DE1237613B

DE1237613B - Circuit for DC traction motors with self-excited resistance braking

Info

Publication number: DE1237613B
Application number: DE1960L0037028
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerhard Wuensche
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-09-13
Filing date: 1960-09-13
Publication date: 1967-03-30

Description

Schaltung für Gleichstrom-Fahrmotoren bei selbsterregter Widerstandsbremsung Im Straßen- bzw. Vorortverkehr mit elektrischen Triebfahrzeugen haben sich an Stelle der Starkstromfahrschalter mit Kurbelbetätigung mehr und mehr Schützensteuerungen durchgesetzt. Die Schütze werden hierbei elektromagnetisch, elektropneumatisch und neuerdings auch elektrohydraulisch betätigt. Die Reihenfolge, in der die Schütze jeweils schließen und öffnen sollen, wird durch einen Schaltkontakt im Meisterfahrschalter festgelegt. Die Einhaltung dieses Schalttakts ist nur gewährleistet, wenn die Vorgabe im Meisterfahrschalter zeitlich so vorgenommen wird, daß die Schütze ausreichend Zeit haben, die erhaltenen Schaltbefehle durch Ansprechen und Abfallen rechtzeitig zu befolgen.Circuit for DC traction motors with self-excited resistance braking In road and suburban traffic with electric traction vehicles, more and more contactor controls have become established instead of high-voltage traction switches with crank actuation. The contactors are operated electromagnetically, electro-pneumatically and recently also electro-hydraulically. The order in which the contactors should close and open is determined by a switching contact in the master driving switch. Adherence to this switching cycle is only guaranteed if the schedule in the master driving switch is made in such a way that the contactors have sufficient time to follow the switching commands received in good time by responding and dropping out.

Der Fahrer einer Straßenbahn oder Vorortbahn muß oft Schnellbremsungen ausführen. Die Leichtgängigkeit in der Bedienung mittels Schalthebel verleitet ihn in der Schrecksekunde, den Meisterfahrschalter bis in die Endstellung durchzureißen. Damit steuert er eine Widerstandsstufe an, die so klein - wenn nicht sogar Null - ist, daß die Kollektoren der Motoren bei der vorhandenen oder gerade erreichten Drehzahl Rundfeuer zeigen und Überschläge zum Gehäuse eintreten, da jeder Bahnmotor nur eine endlich begrenzte Bremsfestigkeit aufweist.The driver of a tram or suburban train often has to brake quickly carry out. He is tempted by the ease of operation using the gear lever in the moment of shock to pull the master drive switch through to the end position. This controls a resistance level that is so small - if not zero - is that the collectors of the engines at the existing or just reached Revolutions show round fire and flashovers to the housing occur, as every train engine has only a finite limited braking strength.

Man hat bekanntlich versucht, Überschläge dadurch zu vermeiden, daß Batterien parallel zu den Motorfeldern geschaltet werden, die beim Auftreten hoher Bremsströme bei selbsterregter Widerstandsbremsung selbsttätig eine Feldschwächung bewirken. Eine solche Schaltung verkleinert aber im entscheidenden Augenblick das Bremsdrehmoment beträchtlich und verhindert die erforderlichen hohen Bremsverzögerungen.As is known, attempts have been made to avoid flashovers in that Batteries are connected in parallel to the motor fields, which when high Braking currents with self-excited resistance braking automatically cause a field weakening cause. Such a circuit reduces it at the crucial moment Braking torque is considerable and prevents the high braking decelerations required.

Bei einer anderen bekannten Schaltung wird der Bremsstrom der Fahrmotoren als Kriterium für Überschläge am Kommutator herangezogen. Hierbei ist jedoch eine eindeutige Einstellung nicht möglich, da einem bestimmten Strom je nach der Geschwindigkeit verschiedene Widerstandswerte zugeordnet sind, so daß entsprechend der jeweiligen Geschwindigkeit des Fahrzeuges verschiedene Stromwerte eintreten und daher eine Überwachung nicht möglich ist.In another known circuit, the braking current of the traction motors used as a criterion for flashovers on the commutator. However, here is one unambiguous setting not possible, as a certain current depending on the speed different resistance values are assigned, so that according to the respective Speed of the vehicle different current values occur and therefore a Monitoring is not possible.

