DE1513627C - Stromrichteranordnung für ein aus einem Wechselstromnetz gespeistes Triebfahrzeug mit mehreren Gleichstrommotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromrichteranordnung für ein aus einem Wechselstromnetz gespeistes elektrisches Triebfahrzeug mit mehreren Gleichstrommotoren, bei der die Anker sämtlicher Gleichstrommotoren in Parallelschaltung über einen gemeinsamen steuerbaren Ankerstromrichter und die Erregerwicklungen der Gleichstrommotoren über je einen in Abhängigkeit vom Ankerstrom steuerbaren Feldstromrichier mit dem Wechselstromnetz verbunden sind.

Bei einer bekannten Stromrichteranordnung dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1107 699) sind neben den von den Feldstromrichtern gespeisten Erregerwicklungen besondere Hauptslromwicklungen vorgesehen, welche eine Erregung liefern, die direkt vom Ankerstrom abhängig ist und somit eine fallende Motorkennlinie hervorruft. Sie haben beim Bremsen zur Folge, daß das Hauptfeld dem Fremdfeld entgegenwirkt, so daß mehr Erregerleistung aufgebracht werden muß. Andererseits wirken die Hauptstromwicklungen stabilisierend bei dynamischen Vorgängen, wie z. B. beim Schleudern oder beim Blockieren der Antriebsachsen. Werden die Hauptstromwicklungen nämlich nicht vorgesehen, wie es an sich ebenfalls bekannt ist (deutsche Auslegeschrift 1 095 928), kann es geschehen, daß bei dynamischen Vorgängen die parallelgeschalteten Motoren sich gegenseitig speisen, weil die Erregung wegen der hochinduktiven Feldwicklung nicht schnell genug geändert werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Stromrichteranordnung der eingangs genannten Art das dynamische Verhalten für den Fall zu verbessern, daß die Fahrmotoren ausschließlich fremd erregt sind, also keine besonderen Hauptstromwicklungen aufweisen.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Stromrichteranordnung der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei reiner Fremderregung der Gleichstrommotoren die ankerstromabhängige Steuerung jedes Feldstromrichters nur vom Ankerstrom des ihm zugeordneten Gleichstrommotors abhängig ist und daß in Reihe mit jedem Anker ein nicht steuerbares Stromrichterventil geschaltet ist.

Die vorgeschlagene Stromrichteranordnung stellt rein schaltungsmäßig eine Sammelschienenspeisung dar, die durch den Einsatz der als Blockdioden wirkenden nichtsteuerbaren Stromrichterventile, jedoch auch bei außergewöhnlichen Betriebszuständen, wie z. B. beim Schleudern oder Blockieren der Antriebsachse, wie eine aufwendigere und technisch kompliziertere Einzelmotorspeisung wirkt. Sie zeichnet sich durch besondere Einfachheit und Übersichtlichkeit aus und verbindet die Vorteile einer Einzelmotorspeisung im Hinblick auf das Betriebsverhalten der Antriebsmotoren mit den Vorteilen einer Sammelschienenspeisung im Hinblick auf den Schutz des Ankerstromrichters und den Aufbau des Stromrichtertransformators.

An Hand der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden. An einem nicht näher dargestellten Wechselstromnetz ist die Primärwicklung la eines Transformators 1 angeschlossen. Eine erste Sekundärwicklung Ib ist mit den Wechselstromanschlüssen eines Ankerstromrichters in Form einer steuerbaren Stromrichterbrückenanordnung verbunden, die im vorliegenden Beispiel als eine sogenannte unsymmetrisch halbgesteuerte Brückenanordnung ausgebildet ist. Dieser Stromrichter besteht aus zwei nichtsteuerbaren Stromrichterventilen 2 c, 2 d und zwei steuerbaren Stromrichter-Ventilen 2a, Ib, wobei je ein Wechselstromanschluß zwischen den in Reihe liegenden steuerbaren bzw. nichtsteuerbaren Stromrichterventilen liegt. Die Gleichstromanschlüsse dieses Ankerstromrichters sind mit den parallel geschalteten Ankern la bis Id der

