DE1728565C3 - Steuerschaltung für den gleichzeitigen Betrieb von zwei elektrischen Modelltriebfahrzeugen auf einem Zweileitergleis - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für den gleichzeitigen Betrieb von zwei elektrischen Modelltriebfahrzeugen auf einem Zweileitergleis, wobei in jedem Triebfahrzeug in Reihe zu dem Fahrmotor und einem Fahrtrichtungsumschaltrelais ein Einweggleichrichter geschaltet ist, der jeweils in den zwei Triebfahrzeugen gegensätzlich gepolt ist und bei der, der dem Zweileitergleis zugeführte einstellbare Versorgungsstrom und Umschaltstrom, wie für den jeweiligen Fahrmotor und die Fahrtrichtungsumschaltung, unterschiedliche Polarität haben.

Durch die DT-PS 7 05 300 ist bereits eine Steuerschaltung bekannt geworden, bei der für die Steuerung von zwei Triebfahrzeugen auf einem Zweileitergleis die Amplituden einer festen Versorgungswechselspannung je nach Polarität durch Einweggleichrichter in 2:wei getrennte Stromwege aufgeteilt werden, die verschiedene Stromflußrichtungen haben (nur für Wechselstrom verwendbare Halbwellensteuerung). In jedem Stromweg sind Stellwiderstände eingebaut. Danach werden die Stromwege wieder zusammengeführt und gemeinsam über das Zweileitergleis den Triebfahrzeugen zugeführt. In den Triebfahrzeugen sind in Reihe vor jedem Fahrmotor Einweggleichrichter eingebaut, die in den zwei Triebfahrzeugen gegensätzlich gepolt sind und die den Strom nur in einer Richtung durchlassen. Dadurch beeinflußt jeder Stellwiderstand nur den

Strom des Triebfahrzeuges seiner Stromrichtung.

In den Stellwiderständen fällt je nach Stromstärke Spannung ab. Dadurch sinkt gerade beim Anfahren und an Steigungen, wo viel Strom gebraucht wird, die Fahrspannung ab. Umgekehrt steigt bei Gefälle durch den geringeren Strom die Fahrspannung an. Die Geschwindigkeitsregelung der Triebfahrzeuge wird dadurch wesentlich erschwert.

Zusätzlich zu dieser aus der DT-PS 7 05 300 hervorgehenden Steuerschaltung findet sich in der Zeitschrift »Miniaturbahnen«, 1950, 122/124, die Angabe, daß der Fahrtrichtungswechsel bei dieser Steuerschaltung durch ein Stromstoß-Magnetschalter vorgenommen werden kann. Als Nachteil dieser Steuerschaltung ergibt sich, daß eine höhere Spannung benötigt wird, und um einen Spannungszusammenbruch zu vermeiden beim Umschalten das andere Fahrzeug stillgesetzt werden muß.

Aus der US-PS 27 54 432 ist weiterhin bekannt, in eine Halbwellensteuerung Modellbahntrafos mit einstellbarer Fahrspannung einzusetzen. Bei diesem Vorschlag entsteht jedoch bei den geringsten Fahrspannungsunterschieden ein kurzschlußhoher Ausgleichstrom der die Trafowicklungen gefährdet. Demzufolge ist schon eine unterschiedliche Geschwindigkeitsregelung nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Steuerschaltung der genannten Art die belastungsabhängigen Fahrspannungsänderungen zu vermeiden, die Auswirkungen des Anfahrstromes niedrig zu halten und eine, von der Stromart unabhängige, differenzierte Spannungsversorgung der Triebfahrzeuge und der mit ihnen verbundenen Verbraucher zu erreichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die für die zwei Triebfahrzeuge erforderlichen entgegengesetzt gepolten, zwecks Steuerung von Fahrgeschwindigkeit und Fahrtrichtung, einstellbaren Versorgungsspannungen durch eine periodisch umschaltende und steuerbare Polumschaltvorrichtung jeweils voneinander elektrisch getrennt auf einen der beiden Fahrstromleiter des Gleises gegeben werden.

Damit werden die aus spannungsregelbaren von der Stromart unabhängigen Versorgungsstromquellen kommenden individuell eingestellten beiden Fahrspannungen direkt wechselweise jeweils elektrisch voneinander getrennt an das Gleis angeschaltet und erübrigen dadurch die einen stromabhängigen Spannungsabfall verursachenden Stellwiderstände.

Desweiteren sind Ausgleichströme zwischen beiden Versorgungsstromquellen nicht möglich.

Mit der Steuerung wird es auch ermöglicht, zur besseren Ausnutzung von Gleisanlagen und interessanteren Fahrbetrieb, die Triebfahrzeuge mit gemeinsamen Beleuchtungsstrom, aber unabhängig voneinander, mit unterschiedlichen Fahr- und Schaltstrom über das gemeinsame Zweileitergleis zu versorgen.

In weiterer Ausgestaltung der Steuerschaltung werden als Polumschalteinrichtung zwei gegeneinandergeschaltete Thyristoren verwendet, die nach dem Prinzip der Phasenanschnittsteuerung arbeiten, jedoch den Phasenanschnitt der Halbschwingungen polungsabhängig und in Verbindung mit Stellern die Effektivstromregelung übernehmen.

Bei der Phasenanschnittsteuerung wird bei gleichbleibender Spannungsamplitude die Halbschwingung angeschnitten und damit die Effektivspannung gesteuert. Zur Versorgung des Triebfahrzeugs während der dadurch entstehenden Versorgungslücken wird in an sich

bekannter Weise in jedem Triebfahrzeug ein Kondensator zur Anhebung des Effektivwertes der einweggleichgerichteten Spannung dem Fahrmotor und den Verbrauchern in dem Triebfahrzeug parallel geschaltet.

!n den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele' der Erfindung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Steuerschaltung mit zwei spannungsgeregelten Versorgungsstromquellen,

Fi g. 2 zeigt die Ausführung mit Phasenanschnittverstellung.

Für die Steuerschaltung nach Fig. 1 sind zwei Modellbahntrafos 1,11 vorgesehen für je eine regelbare Fahrspannungsquelle und je eine schaltbare Umsteucr-Schaltstromquelle 2 oder 12 mit einem Fahrtrichtungsschalter 3 oder 13. Die Regelspannungen der beiden Modellbahntrafos werden gleichphasig an einen selbsttätig arbeitenden elektromagnetisch betätigten Polumschalter 4, 5 angeschlossen, der wechselweise die positiven Halbwellen des einen Trafos und die negativen Halbwellen des anderen Trafos an den Leiter Odes Zweileitergleises legt. Dazu wird die Polumschalteinrichtung 4, 5 synchron mit der Frequenz der Speisewechsclspannung betrieben. Anstelle des elektromagnetisch betätigten Polumschalters kann auch ein gesteuerter Gleichrichter (Thyristor, Transistor) oder ein Wechselrichier verwendet werden. Werden anstelle der Modellbahntrafos Gleichspannungsquellen benutzt, so sind deren Spannungen entgegengesetzt gepolt an die Polumschalteinrichtung 4 anzuschließen. Die Umschaltfrequenz kann dann z. B. einem Frequenzgenerator entnommen werden. Für die Steuerung werden die Gleichspannungsquellen je nach ihrer Polarität individuell, in ihrer Amplitude oder Impulsdauer geregelt.

Bei der Steuerschaltung nach Fig.2 besteht die Polumschalteinrichtung aus zwei gegeneinandergeschalteten Thyristoren 16Λ und 16ß die nach dem Prinzip der Phasenanschnittsteuerung arbeiten, die neben der Polung und alternativen Umschaltung in Verbindung mit den Steilem \7A und 17/i die Effektivfahrstromrcgclung übernehmen. Die Auslösung des Fahrtrichtungsumsteuerelais ist mit dem Sieller gekoppelt. Für diese Steuerung reicht eine feste Wechselspannungsquellc 15 aus. Zur Einstellung der einzelnen Fahrspannungen werden die Amplituden der Spannungsquelle 15 von ihrer Polarität abhängig durch die Thyristoren 16/4 und 16Ö während des UmschaltVorganges individuell verschieden im Phasenanschniu gesteuert.

Bei den vorstehend aufgezeigten Stromversorgungsarten nehmen die Triebfahrzeuge A und B alle gleichzeitig die Gleisspannung ab und versorgen die allgc-meinen Verbraucher, z. B. die Zugbclcuchtiing damit. In den Triebfahrzeugen ist dabei vor dem Fahrmotor 6Λ oder 6ß und dem Fahrtrichtungsumschallrelais TA oder TBein Einweggleichrichter SA oder 8ß als polungsabhängig arbeitende Schaltvorrichtung vorgeschaltet, die in den Triebfahrzeugen gegensätzlich gepolt ist. Wenn z. B. die Polarität der Spannung die gerade an das Gleis geschaltet ist, der Polung des Einweggleichrichters 8Λ entspricht, so wird dieser leitend und legt damit die Spannung an den Fahrmotor 6Λ und das Umsteuerrelais TA des Triebfahrzeugs A an. Wird z. B. mit der Polumschaltvorrichtung 4 die anders gepolte Spannung an das Gleis gelegt, wird diese im Triebfahrzeug B mit dem anders gepoltcn Einweggleichrichter durchgeschaltet.

Durch das ständige wechselweise Umschalten steht für die Versorgung jedes Triebfahrzeuges nur die Amplitude mit der entsprechenden Polung zur Verfugung. Zur Überbrückung während der fehlenden Amplitude sind den selektiv versorgten Verbrauchern in den Triebfahrzeugen A und ß Ladekondensatoren 10Λ und lOßparallel geschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;

1. Steuerschaltung für den gleichzeitigen Betrieb von zwei elektrischen Modelltriebfahrzeugen auf einem Zweileitergleis, wobei in jedem Triebfahrzeug in Reihe zu dem Fahrmotor und einem Fahrtrichtungsumschaltrelais ein Einweggleichriphter geschaltet ist, der jeweils in den zwei Triebfahrzeugen gegensätzlich gepolt ist, und bei der, der dem Zweileitergleis zugeführte einstellbare Versorgungsstrom und Umschaltstrom, wie für den jeweiligen Fahrmotor und die Fahrtrichtungsumschaltung, unterschiedliche Polarität haben, dadurch gekennzeichnet, daß die für die zwei Triebfahrzeuge (A, B) erforderlichen entgegengesetzt gepolten, zwecks Steuerung von Fahrgeschwindigkeit und Fahrtrichtung einstellbaren Versorgungsspannungen durch eine periodisch umschaltende und steuerbare Polumschaltvorrichtung (4) jeweils voneinander elektrisch getrennt auf einen (O) der beiden Fahrstromleiter des Gleises gegeben werden.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Polumschaltvorrichtung (4) zwei gegeneinandergeschaltete Thyristoren (16/4 und 16ß) dienen, die nach dem Prinzip der Phasenanschnittsteuerung arbeiten, jedoch den Phasenansc'uiiiU der Halbschwingungcri polungsabhängig und in Verbindung mit Stellern (17A und \7B) die Effektivfahrstromregelung übernehmen.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in jedem Triebfahrzeug ein Kondensator (1OA und lOß) zur Anhebung des Effektivwertes der einweggleichgerichteten Spannung dem Fahrmotor (6/4, 6ß) und den Verbrauchern in dem Triebfahrzeug (7 A, 7 ß) parallel geschaltet ist.