DE1147256B

DE1147256B - Stromwaechtergesteuerte Anfahr- bzw. Bremsschaltung fuer elektrische Triebfahrzeuge

Info

Publication number: DE1147256B
Application number: DES71153A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Winkler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-11-05
Filing date: 1960-11-05
Publication date: 1963-04-18

Description

Stromwächtergesteuerte Anfahr-bzw. Bremsschaltung für elektrische Triebfahrzeuge Die Erfindung betrifft eine stromwächtergesteuerte Anfahr- bzw. Bremsschaltung für elektrische Triebfahrzeuge mit einem Anfahr- bzw. Bremswiderstand im Fahrmotorstromkreis.
Die verschiedenen, bereits bekannten Stromwächterschaltungen zeichnen sich dadurch aus, daß die nächsthöhere Fahrstufe dann eingeschaltet wird, wenn der von dem Stromwächter gemessene Fahrmotorstrom einen im Stromwächter einstellbaren Mindestwert unterschritten hat. Das Abwärtsschalten und damit die Verringerung der Klemmenspannung an den Fahrmotoren werden sinngemäß dann ausgelöst, wenn der vom Stromwächter gemessene Fahrmotorstrom seinen vorgegebenen oberen Grenzwert überschritten hat. Dieses Schaltverfahren erlaubt allerdings nur-so lange den Reibungsbeiwert voll auszunutzen, wie es möglich ist, von den Zugkraftlinien zweier aufeinanderfolgender Fahr- oder Bremsstufen die der höheren Fahrstufe zugehörige Kennlinie mit dem oberen Ansprechwert des Stromwächters und die der niedrigeren Fahrstufe zugehörige Kennlinie mit dem unteren Ansprechwert des Stromwächters bei der gleichen Geschwindigkeit des Fahrzeuges zum Schnitt zu bringen.
Eine solche Forderung ist jedoch meistens nicht erfüllbar, ohne einen unverhältnismäßig hohen Aufwand an Schaltmitteln vorzusehen. Daher begnügt man sich meist mit einem wenig befriedigenden Kompromiß zwischen dem Aufwand an Schaltmitteln und der auf Grund des Reibungswertes erreichbaren Zugkraft.
Nach der Erfindung wird zur Behebung dieses Mißstandes vorgeschlagen, dem Anfahr- bzw. Bremswiderstand zur Gewinnung eines Steuerstromes einen diesem Anfahr- bzw. Bremswiderstand in seinen Stufen verhältnisgleich abgestuften Kopierwiderstand in Reihe mit der Wicklung des Stromwächters parallel zu schalten. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß der Kopierwiderstand durch Hilfskontakte der für die Abstufung des Anfahr- bzw. Bremswiderstandes vorhandenen Schaltelemente umgeschaltet wird, daß diese Hilfskontakte so geschaltet sind, daß die zu schaltenden Stufen des Kopierwiderstandes den Schaltstufen des Anfahr- bzw. Bremswiderstandes immer um eine Stufe voreilend geschaltet werden. und daß der Stromwächter so bemessen ist, daß beim Abklingen des Steuerstromes bis auf einen Mindestwert (untere Grenze des den Kopierwiderstand durchfließenden Stromes) der Stromwächter weiterschaltet. Der Stromwächter wird hierfür vorteilhaft mit einem magnetfeldabhängigen Widerstand als Indikator ausgeführt. Bei einer stromwächtergesteuerten Anfahr- bzw. Bremsschaltung nach der Erfindung ist es - besonders bei ungleichmäßigen Abstufungen des Anfahr-bzw. Bremswiderstandes, was sich bei vielstufigen Steuerungen praktisch nicht vermeiden läßt - möglich, beim Aufschalten der Steuerung auch bei stark voneinander abweichenden Zugkraftunterschieden zwischen den einzelnen Fahrstufen so fahren zu können, daß beim Aufwärtsschalten ein vorgegebener oberer Wert des Fahrmotorstromes erreicht, jedoch nicht überschritten und so ein Schlüpfen der angetriebenen Achsen vermieden wird.
Nachstehend sei eine Schaltung nach der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben. In Fig. 1 der Zeichnung ist mit 1 die Fahrleitung, mit 2 der Stromabnehmer und mit 3 ein Fahrmotor oder eine Fahrmotorgruppe bezeichnet. In Reihe mit dem Fahrmotor 3 liegt ein in mehrere Stufen unterteilter Anfahr- bzw. Bremswiderstand A, dessen einzelnen Abschnitten A 1 bis A 5 Schütze S 1 bis S 5 zugeordnet sind. Parallel zu dem Anfahr- bzw. Bremswiderstand A liegt die Reihenschaltung der Magnetwicklung W eines Stromwächters St mit einem diesem Anfahr- bzw. Bremswiderstand in seinen Stufen verhältnisgleich abgestuften Kopierwiderstand K, dessen einzelne Abschnitte K1 bis K4 über Hilfskontakte der Schütze S 1 bis S 4 geschaltet werden. Der Kopierwiderstand K ist dem Anfahr- bzw. Bremswiderstand A verhältnisgleich so abgestuft, daß der Widerstand der Magnetwicklung W auf jeder Schaltstufe des Kopierwiderstandes mitberücksichtigt ist. Die dem Kopierwiderstand K zugeordneten Hilfskontakte der Schütze S 1 bis S 5 sind nun so geschaltet, daß der jeweilige Widerstandswert des Kopierwiderstandes K immer der nächsthöheren der vom Anfahr-bzw. Bremswiderstand A erreichten Schaltstufe entspricht.
