine is useful a shunt motor with a field winding 8, which has a three-pole Switch 9 to a suitable power source of constant voltage, e.g. B. to a battery 10, is connected. The switch 9 has three positions, namely for upward regulation, for downward regulation and - as a middle position - for standstill of the control motor.

In dem Dämpfungswiderstand 3 überlagern sich bei dieser Schaltung zwei Ströme, und zwar der aus der Fahrleitung kommende Strom für den Anker 1 des Fahrmotors und der aus der Batterie 10 kommende Strom für den Anker 4 des Steuermotors. Die Polung ist so gewählt, daß der vom Fahrmotorstrom am Dämpfungswiderstand 3 hervorgerufene Spannungsabfall der Spannung der Batterie 10 entgegenwirkt.In this circuit, the damping resistor 3 is superimposed two currents, namely the current coming from the contact line for the anchor 1 of the Drive motor and the current coming from the battery 10 for the armature 4 of the control motor. The polarity is chosen so that that caused by the traction motor current at the damping resistor 3 Voltage drop in the voltage of the battery 10 counteracts.

Bei niedrigem Strom in den Zuleitungen zum Fahrmotoranker 1 ist ein schnelles Abschalten des regelbaren Anfahrwiderstandes 2 zulässig und sogar erwünscht. Dabei entsteht am Dämpfungswiderstand 3 durch den Fahrmotorstrom nur ein sehr kleiner Spannungsabfall, so daß der Anker 4 des Steuermotors fast die gleiche Spannung erhält, wie sie die Batterie 10 liefert. Daher liegt am Anker 4 des Steuermotors eine verhältnismäßig hohe Spannung, und er nimmt eine hohe Drehzahl an. Steigt der Fahrmotorstrom, so steigt auch der von ihm hervorgerufene Spannungsabfall am Dämpfungswiderstand 3. Da dieser Spannungsabfall für die Spannung am Anker 4 des Steuermotors bestimmend ist, sinkt dementsprechend die Spannung am Anker dieses Motors, und er läuft entsprechend langsamer. Durch richtige Bemessung des Dämpfungswiderstandes 3 und der Spannungsquelle 10 kann eine sehr weitgehende Drehzahländerung des Steuermotors erreicht werden. An Stelle des zusätzlich vorgesehenen Dämpfungswiderstandes 3 kann auch ein entsprechender Teil des regelbaren Anfahrwiderstandes 2 verwendet werden.When the current in the supply lines to the traction motor armature 1 is low, a rapid disconnection of the controllable starting resistor 2 is permissible and even desirable. The traction motor current creates only a very small amount at the damping resistor 3 Voltage drop, so that the armature 4 of the control motor receives almost the same voltage, how it supplies the battery 10. Therefore, there is a proportionate on the armature 4 of the control motor high voltage, and it assumes high speed. If the traction motor current increases, so the voltage drop it causes across the damping resistor 3 also increases. Since this voltage drop determines the voltage at armature 4 of the control motor is, the voltage at the armature of this motor drops accordingly, and it runs accordingly slower. By correctly dimensioning the damping resistor 3 and the voltage source 10, a very extensive change in the speed of the control motor can be achieved. Instead of the additionally provided damping resistor 3, a corresponding one can also be used Part of the controllable starting resistance 2 can be used.

Über den Dämpfungswiderstand 3 fließen, wie bereits erwähnt, zwei Ströme, die von den Motorankern 1 und 4 aufgenommen werden. Diese Ströme müssen; -um die vorgesehene Wirkung zu erzielen, miteinander immer gleiche Richtung haben. Nun muß aber mitunter, und zwar bei Oberleitungs-Omnibus-Anlagen, mit einer Umpolung der Fahrdrähte gerechnet werden. In diesem Falle. würden der den Dämpfungswiderstand 3 durchfließende Fahrmotorstrom und damit auch der von ihm am Dämpfungswiderstand 3 hervorgerufene Spannungsabfall ihre Richtung ändern. Würde die Schaltung der Batterie 10 unverändert bleiben, so wäre die erforderliche Gegenschaltung der beiden Spannungen nicht mehr vorhanden. Daher ist das Relais 6 mit der Sperrzelle 7 zur Betätigung des Umschalters 5 vorgesehen. Das Relais 6 fällt bei einer Vertauschung der Polarität der Fahrdrähte gegenüber der gezeichneten Schaltung ab, weil der Strom für seine Zugspule über die Sperrzelle 7 geführt ist. Die Kontakte des Umschalters 5 werden in diesemFall in die untere Stellung umgelegt, so daß die beiden über den Dämpfungswiderstand 3 fließenden Ströme nach wie vor miteinander die gleiche Richtung behalten. Der Schalter 9 dient unter anderem zur Umpolung der Feldwicklung 8 des Steuermotors, damit die Drehrichtung dieses Motors beliebig geändert werden kann.As already mentioned, two currents, which are absorbed by the motor armatures 1 and 4, flow through the damping resistor 3. These currents must; -to achieve the intended effect, always have the same direction with each other. Occasionally, however, in the case of overhead line omnibus systems, polarity reversal of the contact wires must be expected. In this case. the traction motor current flowing through the damping resistor 3 and thus also the voltage drop caused by it at the damping resistor 3 would change direction. If the circuit of the battery 10 were to remain unchanged, the required counter-circuit of the two voltages would no longer exist. The relay 6 with the blocking cell 7 is therefore provided for actuating the changeover switch 5. The relay 6 drops out when the polarity of the contact wires is reversed compared to the circuit shown because the current for its pull coil is passed through the blocking cell 7. The contacts of the changeover switch 5 are switched to the lower position in this case, so that the two currents flowing through the damping resistor 3 still maintain the same direction with one another. The switch 9 is used, among other things, to reverse the polarity of the field winding 8 of the control motor so that the direction of rotation of this motor can be changed as desired.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Switchgear control for direct current traction vehicles with a control motor, the speed of which is continuously regulated depending on the traction current, characterized in that there is a low-resistance damping resistor in the armature circuit of the traction motor, at the end terminals of which the armature of the separately excited control motor is connected connected to a constant voltage power source.

2. Derailleur control according to claim 1, characterized in that that armature (4) and field winding (8) of the control motor to their voltage sources a: three-pole operating switch (9) are connected, the, three positions for upward and downward regulation as well as standstill.

3. Derailleur control according to Claim 1 and 2, characterized in that between the armature (4) of the control motor and its connection points on the damping resistor (3) a two-pole changeover switch (5) is switched, the {with changing polarity on the contact wire, z. B. for catenary omn.ibus systems, with the aid of a connected to the power supply via a rectifier (7) Relay (6) is switched automatically so that when the polarity is changed on the catenary the counter circuit of the voltages at the damping resistor (3) and at the battery (10) is retained for the armature (4) of the control motor. Considered publications: German Patent Nos. 225 719, 602 080, 686 152, 695 256, 728 949. Consider Older patents drawn: German Patent No. 1042 632.