DE1191409B

DE1191409B - Two-motor drive that is optionally fed from a network with half or full voltage

Info

Publication number: DE1191409B
Application number: DES57360A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Joerg Amler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-03-14
Filing date: 1958-03-14
Publication date: 1965-04-22

Description

Zweimotorenantrieb, der wahlweise aus einem Netz mit halber und mit voller Spannung gespeist wird Die Erfindung bezieht sich auf einen Zweimotorenantrieb, insbesondere für elektrische Triebfahrzeuge, der wahlweise aus einem Netz mit halber und voller Spannung eingespeist wird.Two-motor drive, which can be selected from a network with half and with is fed with full voltage The invention relates to a two-motor drive, especially for electric traction vehicles, which can be selected from a network with half and is fed in at full voltage.

Insbesondere bei Straßenbahnantrieben besteht die Möglichkeit, daß die Motoren aus Netzen verschiedener Spannung eingespeist werden müssen. Dies ist z. B. dadurch bedingt, daß bei überlandstreckennetzen an Einspeisungspunkten gespart und deshalb mit einer höheren Spannung eingespeist werden muß als bei Stadtnetzen mit den zahlreichen Einspeisungspunkten.Especially with tram drives there is the possibility that the motors have to be fed in from networks of different voltages. This is z. B. due to the fact that saved in overland networks at feed points and therefore must be fed in with a higher voltage than city grids with the numerous feed points.

Es ist zwar bekannt, beim Betrieb mit zwei unterschiedlichen Gleichstromspannungen die Motoren bei der unteren Spannung mit Hilfe eines Umschalters parallel und beim Betrieb mit der höheren Spannung in Reihe zu schalten. Nachteilig bei der bekannten Schaltung ist aber, daß auf den gleichen Fahrschalterstufen bei Halb- und Vollspannungsbetrieb unterschiedliche Zugkräfte auftreten. Dies ist für den Fahrbetrieb äußerst unangenehm. Bei mit Wechselstrom gespeisten Fahrzeugantrieben, bei denen mit der Fahrdrahtspannung sich zugleich die Frequenz ändert, sind bereits Mittel zur Verhinderung dieses Nachteils bekannt. Diesen Nachteil mit einfachen Mitteln auch bei Fahrzeugantrieben, bei denen sich nur die Fahrdrahtspannung im Verhälnis 1: 2 ändert, zu vermeiden, ist Aufgabe der Erfindung.It is known to operate with two different direct current voltages the motors at the lower voltage with the help of a switch in parallel and at To connect operation with the higher voltage in series. Disadvantage of the known The circuit is, however, that on the same drive switch levels with half and full voltage operation different tensile forces occur. This is extremely uncomfortable for driving. In the case of vehicle drives supplied with alternating current, those with the contact wire voltage if the frequency changes at the same time, they are already a means of preventing this disadvantage known. This disadvantage with simple means even with vehicle drives where If only the contact wire voltage changes in a ratio of 1: 2, it is your task to avoid it the invention.

Gemäß der Erfindung wird mit Hilfe des Spannungsumschalters der Fahrstromkreise so vorbereitet, daß beim Schließen des Fahrstromkreises durch den Fahrschalter zwei Widerstandssätze und Motoren so gruppiert werden, daß auf gleichen Fahrschalterstellungen sowohl bei Halb- als auch Vollspannungsbetrieb annähernd gleich Zugkräfte erreicht werden, indem durch Schließen bzw. öffnen der Kontakte des Spannungsumschalters beim Einschalten des Fahrschalters auf den ersten Fahrstellungen (beispielsweise 1. bis 10. Stellung) ein Betrieb der Motoren in Reihenschaltung ermöglicht wird, wobei bei Halbspannungsbetrieb ein Widerstandssatz eingeschaltet ist und bei Vollspannungsbetrieb die beiden Widerstandssätze in Reihe geschaltet sind, während beim Stellen des Fahrschalters auf die letzten Fahrstellungen (beispielsweise 11. bis 20. Stellung) die Motoren bei Halbspannungsbetrieb in Parallelschaltung und bei Vollspannungsbetrieb in Reihenschaltung betrieben werden, wobei bei Halbspannungbetrieb die beiden Widerstandssätze parallel geschaltet sind, während bei Vollspannungsbetrieb nur ein Widerstandssatz benutzt wird. Vorteilhaft ist es, zwei Widerstandsgruppen vorzusehen, von denen die eine im unteren Drehzahlbereich und die andere im oberen Drehzahlbereich der Motoren sowohl im Halb- als auch im Vollspannungsbetrieb durch die Schaltstufen des Fahrschalters verändert wird.According to the invention, with the help of the voltage switch, the traction circuits prepared so that when closing the drive circuit by the drive switch two Resistance sets and motors are grouped so that they have the same travel switch positions Almost the same tensile forces are achieved in both half and full voltage operation by closing or opening the contacts of the voltage switch when switching on the drive switch to the first drive positions (for example 1st to 10th position) the motors can be operated in series, a set of resistors is switched on in half-voltage operation and in full-voltage operation the two sets of resistors are connected in series while turning the drive switch the motors to the last driving positions (e.g. 11th to 20th position) with half-voltage operation in parallel connection and with full-voltage operation in series connection operated, with the two sets of resistors in parallel for half-voltage operation are switched, while in full voltage operation only one set of resistors is used will. It is advantageous to provide two resistance groups, one of which in the lower speed range and the other in the upper speed range of the engines both in half and full voltage operation through the switching steps of the drive switch is changed.

