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Schaltung zum Steuern eines reversierbaren, elektromotorischen Antriebes
über vier Adern Die- Erfindung betrifft eine Schaltung zum Steuern eines reversierbaren,
elektromotorischen Antriebes über vier Adern, wobei der Antrieb mit einem Zweiphasenmotor
ausgerüstet und in der Ruhestellung von einem Überwachungsstrom durchflossen ist,
mit dem auch das Erreichen der Endlagen angezeigt wird, vorzugsweise für Stellvorrichtungen
in Eisenbahnanlagen.
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Bei den gebräuchlichen reversierbaren, elektromotorischen Antrieben,
welche mit Ein- oder Mehrphasenmotoren ausgerüstet und in der Ruhestellung von einem
Überwachungsstrom durchflossen sind, werden die Speiseadern zwischen Steuereinrichtung
und Antrieb über Kontakte im Antrieb selbst zu den Motorwicklungen geführt. Da die
Antriebe aber öfters ziemlich weit entfernt von den Steuerstellen liegen und fast
stets im Freien :aufgestellt sind, ergeben sich Schwierigkeiten zufolge Verschmutzens
und im Winter auch Vereisens der Kontaktstellen.
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Bei den gebräuchlichen Schaltungen ist der überwachungsstrom ein Gleichstrom,
der meistens einer Batterie entnommen wird. Da verhindert werden muß, daß .der Motor
durch den Überwachungsstrom weiterlaufen kann, wird eine verhältnismäßig niedrige
Spannung, z. B. 36 Volt, angewendet. Zufolge dieser kleinen Spannung ergeben sich
erhöhte Ansprüche an die Güte der Kontakte, da sonst der Überwachungsstrom nicht
mehr fließen kann.
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Es ist .auch bereits eine Schaltung zum Steuern eines reversierbaren,
elektromotorischen Antriebes bekannt, bei der der Antrieb mit einem Zweiphasen motor
ausgerüstet und in der Ruhestellung von einem Überwachungsstrom durchflossen ist,
mit dem auch das Erreichen der Endlagen angezeigt wird. Diese Schaltung weist einen
Gleichrichter auf, der dem L7@berwachungsmagneten vorgeschaltet ist, um zu bewirken,
daß dieser Magnet nur in einer Richtung von Strom durchflossen werden kann und somit
fremdstromgeschützt ist. Diese Schaltung bietet aber keine Gewähr dafür, daß etwaige
Störungen der Anordnung zuverlässig angezeigt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Schwierigkeiten
zu beseitigen und den Antrieb unempfindlicher gegen Witterungs- und Kon taktstörungseinfiüsse
zu machen.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß je zwei
Adern zwischen Steuereinrichtung und Antrieb mit je einer Phasenwicklung des Antriebsmotors
fest verbunden sind, und daß ein Ende der einen Wicklung mit einem der Enden der
anderen Wicklung über Wechselkontakte im Antrieb selbst so verbunden ist, daß während
des Laufes eine direkte Verbindung zwischen diesen Wicklungsenden besteht, während
in den Endlagen eine elektrische Ventilanordnung zwischen diesen Wicklungsenden
liegt, durch welche mittels eines aus Halbwellen des Stellstromes bestehenden Stromes
das Endlagekontrollrelais der Steuereinrichtung gesteuert wird.
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Bei einer .solchen Anordnung fließt der Strom des Motors im wesentlichen
nicht mehr über Kontakte im Antrieb. Diese Kontakte führen nur noch den Überwachungsstrom,
der sowohl ein Wechselstrom als auch ein Gleichstrom sein kann, und eventuelle Ausgleichsströme.
Dies ermöglicht die Anwendung von Kontakten, welche den äußeren Einflüssen vollständig
entzogen sind, wie Schutzgas- oder Vakuumkontakten. Ferner bietet die Schaltung
nach der Erfindung weitgehende Sicherheit im Unterschied zu der bekannten Anordnung.
Ist nämlich z. B. aus irgendeinem Grunde die Ventilanordnung der Schaltung nach
der Erfindung durchgeschlagen, dann fließt beim Erreichen der Endstellung statt
des aus Halbwellen gebildeten Stromes ein. reiner Wechselstrom. Infolgedessen wird
das Endlagekontrollrelais. nicht beeinflußt, und der Spannungswechsler sowie das
Stellstrom-Anschakrelais werden nicht ausgelöst. Es kommt somit keine Überwachung
zustande, der Durchschlag der Ventilanordnung macht sich sofort bemerkbar und hat
daher keine die Sicherheit der Anlage beeinträchtigenden Folgen.
