DE1513616A1 - Device for the elimination of any slipping of the wheels or the runaway of the drive motors of the wheel axles of vehicles electrically driven by motors with external excitation - Google Patents
Device for the elimination of any slipping of the wheels or the runaway of the drive motors of the wheel axles of vehicles electrically driven by motors with external excitationInfo
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Description
ETABLISSEMENTS BRISSOFiüAU ET LOTZ, 8 rue Bellini,ETABLISSEMENTS BRISSOFiüAU ET LOTZ, 8 rue Bellini,
PARIS (16·), FrankreichPARIS (16 ·), France
"Vorrichtung zur Wiederbeseitigung eines eingetretenen Gleitens der Räder beziehungsweise des Durchgehens der Antriebsmotoren der Radachaen von elektrisch durch Motoren mit fremderregung angetriebenen Fahrzeugen""Device for eliminating any slipping of the wheels or the runaway of the drive motors the Radachaen of electrically driven by motors with external excitation "
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wiederbeseitigung des Gleitens der angetriebenen Räder beziehungsweise des Durchgehens der Antriebsmotoren der Radaohsen von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb, und zwar Fahrzeugen, bei welchem Elektromotoren mit Fremderregung verwendet werden. Sie betrifft insbesondere eine für die Verwendung bei elektrischen oder dieselektrisohen Lokomotiven für den Eisenbahnbetrieb geeignete Vorrichtung für diesen Zweck· The invention relates to a device for eliminating the sliding of the driven wheels or the runaway of the drive motors of the wheel shafts of vehicles with electric drive, namely vehicles in which electric motors with external excitation are used. More particularly suitable for use in electrical or dieselektrisohen locomotives for the railway operating device for this purpose ·
Unter "Gleiten" wird jedes unzulässige zum Beispiel ale Under "sliding" every impermissible is, for example, ale
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Folge eines sohlechten Zustande» des Schienenstranges eintretende Rutschen beziehungsweise Gleiten der angetriebenen Achsen des Fahrzeugs beziehungsweise der RäderConsequence of a bad condition of the rail line occurring slipping or sliding of the driven axles of the vehicle or the wheels verstanden.Understood.
Die modernen dieselelektrisch oder elektrisch betriebenen Lokomotiven sind mit Vorrichtungen zur Verhinderung eines solchen Durchgehens beziehungsweise Gleitens ausgerüstet. Zu diesen Vorrichtungen gehören einerseits solohe zum Erkennbarmachen des Durchgehens der Motoren, andererseits die dem Schutz gegen die Möglichkeit eines Durchgehens dienenden Vorrichtungen· Die Vorrichtungen zur Anzeige des Durchgehens sind je nach der Gruppierung der das Fahrzeug ziehenden Motoren verschiedenartig ausgebildet. Das Grundprinzip, auf welchem ihre Wirkung beruht, ist jedoch immer das gleiche· Es besteht darin, daß entweder die Stromstärken oder die Spannungen oder die Umlaufgeschwindigkeiten der Zugmotoren miteinander verglichen werden· Das bedeutet, daß diese Vorrichtungen es nur ermöglichen, ein Durchgehen beziehungsweise Gleiten oder eine Geschwindigkeitsdifferenz S&Sääaa&Täem einen und einem anderen der Hehrzahl der Zweige von treibenden Motoren erkennbar zu machen. ZurThe modern diesel-electric or electrically operated locomotives are equipped with devices to prevent such runaway or sliding. These devices include, on the one hand, the sole purpose of making engine runaway recognizable, and, on the other hand, the devices used to protect against the possibility of runaway. The basic principle on which their effect is based, however, is always the same.It consists in the fact that either the currents or the voltages or the rotational speeds of the traction motors are compared with each other.This means that these devices only allow going through or sliding or to make a speed difference S & Sääaa & T äem one and another of the majority of the branches of driving engines recognizable. To the
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Verhinderung des Gleitens beziehungsweise Durchgehens werden hierbei zwei Maßnahmen getroffen. Zunächst erfolgt eine Korrektur dadurch, daß das Moment des durchgehenden Motors Bchroff verringert wird, indem beispielsweise sein Anker durch einen zweckentsprechenden Widerstand in Nebenschluß geschaltet wird·Two measures are taken to prevent sliding or runaway. First of all done a correction in that the torque of the through-going motor Bchroff is reduced by, for example, be Armature is shunted by an appropriate resistor
Darauf erfolgt ein Zurückstellen des Kontrollers um eine oder zwei Schaltstellungen, sodaß nach dem Wiedergreifen der Räder auf den !Schienen die Antriebsleistung etwas geringer ist, als die, bei welcher das Gleiten begann.The controller is then reset by one or two switch positions so that it is reached again of the wheels on the rails, the drive power is somewhat less than that at which the sliding began.