An Hand der Zeichnung wird die Schaltung eines Zweimotorenantriebes gemäß der Erfindung beschrieben: F i g. 1 zeigt die grundsätzliche Schaltungsanordnung mit sämtlichen notwendigen Schaltelementen und Widerstandsgruppen mit Ausnahme der Schaltkontakte des Fahrschalters zur Schaltung der Widerstandsstufen; F i g. 2 zeigt die Schaltung im Halbspannungs-Serienbetrieb und die F i g. 3 im Halbspannungs-Parallelbetrieb; F i g. 4 zeigt die Schaltung für den Vollspannungs-Serienbetrieb, der dem Halbspannungs-Serienbetrieb entspricht, und die F i g. 5 die Schaltung für den Vollspannungs-Serienbetrieb, die dem Halbspannungs-Parallelbetrieb, also dem oberen Drehzahlbereich der Motoren, entspricht.The circuit of a two-motor drive is shown on the basis of the drawing described according to the invention: F i g. 1 shows the basic circuit arrangement with all necessary switching elements and resistor groups with the exception of the Switching contacts of the drive switch for switching the resistance levels; F i g. 2 shows the circuit in half-voltage series operation and FIG. 3 in half-voltage parallel operation; F i g. 4 shows the circuit for the full-voltage series operation, the half-voltage series operation corresponds to, and FIG. 5 the circuit for full voltage series operation, the half-voltage parallel operation, i.e. the upper speed range of the motors, is equivalent to.

Aus einem Netz 1 wird über einen Schleifer 2 die Spannung gegen Erde abgenommen. Die Motoren sind mit 3 und 4, die Nockenschalter, die den oberen und unteren Drehzahlbereich bzw. den Serienparallelbereich schalten, sind mit 5 bis 9 und die Elemente des Spannungsumschalters mit 10 bis 13 bezeichnet. Die Widerstandsgruppe, die im unteren Drehzahlbereich verändert wird, trägt die Ziffer 14 und die, die im oberen Bereich verändert wird, die Ziffer 15.The voltage to earth is taken from a network 1 via a wiper 2. The motors are labeled 3 and 4, the cam switches, which switch the upper and lower speed range or the series parallel range, are labeled 5 to 9 and the elements of the voltage switch are labeled 10 to 13. The resistance group that is changed in the lower speed range has the number 14 and the one that is changed in the upper range has the number 15.

Zwischen den Schleifer 2 und der Motorsteuerung ist noch eine Schützkombination mit einem Unterbrecherkontakt geschaltet, um zu verhindern, daß mit falscher Spannungsschaltung an Vollspannung gefahren wird. Die Schützkombination besteht aus einem nur bei voller Spannung ansprechenden Schütz 16 mit seinem Ruhekontakt 17 und einem auf Halbspannung ansprechenden Schütz 18 mit seinem Arbeitskontakt 19. Der Arbeitskontakt 19 kann vom Kontakt 20, der dem Spannungsumschalter zugehört, überbrückt werden.A contactor combination with an interrupter contact is connected between the wiper 2 and the motor control to prevent full voltage from being operated with the wrong voltage switching. The contactor combination consists of a contactor 16 that responds only at full voltage with its normally closed contact 17 and a contactor 18 that responds to half voltage with its normally open contact 19. The normally open contact 19 can be bridged by the contact 20 belonging to the voltage switch.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind im Halbspannungs-Serienbetrieb die Motoren 3 und 4 durch den Nockenschalter 6 hintereinandergeschaltet. Der Nockenschalter 8 hat keine Wirkung, da die Widerstandsgruppe 15 durch den Kontakt 12 des Spannungsumschalters kurzgeschlossen ist. Die Fahrstufen für den unteren Drehzahlbereich sind ausschließlich der Widerstandsgruppe 14 zugeordnet.As shown in FIG. 2, motors 3 and 4 are connected in series by cam switch 6 in half-voltage series operation. The cam switch 8 has no effect because the resistor group 15 is short-circuited by the contact 12 of the voltage switch. The speed steps for the lower speed range are assigned exclusively to resistance group 14.