Wird
als Überwachungsstrom ein Wechselstrom gewählt, so fließt wenigstens eine seiner
Halbwellen über die Ventilanordnung im Antrieb. Wird als Überwachungsstrom ein Gleichstrom
gewählt, so liegt die Ventilanordnung in der Sperrichtung parallel zu der Überwachungseinrichtung
an der überwachungsspannung.
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Nachstehend wird als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Weichenschaltung
beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt ist.
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Der elektromotorische Antrieb A der Weiche enthält den Motor mit den
beiden Phasenwicklungen I und II, die Kontakte A 11, A 12 und
A 21, A 22 sowie die Ventilanordnung V, welche nur als einfacher Gleichrichter
dargestellt ist, aber neben diesem noch Widerstände, Kondensatoren usw. aufweisen
kann. Die Steuereinrichtung B befindet sich im Stellwerk; sie enthält unter anderem
ein Überwachungsrelais B 1 für die Minuslage und ein Überwachungsrelais B 2 für
die Pluslage der Weiche sowie ein Endlagenkontrollrelais B 3, eine Schutzdrosselspule
B 4 und einen Spartransformator B 5. Ein Relais 5 dient zum Prüfen und Begrenzen
des Überwachungsstromes, so daß bei Erdschluß die Sicherung S 1 durchschmilzt. Die
Kontakte 111 bis 115, 211 bis 216, 311 bis 313 und 411 bis 413 gehören zu vier nicht
dargestellten Relais. Die Speiseeinrichtung C enthält die Speise-und überwachungsstromquellen,
die beide Wechselstromquellen sind, wobei je ein Punkt derselben miteinander verbunden
und an Erde :gelegt ist; ferner die Sicherungen S 1 bis S 3 und eventuell
notwendige Leitungsausgleichwiderstände R 1 und R 2.
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Der elektromotorische Antrieb A ist über die Leitungen L 1
bis L 4 mit der Steuereinrichtung B verbunden.
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Die Schaltung ist in der Pluslage der Weiche mit vorhandener Lageüberwachung
dargestellt. Der überwachungsstrom fließt z. B. bei der positiven Halbwelle von
einem Pol der überwachungsstromquelle über die Sicherung S1, die geschlossenen Kontakte
112 und 213 des Spannungswechslers und des Stellstram-Anschaltrelais, den Kontakt
312 eines Steuerrelais, Leitung L 4, Phasenwicklung 1I des Motors zum Umschaltkontakt
A 21, A 22. -Über die Ventilanordnung kann in der Sperrichtung kein Strom fließen,
so daß der überwachungsstrom nur über die Leitung L 3 und (wegen des geöffneten
Kontaktes 216) über die Drosselspule B 4 zu einer Teilwicklung des Relais B 3 sowie
von dort über den geschlossenen Kontakt 313 des Steuerrelais, das Überwachungsrelais
für die Pluslage der Weiche, den geschlossenen Kontakt 115 des Spannungswechslers,
Leitung L2, die Phasenwicklung I des Motors, Leitung L 1, Kontakte 311 des Steuerrelais,
111 und 211 des Spannungswechslers und: des Stellstrom-Anschaltrelais über das Relais
5 zum geendeten Pol der überwachungsstromquelle fließen kann.