Bei einer weiteren bekannten Steuerung wird der Fahrschalter zur Erzielung einer einwandfreien Bremsung innerhalb einer stromabhängigen Höchstbremsspannung mit einer durch den Bremsstrom und die Bremsspannung der Motoren erregten Hemmeinrichtung an der Handhabe versehen. In ähnlicher Weise wird nach einem älteren bekannten Vorschlag die Bremse eines Fahrschalters über abschaltbare Vorwiderstände geschwindigkeitsabhängig erregt. Jedoch vermeidet jede Verkehrsverwaltung eine derartige Maßnahme, die sie dem Vorwurf aussetzt, sichtbar hemmend in den Bremsvorgang eingegriffen zu haben. Außerdem ist die Einstellung der hemmenden Wirkung wegen der wechselnden Reibungsverhältnisse recht schwierig und ungenau.In another known control, the driving switch is used to achieve perfect braking within a current-dependent maximum braking voltage with an inhibiting device excited by the braking current and the braking voltage of the motors on the handle. Similarly, according to an older well-known proposal the brake of a drive switch is speed-dependent via disconnectable series resistors excited. However, any traffic administration avoids such a measure that they exposes himself to the accusation of having visibly inhibited the braking process. In addition, the setting of the inhibiting effect is due to the changing friction conditions quite difficult and imprecise.

Bei einer vorgeschlagenen Steuerung zur Überwachung des Kurzschlußbremsvorganges zur Vermeidung von Kommutatorüberschlägen dient als Kriterium für die Gefahr des Überschlages die Geschwindigkeit des in Kurzschlußbremsung arbeitenden Motors. Es handelt sich um eine Sicherheitsschaltung für die Abbremsung von Gleichstrom-Fahrmotoren in einer selbsterregten Widerstandsbremsung bei schienengebundenen Triebfahrzeugen durch Regelung der Widerstandsschütze über einen willkürlich betätigten Meisterfahrschalter. Die Anordnung ist so getroffen, daß der vorgegebene Schalttakt der Schütze an einzelnen Stufen durch von der Achsdrehzahl abhängige Mittel angehalten wird und .das Weiterschalten gemäß dem Takt erst bei Unterschreitung der jeweils festgelegten Achsdrehzahl erfolgt. Bei einer derartigen Schaltung besteht ein sicherer Schutz der Motoren gegen Kollektorüberschläge, da der Grenzwiderstand, bei dem mit Sicherheit kein Überschlag zu erwarten ist, von der Motordrehzahl fast linear abhängig ist. Bei der höchsten zulässigen Motordrehzahl wird ein Wert für diesen Widerstand entsprechend den Prüffeldversuchen festgestellt. Andererseits gibt es bei der gewissen endlichen Drehzahl einen Wert, wo ohne Bedenken der äußere Widerstand im Bremskreis gleich Null gesetzt werden kann. Zwischen diesen beiden Werten spielt sich bekanntlich die Regelung einer Widerstandsbremse ab. Die Überwachung der Schütze ist jedoch kostspielig und erfordert großen Schaltungsaufwand. Die Aufgabe vorliegender Erfindung besteht darin, die Steuerung zu vereinfachen, wobei die Vermeidung des Kommutatorfeuers dennoch voll gewährleistet ist.In a proposed control for monitoring the short-circuit braking process to avoid commutator flashovers serves as a criterion for the risk of the Approximate the speed of the motor working in short-circuit braking. It is a safety circuit for braking DC traction motors in a self-excited resistance braking in rail-bound locomotives by regulating the resistance contactors via an arbitrarily operated master drive switch. The arrangement is made so that the specified switching cycle of the contactors on individual Stages is stopped by means dependent on the axis speed and in accordance with the cycle only takes place when the specified axis speed is not reached. With such a circuit there is a reliable protection of the motors against collector flashovers, since the limit resistance at which no flashover is to be expected with certainty, is almost linearly dependent on the engine speed. At the highest permissible engine speed a value for this resistance is determined according to the test field tests. On the other hand, at the certain finite speed there is a value where there is no concern the external resistance in the brake circuit can be set equal to zero. Between these As is well known, both values are controlled by a resistance brake. the However, monitoring the contactors is expensive and requires a large amount of circuitry. the The object of the present invention is to simplify the control, with the avoidance of the commutator fire is still fully guaranteed.

