DE1413609A1 - Einrichtung fuer die Speisung der Hilfsbetriebe auf Mehrsystemlokomotiven - Google Patents

Description

• Einrichtung für die Speisung der Eilfsbetriebe aul' iviehrsyster,:-lokomotiyen Für die Speisung der Hilfsbetrie;,e von Wechselstro:alokomotiven ist es bekannt, an dein Haupttransformator eine eigene Hilfsbetriebewicklung vorzusehen und die Hilfäoetriebe entweder direkt mit Wechselstrom oder indirekt über Gleichrichter mit Gleichstrom zu speisen. Bei Gleichstromfahrzeugen ist es bisher Üblich gewesen, die Rilfsbetriebe, deren inkerwicklungen für 110 oder ` u V Gleichspannung bemessen sind, aus einer. . ei@e@@e;@ Hilfsbetriebeumforrner zu speisen, dessen Liotor an der Fahrleitung. angeschlossen ist. Zur Verringerung der f;Är Gen verhältnismäßig kleinen Hilfsbetriebemotor hohen :;pannungsbelastun: hat .man den Jmformermotor oft als Doppelkollektormotor nu;;Lefü"rt. In dies ein Fall sind dann beide Kollektoren in heihe r-reschalltet, so da,3 die elektrische Beanspruchung des Kollektors auf die Hälfte ticrabgesetzt ist.
• Das Gewicht des Hilfsbetriebeumformers liegt in der Grö2enordnuqg von etwa zwei Tonnen. Er benötigt einschlie21ich seiner Hilfsgeräte einen Raum von mindestens zwei Kubikmetern. Im idaschinenraum von Lokomotiven, insbesondere größerer Leistung, bei denen zwei Hilfsbetriebeumformer notwendig sind, um nicht zu große und zu unhandliche Baueinheiten fertigen zu müssen, ergibt sich dadurch eine sehr beengte Anordnung der einzelnen Bauteile.
• Der zuletzt genannte Nachteil fällt besonders bei Mehrsystemlokomotiven ins Gewicht, wo neben den zur Gleichstromausrüstung notwendigen Anfahrwiderständen und den Stufenschützen auch die fär die Weehselstromausrüstung erforderlichen "Bauteile wie

  Haupttransformator mit Schaltwerk und Fahrmotorgleichrichter in

  der Lokomotive untergebracht werden müssen.

  Um Baugröße und Gewicht der beim Betrieb vor ::Ie#:rsystc:nlokomoti-

  ven auf Gleichstromstrecken für die itrorrversorr-un@, der Ilitfs-

  betriebe notwendigen Einrichtung zu verrin--ern, wird erl'indungs-

  geinä2 vorgeschlaGen, dab beim Fahren -auf :ilei(:tistromstrecKen

  ein oder mehrere Wechselrichter zur ;Nei:3uri; der flill',;rüütr-iebe

  verwendet sind. Hierbei ist es vortei lriaft, da.s jeder Wechsel-

  richter f7L;r eine Primärgleichspannung von 1 5UU V oeriessen ist

  und dais bei einer Fahraruhtgleichs":--iri#iunf; von 3000 V zwei primär

  in jerie geschaltete Wechselrichter verwendet sin,i. Für die Aus-

  legung der Hilfsbetriebemotoren ist es von Vorteil, wenn die

  Wechselrichter über Transformator und n.Äct:"-,eochsltete Gleich-

  richter die Hilfsbetriebe speisen. In ebenfalls vorteilhafter

  Weise sind die Wechselrichter sekundär an den während des Fahrens

  auf Gleichstromstrecken von der Fahrleitun:r getrennten HGupt-

  transformator angeschlossen und speisen in die fär 1500 V bemes-

  senen WicklunL-en der Fahrmotoren ein.

