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Anlaßschaltung für elektrische Triebfahrzeuge mit sechs Fahrmotoren
Es ist eine Anlaßschaltung für elektrische Triebfahrzeuge mit sechs Fahrmotoren
bekannt. Dabei werden drei Widerstände benutzt, die zur besseren Erläuterung der
verschiedenen Schaltungsmöglichkeiten mit a, b und c bezeichnet seien. Bezeichnet
man die Anker der Fahrmotoren mit 1 bis 6, so ist zunächst eine Reihenschaltung
vorgesehen, in der auf die Anker 1, 2 und 3 der Widerstand b und dann die
Anker 4, 5 und 6 folgen. In dieser Schaltung sind also die beiden
Widerstände a und c nicht eingeschaltet. Dann ist eine Reihenparallelschaltung möglich,
bei der zwei zueinander parallele Stromzweige vorhanden sind. Der eine Stromzweig
enthält die Anker 1, 2 und 3 und den Widerstand c, der andere Stromzweig die Anker
4. 5 und 6 und den Widerstand a. In v dieser Schaltung ist also der
Widerstand b nicht eingeschaltet. Schließlich ist eine Reihenparallelschaltung möglich,
bei der drei zueinander parallele Stromzweige vorhanden sind und jeweils zwei Fahrmotor-Anker
miteinander und mit einem der Widerstände in Reihe geschaltet sind, und zwar die
Fahrmotor-Anker 2 und 3 mit dem Widerstand c, die Fahrmotor-Anker 1 und
6 mit dem Widerstand b und schließlich die Fahrmotor-Anker 4 und
5 mit dem Widerstand a. Erst in dieser Reihenparallelschaltung sind alle
drei Widerstände eingeschaltet. Die vorstehende Schilderung zeigt, daß bei dieser
bekannten Schaltung nicht nur die Widerstände mehrfach umgeschaltet werden, sondern
daß auch die Fahrmotorgruppierung geändert wird. Dies erfordert zwangläufig eine
entsprechend große Zahl von Schaltgeräten. Die Widerstände sind nur teilweise ausgenutzt,
nehmen aber, auch wenn sie nicht in allen Schaltungen benötigt werden, entsprechenden
Platz auf dem Triebfahrzeug in Anspruch.
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Die Erfindung betrifft eine Anlaßschaltung für elektrische Triebfahrzeuge
mit sechs Fahrmotoren, von denen jeder für die halbe Netzspannung gewickelt ist
und die in Reihen-Reihenparallelschaltung mit drei Anlaßwiderstandsgruppen in einer
Brückenschaltung so angelassen werden, daß keine Zugkraftunterbrechung erfolgt.
Nach der Erfindung ist die Anordnung so getroffen, daß die drei Anlaßwiderstandsgruppen
in der Reihenschaltung der Fahrmotoren unmittelbar aufeinanderfolgend zwischen je
drei Fahrmotoren eingeschaltet sind. Von den drei zu beiden Seiten der Anlaßwiderstandsgruppen
liegenden Fahrmotoren bleiben jeweils zwei Fahrmotoren einschließlich ihrer Feldwicklungen
während des ganzen Anlaßvorganges und auch in der Reihenparallelschaltung der Fahrmotoren
unverändert zusammengeschaltet. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß
für die vorzunehmenden Umschaltungen nur zwei Reihen- und zwei Brückenschütze benötigt
werden. Außerdem werden die drei Widerstände besser ausgenutzt, weil nur in der
Reihenparallelschaltung einer der Widerstände abgeschaltet ist; in allen anderen
Schaltzuständen sind dagegen alle drei Widerstände eingeschaltet.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Anlaßschaltung
nach der Erfindung schematisch dargestellt. und zwar zeigt Fig. 1 die Reihenschaltung
aller Fahrmotoren, aus der die Schaltungsweise der Fahrmotorgruppen und der drei
Anlaßwiderstände nach der Erfindung erkennbar ist. Die weiteren Figuren zeigen die
einzelnen Umschaltungen, und zwar Fig. 2 den Übergang von der reinen Reihenschaltung
aller Fahrmotoren nach der ersten Reihenparallelschaltung (zwei Stromzweige mit
je drei miteinander in Reihe geschalteten Fahrmotoren), Fig. 3 die erste Reihenparallelschaltung
auf der ersten Anlaßstufe, Fig. 4 die erste Reihenparallelschaltung auf der letzten
Anlaßstufe. In Fig. 5 ist der Übergang von der ersten Reihenparallelschaltung nach
der zweiten Reihenparallelschaltung (drei Stromzweige mit je zwei miteinander in
Reihe geschalteten Fahrmotoren) dargestellt, und schließlich zeigt Fig. 6 die zweite
Reihenparallelschaltung auf der ersten Anlaßstufe selbst, wobei also drei Fahrmotorgruppen
gebildet sind, die aus je zwei miteinander in Reihe geschalteten Fahrmotoren bestehen
und wobei ferner jeder der zueinander parallelen Stromzweige einen der drei Anlaßwiderstände
enthält.