In gewiesen Fällen wird ausschließlich der Schutz gegen das Durchgehen der Motoren angestrebt, wobei dann die wesentliche Wirkung der Vorrichtung in der Verhinderung des Durchgehens besteht, während die Aufgabe der Verbesserung des Haftens der Räder auf den Schienen als sekundär angesehen wird· Der 'Schutz gegen Durdgehen wirkt sich hierbei auf die Gesamtheit der angetriebenen Achsen, das heißt auch auf die, deren Räder nicht gleiten, aus. Daraus ergibt sich eine nachteilige Verringerung der Anzugskraft, wodurch ein erheblicher Teil der Vorteile, die sich sonst zu Beginn des Anfahrens eines durch eine solche LokomotiveIn certain cases only protection against the engine running away is sought, the main effect of the device being the prevention of the Runaway exists, while the task of improving the grip of the wheels on the rails is viewed as secondary will · The 'protection against going through affects this on the totality of the driven axles, i.e. also on those whose wheels do not slide. From this it follows there is an adverse reduction in the tightening force, which is a significant part of the benefits that would otherwise arise at the beginning of a start-up by such a locomotive
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gezogenen Zuges ergeben, verlorengeht. Da das Auf-Touren-Bringen der Motoren in der Kegel der Fälle durch Steuermaßnahmen des Führers der Lokomotive erfolgt, stellt diese Art des Schutzes, obwohl sie zweckmäßig für den Falldrawn train is lost. Since the revving of the engines in the cone of cases through control measures done by the driver of the locomotive, this type of protection provides, although it is expedient in the event
sich ist, in welchem das Durchgehen der Räder/als Folge eines zu schlechten Zustandes des Schienenstranges in ein Rutschen übertragen hat, eine für den Fall eines Rutschens einzelner Räder, das zum Beispiel beim Befahren von Weichen eingeleitet wird, zu schroff wirkende Maßnahme dar.is in which the runaway of the wheels / as a result of the poor condition of the rail track into a slide has transferred, one in the event of individual wheels slipping, for example when driving on switches is initiated, is too harsh a measure.
Durch die Erfindung werden diese Nachteile beseitigt.The invention overcomes these disadvantages.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erkennbarmachen und zur V/iederbeseitigung des Gleitens der Räder,The object of the invention is a device for making recognizable and for eliminating the sliding of the wheels,
elektrisch insbesondere von in der eingangs beschriebenen Y/eise oder dieselelektrisch angetriebenen Lokomotiven, die grundsätzlich dadurch gekennzeichnet ist, daß jedem Paar von Zugmotoren des Fahrzeugs zwei Komparatoren zugeordnet sind, deren beides Einführungen an Abnahmevorrichtungen angeschlossen sind, welche den in diesen Motoren fließenden Strömen proportionale Impulse liefern, wobei ein Abgang des einen !Comparators mit der Eintrittsseite eines Differenzbildners verbunden ist, der abgangsseitig an Vorrich-electrical, in particular, of the type described at the beginning or diesel-electric powered locomotives, which is basically characterized in that each pair of traction engines of the vehicle are assigned two comparators, both of which are connected to the entry devices which deliver pulses proportional to the currents flowing in these motors, with an output of the one! Comparator with the entry side of a difference generator is connected, which is connected to the device on the outlet side
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tungen für die Steuerung einer Übererregung der Motoren angeschlossen ist. Infolge dieser Anordnung wird, wenn einer der Motoren als Folge des Gleitens der Räder auf den Schienen durchgeht, abgangsseitig des !Comparators ein Impuls gegeben, durch welches die Vorrichtungen zur Herbeiführung der Übererregung des durchgehenden Motors eingeschaltet werden.for controlling overexcitation of the motors connected. As a result of this arrangement, when one of the motors is on as a result of the sliding of the wheels passes through the rails, an impulse is given on the output side of the comparator, through which the devices for bringing about the overexcitation of the continuous motor are switched on.
Beim Gleiten der Räder auf den Schienen nimmt der Strom des durchgehenden Motors erheblich ab und die von dem Motor geforderte Leistung wird praktisch zu Null. Die Geschwindigkeit des Motors steigt dagegen wegen des verhältnismäßigen Beharrungsvermögens, i±m das ein Charakteristikum von solchen Zugmotoren ist, nur recht langsam an· Um die Tourenzahl des Motors auf den Yfert, den diese vor dem Durchgehen besaß, zurückzuverbringen, genügt es deshalb, daß der Erregerstromfluß während einer kurzen Zeitdauer um einige Prozente verstärkt wird. Dadurch ergibt sioh ein geringfügiges Abbremsen und das Gleiten der Räder auf den Schienen wird automatisch beendet, sobald der Zustand der Schienen das ermöglicht· Dieser Ubererregungsimpuls wird durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung hervorgerufen. When the wheels slide on the rails, the current of the through-going motor and that of the motor decrease considerably required power is practically zero. The speed of the motor, however, increases because of the relative Perseverance, which is a characteristic of such traction engines, only slowly increases · Um the number of revolutions of the engine on the Yfert, which it had before going through, it is therefore sufficient that the excitation current flow is increased by a few percent for a short period of time. This results in sioh a slight braking and the sliding of the wheels on the rails is automatically stopped as soon as the state of the rails that allows · This overexcitation pulse is caused by the device according to the invention.
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Die Einzelheiten und weitere Merkmale sowie Torteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen derselben anhand der Abbildungen.The details and further features as well as gate parts of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments of the same with reference to the figures.
Fig. 1 ist ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform undFig. 1 is a circuit diagram of a first embodiment and
Fig« 2 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der neuen Vorrichtung zur Korrektur des Gleitens beziehungsweise des Durchgehens der Zugmotoren·FIG. 2 is a circuit diagram of a second embodiment of FIG new device for correcting the sliding or the runaway of the pulling motors
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist zwei Vorrich-The device shown in Fig. 1 has two devices
a b
tungen 1 und 1 zum Abtasten des Stromes auf, deren jede eine den in den Stromkreisen der Zugmotoren la und M fliessenden
Strömen l^a und I„ proportionale Spannung U^a beziehungsweise
U„b liefert·away
lines 1 and 1 for sampling the current, each of which supplies a voltage U ^ a or U "b proportional to the currents l ^ a and I" flowing in the circuits of the train motors la and M
Die Spannungen UjA und U„b werden gleichzeitig den Ein-The voltages UjA and U "b are simultaneously the input
a baway
führungen von zwei Komparatoren 2 uns 2 zugeleitet, die abgangsseitig an zwei Differenzbilder 3& und 3 angeschlossen sind. Die Abgangsseiten dieser Differenzbilder sind,Guides of two comparators 2 and 2 supplied, which are connected on the output side to two differential images 3 & 3. The exit sides of these difference images are,
a baway
ihrerseits mit den Einführungen 4 und 4 von zwei Steuerkomparatoren 5a und 5 verbunden, deren Klemmen 6a und 6 außerdem eine Bezugsspannung U^e und deren Klemmen 7a und.in turn connected to the inlets 4 and 4 of two control comparators 5 a and 5, whose terminals 6 a and 6 also have a reference voltage U ^ e and their terminals 7 a and.
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a b eine den in den Erregerwicklungen 8 , 8 der Motoren fliesa b one that flows in the excitation windings 8, 8 of the motors eenden Strömen proportionale Spannung zugeleitet wird·Proportional voltage is fed to the currents
a b Die abgangeseitig der Komparatoren 5 und k 5 an derena b The output side of the comparators 5 and k 5 to their
a baway
a baway
ihnen abgehenden Impulse Gleichrichtern 11 und 11 zugeleitet werden, die von einer Wechselstromquelle S über Leiter 12 mit Strom versorgt werden.Outgoing pulses are fed to them to rectifiers 11 and 11, which are supplied with current from an alternating current source S via conductor 12.
a b Jeder der derart gesteuerten Gleichrichter 11 und 11a b Each of the rectifiers 11 and 11 controlled in this way
a b speist eine der Erregerwicklungen 8 und 8 der Motorena b feeds one of the excitation windings 8 and 8 of the motors H^ und M mit Gleichstrom· Die Stromstärke in den Erregerwicklungen wird durch die Steuerelektroden der Thyristoren oder !Thyratrone der Gleichrichter in der üblichen Weise bestimmt· Die Steuerimpulse werden von den Verstärkern 10a und 10b geliefert. H ^ and M with direct current · The current strength in the excitation windings is determined by the control electrodes of the thyristors or! Thyratrons of the rectifier in the usual way · The control pulses are supplied by the amplifiers 10 a and 10 b.
Die in den Erregeretromkreieen der Motoren M^ und M flies senden Ströme werden durch zwei Abtastvorrichtungen 13 und 13 gemessen, deren Abgangsseiten über Leiter 14* und 14 an die Eingangaseiten 7a und 7 der Komparatoren angeschlossen sind.The in the Erregeretromkreieen of the motors M ^ and M flies send currents are measured by two scanning devices 13 and 13, the output sides of which are connected via conductors 14 * and 14 to the input sides 7 a and 7 of the comparators.
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Die für die beschriebene Anordnung verwendeten elektronischen Apparate, nämlich die Komparatoren, Differenzbilder, Verstärker und Gleichrichter, sind von üblicher bekannter Bauart und werden deshalb nicht im einzelnen beschrieben.The electronic equipment used for the described arrangement, namely the comparators, differential images, amplifiers and rectifiers, are of well known type and are therefore not described in detail.
Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:The operation of the device described above is as follows:
Im Normalzustande nehmen die einen Bestandteile eines Pahrgestellts, zum Beispiel einer Lokomotive, bildenden Motoren Ströme von annähernd gleicher Stärke auf, sodaß die Kompa-In the normal state, some of the components of a stand, For example, a locomotive, motors generate currents of approximately the same strength, so that the compa-
a b
ratoren 2 und 2 keine abgehende Spannung liefern, weilaway
Rators 2 and 2 do not supply any outgoing voltage because
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die von den Strommessvorrichtungen 1 und 1 aus zugeleiteten Ströme sich aufheben.those supplied by the current measuring devices 1 and 1 Currents cancel each other out.
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Deshalb wird auch den Differenzbildern 3 und 3 kein Impuls zugeleitet.For this reason, no pulse is fed to the difference images 3 and 3 either.
Die ürre&erströme, die in den Erregerwicklungen 8 und 8 fließen, werden durch die Steuerleitungen konstant gehalten, in denen jeder eine Stromabtastvorrichtung 13a bzw. 13 , a ein Steuerkomparator 5a bzw. 5 und ein Verstärker 11a bzw. 11b liegen.The ürre & er currents that flow in the excitation windings 8 and 8 are kept constant by the control lines, in each of which there are a current sensing device 13 a or 13, a control comparator 5 a or 5 and an amplifier 11 a or 11 b .
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Der Klemme 6 jedes der Kpmparatoren wird die vorher festgelegte -ürregerstrombezugsspannung Uje zugeleitete WennTerminal 6 of each of the Kpmparatoren is supplied with the previously specified -ürregerstrom reference voltage Uje if
a baway
die an den Klemmen 7 beziehungsweise 7 erscheinenden Impulse die Bezugsspannung U-j-e nicht aufheben, liefernthose appearing at terminals 7 and 7, respectively Pulses do not cancel the reference voltage U-j-e, deliver
a b en from en
die Komparatoren 5 bzw. 5 ein/Impulsatflckadtflfflt, durch welchen der leitende Zustand der Thyratrone oder Thyristorenthe comparators 5 or 5 a / Impulsatflckadtflfflt, through which the conductive state of the thyratrons or thyristors
a baway
der Gleichrichter 11 beziehungsweise 11 geändert wird.the rectifier 11 or 11 is changed.
Demzufolge werden die Erregerströme solange korrigiert, bis von neuem der Zustand erreicht ist, in welchem die an den Klemmen 7a und 7b erscheinenden Impulse sex die Bezugsspannung wieder annullieren.As a result, the excitation currents are corrected until the state is reached again in which the any impulses sex appearing at terminals 7a and 7b cancel the reference voltage.
Falls nun einer der Motoren durchgeht, das heißt ein Gleiten erfolgt, steigt die Stromstärke Ma in diesem Motor erheblich an, während seine Geschwindigkeit wegen der Beharrungscharakteristik solcher Motoren nur um einen geringen Wert zunimmt. Um die Umlaufgeschwindigkeit dieses Motors wieder auf die vor seinem Durchgehen vorhandene zu verringern, wird gemäß der Erfindung in diesem Motor der Stromfluß für eine sehr kurze Zeitspanne um einige Pro-If one of the motors now runs away, that is to say slips, the current strength M a in this motor increases considerably, while its speed only increases by a small value because of the steady-state characteristics of such motors. In order to reduce the speed of rotation of this motor back to that which was present before it ran, the current flow in this motor is reduced by a few pro
a b zente erhöht, indem auf die Klemmen 4 bzw. 4 der Kompa-a b cents increased by applying the compa-
a b
ratoren 5 bzw. 5 eingewirkt wird. Da der Strom in dem durchgegangenen Motor Ma sehr schnell ansteigt und größeraway
Rators 5 and 5 is acted on. Since the current in the runaway motor M a rises very quickly and becomes larger
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wird als der Strom 5 , ergibt sich an der Abgangsklemme des !Comparators 2a eine positive Spannung. Der hierdurch gegebene Impuls wird der Eintrittsseite des Differenzbilders 3a und von diesem ein Impuls der Eintrittsklemme 4-a des Komparators 5a zugeleitet. Dieser erhält also eine pHositive Spannung, die sich der Bezugsspannung U^e addiert. Durch die aus diesem Grunde an der Abgangsklemme 9 auftretende Fehlerspannung wird ein sofortiges Ansteigen des Erregerstromes des Motors Ma tjHöt hierdurch ein geringfügigesIf the current is 5, there is a positive voltage at the output terminal of the comparator 2 a. The resulting pulse is fed to the entry side of the difference former 3 a and from this a pulse to the entry terminal 4- a of the comparator 5 a. This therefore receives a positive voltage which is added to the reference voltage U ^ e. Due to the error voltage occurring at the output terminal 9 for this reason, an immediate increase in the excitation current of the motor M a t jHöt is a slight one
dadurch,through this,
Abbremsen dieses Motors und,/sobald der Zustand der Schienen dies erlaubt, das Wiedergreifen der Räder auf diesen automatisch bewirkt. Sobald dieses Wiedergreifen erfolgt ist, sinkt der durch den Motor Ma aufgenommene Strom auf seinen dem Wert des Stromes in dem Motor M geleichen Ausgangswert ab, die Fehlerspannung ist beseitigt und der Erregerstrom in der Motorwickiung 8 nimmt wieder seinen ursprünglichen Wert an.This motor is braked and / as soon as the condition of the rails allows this, the wheels automatically re-engage on them. As soon as this regression has taken place, the current absorbed by the motor M a drops to its output value equal to the value of the current in the motor M, the error voltage is eliminated and the excitation current in the motor winding 8 assumes its original value again.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der neuen Vorrichtung bezieht sich auf den Fall, in welchem die Motoren NT und M von einem Erregergenerator G gespeiste Erregerwicklungen 8a und 8 aufweisen.The embodiment of the new device shown in FIG. 2 relates to the case in which the motors NT and M have excitation windings 8 a and 8 fed by an excitation generator G.
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In diesem Falle ist jede Wicklung in Reihe zu einem im Ruhezuetand offenen Kontakt 16a beziehungsweise 16 eines Relais 17a beziehungsweise 17 im Nebenschluß liegenden Widerstand 15a beziehungsweise 15 geschaltet. Die Spulen dieser Relais Bind mit den Abgangsseiten von Leistungsverstärkern 18 beziehungsweise 18 gekoppelt.In this case, each winding is connected in series with an open contact 16 a or 16 of a relay 17 a or 17 shunted resistor 15 a or 15. The coils of these relays Bind are coupled to the output sides of power amplifiers 18 and 18, respectively.
Falls in diesem Falle ein Motor, wie beispielsweise der Motor M*,durohgeht, ergibt sich abgangsseitig des Leistungsverstärkers 18a ein Impuls, der das Relais 17a erregt. Hierdurch wird ein augenblic/Liches Ansteigen des Erregerstromes in der Wicklung 8a bewirkt, da der Widerstand 15a infolge Schließens des Kontaktes 16a im Hebensohluß liegt. Der Erregerstrom in der Wicklung 8a nimmt wieder seinen Ausgangswert an, sobald die Räder der betreffenden angetriebenen Achse wieder greifen, worauf die Ströme Ij^a und IMb wieder einander gleioh werden.If in this case, a motor such as the motor M *, durohgeht, about 18 results in the outgoing side of the power amplifier a a pulse which excites the relay 17 a. This causes an instantaneous increase in the excitation current in the winding 8 a , since the resistor 15 a is in the lift base as a result of the closing of the contact 16 a. The excitation current in the winding 8 a resumes its original value as soon as the wheels of the driven axle in question access again, whereupon the currents Ij ^ a and I b are M gleioh each other again.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebenen und die in den Abbildungen veranschaulichten Aueführungsformen beschränkt, die nur als Beispiele anzusehen sind, denen gegenüber Änderungen in verschiedenster Richtung möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Of course, the invention is not limited to those described in detail above and those in the figures illustrated embodiments, which are only available as Examples are to be considered, with respect to which changes in the most varied of directions are possible without the scope of the invention to leave.
909881/0033 Patentansprüche»909881/0033 claims »
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