Im Feld der Magnetwicklung W liegt ein magnetfeldabhängiger Widerstand M, der von einem dem Sollwert des Fahrmotorstromes verhältnisgleichen Strom Is durchflossen wird. Die Einstellung des Stromes 1s erfolgt in dem regelbaren Widerstand 5, der zweckmäßig im Fahrschalter angeordnet wird. Eine Batterie B liefert die Spannung für den Betrieb des Stromwächters St, der in Abhängigkeit von dem in der Magnetwicklung W erzeugten Magnetfeld den Widerstandswert des magnetfeldabhängigen Widerstandes M verändert. An dem magnetfeldabhängigen Widerstand M wird eine Steuerspannung U abgegriffen, durch die die Weiterschaltung der Schütze S g bis S5 veranlaßt wird. Hierzu wird beispielsweise ein Register R verwendet, das in Abhängigkeit von der vom Stromwächter St gelieferten Steuerspannung U so lange die Weiterschaltung der Schütze veranlaßt, bis diese Steuerspannung unter einen vorgegebenen Mindestwert abgesunken ist.
Um die Wirkungsweise dieser stromwächtergesteuerten Anfahr- bzw. Bremsschaltung zu erläutern, ist in Fig. 2 der Fahrmotorstrom über der Fahrmotordrehzahl aufgetragen, wobei als Parameter die einzelnen Widerstandsstufen gewählt sind. Die Fahrmotoren des betrachteten Triebfahrzeuges sollen im Bereich S miteinander in Reihe, im Bereich P zueinander parallel geschaltet sein. In diesem Diagramm ist strichpunktiert der vom Fahrschalter mit Hilfe des Widerstandes 5 vorgegebene Sollwert 1s eingetragen. Außerdem ist der tatsächliche Stromverlauf während einer Anfahrt in dem sägezahnförmigen Linienzug la zu erkennen. Zusätzlich ist der auf den Maßstab des Fahrmotorstromes 1a bezogene Stromverlauf in dem magnetfeldabhängigen Widerstand M angegeben, der hier mit Im bezeichnet und als gestrichelter Linienzug dargestellt ist.
Der Stromwächter St bzw. dessen Magnetwicklung W ist so bemessen, da.ß beim Erreichen eines Mindestwertes des durch den magnetfeldabhängigen Widerstand fließenden Stromes die Weiterschaltung veranlaßt wird. Diesem Mindestwert des den magnetfeldabhängigen Widerstand durchfließenden Stromes entspricht aber infolge der verhältnisgleichen Stufung von Kopierwiderstand und Anfahr- bzw. Bremswiderstand und der um einen Stufensprung differierenden Widerstandswerte der beiden Widerstände ein Höchstwert des den Anfahr- bzw. Bremswiderstand durchfließenden Stromes, so daß durch die Verwendung dieses magnetfeldabhängigen Widerstandes M für die Aufwärtsschaltung der Steuerung der vorgegebene Sollwert des Fahrmotorstromes jeweils erreicht, jedoch nie überschritten werden kann.
Die beschriebene Schaltung ist nicht auf die Verwendung einer Schützensteuerung beschränkt, von der Spannung am magnetfeldabhängigen Widerstand M kann z. B. auch die Fortschaltung eines Schaltwerkes beeinflußt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Stromwächtergesteuerte Anfahr- bzw. Bremsschaltung für elektrische Triebfahrzeuge mit einem Anfahr- bzw. Bremswiderstand im Fahrmotorstromkreis, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung eines Steuerstromes ein diesem Anfahr- bzw. Bremswiderstand in seinen Stufen verhältnisgleich abgestufter Kopierwiderstand in Reihe mit der Wicklung des Stromwächters parallel geschaltet ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopierwiderstand durch Hilfskontakte der für die Abstufung des Anfahr-bzw. Bremswiderstandes vorhandenen Schaltelemente umgeschaltet wird.
3. Schaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine solche Schaltung der Hilfskontakte, daß die zu schaltenden Stufen des Kopierwiderstandes den Schaltstufen des Anfahr- bzw. Bremswiderstandes immer um eine Stufe voreilend geschaltet werden.
4. Schaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung des Stromwächters, daß beim Abklingen des Steuerstromes bis auf einen Mindestwert (untere Grenze des den Kopierwiderstand durchfließenden Stromes) der Stromwächter weiterschaltet.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwächter mit einem magnetfeldabhängigen Widerstand als Indikator ausgeführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 526 401; deutsche Auslegeschrift Nr. 1032 307.