Für den oberen Drehzahlbereich im Halbspannungsbetrieb gilt die Schaltung gemäß F i g. 3. Durch das Öffnen der Nockenschalterkontakte 6 und 8 und das gleichzeitige Schließen der Kontakte 5, 7 und 9 werden die Motoren in Parallelschaltung gebracht. Die Schaltung ist ergänzt durch die geschlossenen Kontakte 10, 11 und 12 des Spannungsumschalters. Es ist ersichtlich, daß in diesem Drehzahlbereich nur die Widerstandsgruppe 15 geschaltet wird, während die Widerstandsgruppe 14 parallel zur Widerstandsgruppe 15 liegt. Selbstverständlich lassen sich im Bedarfsfall gleichzeitig mit der Widerstandsgruppe 15 auch Teile der Widerstandsgruppe 14 zu- oder abschalten. Für den unteren Drehzahlbereich des Zweimotorenantriebes gemäß der Erfindung an Vollspannung gilt die Schaltung in F i g. 4. Es ist ersichtlich, daß genau wie in der F i g. 2 die Nockenschalterkontakte 6 und 8 eingelegt sind. Der Spannungsumschalter hat bei dieser Schaltung keine Funktion. Die Widerstandsgruppe 15 ist bei diesem Betrieb als reiner Vorwiderstand eingeschaltet, gesteuert wird wiederum mit den Stufen der Widerstandsgruppe 14. Selbstverständlich lassen sich im Bedarfsfall gleichzeitig mit der Widerstandsgruppe 14 auch Teile der Widerstandsgruppe 15 zu- oder abschalten.The circuit according to FIG. 1 applies to the upper speed range in half-voltage operation. 3. By opening the cam switch contacts 6 and 8 and closing contacts 5, 7 and 9 at the same time, the motors are connected in parallel. The circuit is supplemented by the closed contacts 10, 11 and 12 of the voltage switch. It can be seen that only the resistor group 15 is switched in this speed range, while the resistor group 14 is parallel to the resistor group 15 . Of course, if necessary, parts of the resistor group 14 can also be switched on or off at the same time as the resistor group 15. The circuit in FIG. 1 applies to the lower speed range of the two-motor drive according to the invention at full voltage. 4. It can be seen that just as in FIG. 2 the cam switch contacts 6 and 8 are inserted. The voltage switch has no function in this circuit. The resistor group 15 is switched on as a pure series resistor in this mode of operation; control is again carried out using the stages of the resistor group 14. Of course, parts of the resistor group 15 can also be switched on or off at the same time as the resistor group 14 if necessary.

Die F i g. 5 zeigt schließlich den Vollspannungsbetrieb im oberen Drehzahlbereich. Ähnlich dem Betrieb gemäß F i g. 3 sind durch die Nockenschalter wieder die Kontakte 5 und 9 geschlossen. Durch den Spannungsumschalterkontakt 13 ist aber nunmehr der Motor 4 in Serie zum Motor 3 geschaltet und gleichzeitig durch das öffnen der Spannungsumschalterkontakte 11 und 12 die Widerstandsgruppe 14 abgeschaltet. Gesteuert wird in diesem Drehzahlbereich an Vollspannung wiederum mit der Widerstandsgruppe 15.The F i g. 5 finally shows the full voltage operation in the upper speed range. Similar to the operation according to FIG. 3 the contacts 5 and 9 are closed again by the cam switches. By means of the voltage changeover switch contact 13, however, the motor 4 is now connected in series with the motor 3 and, at the same time, the resistor group 14 is switched off by opening the voltage changeover switch contacts 11 and 12. In this speed range, full voltage is again controlled with resistor group 15.

