DE1413569C - Kontaktlos arbeitende Befehlsgeber steuerung fur elektrische Triebfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kontaktlos arbeitende Befehlsgebersteuerung für elektrische Triebfahrzeuge, bei der als Befehlsgeber ein mit konstanter Wechselspannung gespeister Drehtransformator verwendet ist, dessen variable Ausgangsspannung als Wechselstromsteuersignal für mindestens eine Steuereinrichtung des Triebfahrzeuges dient.

Eine bekannte Befehlsgebersteuerung dieser Art dient zur Einstellung der Bremskraft. Ein als Drehtransformator ausgebildeter Bremssteller gibt eine Spannung ab, die proportional seinem Stellwinkel ist und als Sollwert für die Bremskraft vorgegeben wird (Elektrische Bahnen 1960, S. 29, linke Spalte). Die Verwendung von Drehtransformatoren hat gegenüber der Verwendung von Steuerschaltern mit Steuerwalzen den Vorteil, daß nicht nur Kontakte, die leicht verschmutzen und dadurch Fehlschaltungen verursachen, vermieden sind, sondern daß bei Zugeinheiten mit mehreren Triebfahrzeugen zur Weitergabe der Steuerimpulse auch der Nachteil vermieden werden kann, der anderen bekannten Steuerungen mit Steuerwalzen oder Nockcnschaltern anhaftet, daß nämlich eine erhebliche Anzahl von durchgehenden Steuerleitungen erforderlich ist.

Bei elektrischen Triebfahrzeugen müssen nun aber stets zwei Arten von Steuerbefehlen, die einander gegenseitig ausschließen, gegeben werden, nämlich einerseits die Steuerbefehle für »Fahren« und andererseits die Steuerbefehle für »Bremsen«. Bei Befehlsgebersteuerungen, die mit Gleichstrom arbeiten, ist es bekannt, derartige einander ausschließende Steuerbefehle durch Umpolen voneinander zu unterscheiden. Die Übermittlung der Steuerbefehle mit Gleichstrom hat aber den Nachteil, daß insbesondere bei niederen Stufen die Spannungen sehr gering sind, so daß auch hier wieder durch Kontaktstörungen Fehler verursacht werden können. Beim Gegenstand der Erfindung sollen daher die Steuerbefehle mit Wechselspannung übermittelt werden. Dabei ist aber eine Unterscheidung der einander ausschließenden Steuersignale durch Umpolung nicht ohne weiteres möglich. Durch die vorliegende Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine kontaktlos arbeitende Befehlsgebersteuerung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß einerseits die Steuerbefehle für »Fahren« und andererseits die Steuerbefehle für »Bremsen« übertragen werden können, ohne daß zur Unterscheidung zwischen diesen Steuerbefehlen zusätzliche Kontakte notwendig sind. Zur Übermittlung der Steuerbefehle sollen dabei möglichst wenig Steuerleitungen, die bei mehreren Triebfahrzeugen in einem Zugverband über die Kupplungskontake geführt werden müssen, erforderlich sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die konstante Wechselspannung ebenfalls jeder Steuereinrichtung und dort zusammen mit dem Wechselstrom-Steuersignal einem phasenempfindlichen Signalgeber zugeführt ist, dessen je nach Phasenlage des Wechselstrom-Steuersignals wechselndes Ausgangssignal als Umschaltbefehl für die Steuereinrichtung auf »Fahren« bzw. »Bremsen« dient.