Es sind voraussetzungsgemäß sechs Fahrmotoren mit den Ankern
M, bis M6 vorhanden, deren Feldwicklungen mit F, bis F6 bezeichnet sind. Ferner
gehören zur Durchführung der Anlaßschaltung die drei Anlaßwiderstände
10, 20 und 30 sowie Schütze, die bei der nachfolgenden Beschreibung
der Schaltungen noch aufgezählt werden. Außerdem ist ein Widerstand R vorhanden,
der nur in der ersten Fahrstellung eingeschaltet ist, um den Einschaltstrom zu begrenzen;
er wird von der zweiten Fahrstufe ab dauernd kurzgeschlossen.
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Bei der Reihenschaltung gemäß Fig.l sind sämtliche Fahrmotor-Anker
und -Feldwicklungen und sämtliche Anlaßwiderstände miteinander in Reihe geschaltet.
Dabei ergibt sich ein Stromkreis, der von dem nicht dargestellten Fahrdraht über
die Schütze 60 und 61, den Widerstand R, die Fahrmotor-AnkerM, und
M2 nebst ihren FeldwicklungenFi und F2, die Schütze 41 und 42, die
Fahrmotor-Feldwicklung F3 und den Fahrmotor-Anker 313,
dann über das
Schütz 43, den Anlaßwiderstand 10,
das Reihenschütz 44, den
Anlaßwiderstand 20, das Reihenschütz 45, den Anlaßwiderstand
30, das Schütz 46, den Fahrmotor-AnkerM4 und die Feldwicklung F4,
die Schütze 47 und 48, die Fahrmotor-Feldwicklungen F5 und F6 und
die Fahrmotor-Anker MS und M6 nach Erde führt. Die Anlaßwiderstände 10,
20
und 30 werden, wie durch nicht näher bezeichnete Kontakte angedeutet ist, auf den
folgenden Fahrstellungen nach und nach kurzgeschlossen. Sind diese drei Anlaßwiderstände
vollständig kurzgeschlossen, so besteht zwischen den Schützen 43 und
46 keine Potentialdifferenz mehr, so daß jetzt der Übergang zur ersten Reihenparallelschaltung
der Fahrmotoren erfolgen kann, indem die Brückenschütze 49 und
50 eingeschaltet werden.
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In Fig. 2 ist der Übergangszustand dargestellt. Die Reihenschütze
44 und 45 werden nach vorübergehender Einschaltung der Brückenschütze
49 und 50 geöffnet, ferner werden die Kurzschließungen der Anlaßwiderstände
10, 20 und 30 wieder aufgehoben, bevor die Schütze 51 und
52 geschlossen werden. Es sind jetzt - an sich wie bisher - zwei Fahrmotorgruppen
links und rechts von den Anlaßwiderständen vorhanden. Dabei enthält die linke Fahrmotorgruppe
die Fahrmotor-Anker Mt, M2 und M3 und die Feldwicklungen Ft, FZ und F3 nebst den
Schützen 60, 61,
41, 42 und 43 und dem Anlaßwiderstand 10. Von
hier verläuft der Strom über das Schütz 51 nach Erde. Parallel hierzu liegt
die zweite Fahrmotorgruppe mit den Fahrmotor-Ankern M4, MS und M6 und den Feldwicklungen
F4, F5 und F6, die über die Schütze 62, 63, 52, 46, 47 und 48 und
den Anlaßwiderstand 30 zwischen Fahrdraht und Erde geschaltet ist. Die in dieser
Schaltung wirksamen Anlaßwiderstände 10
und 30 werden, wie schon vorher,
auf den einzelnen Fahrstufen nach und nach kurzgeschlossen. Durch die Schütze
51 und 52 ist also die Parallelschaltung der beiden Fahrmotorgruppen
Ml-Ft, M2-F2 und M3-F3 einerseits und M4-F4, M5-F5 und M6-F6 andererseits hergestellt
worden.
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Von diesem Schaltzustand ausgehend kann die erste Reihenparallelschaltung
der Fahrmotoren nach Fig. 3 hergestellt werden. Hierbei werden die beiden schon
erwähnten Fahrmotorgruppen mit den Fahrmotor-Ankern Mt, M2 und M3 einerseits und
M4, M5 und M6 andererseits sowie den Feldwicklungen Ft, FZ und F3 einerseits
und F4, F5 und F6 andererseits mit Hilfe der Schütze 51 und 52 zueinander
parallel geschaltet. Die Brückenschütze 49 und 50 sind nach erfolgtem
Schaltungsübergang vor der stufenweisen Kurzschließung der Anlaßwiderstände
10 und 30 wieder zu öffnen. Der Anlaßwiderstand 20 ist in dieser Schaltung
nicht eingeschaltet.
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In Fig. 4 ist die Schaltung auf der letzten Reihenparallelschaltungsstufe
dargestellt. Sie unterscheidet sich von derjenigen der vorhergehenden Figur dadurch,
daß durch die Schütze 53 und 54 eine Überbrückung für die durch die
Stufenschütze kurzgeschlossenen Anlaßwiderstände 10 und 30 hergestellt
worden ist. Ist die Überbrückung durch die Schütze 53 und 54 hergestellt, so können
als Übergang zu der nächsten Schaltstufe die Schütze 43 und 51 in der einen
Fahrmotorgruppe bzw. 46 und 52 in der anderen Fahrmotorgruppe geöffnet werden,
ferner werden die Kurzschließungen der Anlaßwiderstände 10 und 30 wieder
aufgehoben. Die Schütze 53 und 54
bleiben indessen geschlossen.
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Fig. 5 zeigt anschließend den Übergang von der ersten Reihenparallelschaltung
zur zweiten Reihenparallelschaltung. In diesem Schaltzustand bereitet sich eine
Trennung der Fahrmotorgruppen vor, und zwar wird der Anlaßwiderstand 10 durch
ein Schütz 55 und das vorerst noch geschlossene Schütz 51
unmittelbar
hinter die beiden Fahrmotor-Anker M, und M2 und ihre Feldwicklungen Ft
und FZ geschaltet. Dadurch wird ein Stromkreis geschaffen, der parallel zu
demjenigen Stromkreis geführt ist, der über die Schütze 41 und
42, die Feldwicklung F3 und den Fahrmotor-Anker w13 sowie das Schütz 53 zur
Erde führt.
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Sinngemäß erfolgt eine Umschaltung auch in der anderen Fahrmotorgruppe.
Bei dieser wird der Anlaßwiderstand 20 durch die Schütze 64, 65, 58 und
59 vor die Fahrmotoren mit den Feldwicklungen F5 und F6 und den Anker MS
und M6 geschaltet und dadurch ein zweiter Stromkreis mit zwei miteinander in Reihe
liegenden Fahrmotoren gebildet. Der Widerstand 30 wird durch die Schütze 56 und
57 zwischen die Fahrmotoren mit den Feldwicklungen F3 und F4 und den Ankern M3 und
M4 geschaltet. Dadurch entsteht ein dritter Stromkreis mit zwei in Reihe
geschalteten Fahrmotoren. Der Stromverlauf ist folgender: Vom Fahrdraht über die
Schütze 62, 63 und 54, Fahrmotor-Anker M4, Fahrmotor-FeldwicklungF4,
Schütz 56,Anlaßwiderstand30, Schütz 57,
Fahrmotor-Feldwicklung F3, Fahrmotor-Anker
M3, Schütz 53, Erde.
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Die zweite Reihenparallelschaltung ist mit zu den Fahrmotorgruppen
in Reihe liegenden Widerständen hergestellt, trotzdem ist die erste Reihenparallelschaltung
der Fahrmotorgruppen noch aufrechterhalten, weit die Schütze 41 und
42 sowie 47 und 48
noch eingeschaltet sind.
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Schließlich wird die zweite Reihenparallelschaltung - drei Fahrmotorgruppen
mit je zwei miteinander in Reihe geschalteten Fahrmotoren - gemäß Fig. 6
hergestellt, wobei also insgesamt drei zueinander parallele Stromzweige bestehen.
Von diesen enthält der eine die Fahrmotor-Anker Ml und M2, die Fahrmotor-Feldwicklungen
F, und F2, die Schütze 60,
61, 55 und 51 und den Anlaßwiderstand 10, dessen
Kurzschließung durch die Stufenschütze aufgehoben ist. Der zweite Stromzweig enthält
die Fahrmotor-Anker M5 und M6, die Fahrmotor-Feldwicklungen F5 und F6, die Schütze
64, 65, 58 und 59 und den
Anlaßwiderstand 20, dessen Kurzschließung
durch die Stufenschütze aufgehoben ist. Erwähnt sei, daß hier wie bei allen zuvor
beschriebenen Schaltstufen die Zusammenschaltung der Fahrmotoren mit den Ankern
Mt und M2 sowie den Feldwicklungen Ft und F, einerseits und der Fahrmotoren mit
den Feldwicklungen F, und f;, so@@ ie den Ankern :M, und M6 andererseits
erhalten bleibt.
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Schließlich besteht ein dritter Stromzweig, der die Fahrmotor-Anker
11; und .11.t und die Fahrmotor-FeldwicklunL,en F; und F.,, die Schütze 62, 63,
54, 56, 57 und 53 und den Anlaßwiderstand 30, dessen Kurzschließung durch
die Stufenschütze aufgehoben ist, enthält. Diese beiden Fahrmotoren müssen allerdings
umgeschaltet werden, wobei jedoch ihre Feldwicklungen F@ und F4 zusammengeschaltet
bleiben.
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In allen Fällen sind jedenfalls die Feldwicklungen jeder Fahrmotorgruppe
unverändert zusammengeschaltet, um im Bedarfsfalle Feldschwächungs-bzw. Nutzbremsschaltungen
mit Hilfe von den Feldwicklungsgruppen parallel geschalteten Motorgeneratoren oder
anderen Schaltmitteln vornehmen zu können.