Um zu verhindern, daß vom Halbspannungsnetz auf das Vollspannungsnetz ohne Betätigung des Spannungsumschalters aufgefahren wird, um also zu verhindern, daß die Motoren und die Widerstandsgruppen eine der Schaltung nicht zugehörige Spannung bekommen, ist die in F i g. 1 mit 17 bis 20 bezeichnete Sicherheitsschaltung vorgesehen. Sie besteht im wesentlichen aus einem Halbspannungsschütz 18 und einem weiteren Schütz 16, das durch einen Vorwiderstand 21 verhindert ist, auf halber Spannung anzusprechen.In order to prevent the half-voltage network from being switched to the full-voltage network without actuating the voltage switch, i.e. to prevent the motors and the resistor groups from receiving a voltage that does not belong to the circuit, the voltage shown in FIG. 1 provided with 17 to 20 designated safety circuit. It essentially consists of a half-voltage contactor 18 and a further contactor 16, which is prevented by a series resistor 21 from responding at half voltage.

Die Wirkungsweise dieser Schaltung ergibt sich wie folgt: Bei Halbspannungsbetrieb ist das Schütz 18 über den Ruhekontakt 17 erregt und damit der Arbeitskontakt 19 geschlossen. Fährt nunmehr das Triebfahrzeug über die Netztrennstrecke, so fällt das Schütz 18 ab und öffnet damit den Kontakt 19. Kommt nunmehr der Schleifer auf ein Vollspannungsnetz, so spricht das Schütz 16 unverzögert an und öffnet den Ruhekontakt 17. Das mit einer gewissen Verzögerung ausgestattete Schütz 18 vermag demnach nicht anzusprechen, der Motorstromkreis bleibt geöffnet. Erst durch Einlegen des Spannungsumschalters wird über den Kontakt 20 der Motorstromkreis wieder geschlossen.The mode of operation of this circuit results as follows: In half-voltage operation, the contactor 18 is excited via the normally closed contact 17 and the normally open contact 19 is therefore closed. If the traction vehicle now drives over the network separation section, the contactor 18 drops out and thus opens the contact 19. If the wiper now comes to a full voltage network, the contactor 16 responds without delay and opens the normally closed contact 17. The contactor 18, which is equipped with a certain delay therefore cannot respond, the motor circuit remains open. The motor circuit is only closed again via contact 20 when the voltage switch is inserted.

Claims

Claims: 1. Two-motor drive, especially for electric Locomotives, which can be optionally fed from a network with half and full voltage is made using a voltage switch, which is in half-voltage operation the motors in normal series parallel connection and with full voltage operation the Motors are only allowed to be operated in series n z e i c h n e t that the voltage switch (10 to 13) the traction circuit so prepared that when closing the driving circuit by the driving switch two Resistance sets (14 and 15) and motors (3 and 4) are grouped so that on the same Driving switch positions approximate for both half and full voltage operation equal tensile forces can be achieved by closing or opening the contacts of the voltage switch when switching on the drive switch to the first drive positions (for example 1st to 10th position) an operation of the motors in series is made possible, with a set of resistors (14) switched on during half-voltage operation and with full voltage operation the two sets of resistors (14 and 15) in series are switched, while when setting the drive switch to the last driving position (e.g. 11th to 20th position) the motors are connected in parallel for half-voltage operation and operated in series with full-voltage operation, with half-voltage operation the two sets of resistors (14 and 15) are connected in parallel, while in full voltage operation only one resistor set (15) is used.

2. Two-motor drive according to claim 1, characterized by the use of two groups of resistance, one of which for the lower speed range and the other for the upper speed range of the Motors in both half and full voltage operation through the switching stages of the drive switch is changed.

3. Two-motor drive according to claim 1 and 2, characterized characterized in that the resistor group for the upper speed range in series half-voltage operation short-circuited and fully switched on in full voltage operation as a pure series resistor is, while the resistor group for the lower speed range in half-voltage parallel operation connected in parallel and disconnected in full voltage operation.

4. Two-motor drive according to claim 1 to 3, characterized in that the total resistance of the two Resistance groups, for example the same, the graduation according to the graduation However, the lower and upper speed ranges are different.

5. Safety circuit for a two-motor drive according to claim 1, characterized by a time delay switching, half-voltage responding contactor, whose through the voltage switch normally open contacts bridged in full voltage operation close the main circuit, and a contactor that responds instantly to full voltage, which when energized the Disconnects the excitation winding of the half-voltage contactor from the mains via a break contact. Considered publications: German patent specifications No. 290 766, 604 537, 729 597; E and M, 69 (1952), p. 237, left column, last paragraph ff.