  Eine Einrichtun4 für die Speisung der Iii Lfsbetriebe unter Verwendung von Wechselrichtern und Transformatoren erfordert etwa nur die Hälfte desjenigen Gewichtes, das bisher f'är einen Hilfsbetriebeumformer gleicher Leistung bereitzustellen war-. Bei Verwendung; des auf Mehrsystemlokomotiven ohnehin vorhandenen Haupttransformators und bei einer entsprechenden Dimensionierurng des Wechselrichters in der Weise, daß dieser in die Fahr:iotorwicklung des Haupttransformators einspeisen kann, er--eben sich weitere Gewichtsersparnisse. Nachstehend sei ein ausf-hrungsbeispiel der Erfindung :jn Hand der Zeichnung beschrieben: Dem tiusführungsbeispiei ist die Schaltun; einer Mehrsystecnlokomotive zugrunde gelegt, die wahlweise für den Betrieo unter einer Fahrleitung 1-Ur 1500 V Gleichspannung, 3000 V Gleichsp-innung, 15 kV, 16 2/3 Hz Wechselspannung und 25 kV, 50 iiz Wechselspannung ausgelegt ist. Von diesem Fahrzeug sind in der Zeichnung nur die hier interessierenden Stromkreise dargestellt, insbesondere sind nie Fahrmotoren weggelassen, die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung ohne Bedeutung sind.

  Von einer Fahrleitung 1 wird die zuin Betrieb des Fahrzeuges er-

  forierLiche Energie Uber den ;ltroi;iabnetl:iier @: ab£e:io:ai:en und der

  liä:....leitun@; 3 zugefü!irt. An der Dachleitung, ist ein @.@ ste@#u.:@-

  schalter 4 angeschlossen, der beim Betrieb auf GlE=ichstro:natrek-

  ken den Haupttransformator 5 von der @uhrleitung trennt und da-

  IUr die Wechselrichter Ei und 7 über die Kontakte 41 und 4(-1) an

  die Fahrleitung anschließt. Sowohl der Haupttransformator 5 als

  auch die Wechselrichter 6 und 7 liegen einpolig an E'rde. Von

  dem Haupttransformator 5 sind hier neben dem negeltransformator

  51 mit dem hier nur angedeuteten Schaltwerk 51 und der Hiifs-

  betriebewicklung 53 nur der _@eistungstrans forma tor iait der am

  Schaltwerk 52 angeschlossenen Wicklung 56 und die beiden Fahr-

  motorwicklungen 54 und 55 dargestellt. .in die Fahrmotorwicl-:-

  lungen 54 und 55 sind über Umschalter a und 9 wahlweise die Fahr-

  motorgleichrichter 10 und 11 oder die Wechselrichter 6 und 7 an-

  geschlossen. Die Einrichtungen fE:r den Wechsel von 15 kV, 16 2%3

  Hz auf 25 kV, 5() tiz sind im vorliegenden husführun::sbeispiel

  nicht dargestellt. Auf der Frimärseite der Wechselrichter h und

  7 liegt noch ein dreipoliger Systemumschalter 12, der die Wechsel-

  richter b und 7 wahlweise in Serie oder in die Stellung "parallel"

  schaltet. In der Zeichnung sinn die beiden @,jechselrichter paral-

  iel geschaltet.

  tius der _Iilfsbetriebewicklung 53 werden der Hilfsbetriebe..gleich-

  ricter 13 und die nachgeschalteten Hilfsbetriebe gepeist, von

  denen hier nur der Motor 14 dargestellt ist, der den Lüfter 15

  antreibt. Die Anlaf3einr#ich,unE, für die Bilfsbetriebemotoren

  ist in dem Ausf':hrungsbeisi,iel nicht dargesteLlt.

  Wenn das dem Ausführungsbeispiel zugruncic gelegte Mehrsystemfahrzeut, auf einer mit Wechselstrom t;E:speisten ;trecke verkehrt, so haben die Kontakte 41 und 42 geöffnet, die Wechselrichter 6 und 7 sin.d_nrün.äasesig von der hahrleitung und sek,2ndärseitig

  durch die Umschalter e3 und 9 von den F-ihrinotorwicklunf@en 54 und

  55 des ;iaupttransformators 5 getrennt. Die Fahrriotoren erhalten

  in diesem Fall die erforderliche Leistuni-; über die Fahrniotoren-

  gleichrichter 10 und 11, die uber die Umschalter 8 und 9 an die

  Fahrmotorwicklungen 54 und 55 angeschloseen sind. Die T-lilfsbf--

  triebe werden .in bekannter leise aus der Hi lfObetriebewicklung

  über den Gleichrichter 13 gepeilt.

  Leiin i3etrieb auf GLeichstromstrucrien ist der Haupttranoformator

  von der Fahrleitung 3 durch den UnächUlter 4 f;etrennt und die

  der:hselriehter 6 und 7 erhalten von der äp@intiung.

  Die Fahrmotoren sind in dieseln fg11 .von den Fahrmotoren- Leic!i-

  richtern 1U und 11 durch hier nic!it durreotellte L,irschalter ge-

  trennt und werden über ebc:ii'all:-j nicht dar@restr@llte linlabwider-

  stände und beispielsweise mit Hilfe besonderer Otufenschütze

  angelassen. Fär die .;peiluni- der Hilfsbetriebe sind die Wechsel-

  richter 6 unu 7 durch die I1mschalt er 8 und `-a mit den h`ahrmotor-

  wicklun:;en 54 und 55 verbunden, wehrend sich an de!: jch-3Lt- und

  Hilfsbetrieben und deren Versorgung: aus der Hilfsbetri ebewick-

  lunc; 53 des Haupttransforinstors nichts ändert. Hierbei ist vor-

  ausgesetzt, daß die Fahrmotoren in der für ieehrsystemlokomotiven

  üblichen Weise für eine Klemmenspannung von 1500 V bemessen

  sind und daß die IZennspärnung der Fahrinotorwicklun-en 54 unn 55

  ebenfalls 1500 V beträgt. Unter diesen Voraussetzuagen ändert

  sich die Spannung an den Hilfsbetrieben nicht, wenn das Fahr-

  zeug von einem Gleichstromnetz in ein Wechselstromnetz wechselt

  und um,gekehrt.

  Auf einem Gleichstromfahrzeug mussen ein besonderer Hilfsbetriebetransformator und Gleichrichter vorgesehen werden, um die Ausgangsspannung der Wechselrichter auf die Hilf2betriebespannun,r herabzusetzen und in Gleichstrom umzuformen.

Claims (5)

1. Patentansprüche 1.
2. Einrichtung für die Speisung der HLTfsbetrieue auf Mehrsystemlokomortiven, dadurch gekennzeichnet, da13 heim Fahren auf Gleichstromstrecken ein oder mehrere Wechselrichter zur sung der Hilfsbetriebe verwendet sind. i?inrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d:.13 jeder dechselrichter für eine Primärspannung von 1500 V Gleichspannung bemessen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ddi3 hei einer Fahrdrahtspannung von 3000 V ;l'leichspannun@; zwei primär in ;Jerie geschaltete Wechselrichter verwendet sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3,"dadurch beriennzeichnet, d<.13 die Wechselrichter über Transformator und nachgeschaltete Gleichrichter die Hilfsbetriebe speisen.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, daaurch gekennzeichnet, daß die Wechselrichter sekundär an den während des Fahrens auf Gleichstromstrecken von der Fahrleitung getrennten Haupttransformator angeschlossen sind und in die für 1500 V bemessenen Wicklungen der Fahrmotoren einspeyoen, so daß die Hilfsbetriebe wie beim Betrieb auf Wechselstromstrecken aus der Hilfsbetriebewicklun- a.es Haupttransformators und über die Hilfsbetriebegleichrichter versorjt sind.