Befchlsgeber, bei denen die variable Wechselspannung eines Drehtransformators einem phascnempfindlichen Gleichrichter zugeführt wird, sind 1. B. für Fördermaschinen an sich bekannt (USA.-Patentschrift 2 886 751, Ai-G-Mittciliingen 1958, S. 296 und 297). Die crfindungsgemiiße Befehlsgebersteuerung verwendet dieses bekannte Prinzip in neuartiger Weise, um die genannten zwei Arten von Steuerbefehlen zu geben, und ist besonders geeignet zur Verwendung bei Zügen mit Vielfachsteuerung mehrerer Triebfahrzeuge von einem Befehlsgeber aus. Um dabei Störungen durch Kontaktwiderstände auszuschließen, kann ferner eine Transformierung des Wechselstrom-Steuersignals und/oder der konstanten Wechselspannung zur Übertragung zu den Steuereinrichtungen von Kleinspannung von 6 bis 24 Volt auf eine Mittelspannung von 100 bis 600 Volt vorgesehen sein. An den Empfangsstellen wird die Steuerspannung dann wieder auf die niedrige, z. B. für Transistoren zuträgliche Spannung herabgesetzt. Dadurch ergibt sich nicht nur der Vorteil, daß Übergangswiderstände an den Kupplungskontakten weitgehend unschädlich gemacht werden und Leitungsverluste bei der Übertragung auf ein Minimum reduziert werden, sondern ein weiterer Vorteil liegt darin, daß auch die Beeinflussung und Verfälschung der Steuerbefehle durch Induktionsspannungen vermieden wird. In den durch die Zugeinheit geführten Steuerleitungen können nämlich durch längs der Strecke liegende Starkstromkabel Induktionsspannungen erzeugt werden, deren Größe unter anderem auch proportional der Länge der Zugeinheit ist. Würde man die Steuerbefehle mit einer Steuerspannung von maximal 24 Volt von einem Fahrzeug zum anderen durchgeben, wobei zu berücksichtigen ist, daß diese maximale Spannung den einzelnen Steuerbefehlen entsprechend in zahlreiche Stufen unterteilt sein muß und beispielsweise von 6 bis 24 Volt verändert wird, so würde schon eine geringe Induktionsspannung in der Größenordnung von 1 bis 2 Volt durchgegebene Steuerbefehle erheblich verfälschen. Dagegen wirkt sich eine solche Induktionsspannung nicht mehr störend aus, wenn in der Steuerleitung Steuerspannungen von etwa 150 Volt übertragen werden. Es ist aber ohne weiteres möglich, in den Übertragungsleitungen noch wesentlich höhere Steuerspannungen, beispielsweise bis 600 Volt, anzuwenden.

In der Zeichnung ist das Schaltbild einer Zugsteuerung nach der Erfindung dargestellt, wobei angenommen ist, daß die Zugeinheit aus drei Triebfahrzeugen Wl, Wl und WZ besteht. Als Steuerspannung dient eine Wechselspannung, deren Frequenz beispielsweise 400 Hz beträgt und die in einem nicht dargestellten Umformer oder einem Gegentaktzerhacker erzeugt wird. Alle drei Fahrzeuge sind mit gleichen Anlagen ausgerüstet. In der Zeichnung bedeuten

TA 1 Übertrager, die die für die Steuerung erforderliche Leistung liefern. Ihre Primärwicklung ist jeweils mit Nl und ihre Sekundärwicklung mit Nl bezeichnet.

TRl Übertrager, die in dem jeweils steuernden Fahrzeug die Phasenlage als Vergleichswert vorgeben und die Phasenlage mit erhöhter Spannung an die anderen Fahrzeuge weitergeben. Die Wicklungen sind mit N5, N6, N7 bezeichnet. Die Wicklungen N7 führen in allen Fahrzeugen eine konstante Spannung von beispielsweise 150 V.

TR 3 Übertrager, die die hohe Spannung der Sekundärscite des Drehtransformators DRT auf die gewünschte kleine Stcuerspannung im steuernden und gesteuerten Fahrzeug umspannen. Die Primärwicklung ist mit N 3 und die Sekundärwicklung mit N4 bezeichnet.

