DE1763540C3 - Schaltungsanordnung zur stetigen Feldbeeinflussung der Gleichstrom-Fahrmotoren eines elektrischen Triebfahrzeuges - Google Patents

Description

kannt, nicht näher ausgeführt. Mit 16 und 17 sind »och zwei in Reihe mit dem Erregerkreis liegende Ciruppierungsschalter bezeichnet, die zusammen mit dem Kontakt eines Gruppierungsschalters 18 von einem leistungslos schaltenden Schaltwerk oder vom Fahr-Bremswender gesteuert werden. Der Gruppierungsschalter 18 liegt in Reihe mit einer den Feldwicklungen 9 bis 12 parallelge.chalteten Freilaufdiode 20. Mit 21 ist eine Verbindungsleitung angedeutet.

Während des Bremsbetriebes werden die Feldwicklungen 9 bis 12 vom Gleichstromgenerator 13 versorgt, wobei der Schaltthyristor 14 mit einer Taktfrequenz von vorzugsweise 180 Hz jeweils einen sägezahnförmigen Anstieg des Stromes entsprechend der Impulsbreite und die Freilaufdiode 20 im Rest-Zeitraum einen abklingenden Erregerstrom durchlassen. Die Gruppierungsschalter 16, 17 und 18 sind geschlossen.

F i g. 2 zeigt die gleichen Motoren 1 bis 4 nun in Fahrschaltung im obersten Bereich der Parallelstufung und bereit zum Feldschwächungsbetrieb. Soweit die gleichen Schaltungselemente auftreten, sind dieselben Bezugszeichen gewählt. Die Feldwicklungen 9 bis 12 sind jeweils ihren Motoren in Reihe zugeordnet. Der Schaltthyristor 14 ist jedoch durch die Gruppierungsschalter 16 und 17 parallel zu einem allen Motoren gemeinsamen ohmschen Feldschwächungswiderstand 22 geschaltet worden. Aufgetrennt wurde dabei gleichzeitig der Freilaufkreis nach F i g. 1 durch den Schalter 18. Der ohmsche Feldschwächungswiderstand 22 ist an einem Ende direkt mit den parallelen Feldwicklungen 9 bis 12 und am anderen Ende jeweils über induktive Shunts 23 α bis 23 d mit ohmschen Zusatzwiderständen 24 α bis 24 d durch Kontakte 25, 26, 27, 28 eines Feldschwächungsschützes einzeln mit den verschiedenen Feldwicklungen 9 bis 12 verbunden.

So wird der Feldschwächungswiderstand 22 über den induktiven Shunt 23 α mit ohmschen Zusatzwiderstand 24 a mit der Feldwicklung 9 verbunden, der Shunt 23 b mit Zusatzwiderstand 24 b verbindet mit der Feldwicklung 10 usw. Sämtliche Zusatzwiderstände 24 sind einseitig mit dem Feldschwächungswiderstand 22 verknüpft

Die ohmschen Zusatzwiderstände könnten entfallen, wenn die induktiven Shunts bereits ausreichende Ohmwerte für eine genügende Widerstandsentkoppelung der Feldkreise aufweisen, was jedoch normalerweise nicht der Fall ist. In diesem Fall wären sämtliche Shunts einseitig mit dem Feldschwächungswiderstand 22 verknüpft.

Beim Übergang aus dem Parallelfahrbereich in den Feldschwächbercich werden die Kontakte 25 bis 281 des Feldschwächungsschützes geschlossen und die Feldwicklungen 9 bis 12 der an Fahrdrahtspannung ± liegenden Motoren werden zunächst über ihre zugehörigen ohmschen und induktiven Shunts 24,23 an den Feldschwächungswiderstand 22 gelegt. Damit beginnt der Feldschwächungsbereich mit z. B. 70 oder SO⁰«. Der Schaltthyristor 14 ist dabei noch nicht durchgezündet, d.h., geöffnet. Entsprechend des durch die Taktung veränderten Widerstandsvvertes des Feldschwächungswiderstandes 22 kann nunmehr der Feldschwächungsgrad variiert werden. Der Widerstand 22 wird in seiner Größe zweckmäßig so gewählt, daß sich auch bei Ausfall zweier von vier Motoren und geöffnetem Schaltthyristor 14 der höchste Erregergrad für die restlichen Motoren einstellt, d. h., in einem solchen Fall würde sich bei vollkommen intakten Motoren an Stelle von gewünschten 7O°/o Feld ein höherer Wert, z.B. 80% einstellen, was jedoch durch bereiu hier erfolgende Taktung des Schaltthyristors 14 ausgeglichen werden kann.