Die Schaltung für Gleichstrom-Fahrmotoren mit selbsterregter Widerstandsbremsung bei schienengebundenen Triebfahrzeugen durch Regelung der Stufenschütze für den Bremswiderstand über einen Meisterfahrschalter, wobei der vom Fahrer vorgegebene Schaltkontakt der Schütze an einzelnen Stufen durch die drehzahlabhängige Spannung eines Tachometerdynamos angehalten wird und das Weiterschalten gemäß dem vorgegebenen Schalttakt erst bei Unterschreitung der jeweils festgelegten Achsdrehzahl erfolgt, hat gemäß der Erfindung das Kennzeichen, daß die Schaltung der Stufenschütze innerhalb von zwei oder mehreren Geschwindigkeitsbereichen in Gruppen von Stufen gemäß dem vorgegebenen Schalttakt fortschreitet, das Weiterschalten von einer Gruppe zur nächsten jedoch so überwacht ist, daß in keinem Geschwindigkeitsbereich der Bremswiderstand den für die Überschlagfestigkeit der Kommutatoren der Gleichstrom-Fahrmotoren kleinstzulässigen drehzahlabhängigen Grenzwert unterschreitet.The circuit for DC traction motors with self-excited resistance braking in the case of rail-mounted locomotives by regulating the step contactors for the Braking resistance via a master driving switch, the one specified by the driver Switching contact of the contactors at individual stages due to the speed-dependent voltage of a tachometer dynamo is stopped and the switching according to the specified Switching cycle only takes place when the specified axis speed is not reached, according to the invention is characterized in that the circuit of the step contactors within of two or more speed ranges in groups of stages according to the given switching cycle progresses, switching from one group to the next however, it is monitored in such a way that the braking resistor is not in any speed range the smallest permissible for the flashover strength of the commutators of the DC traction motors falls below the speed-dependent limit value.

Die Schaltung wird so abgestuft, daß jeder Bereich durch die gleiche Stellung eines Schützes oder einer gleichbleibenden Kombination mehrerer Schütze gekennzeichnet ist. Die Erregung dieser Schützenauswahl wird gegenüber der willkürlichen Vorgabe durch den Meisterfahrschalter durch Relais über die Geschwindigkeit verriegelt, welche in der Tachometermaschine verhältnisgleich der abgegebenen Spannung oder der Frequenz ist. Mit dieser Maßregel wird erzielt, daß trotz willkürlicher Vorgabe der Bremsstellung im Meisterfahrschalter die Schützenfolge nur in Gruppen so stattfindet, daß unter keinen Umständen in dem entsprechenden Geschwindigkeitsbereich der Brems widerstand über das zulässige Maß verkleinert wird und die Motoren zum Überschlag kommen.The circuit is graded so that each area is covered by the same Position of a contactor or a constant combination of several contactors is marked. The excitement of this shooter selection becomes opposite to the arbitrary Specification by the master driving switch locked by relay via the speed, which in the tachometer machine is in proportion to the voltage output or the frequency is. With this measure it is achieved that despite an arbitrary specification the braking position in the master driving switch, the shooter sequence only takes place in groups, that under no circumstances in the corresponding speed range the brake resistance is reduced beyond the permissible level and the motors to rollover come.

Es sei angenommen, daß eine Schützensteuerung für einen Straßenbahntriebwagen mit insgesamt 15 Bremsstufen ausgerüstet ist. Nach der Erfindung werden in den vorgesehenen Schalttakt zwei Phasen eingelegt, beispielsweise auf der 5. und 10. Bremsstufe. An diesen Stellen werden Kontakte wirksam, die das Weiterschalten vorübergehend unterbrechen, wenn der Fahrer den Schalthebel bis in die Endstellung durchgezogen haben sollte. Zweckmäßig handelt es sich dabei um Relais, deren Spulen von einer Tachometermaschine gespeist werden und somit feststellen, wie hoch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges in .diesem Augenblick ist. Die Stufe 1 bis 4 kann auf Grund der Bewegung des Schalthebels sofort in dem vorgesehenen Takt durchgeschaltet werden. Auf der 5. Stufe wird das Weiterschalten aber nur freigegeben, wenn in der Zwischenzeit die Fahrgeschwindigkeit so weit gesunken ist, daß sie beispielsweise zwischen 40 und 20 km/h liegt. Auf der 10. Stufe ist in gleicher Weise ein Relais vorgesehen, dessen Spule von einer Tachometermaschine gespeist wird und die Drehzahl mißt. Das Weiterschalten bis zur letzten Bremsstufe wird nur freigegeben, wenn die Geschwindigkeit beispielsweise kleiner geworden ist als 20 km/h. Mit dieser verhältnismäßig einfach beschaffenen Anordnung kann das Weiterschalten der Stufenschütze der allmählich abnehmenden Fahrgeschwindigkeit des Wagens angepaßt werden, so daß Überschläge an den Motoren zuverlässig vermieden werden.It is assumed that a contactor control for a tram railcar is equipped with a total of 15 braking levels. According to the invention are provided in the Switching cycle two phases inserted, for example on the 5th and 10th braking stage. At these points, contacts become effective that temporarily allow switching interrupt when the driver has pulled the shift lever through to the end position should have. Appropriately, these are relays, the coils of a Tachometer machine are powered and thus determine how high the speed of the vehicle is at this moment. Levels 1 to 4 can be based on movement of the shift lever can be switched through immediately in the prescribed cycle. On the In the 5th stage, however, switching is only enabled if in the meantime the driving speed has decreased so far that it is between 40 and 20 km / h. A relay is provided in the same way on the 10th level, whose coil is fed by a tachometer machine and measures the speed. That Switching to the last braking level is only enabled if the speed for example has become less than 20 km / h. With this relatively easy arranged arrangement can be the switching of the step contactors gradually be adapted to decreasing driving speed of the car, so that rollover occurs the motors can be reliably avoided.

Die Erfindung wird nur in der Gesamtheit der Merkmale des Hauptanspruchs gesehen.The invention is only in the entirety of the features of the main claim seen.

Claims

Claims: 1. Circuit for direct current ferry motors with self-excited Resistance braking in rail-bound locomotives by controlling the step contactors for the braking resistor via a master driving switch, the one specified by the driver Switching contact of the contactors at individual stages due to the speed-dependent voltage of a tachometer dynamo is stopped and the switching according to the specified Switching cycle only takes place when the specified axis speed is not reached, This means that the step contactors can be switched within of two or more speed ranges in groups of several levels progresses according to the predetermined switching cycle, the switching of a group to the next, however, is monitored in such a way that the Braking resistance for the flashover resistance of the commutators of the DC traction motors falls below the smallest permissible speed-dependent limit value.

2nd circuit after Claim 1, characterized in that with the power contacts of individual stages Contactors are in series, which are stopped by means dependent on the axis speed and switching on according to the cycle only when the respective enable specified axis speed. Publications considered: German Patent Nos. 225 719, 291695, 752 244, 956131; U.S. Patent No. 1947 059.