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Wird nun der Spannungswechsler umgeschaltet, so wird der Überwachungsstrom
durch die sich öffnenden Kontakte 111 und 112 abgeschaltet, und gleichzeitig werden
die Überwachungsrelais B 1 und B 2
durch den Kontakt 115 abgeschaltet
und durch die Kontakte 113 und 114 kurzgeschlossen. Auch das Stellstrom-Anschaltrelais
wird eingeschaltet, wodurch i dessen Kontakte 211 und 213 geöffnet sowie die Kontakte
212, 214, 215 und 216 geschlossen werden; über die letztgenannten Kontakte wird
der Stehstrom angeschaltet und mit den erstgenannten Kontakten der Überwachungsstrom
nochmals unterbrochen. Ferner wird das Steuerrelais umgestellt; dessen Kontakte
311 und 312 wenden geöffnet, während die Kontakte 411 und 412 geschlossen
werden. Damit wird die Drehrichtung des Antriebsmotors bestimmt. Ferner unterbricht
der Kontakt 313, während der Kontakt 413 schließt und so den Stromkreis des Überwachungsrelais
B 1 für die Minuslage des Antriebs, vorbereitet. Der Stehstrom fließt nun von der
Phasenwicklung 1 des Stellstromtransformators über den Kontakt 411 und die Leitung
L 4 nach der Motorwicklung II sowie zurück über die Leitung L 3 und die Wicklung
Y des Transformators B 5 an den Nullpunkt; andererseits fließt Stellstrom
von der Phasenwicklung 2 des Stellstromtransformators über den Kontakt 412 und die
Leitung L 1 nach der Motorwicklung I sowie zurück über die Leitung L 2 und die Wicklung
X des Transformators B 5 an den Nullpunkt.
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Da die Ströme in den Leitungen L 1 und L 2 einerseits. sowie
L 3 und L 4 andererseits nicht phasengleich, sondern
um 90° gegeneinander verschoben sind, tritt eine Spannung an den Klemmen der Wicklungen
X und Y des Transformators B 5 und somit auch an allen Punkten
zwischen den LeitungenL2 und L 3 auf. Die Ventilanordnung 17 im Antrieb A bildet
für eine der beiden Stromrichtungen einen Kurzschluß; somit wirkt nur eine der Halbwellen
auf das Relais B 3 ein. Dieses Relais ist polarisiert, so daß es nur für eine Stromrichtung
arbeiten kann.
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Die Sperrichtung der Ventilanordnung V und die Polarisation des Relais
B 3 sind so gewählt, daß die beim Anlaufen des Antriebs auftretende Stromrichtung
das Relais nicht betätigen kann. Fließt der Überwachungsstrom in derjenigen Richtung,
für die die Ventilanordnung V durchlässig ist, also der Stromkreis einen geringen
Widerstand aufweist, so erhält einerseits das Relais 5 genügend Energie zum An,
ziehen, und andererseits wird verhindert, daß ein so großer Strom auftreten kann,
der die überwachungssicherung S 1 durchschmelzen ließe. Der Motor läuft nun an.
Dabei wird der Wechselkontakt All, A 12 umgelegt, wodurch eine
direkte Verbindung zwischen den Leitungen L 2 und L 3 entsteht. Die
Spannungsdifferenz zwischen den Leitungen L 2 und L 3 verschwindet; und beide Leitungen
werden nun parallel vom Stehstrom durchflossen.
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Am Ende des Stellvorganges wird die unmittelbare Verbindung zwischen
den Leitungen L 2 und L 3 aufgehoben, indem dann auch der Wechselkontakt A 21, A
22 umlegt. Dadurch erfährt der Lauf des Motors noch keine Änderung, so daß wieder
eine Spannungsdifferenz zwischen den Leitungen L 2 und L 3 auftritt. Da die Kontakte
A 11, A 12 und A 21, A 22
aber ihre Lage gewechselt haben, wird
die Durchlaßrichtung der Ventilanordnung V bezüglich der Leitungen, L 2 und
L 3 gegenüber der Durchlaßrichtung beim Anlauf des Motors umgekehrt, so daß
der resultierende Gleichstrom im Relais B 3 seine Richtung wechselt. Dadurch wird
das Relais B 3 wirksam und führt das Auslösen des Spannungswechslers und des Stellstrom
Anschaltrelais herbei. Durch das Auslösen des Spannungswechslers und des Stellstrom-Anschaltrelais
werden die Kontakte 111, 112 und 115 sowie 211 und 213 wieder geschlosssen, während
die Kontakte 113 und 114 sowie 212, 214, 215 und 216 geöffnet werden. Dadurch kann
der überwachungsstrom
erneut fließen, so daß das Relais 5 und das.
Überwachungsrelais B 1 für die Minuslage des Antriebes anziehen. Die Grundstellung
der Schaltung ist wiederhergestellt, aber für die andere Lage des Antriebes. Ein
erneutes Umstellen des. elektromotorischen Antriebes erfolgt in analoger Weise,
wie oben beschrieben.