Die Vorteile der Erfindung liegen auf der Hand. An Stelle von vier oder fünf elektronischen Takteinrichtungen mit Zubehör wird nur noch eine einzige benötigt. Der geringe Mehraufwand an Gruppierungsmitteln wird mehr als wettgemacht.

Will man die Fcldschwächung unbedingt vollelektronisch ausstatten, dann ist noch ein Ersatz der Schützkontakte 25 bis 28 durch Ventile 29, 30, 31, 32 möglich, wie es gestrichelt aus F i g. 2 ersichtlich ist. Dann ist jedoch ein Schütz notwendig, das mit einem Einzelkontakt 33 die Feldschwächung einleitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur stetigen K-Idbeeinflussung der Gleichstrom-Fahrmotoren eines elektrischen Triebfahrzeuges, bei der die Feld- S beeinflussung im Bremsbetrieb mit Fremderregung unter Verwendung eines Schaltthyristors bzw. einer Schaltthyristorgruppe und eine Feldschwächung im Fahrbetrieb mit Hilfe eines Feldschwächwiderstandes und eines dazu parallel to liegenden Schaltthyristors erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Paraüel-Fahrbetrieb mehrerer Fahrmotoren (1 bis 4) der im Bremsbetrieb verwendete Schalttyristor (14) bzw. die Thyristorgruppe einem gemeinsamen ohm- »5 sehen Feldschwächungswiderstand (22) parallelgeschaltet ist und daß dieser Feldschwächungswiderstand (22) nur an seinem einen Ende direct, am anderen F.nde aber über den verschiedenen Motoren (1 bis 4) zugehörige induktive Einzel- *» shunts (23 α bis 23 d) mit den verschiedenen Motorteldwicklungen (9 bis 12) verbunden ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die induktiven Einzelshunts (23) über Kontakte (25 bis 28) eines as Feldschwächungsschützes an die einzelnen Motorfeldwicklungen (9 bis 12) geführt sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichne', daß die induktiven Einzelshunts (23) über Dioden (29 bis 32) an die einzelnen Motorfeldwicklungen (9 bis 12) geführt sind, wobei die Dioden in Durchlaßrichtung zur betreffenden Motorfeldwicklung gcpolt sind, und daß in Reihe mit dem Feldschwächungswiderstand (22) ein Einzelkontakt (33) eines Feldschwächungsschützes liegt.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Feldschwächungswiderstand (22) so groß gewählt ist. daß auch bei Ausfall zweier Motoren und geöffnetem Schaltthyristor (14) bzw. geöffneter Thyristorgruppe der gewünschte höchste Erregergrad der Felder im Feldschwächbereich vorhanden ist.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur stetigen Feldbeeinflussung der Gleichstrom-Fahrmotoren eines elektrischen Triebfahrzeuges, bei der die Feldbeeinflussung im Bremsbetrieb mit Fremderregung unter Verwendung eines Schaltthyristors bzw. einer Schaltthyristorgruppc und eine Feldschwächung im Fahrbetrieb mit Hilfe eines Feldschwächwiderstandes und eines dazu parallel liegenden Schaltthyristors erfolgt. Es ist bekannt, zur stetigen Feldheeinflussung bei fremderregttr Wider-Standsbremse an Stelle eines Verstellwiderstandes einen Thyristor einzusetzen, durch den die Felder getaktet werden. Je nach dem gewünschten Hrregergrad findet eine Impulsbreitenmodulation statt, die den Errcgungsmittclwert ändert. Auf diese Weise kann eine genaue Bremskraftdosicrung erfolgen, wie sie den aus der Automatisierung des Fahrbetriebes abgeleiteten Forderungen speziell bei exakter und ruckfreier Zielbremsung entspricht (schweizerische Patentschrift 425 966).

In den oberen Fahrstufen findet üblicherweise nach dem Fahrbereich »Parallel« eine mehrstufige, meist 3—4-stufige Feldschwächung statt, die häufig bis /u einem Erregungsgrad bis.30 ο Motorfdd reicht Man schaltet dazu der Motorfeldwicklung ,«eist einen ohmscfaen Feldschwächungswiderstand mil in Reihe liegendem induktiven Shunt parallel und schließt entsprechend den Feldschwächstufen durch Schütze kurz. Auch hier .st eine bessere An- »assun» erwünscht, da die groben K-Idschwächstufen "wesentlich größere Motorstromsprünge ver ui Sachen als die Widerstandsstufung und die Einhaltuna eines definierten Motorstrom-Höchstwerte-,, der das Kriterium der Haftreibung darstellt, erschwert. Wird der Haftreibungswert überschritten, tritt ein Schleudern Λχ Räder au!

Um eine kontinuierliche Änderung des Feldschwächungswiderstandes zu erreichen, ist es ebenfalls aus der schweizerischen Patentschrift 425 966 bekannt die den Fddschwächewiderstand kurz schließenden Schütze durch einen Thyristor zu ersetzen, der getaktet wird.

Die Notwendigkeil einer Entkopplung der einzelnen Motoriddkreise macht es jedoch bislang notwendig, für jede Motorfeldwicklung eine solche elektronische Feldschwächeinrichtung mit dem dazugehörigen Zönd- und Löschgerät anzuwenden, was insbesondere in Verbindung mit dem noch zusätzlich erforderlichen Gerät für stetige Feldstromeinstellung bei fremderregter Widerstandsbremse einen hohen elektronischen Aufwand, was die Kosten betrifft, darstellt. .

Es is« die Aufgabe der Erfindung, mit einem erheblich reduzierten Aufwand an Schaltthyristoren das gleiche Ergebnis, nämlich stetige Feldbeeinflussung im Fahr- und Bremsbereich, zu erreichen.

Ausgehend von einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Parallel-Fahrbetrieb mehrerer Fahrmotoren der im Bremsbetrieb verwendete Schaltthyristor bzw. die Thyristorgruppe einem gemeinsamen ohmschen Fddschwächungswiderstand parallelgeschaltet ist und daß dieser Feld Schwächungswiderstand nur an seinem einen Ende direkt, am anderen Ende aber über den verschiedenen Motoren zugehörige induktive Einzelshunts mit den verschiedenen Motorfeldwicklungen verbunden ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung mit in den Unteransprüi hen gekennzeichneten Ausgestaltungen seien an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Schaltung für Bremsbetrieb,

Fig. 2 eine Schaltung für Fahrbetrieb, vorbereitet auf Feldschwächungseinsatz.

Fig. 1 zeigt eine Schaltung für fremderregte Bremsung von 4 Fahrmotoren 1 bis 4. Den Ankerstromkreisen jeweils zweier der in Reihe liegenden Motoren 1, 2 und 3,4 sind die Bnrmswiderslände S und 6 sowie die KompoundwiderMiinde 7 und 8 zugeordnet Die Feldwicklungen der Motoren sind mit 9 bis 12 bezeichnet, sie liegen in Reihe und werden von einem Generator 13 gespeist. Häufig ist dem Generator eine Batterie parallelgeschaltct. Der gemeinsame Erregerkreis mit Generator 13, den Feldwicklungen 10, 9, den Kompoundwiderständen 7,8 und Feldwicklungen 12,11 wird durch einen in Reihe liegenden Schaltlhyristor 14 geschlossen, dessen Löscheinrichtung bekannterweise einen weiteren elektronischen Schalter und diverse R-, L-, C-Glieder und Dioden enthält und mit 15 angedeutet wurde. Die Steuereinrichtung des Thyristors ist hier, da be-