DE2000908A1

DE2000908A1 - Einrichtung zur Gegenkompounderregung von Fahrmotoren im Bremsbetrieb

Info

Publication number: DE2000908A1
Application number: DE19702000908
Authority: DE
Inventors: Armandus Jaeger
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1969-09-19
Filing date: 1970-01-09
Publication date: 1971-03-25
Also published as: NO128853B; AT306870B; CH505501A

Description

Einrichtung zur Gegenkompounderregung von Fahrmotoren im Bremsbetrieb Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gegenkompounderregung von Fahrmotoren im Bremsbetrieb, welche über gesteuerte Ventile mit dem speisenden Wechselstromnetz in Verbindung stehen.
Es ist bekamt, bei wechselstromgespeisten Eisenbahnfahrzeugen mit Nutz-Bremsung eine Schaltung anzuwenden, bei der die Fahrmotoren als fremderregte Generatoren über Wechselrichter auf das Wechselstromspeisenetz zurück arbeiten.
Bei solchen Anlagen tretep Schwierigkeiten auf, die ihre Ursache im Springen des Stromabnehmers am Fahrdraht und damit kurzzeitige Unterbrechungen haben und die ein Kippen der gesteuerten Ventile der Wechselrichter zur Folge haben können. Bei Störungen dieser Art können im Gleichstromkreis des Motors hohe Kurzschlussströme auftreten. Zur Abschaltung oder wenigstens zur Begrenzung eines solchen Kurzschlussstromes ist eine auf ohmschen Widerständen basierende Vorrichtung bekannt, die bei Störungen des,Wechselrichters den Erregerstrom in seiner Richtung umkehrt, wodurch der Ankerstrom des Fahrmotors auf Null gebracht wird. Die im Motorstromkreis liegenden Thyristoren löschen dadurch. Der Aufwand für eine solche Umschwing-Schaltungsweise ist bei ochleistungslokomotiven beträchtlich. Die vorliegende Erfindung soll eine wesentliche Vereinfachung einer solchen Einrichtung bringen.
Die Erfindung geht von dem GedanKen aus, beim Fahrmotor eire gemischte Erregung anzuwenden, welche einenSerie-Feldanteil und einen Fremdfeldanteil aufweist, wobei diese im Bremsbetrieb in Gegenkompoundschaltung wirksam sind und dabei eine Begrenzung des allfälligen Kurzschlussstromes erreicht wird. Es muss dabei beachtet werden, dass der Feldfremdstrom vom Anlcerstrom nicht transformatorisch beeinflusst wird. Dazu ist im Fremdfcldstromkreis im Falle einer Störung eine genügend geosse Induktivität und ein ohmscher Widerstand vorgesehen, der im Normalbetrieb kurzgeschlossen ist.
Die Erfindung besteht darin, dass für die Speisung der Gegenkompoundwicklung ein steuerbarer Gleichrichter fUr eire stetige Steuerung der Gleichstromseite durch Null vorgesehen ist und dass vom Gleichrichter aus gesehen in der Zuleitung hintereinander weg eine Drosselspule, ein Querwiderstand und ein Längswiderstand geschaltet und parallel zum Längswiderstand ein im Fahr- und Brems betrieb geschlossener Schalter geschaltet ist, dessen Oeffnung bei Störungen erfolgt.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Fig. zeigt die Fahrmotorschaltung, welche mit der erfindungsgeuiässen Einrichtung ergänzt ist. Auf einer Lokomotive sind mehrere solche Anordnungen vorhanden. 1 ist der Anker eines der Fahrmotoren, 2 ist die Serieerregerwicklung, deren Speisung mit dem Erreger-Strom iSS in Serie üDer dem Wechselrichter 4 erfolgt, welcher gesteuerte Ventile aufweist, und mit dem Speisetransformator 5 verbunden ist. Die Primärwic:lung des Transformators 5 ist generell zwischen dem Fahrdrahtstromabnehmer und den Radschienen-Kontakten mit den. speisenden Wechselstromnetz in Verbindung. Auf der Netzseite sind die üblichen zusätzlichen Schaltgeräte vorhanden, welche aber mit der Erfindung keinen direkten Zusammenhang haben. Beim Bremsbetrieb wird die erzeugte Generatorleistung in das Netz zurückgeliefert.
Auf den Feldpolen sind neben jeder SerieerregerwicKlung 2 eine Gegenkompoundwicklung 3 angeordnet. Deren Erregerstrom iFF wird unabhängig vom Ankerstromkreis über den Gleichrichter 7 dem Transformator des speisenden Wechselstr onetzes des des Hilfsbetriebes entnommen. Der Gleichrichter 7 ist steuerbar. Er ermöglicht eine stetige Steuerung seiner Gleichstromseite durch Null, also von positiver zur negativen Stromrichtung. Die Gegenkompoundwicklung 3 erhält so im Fahrbetrieb, also bei liotorbetrieb, einen den Erregerstrom IsF in der Wicklung 2 unterstützenden Strom iFF. Bei Bremsbetrieb, wo also der Motor als Generator arbeitet, ist die Stromrichtung von iFF gegenüber iSF umgekehrt und von solcher Stärke, dass die resultierende Magnetisierung der Pole in der Richtung umkehrt. Die Magnetisierung durch die Gegenkompoundwicklung 3 ist stärker als die der Serieeregerwicklung 2. Die Richtung des Speisestromes durch Anker und Hauptstromfeld ändert sich hingegen bei Fahren und Bremsen nicht.
Gemäss der Erfindung sind nun auf der Gleichstromseite des Gleichrichters 7 in der Zuleitung zur Gegenkompoundwicklung eine Drosselspule 8, ein Querwiderstand 9 und hierauf ein Längswiderstand 10 geschaltet. Parallel zum Längswiderstand ist ein Schalter 11 angeordnet. Dieser Schalter ist bei normalem Fahr-und Bremsbetrieb geschlossen. Bei Störungen im speisenden Netz erfolgt vorübergehen und sehr schnell seine Oeffnung. Dazu ist der Schalter 11 mit einer Einrichtung 12 verbunden, welche in bekannter Weise den Ausrall der Netzspannung oder åas Kippen des Wechselrichters sofort erfasst. Wenn ein Ausfallen der Netzspannung oder ein Kippen des Wechselrichterbetriebes in den Gleichrichterbetrieb erfolgt, wird der Schalter 11 geöffnet. Die Wirkungsweise ist folgende: Bei Fahrbetrieb erregen die beiden Wicklungen 2 und 3 in gleichem Sinne. Die Gleichrichter der Gruppe 4 arbeiten als Speisegleichrichter des Motors. Durch die Steuerung des Gleichrichters 7 erfolgt eine stetige Feldänderung und damit eine Beeinflussung des Verhaltens des Motors.
Bei Nutz-Bremsbetrieb arbeitet die Gleichrichteranordnung 4 als Wechselrichter und liefert die vom Farr.otor generatorisch erzeugte Bremsenergie in das Netz zurück. Die Figur zeigt die Schaltung der Einrichtung bei Bremsbevries. Die Erregerwicklung 3 arbeitet als Gegenkompoundwicklung. Die Magnetisierung der slicklung 3 übeifl4iegt und der Fahrmotor arbeitet dadurch als Generator über die als Wechselrichter arbeitende Gleichrichteranordnung 4 auf das Netz zurück. Bei diesem Betrieb liegt am Wec selrichter eine der Genratorspannwng-etwa entsprechende Gegenspannung.
Bei Netzausfall, aber auch bereits schon bei kurzzeitigen Unterbrüchen durch das Bügelspringen verschwindet plötzlich die telechselrichtergegenspannung. Der als Generator arbeitende Fahrnotor wird dann über die leitenden Ventile von 4 kurzgeschlossen. Es erfolgt ein kräftiger Stromanstieg im Rotorstromkreis, der sich auch transformatorisch auf den Erregerkreis der Kompoundwicklung 3 überträgt. Im Moment des Netzspannungsausfalles spricht die Einrichtung 12 zur Ueberwachung dieses Ausfalls an und öffnet in kürzester Zeit den.Schalter 11 und schaltet damit den Widerstand 10 ein. Der transformatorisch von der Erregerwicklung 2 auf die Erregerwicklung 3 übertragene Stromstoss wird gedämpft.
Diese Dämpfung wird weiter unterstützt durch den Querwiderstand 9 sowie durch die längsgeschaltete Drosselspule 6. Eine Gefährdung der gegen Ueberlast empfindlichen Thyristoren des Gleichrichters 7 von der Glechstromseite her wird vermieden. Das Einschalten des Widerstandes 10 bewirkt somit eine starke Reduktion der Kurzschlussstromspitze im Fahrmotorwechselrichter 4 sowie im Gleichrichter 7 für die Speisung der Gegenkompoundwicklung. Bei Netzspannungsrückkehr geschaltet die Einrichtung 12 den Schalter 11 wieder ein und der Nutzbremsbetrieb läuft wieder normal weiter.

Claims

Patentansprüche

Einrichtung zur Gegenkompound - Erregung von Fahrmotoren im Bremsbetrieb, welche über gesteuerte Ventile mit dem speisenden Netz in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, dass für die Speisung der Gegenkompoundwicklung (3) ein steuerbarer Gleichrichter (7) für eine stetige Steuerung der Gleichstromseite durch Null vorgesehen ist und dass vom Gleichrichter aus gesehen in der Zuleitung hintereinander weg eine Drosselspule (6), ein Querwiderstand (9) und ein Längswiderst&nd (10) geschaltet und parallel zum Längswiderstand ein bei Fah. - und Bremswiderstand geschlossener Schalter (11) angeordnet ist, dessen Oeffnung bei Störungen erfolgt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dacurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Fahrmotoren deren Kompoundwicklungen miteinander in Serie geschaltet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierung durch die Gegenkompoundwicklung stärker ist als dijenige der Serieerregerwicklung.

L e e r s e i t e