ίο Fahrmotoren verbunden, wobei mit jedem Anker ein nichtsteuerbares Stromrichterventil 3α bis 3d und eine Glättungsdrossel 4a bis 4d in Reihe geschaltet ist. Der Ankerstrom der einzelnen Fahrmotoren wird mit Hilfe eines im Ankerstromkreis angeordneten Gleichstromwandlers 5a bis 5d gemessen. Die Trennschalter 6« bis 6d gestatten es, die Fahrmotoren einzeln vom Netz abzuschalten. Die Erregerwicklungen 8a bis 8 d der Fahrmotoren werden über Feldstromrichter 10 bis 13 in Form unsymmetrisch halbgesteuerter Stromnchterbruckenaiiordnungen aus einer zweiten Sekundärwicklung lc des Stromrichtertransformators 1 gespeist. Die Fcldstromrichter 10 bis 13 sind in gleicher Weise aufgebaut wie der Ankerstromrichter 2. Sie bestehen jeweils aus zwei nichtsteuerbaren Stromrichterventilen 10c, K) d bis 13 c, 13 (/ und zwei steuerbaren Stromrichterventilen 10 a, Wb bis 13«. 13 6. Zur Entkopplung der Feldstromrichter 10 bis 13 sind in den Wechselstromzuleitungen der Feldstromrichter Kommutierungsdrossein 14a bis 14a¹ vorgesehen. Die Stromwandler 9a bis 9d dienen zur Erfassung der Erregerströme. Die für den Ankerstromrichter 2 und für die Feldstromrichter 10 bis 13 erforderlichen Steuerungs- und Regelungseinrichtungen sind nicht dargestellt, da sie an sich bekannt sind.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung gibt eine Lösung an. die den Vorteil der Sammelschienenspeisung mit den Vorteilen der Einzelmotorspeisung verbindet. Für sämtliche Motoren ist nur ein einziger Ankerstromrichter 2 mit entsprechenden Steuerungsund Regelungseinrichtungen vorzusehen, der keinen Spezialschutz erfordert, weil in diesem Falle der Lokomotivhauptschalter ausreichend ist, da genügend Stromrichterventile parallel geschaltet sind. Ein gegenseitiges Aufeinanderspeisen der Anker wird durch die den Ankern la bis Id vorgeschalteten nichtsteuerbaren Stromrichterventile 3 a bis 3d verhindert. Dies gilt sowohl bei Gleichrichter- als auch bei Wechselrichterbetrieb des Ankerstromrichters 2.

Für den Fall, daß der Ankerstromrichter 2 auch im Wechselrichterbetrieb betrieben werden soll, muß dieser, abweichend vom Schaltungsbeispiel, selbstverständlich vollsteuerbar sein.

Die getrennte Speisung der Erregerwicklung 8 a bis Sd bietet die Möglichkeit, das Fremdfeld in Abhängigkeit vom zugehörigen Ankerstrom so zu führen, als wenn der Motor ein reines Hauptstromfeld besäße. Nachteilig ist. daß bei der vorliegenden Anordnung vier Feldstromrichter benötigt werden, die im Gegensatz zur Einzelankerspeisung jedoch wesentlich weniger aufwendig sind, da sie bedeutend leistungsschwächer dimensioniert werden können. Mit Rücksicht auf einen möglichen lückenden Stromfluß müssen die vorgeschalteten nichtsteuerbaren Stromrichterventile 3 a bis 3 rf für die vorkommende höchste Ankerspannung bemessen sein. Von Vorteil ist, daß bei dieser Schaltung der Ankerstromrichter 2 voll ausgesteuert werden kann, ohne daß ein Dreh-

momentenunterschied in den einzelnen Motoren auftritt, da dies über die Aussteuerung des Erregerfeldes ausgeglichen werden kann. Außerdem ist es ein Vorteil, daß wegen der möglichen Vollaussteuerung des Ankerstromrichters die Blindleistung im Netz geringer wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Stromrichteranordnung für ein aus einem Wechselstromnetz gespeistes elektrisches Triebfahrzeug mit mehreren Gleichstrommotoren, bei der die Anker sämtlicher Gleichstrommotoren in Parallelschaltung über einen gemeinsamen steuerbaren Ankerstromrichter und die Erregerwicklungen der Gleichstrommotoren über je einen in Abhängigkeit vom Ankerstrom steuerbaren Feldstromrichter mit dem Wechselstromnetz verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Fremderregung der Gleichstrommotoren die ankerstromabhängige Steuerung jedes Feldstromrichters (10 bis 13) nur vom Ankerstrom des ihm zugeordneten Gleichstrommotors abhängig ist und daß in Reihe mit jedem Anker- (J α bis Td) ein nicht steuerbares Stromrichterventil (3 α bis 3 d) geschaltet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen