DE1241523B

DE1241523B - Anordnung zur elektrischen Bremsung einer impulsgesteuerten Gleichstrom-Reihenschlussmaschine

Info

Publication number: DE1241523B
Application number: DE1964S0093021
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Wagner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1964-09-08
Filing date: 1964-09-08
Publication date: 1967-06-01

Description

Anordnung zur elektrischen Bremsung einer impulsgesteuerten Gleichstrom-Reihenschlußmaschine Es ist bekannt, die Drehzahl einer Gleichstrommaschine dadurch zu steuern, daß der Maschine die Spannung nicht kontinuierlich, sondern in Form von Spannungsimpulsen zugeführt wird. Zu diesem Zweck enthält mindestens eine der Gleichstromzuleitungen einen elektronischen Schalter, einen sogenannten Gleichstromsteller, der die Versorgungsspannung periodisch ein- und ausschaltet. Der Gleichstromsteller enthält ein gesteuertes Ventil oder mehrere solcher Ventile, denen eine Zünd- und eine Löscheinrichtung zugeordnet ist. Die Stromführungszeit der Ventile bestimmt den Mittelwert der Ankerspannung und damit die Drehzahl der Maschine. Nach dem Einschalten der Ventile steigt der Gleichstrom an, nach dem Abschalten klingt er über ein der Gleichstrommaschine parallelgeschaltetes urigesteuertes Ventil, eine sogenannte Freilaufdiode, nach einer Exponentialfunktion wieder ab. Zur Einleitung des Bremsvorganges werden die Bauelemente der Anordnung durch ein geeignetes Schaltgerät, beispielsweise einen Fahrbremswender, umgeschaltet. Der Gleichstromsteller ist dann der als Generator arbeitenden Gleichstrommaschine parallel geschaltet, und die Freilaufdiode ist als Sperrdiode für den von der Gleichstromquelle zum Motor gerichteten Strom zwischen der Maschine und der Gleichstromquelle angeordnet. Diese bekannte Anordnung kann nach der Erfindung verbessert werden.
Die Erfindung betrifft somit eine Anordnung zur elektrischen Bremsung einer impulsgesteuerten Gleichstrom-Reihenschlußmaschine, die in Reihe mit einem in Durchlaßrichtung für den von der Reihenschlußmaschine gelieferten generatorischen Gleichstrom gepolten urigesteuerten Ventil an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist und der ein periodisch, die Motorklemmen kurzschließender elektronischer Gleichstromsteller parallel geschaltet ist. Beim Bremsen bei voller Drehzahl kann die Ankerspannung einer Reihenschlußmaschine den Betrag der Spannung der Gleichspannungsquelle wesentlich überschreiten. Eine elektrische Nutzbremsung mit stetig verstellbarem Bremsstrom ist aber bei der bekannten Bremsanordnung nur möglich, solange die Generatorspannung der Gleichstrommaschine kleiner bleibt als die Spannung der Gleichspannungsquelle. Diese Voraussetzung kann erfindungsgemäß dadurch erfüllt werden, daß in Reihe mit der Gleichspannungsquelle ein zusätzlicher Widerstand angeordnet ist, dessen Größe so gewählt ist, daß die Summe der Spannungen von Gleichspannungsquelle und Widerstand bei jedem Ankerstromwert der Gleichstrom-Reihenschlußmaschine gleich der Maschinenspannung oder größer als diese ist. Die Spannung an den Klemmen der Maschine wird entsprechend dem in die Gleichspannungsquelle zurückgespeisten Strom erhöht. Im Bremsbetrieb steht somit ein gegenüber dem Fahrbetrieb entsprechend erhöhter Betrag der Gleichspannung zur Verfügung.
Zur Erläuterung der Erfindung soll auf die Zeichnung Bezug genommen werden.
Nach F i g. 1 sind zwei einander parallelgeschaltete Gleichstrom-Reihenschlußmaschinen M mit einem Stundenstrom von beispielsweise je 370 Ampere über ein in Sperrichtung des Gleichstromes gepoltes urigesteuertes Ventil D an eine Gleichspannungsquelle B mit einer Spannung von 220 Volt, beispielsweise die mitgeführte Batterie eines Triebfahrzeuges, angeschlossen. Die Maschinen M sollen Fahrmotoren des Batterie-Triebfahrzeuges sein, die auf je einer Achse des Fahrzeuges angeordnet sein können und von einer vorgegebenen Drehzahl elektrisch abgebremst werden sollen. Der Bremsstrom der als Generator arbeitenden Maschinen M soll mittels eines elektronischen Gleichstromstellers G verlustarm und stufenlos gesteuert werden.
Der Gleichstromsteller G soll im Fahrbetrieb in der Gleichstromleitung angeordnet sein und im Bremsbetrieb durch ein in der Figur nicht dargestelltes Schaltgerät, beispielsweise einen Fahrbremswender, umgeschaltet sein und ist damit parallel zu den Maschinen M angeordnet. Er kann in bekannter Weise aufgebaut sein und beispielsweise aus einem steuerbaren Halbleiterventil, insbesondere einem Siliziumstromtor oder mehreren solcher Stromtore, bestehen, denen eine Steuer- und eine Löscheinrichtung beliebiger, an sich bekannter Art zugeordnet ist. In Reihe mit der Batterie B ist ein zusätzlicher Widerstand R von beispielsweise etwa 0,135- Ohm angeordnet, der zweckmäßig mit dem bereits erwähnten Fahrbremswender eingeschaltet und im Fahrbetrieb durch einen geeigneten Schalter überbrückt sein kann. Dieser Widerstand erhöht die Spannung zwischen den Klemmen P und Q entsprechend dem von der Maschine B gelieferten Ladestrom der Batterie.
Die Größe dieses Widerstandes R kann zweckmäßig so gewählt werden, daß die Maschine aus jeder Drehzahl mit vollem Moment abgebremst werden kann. Der erforderliche Widerstandswert kann nach- F i g. -2 in einfacher Weise graphisch mit Hilfe der Stromspannungskennlinie der verwendeten Reihenschlußmaschine ermittelt werden. Die Kennlinie für die. jeweils maximale Drehzahl h = nm"" mit steigendem Ankerstrom entspricht der Magnetisierungskennlinie der Maschine. Die Kennlinie EB+J - Ri der verwendeten Batterie mit der Spannung EB und dem Innenwiderstand R1 ist ebenfalls eingetragen. Durch den zu wählenden zusätzlichen Widerstand R wird die Steigung dieser Geraden erhöht. Solange die Gerade die JU-Kennlinie der Maschine noch schneidet, kann der durch die Kennlinie über der Geraden eingeschlossene Bereich nicht ausgenutzt und der Bremsstrom nicht kontinuierlich eingestellt werden. Der Widerstand muß deshalb so gewählt werden, daß die Gerade eine Tangente an der Kennlinie bildet oder oberhalb der Kennlinie verläuft. Der erforderliche Widerstandswert ergibt sich dann aus der Spannungsdifferenz UR für einen bestimmten Strom Jn. Wird der Widerstand R wesentlich größer gewählt, so entstehen vermeidbare Verluste.

Claims

Patentanspruch: Anordnung zur elektrischen Bremsung einer impulsgesteuerten Gleichstrom-Reihenschlußmaschine, die in Reihe mit einem in Durchlaßrichtung für den von der Reihenschlußmaschine gelieferten generatorischen Gleichstrom gepolten ungesteuerten Ventil an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen ist und der ein periodisch, die Motorklemmen kurzschließender elektronischer Gleichstromsteller parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Gleichspannungsquelle (B) ein zusätzlicher Widerstand (R) angeordnet ist, dessen Größe so gewählt ist, daß die Summe der Spannungen von Gleichspannungsquelle (B) und Widerstand (R) bei jedem Ankerstromwert der Gleichstrom-Reihenschlußmaschine (M) gleich der Maschinenspannung oder größer als diese ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 527 878, 668 526; VDE-Fachberichte, Bd. 22, 1962, S.1/89 bis 96; »Elektrische Bahnen«, 25. Jahrgang, 1954, S. 12 bis 18.