Claims (3)

1. 3 4

   DRT Drehtransformatoren, deren Sekundärwick- gelegt. In allen Triebfahrzeugen Wl, W2, W3, d.h. lungen eine beispielsweise von 0 bis 150 V veränder- auch in dem jeweils steuernden Triebfahrzeug, hier

   liehe Wechselspannung erzeugen, und zwar aus- Wl, wird die vom Drehtransformator DRT des

   gehend von der Nullstellung in der einen Drehrich- steuernden Triebfahrzeuges gelieferte heraufgesetzte

   tung in Phase mit der vom Übertrager TR 2 gelie- 5 Spannung durch den Übertrager TR 3 wieder auf die

   ferten Vergleichs-Wechselspannung und in der ande- kleine Steuerspannung herabgesetzt, mit der die

   ren Drehrichtung in Gegenphase zu dieser Ver- Steuereinrichtungen aller Triebfahrzeuge arbeiten.

   gleichs-Wechselspannung. Diese veränderbare, kleine Steuerspannung gibt an

   51, 52 Schalter, welche im steuernden Triebfahr- den Anschlußpunkten F + B in allen Fahrzeugen

   zeug geschlossen und in allen fremdgesteuerten Trieb- io den Sollwert für den Steuerbefehl »Beschleunigung«

   fahrzeugen geöffnet sind. , beim Fahren oder »Verzögerung« beim Bremsen,

   Ll eine durchgehende Steuerleitung für die kon- nachdem zuvor die Fahrmotoren mit Hilfe der nicht

   stante Vergleichs-Wechselspannung. dargestellten elektronisch gesteuerten Motorgruppie-

   L 2 eine durchgehende Steuerleitung für die Steuer- rungsschalter für Fahren bzw. Bremsen geschaltet

   Wechselspannung. «5 wurden.

   + 24 V die Klemmen nicht dargestellter Steuer- Die Phasenlage der vom Drehtransformator DRT

   batterien in den Triebfahrzeugen. ' abgegebenen Sekundärspannung gibt die Motor-

   1 und 2 Transistoren, die in Verbindung mit der gruppierung für Fahren oder Bremsen in folgender

   jeweiligen Steuerbatterie die vom Übertrager TR1 Weise:

   abgegebene Leistung verstärkt an den zugehörigen 20 Der Übertrager TR 2 des steuernden Triebfahr-

   Drchtransformator weitergegeben. zeuges W\ (Schalter 51 geschlossen) erzeugt in

   F+B Anschlußpunkt für die nicht dargestellte seiner Sekundärwicklung N6 mit immer gleicher

   Steuereinrichtung des jeweiligen Triebfahrzeuges Phasenlage eine kleine Steuerspannung, die ebenfalls

   (Wl W2, W3), an dem in diese der vorgegebene an der Steuerapparatur des steuernden Fahrzeuges

   Sollwert für die Größe der Beschleunigung bzw. der as liegt und hier mit der vom Drehtransformator DRT

   Verzögerung beim Fahren bzw. beim Bremsen ein- über den Übertrager TR 3 eingegebenen Phasenlage

   gebracht wird. verglichen wird (Teile 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11 der

   F Anschlußpunkt für die Steuereinrichtung für das Steuereinrichtung), so daß entweder an der Klemme F Kommando »Fahren«, das bewirkt, daß nicht dar- des Transistors 3 der Ausgangswert für die Motorgestellte Starkstromschaltgeräte (Motorgruppierungs- 30 gruppierung »Fahren« oder bei entgegengesetzter schalter) die Fahrmotoren für »Fahren« schalten. Phasenlage an der Klemme B des Transistors 4 der

   B Anschlußpunkt für die Steuereinrichtung für das Ausgangswert für die Motorgruppierung »Bremsen«

   Kommando »Bremsen« (generatorische Bremsung), geliefert wird.

   das bewirkt, daß die Starkstromschaltgeräte die Fahr- Von der Sekundärwicklung N 7 des Übertragers

   motoren auf Bremsen umschalten. 35 TR 2 wird eine, beispielsweise auf 150 V herauf-'

   3 bis 11 aus Transistoren (3, 4) Sperrzellen (5, 6, 7) gesetzte, Spannung mit der gleichen Phasenlage wie

   und Hochohmwiderständen (8, 9,10,11) aufgebaute in der Sekundärwicklung N 6 abgegeben und mit

   Steuereinrichtung, in der die Teile 3, 4 und 6 bis 11 Hilfe der durchgehenden Steuerleitung L 1 an alle

   einen phasenempfindlichen Signalgeber bilden. fremdgesteuerten Triebfahrzeuge W2, W 3 gegeben.

   Auf die eine durchgehende Steuerleitung Ll wird 40 An dieser Steuerleitung liegen die Sekundärwickeine konstante Vergleichs-Wechselspannung gegeben, lungen N7 aller 1 Übertrager TR 2 derart, daß in während die zweite Steuerleitung L 2 die nach Größe deren Sekundärwicklungen N6 wieder die gewünschte und Phasenlage veränderliche Spannung des Dreh- kleine Steuerspannung erzeugt wird, mit der alle transformators DRT führt und in ihrer Phasenlage Steuerapparaturen arbeiten. Es wird also auch in zur Bestimmung von Fahren oder Bremsen mit der 45 allen fremdgesteuerten Fahrzeugen die vom Drehkonstanten Wechselspannung verglichen wird. transformator des steuernden Fahrzeuges befohlene

   Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: Im Phasenlage für die Motorgruppierung Fahren oder Übertrager TR 1 des steuernden Triebfahrzeuges W1 Bremsen in genau gleicher Weise wie in dem steuwird die von einem nicht dargestellten Umformer ernden Fahrzeug wirksam gemacht, wobei alle Fahroder Gegentaktzerhacker gelieferte Wechselspannung 50 zeuge mit den gleichen Anlagen ausgerüstet sind,
   umgeformt und nach Leistungsverstärkung in der
   Transistor-Anordnung 1, 2 in Verbindung mit der

   nicht dargestellten Steuerbatterie (+24 -V)1 an die Pri- Patentansprüche:
   marwicklung des Drehtransformators DRT weitergegeben. In der Sekundärwicklung dieses Drehtransfor- 55

   mators wird eine heraufgesetzte, beispielsweise von 1. Kontaktlos arbeitende Befehlsgebersteue-0 bis 150 V veränderbare Wechselspannung je nach rung für elektrische Triebfahrzeuge, bei der als der räumlichen Stellung der drehbaren Sekundär- Befehlsgeber ein mit konstanter Wechselspanwicklung in bezug auf die feste Primärwicklung er- nung gespeister Drehtransformator verwendet ist, zeugt. Je nachdem ob man die Sekundärwicklung in 60 dessen variable Ausgangsspannung als Wechselder einen oder anderen Drehrichtung aus ihrer Null- strom-Steuersignal für mindestens eine Steuerlage, in der keine Spannung erzeugt wird, heraus- einrichtung des Triebfahrzeuges dient, dadreht, kann die veränderbare Sekundärspannung mit durch gekennzeichnet, daß die konzwei zueinander entgegengesetzten Phasenlagen ge- stante Wechselspannung ebenfalls jeder Steuergeben werden. Über den Schalter 52 wird die her- 65 einrichtung (3 bis 11) und dort zusammen mit aufgesetzte, in ihrer Größe und Phasenlage veränder- dem Wechselstrom-Steuersignal einem phasenbare Wechselspannung an die zu den fremdgesteu- empfindlichen Signalgeber (3, 4 und 6 bis 11) zuerten Triebfahrzeugen führende Steuerleitung L 2 geführt ist, dessen je nach Phasenlage des

   Wechselstrom-Steuersignals wechselndes Ausgangssignal als Umschaltbcfehl für die Steuereinrichtung auf »Fahren« bzw. »Bremsen dient.
2. 2. Kontaktlos arbeitende Befehlsgebersteuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung bei Zügen mit Vielfachsteuerung mehrerer Triebfahrzeuge von einem Drehtransformator (DR T) aus.
3. 3. Kontaktlos arbeitende Befehlsgebersteuerung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Transformierung des Wechselstrom-Steuersignals und/oder der konstanten Wechselspannung zur Übertragung zu den Steuereinrichtungen (3 bis 11) von Kleinspannung von 6 bis 24 Volt auf eine Mittelspannung von 100 bis 600 Volt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen