DE2057439B2

DE2057439B2 - Anordnung zur gemischten nutz- und widerstandsbremsung

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Publication number: DE2057439B2
Application number: DE19702057439
Authority: DE
Priority date: 1969-11-24
Filing date: 1970-11-23
Publication date: 1973-06-07
Also published as: AT306869B; CA919249A; US3657625A; DE2057439A1; DE2057439C3; FR2072279A5; CH525784A; JPS503487B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur gemischten Nutz- und Widerstandsbremsung, insbesondere für elektrische Triebfahrzeuge, bei der mindestens ein im Bremsbetrieb als Generator arbeitender Gleichstrommotor über einen Thyristoren enthaltenden Chopper elektrische Energie in die Speisespannungsquelle oder in einen aus einer Serienschaltung eines Thyristors und eines Bremswiderstandes gebildeten Strompfad speist, wobei als Kriterium für die Umschaltung von Nutzbremsung auf Widerstandsbremsung die Spannung an den Speisespannungspolen benutzt ist.

Bei Motorantriebssystemen, deren Motoren über längere Zeit im Bremsbetrieb als Generatoren arbeiten und somit elektrische Bremsenergie erzeugen, ist man oftmals bemüht, diese Bremsenergie möglichst in das bei Motorbetrieb speisende Energiesystem, beispielsweise ins Nel:z oder an andere Verbraucher des Energiesystems zurückzuspeisen. Ein solcher Betriebsfall kann beispielsweise in einem Aufzugsystem oder bei elektrischen Triebfahrzeugen im Bahnbetrieb mit häufigen Anfahr- und Bremsvorgängen gegeben sein.

Die elektrische Nutzbremsung bietet bei Nahverkehrs-Triebfahrzeugen, insbesondere bei Untergrundbahnen, erhebliche Vorteile, da sie neben einer Einsparung von Energiekosten in U-Bahnschächten im Gegensatz zur reinen Widerstandsbremsung einen starken Wärme:mfnll verhindert.

Beim Nutzbremsbetrieb kann es vorkommen, daß die Bremsenergie gar nicht oder nur teilweise an das Energiesystem ais Nutzenergie zurückspeisbar ist. Das kann beispielsweise durch ein sogenanntes Bügelin bei einem elektrischen Triebfahrzeug oder dadurch hervorgerufen sein, daß im Energiesystem die zu gleicher Zeit gerade anfahrenden bzw. mit Motorantrieb fahrenden übrigen Fahrzeuge nicht die gesamte angebotene Nutzbremsenergie aufnehmen können. Die Folge davon sind die Gefahr von Schäden an den Nutzbremseinrichtungen auf Grund von Überspannungen und der Ausfall der Bremsung, wenn nicht schnell auf einen anderen Bremsbetrieb umgeschaltet werden kann.

Bei einer bekannten Anordnung zur gemischten Nutz- und Widerstandsbremsung (schweizerische Patentschrift 423 941) ist der Anker einer fremderregten Gleichstrommaschine in Parallelschaltung mit einem steuerbaren Halbleiter an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen. Parallel zum Anker der Gleichstrommaschine liegt ferner eine Reihenschaltung aus einem Bremswiderstand und einem weiteren steuerbaren Halbleiter. Das Verhältnis zwischen der Dauer der Einschalt- und der Dauer der Ausschaltzeiten des parallel zu der Gleichstrommaschine angeordneten steuerbaren Halbleiters bestimmt die Höhe der während des Bremsbetriebes an die Gleichstromquelle zurückgespeisten elektrischen Energie. Ist eine Nutzbremsung nicht möglich, so wird die an den speisenden Leitungspolen auftretende Spannungserhöhung dazu benutzt, um den in Reihe mit dem Bremswiderstand angeordneten steuerDaren Halbleiter zu zünden. Damit wird elektrische Energie von der Gleichstrommaschine auf den Bremswiderstand gespeist. Bei Wiedereinstellung einer vorgegebenen Spannung der Gleichspannungsquelle wird der Strompfad mit dem Bremswiderstand wieder gesperrt. Hierzu ist eine Umsteuereinrichtung mit einem an den Leitungspolen liegenden Kondensator zum Erfassen des Spannungsanstieges oder -abfalles an den Leif ngspolen vorgesehen. Zwei Dioden im Ankerstrompfad verhindern, daß irr Bremsbetrieb elektrische Energie von der Gleichspannungsquelle zu der Gleichstrommaschine fließen kann.

Eine ähnliche Anordnung mit Nutz- und Widerstandsbremsung, bei der ebenfalls ein Thyristorsteller im Nebenschluß zu einem Gleichstrom-Reihenschlußmotor liegt, ist durch die französische Patentschrift 1 566 134 bekannt.

Bremsschaltungen mit steuerbaren Halbleitern haben den Vorteil, daß Spannungsänderungen besser und schneller beherrschbar sind und elektrische Energie auch noch bei kleinen Maschinendrehzahlen in das Netz zurückgespeist werden kann. Die Anwendung derartiger Schaltungen ist jedoch nicht frei von Schwierigkeiten durch Unstabilitäten in der von der Spannungserhöhung abhängigen Steuerung.

Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine stabile Steuerung des im Bremswiderstandspfad liegenden Thyristors mit einfachen Mitteln jederzeit eine sichere Bremsung zu erreichen.

Die Lösung der Aufgabe besteht bei einer Anordnung der eingangs genannten Art darin, daß ein Sägezahngenerator zur Abgabe einer Sägezahnsollwert-

öo funktion während der Sperrzeiten des Choppers vorgesehen ist und die Sperrdauer des in Serie mit dem Bremswiderstand angeordneten Thyristors in Abhängigkeit steht von der Größe der Regelabweichung zwischen dem jeweiligen einem bestimmten Zeitpunkt der Sperrdauer zugeordneten Wert der Sägezahnfunktion und der Differenz zwischen einem der jeweiligen Spannung zwischen den Speisespannungspolen der Speisespannungsquelle entsprechenden Ist-

wert und einem einer vorgegebenen Spannung entsprechenden Sollwert.

Auf diese Weise wird bei Vermeidung von Interferenz- und Resonanzerscheinungen der Steuerung mit dem Zugsignalsystem ein stabiler Betrieb erzielt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen

Fig. 1, 2, 3 bekannte elektrische Bremsschaltungen,

Fig. 4 eine erfindungsgemäße ausgebildete Anordnung zur gemischten Nutz- und Widerstandsbremsung eines Motorantriebssystems auf einem elektrischen Triebfahrzeug,

Fig. 5 eine Steuerschaltung zur Steuerung des gemäß F i g. 4 verwendeten Choppers (Gleichstromstellers),

Fig. 6 den zeitlichen Funktionsverlauf verschiedener, jedoch voneinander abhängige ■ Betriebsgrößen.

Fig. 1 zeigt eine übliche Widerstandsbremsschaltung mit über mechanische Schalter schaltbaren Bremswiderständen; gemäß Fig. 2 ist der Bremswiderstandswert mittels eines Choppers, d.h. eines Gleichstromstellers mit Thyristoren, einstellbar. Fig. 3 gibt eine bekannte Nutzbremsschaltung wieder, bei der die ebenfalls über einen Chopper gesteuerte Bremsleistung des als Generator arbeitenden Motors zur Ladung der im Motorbetrieb als Energiequelle verwendeten Batterie dient. Während der Ausschaltzeiten des Choppers wird dabei auf Grund der Wirkung der während der Einschaltzeiten des Choppers von einem starken Bremsstrom durchflossenen Induktivität ein Stromfluß zur Batterie erzwungen.

F i g 4 zeigt eine Motorantriebseinrichtung 10 eines Trier-'ahrzeuges 11, das über eine Oberleitung 12 und eine Schiene 14 speisbar ist, wobei statt der Oberleitung 12 beispielsweise auch eine zweite Stromschiene verwendet werden kann. Die Stromabnahme von der Oberleitung 12 und der Schiene 14 erfolgt über Stromabnehmer 16 und 18 am Triebfahrzeug 11. Die Gle.chspannungs-Speiseleitungen 20 bzw. 22 einer Unterstation 24 führen zu der Oberleitung 12 bzw. der Schiene 14.

Die Motorantriebseinrichtung 10 enthält einen choppergesteuerten Motorsteuerkreis 26, der entweder im Fahr- oder Bremsbetrieb arbeitet und einen Bremssteuerkreis 27 zur Steuerung des Motorkreises, sobald der Motor als Bremsgenerator arbeitet, um eine bestimmte Aufteilung zwischen Nutzbrems- und Widerstandsbremsbetrieb in Abhängigkeit von der jeweiligen Aufnahmefähigkeit des Energiesystems (Speisesystems) zu erreichen.

Der Motorsteuerkreis 26 enthält eine Anzahl von Schaltungselementen und Leitungsverbindungen, die untereinander über diese Schaltungselemente verbindbar sind, um entweder eine Brems- oder Fahrschaltung aufzubauen. Die Schaltungselemente enthalten die Schalter Tl, Tl und T3, die im folgenden allgemein nur mit T bezeichnet werden, und Schalter Bl, Bl und B4, die im folgenden mit B bezeichnet sind. Die nähere Erläuterung geht davon aus, daß bei Fahrbetrieb die Schalter Tgeschlossen und die Schalter B geöffnet, dagegen im Bremsbetrieb die Schalter B geschlossen und die Schalter T geöffnet sind.

Als weitere Bauteile enthält der Motorsteuerkreis 26 den Gleichstrommotor M, einen Chopper 30, eine Steuereinrichtung 32 für den Chopper 30, ein nur in einer Stromrichtung leitendes Ventil 34, einen Widerstand 36, eine Induktivität Ll, einen Bremswiderstand 38 in Reihe mit einem Thyristor 40, Leitungsverbindungen 42 und 44, einen Kondensator 46 und Speisespannungspole 28 und 29. Der Gleichstrommotor M enthält eine Ankerwicklung A und in Serie dazu eine Feldwicklung F. An die Stelle des Kondensators 46 kann jede beliebige Gleichstromspeichereinrichtung, beispielsweise eine Batterie, treten. Der

ίο Gleichstrommotor M ist über eine mechanische Kupplung 47 mit zumindest einem Antriebsrad 48 des Triebfahrzeuges 11 verbunden.

Bei geschlossenen Schaltern T und geöffneten Schaltern B ist der Motorsteuerkeis 26 auf Fahrbe-

»5 trieb geschaltet und wie folgt aufgebaut: Stromabnehmer 16, Speisespannungspol 28, Schalter Tl, Induktivität Ll, Ankerwicklung A, Schalter Γ3, Feldwicklung F, Schalter Tl, Ch ;;per (Gleichstromsteller) 30, Leitungsverbindung 44, Speisespannungspol 29,

«ο Stromabnehmer 18. Das nur in einer Stromrichtung leitende Ventil 34 ist als Freilaufdide über die Schalter Tl und Tl an den Ankerwicklungskreis anschaltbar. Der Kondensator 46 ist im Anschlußpunkt 49 ar. die Leitungsverbindung 42 einerseits sowie an die Leitungsverbindung 44 andererseits angeschlossen und liegt somit an den motorseitigen Enden der Speisespannungspole 28 und 29. Auf diese An und Weise sind im Fahrbetrieb die Ankerwicklung und der Chopper 30 in Serie mit den Stromschienen 12 und 14 geschaltet, wobei der Chopper 30 in Abhängigkeit seiner Steuereinrichtung 32 die den Motoren zugeführte Leistung steuert.

Sind gemäß F ig. 4 die Schalter Tgeöffnet, dagegen die Schalter B geschlossen, arbeitet der Motorsteuerkreis 26 im Bremsbetrieb. Im Breriisbetrieb bestehen folgende Stromkreise: Ein Ankerwicklungskreis 50 verläuft über die Leitungsverbindungen 42 und 44 und über die Reihenschaltung des Widerstandes 36, des Schalters Bl, der Induktivität Ll, der Ankerwicklung A, des Schalters Bl, der Feldwicklung Fund des Schalters B3. Zwischen der. Leitungsverbindungen 42 und 44 liegt weiterhin ein Stromkreis 52, der den Hauptstrompfad des Choppers 30 enthält. Weiterhin liegt zwischen den Leitungsverbindungen 42 und 44 ein Widerstandsbremskreis 54, der die Reihenschaltung des Schalters BA, des Bremswiderstands 38 und des Thyristors 40 enthält. Auf diese Art und Weise sind die Stromkreise 50,52 und 54 zueinander parallel an die Leitungsverbindungen 42 und 44 angeschlossen, derart, daß sie über diese untereinander verbindbar sinii. Der Bremsschaltungsiufbau enthält weiterhin das Ventil 34, über das die Leitungsverbindung 42 mii dem Speisespannungspol 28 verbunden ist. Ein weiterer Stromkreis 56, der den Kondensator 46 enthält, ist an die motorseitigen Enden der Speisespannungspole 28 und 29 angeschlossen. Die Leitungsverbindung 44 Meet an dem motorseitigen Ende des Speisespannungjpoles 29.

Der Widerstandsbremskreis ist eingeschaltet, so-

bald der Thyristor durch den Bremssteuerkreis 27 wie im folgenden näher beschrieben - einen Einschaltbefehl erhält. Ist der Thyristor 40 ausgeschaltet (Thyristor 40 sperrt), so wird im Nutzbremsbetrieb gearbeitet, derart, daß die durch die Fahrmotoren er-

zeugte Leistung in die Speisespannungspole 28 und 29 zurückgespeist wird. Die Speisespannungspole 28 und 29 sind Bestandteil einer Speisespannungsquelle 57, zu der darüber hinaus der Kondensator 46, die

Schiene 14 und die Oberleitung 12 sowie weitere Lasten und Leistungsspeiseeinrichtungen zählen, die mit den Stromschienen in Verbindung stehen.

Im Bremsbetrieb arbeitet der Gleichstrommotor M als Generator, der durch die Räder 48 angetrieben wird, wobei der erzeugte Strom hauptsächlich über den Widerstandsbremskreis 54 oder, falls dieser nicht arbeitet, in die Speisespannungsquelle 57 fließt. Im Bremsbetrieb arbeiten die Kreise 54 und 57 als Leistungsverbraucherkreise. Die eigentliche Bremsleistung selbst wird einmal durch den Motorstrom und zum anderen durch die entweder im Widerstandsbremskreis 54 oder von der Speisespannungsquelle 57 aufgenommene Leistung bestimmt.

Da der Chopper 30 an die Leistungsverbraucherkreise 54 und 57 angeschlossen ist, sind diese Kreise für den in den Fahrmotoren erzeugten Generatorbremsstrom kurzgeschlossen, solange der Chopper 30 eingeschaltet, d.h. leitend ist, während sie bei gesperrtem Chopper (geöffneter Schalter) einen Generatorbremsstrom aufnehmen können. Der Durchschnittswert des Bremsstromes und damit der Bremsleistung wird somit durch das Verhältnis der Durchlaßzeiten zu den Sperrzeiten des Choppers 30 bestimmt, dessen Sperr- bzw. Durchlaßzeiten steuerbar sind.

Der im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete Chopper 30 enthäk einen Thyristor 64 sowie zwei Anschlüsse 60 und 62, zwischen denen im gezündeten Zustand (Thyristorleitend) der Hauptlaststrom fließt. Ein Löschkreis 66 liegt am Kathoden-Anoden-Pfad des Thyristors 64, um in Abhängigkeit von einem an den Chopper gegebenen Sperrsignal den Thyristor zu sperren. Der Löschkreis 66 selbst enthält Thyristoren 68 und 70, einen Kondensator 72 und eine Induktivität 74. Eine Induktivität 76 liegt in Reihe mit der Kathode des Thyristors 68. Der Chopper enthält gesonderte Zuleitungen 78 und 80 zur Vorgabe der Sperr- und Zündbefehle, wobei die Zuleitung 78 zu den Steuerelektroden der Thyristoren 64 und 70 über einen Impulstransformator 82 und die Zuleitung 80 zu der Steuerelektrode des Thyristors 68 über einen Impulstransformator 84 geführt sind. Zur gegenseitigen Isolation sind die Steuerelektroden der Thyristoren 64 und 68 über getrennte Sekundärwicklungen des Transformators 82 gespeist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Steuerkreise der Thyristoren hier vereinfacht und ohne nähere Schutzschaltung dargestellt sind. In gleicher Weise sind die Transformatoren 82 und 84 mit ihren Anschlüssen und die im folgenden näher beschriebenen Stromkreise zur Abgabe der Zünd- und Sperrbefehle an den Chopper 30 nur verallgemeinert symbolisch dargestellt.

Zur näheren Betrachtung der Arbeitsweise des Choppers 30 sei davon ausgegangen, daß der Stromkreis, an den die Chopperanschlüsse 60 und 62 angeschlossen sind, stromdurchflossen ist. Um den Chopper in Gang zu setzen, wird zunächst ein Zündbefehl an den Thyristor 68 gegeben. Dadurch lädt sich der Kondensator 72 über den Thyristor 68 auf Grund der an den Klemmen 60 und 62 anliegenden Spannung auf. Ist der Kondensator 72 aufgeladen, geht der Strom über den Thyristor 68 zu Null und schaltet diesen Thyristor aus. Der Chopper kann somit auf Grund von gleichzeitigen Zündbefehlen an die Thyristoren 64 und 70 in Tätigkeit treten. Dadurch geschieht zweierlei. Zunächst wird der Motorkreis über den Thyristor 64 geschlossen. Gleichzeitig arbeitet ein aus dem Kondensator 72 und der Induktivität 74 bestehender Schwingungskreis. Der Strom fließt dabei vom Kondensator über den Thyristor 64 zur Induktivität 74 und von dieser zurück über den Thyristor 70 zum Kondensator, der dadurch umgeladen wird. Der Thyristor 70 sperrt wiederum, sobald der Strom zu Null geworden ist. Der Thyristor 64 bleibt weiter leitend. Der Chopper ist damit geöffnet, so daß der volle Motorstrom (je nach Arbeitsweise Brems- oder Fahrmotorstrom) über den Thyristor 64 fließt.

Um den Chopper wieder auszuschalten, wird der Thyristor 68 gezündet, wobei die entgegengesetzte Ladung des Kondensators 72 als negative Vorspannung am thyristor 64 diesen in Sperrschaltung um-

is schaltet. Dadurch wird der Chopper 30 ausgeschaltet. Der Kondensator 72 wird sich wieder über den Thyristor vom Motorkreis her aufladen. Indem die Zündbefehle an den Thyristoren 64, 68 und 70 in bestimmtem Rhythmus gesteuert werden, kann der Chopper

a» 30 in rascher Aufeinanderfolge aus- und eingeschaltet werden, so daß eine bestimmte durchschnittliche Einschaltzeit erzielt und eine bestimmte Steuerung des Leistungskreises (Bremsen oder Fahren) erreicht werden kann.

»5 Arbeitet der Motorkreis in Fahrbetrieb ( Γ-Schalter geschlossen, ß-Schalter geöffnet), so wird der Motorstrom-Durchschnittswert durch das Verhältnis der Sperrzeiten zu den Durchlaßzeiien des Choppers bestimmt. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß bei eingeschaltetem, leitendem Chopper 30 das Ventil 34 in Sperrichtung zur Speisespannung liegt, so daß kein Strom hindurchfließt. Ist ;edoch der Chopper 30 ausgeschaltet und somit gesperrt, so kann über das Ventil 34 ein induktiver Motorstrom fließen, so daß ein geschlossener Stromkreis über die Ankerwicklung A, das Ventil 34 und die Induktivität Ll gebildet wird und der Strom gemäß einem durch die Stromkreiskonstanten bestimmten Wert abnimmt.
Die Steuerung des Choppers zur Erzielung eines bestimmten Durchschnittswertes des Moiorstromes kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Um ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Länge det Einschalt- und der Länge der Ausschaltzeiten zu erreichen, kann man

X. eine konstante Frequenz der Impulse vorseh η und dabei den Einsatz und/oder das Ende dei einzelnen Impulse verschieben oder
2. die Frequenz verändern und dabei die Impulslänge konstant halten oder

3. die Länge sowohl der Einschalt- wie der Ausschaltzeiten je nach Bedarf verändern.
Die erste Methode ist bekannt als sogenanntes Impulsbreitenverfahren, die zweite Methode als sogenanntes Impulsfrequenz-Verfahren, während die dritte Methode beide Eigenschaften benutzt und al; sogenannte gemischte Methode bezeichnet werder kann. In Verbindung mit Fig. 5 wird eine bestimmt« Chopper-Steuereinrichtung 32 dargestellt, die au! dem sogenannten Impulsbreitenverfahren basiert unt somit bei konstanter Frequenz jeweils den Beginn ei nes Impulses (Einschaltzeit) des Choppers variiert. Die Chopper-Steuereinrichtung 32 (gerräß Block schaltbild nach Fig. S) erzeugt die nach dem Impulsbreitenverfahren nötigen Steuerimpulse für der Chopper 30 in Abhängigkeit von dem jeweiligen Be darf an Brems- bzw. Antriebsleistung. Die Steuerein richtung 32 verfügt über zwü Kanäle 90 und 92, au die von einem üblichen Pulsgenerator (Taktgeber) 94

beispielsweise einem Rechteckoszillator) Impulse P konstanter Frequenz gegeben werden. Die Impulsfolge der Impulse P kann beispielsweise 200 pro Sekunde betragen. An den Kanal 92 schließen sich ein impulsformer 96 und eine Ausgangsleitung 98 an, um SperrhnpuLse P_F zu der für Sperrimpulse vorgesehenen Zuleitung 80 des Choppers 30 zu geben. Der Kanal 90 enthält eine Phasensteuereinrohtung 100, einen Impulsformer 102 und eine Ausgangsleitung 104, über die Einschaltimpulse P_n zu der für Einschaltimpulse vorgesehenen Zuleitung 78 des Choppers gegeben werden können. Die Impulsformer 96 und 102 sind derart ausgebildet, daß sie Impulse formen, die in der Lage sind, die Thyristoren des Choppers 30 tu zünden. Obwohl die Impulse P_n und P_F gleichartig geformt sind und die gleiche Frequenz haben, können sie gegenseitig in ihrer Phase zueinander durch die Phasensteuereinrichtung 100 verschoben werden, die über eine Steuerleitung 106 in bestimmter Weise steuerbar ist.

Wie zuvor erklärt, erstreckt sich die Einschalt- bzw. Durchlaßzeit (Länge der Einschaltperiode) des Choppers 30 von dem Zeitpunkt eines über die Zuleitung 78 gegebenen Einschaltsignals bis zu dem Zeitpunkt eines über die Zuleitung 80 gegebenen Ausschaltsignals. Daraus ergibt sich also, daß durch die Phasenver»chiebung zwischen den Einschaltimpulsen P_n und den Sperrimpulsen P_F die durchschnittliche Einschaltzeit des Choppers und damit der Durchschnittswert des Stromes in dem Motorkreis im Fahr- bzw. Bremsbetrieb je nach Wunsch gesteuert werden kann. Die Phasensteuereinrichtung 100 kann aus einer an sich bekannten Einrichtung bestehen, die die Phase zwischen den Impulsen P_n im Kanal 90 relativ zu den Impulsen P_F im Kanal 92 in Abhängigkeit von einem auf die Steuerleitung 106 der Phasensteuereinrichtung 100 gegebenen Steuersignal verändert. Die Steuerleitung 106 liegt mit ihrem einen Ende am Ausgang eines Reglers (Vergleichers) 108, der ein Ausgangssignal erzeugt, das in bestimmtem Verhältnis zur Differenz zweier Signale steht, die über eine Eingangsleitung 110 (Sollwerteingang) bzw. eine Eingangsleitung 112 (Istwerteingang) an den Regler 108 gegeben werden. Die einen bestimmten, vorgegebenen Motorfahrstrom oder Motorbremsstrom repräsentierenden Steuersignale werden auf die Leitung 110 durch eine Einrichtung gegeben, die zumindest einen einstellbaren Sollwertgeber 114 enthält, der einerseits einer automatischen Zugsteuerung 116 zugeordnet oder andererseits auch von Hand bedienbar sein kann. Das Steuersignal des Sollwertgebers 114 kann beispielsweise als Sollwert einer Spannung oder eines Stromes vorgegeben sein, dessen Größe dem jeweilig gewünschten Fahroder Bremsstrom entspricht, mit dem die notwendige Beschleunigung oder Abbremsung erreicht werden soll. Die gewünschte Geschwindigkeit bzw. Bremsung und damit das Maß der Beschleunigung bzw. der Abbremsung des Fahrzeuges wird somit dadurch gesteuert, daß die Größe eines durch die Einrichtung abgegebenen Signals eingestellt wird.

Da auf Grand des verwendeten Steuersystems der Wechsel zwischen Beschleunigung und Abbremsung sehr schnell erfolgen kann, ist es vorteilhaft, daß dieser Wechsel von einem bestimmten Begrenzungssigna] abhängig gemacht wird, um die Sicherheit und einen Mindestkomfort der Passagiere zu garantieren. Zu dieses: Zweck wird in bekannter Weise das von dem Sollwertgeber 114 abgegebene Steuersignal zusätzlich durch eine Ruckerfassungseinrichtung 118 beeinflußt. Diese Einrichtung arbeitet derart, daß ein Wechsel im Steuersignal nicht ein vorgebbares Maximum überschreitet.

Da außerdem die jeweils notwendige Fahr- bzw. Bremsleistung von dem Gewicht des Fahrzeuges abhängig ist, kann zweckmäßigerweise das vom Sollwertgeber 114 abgegebene Signal in bekannter Weise zusätzlich über eine Gewichtsmeß- und Steuereinrichtung 120 gegeben werden. Das vom Sollwertgeber 114 gelieferte und gegebenenfalls durch die zusätzlichen Einrichtungen 118 und 120 veränderte und korrigierte Signal gelangt über die Eingangsleitung 110 an den Regler 108.

Ein jeweiliger Motorstromistwert wird an den Regler 108 gegeben, um diesen mit dem auf die Eingangsleitung 110 gegebenen Sollwert zu vergleichen. Der jeweilige Motorstromistwert wird durch einen üblichen Stromwertmesser im Motorsystem erfaßt. Auf Grund der über die Leitung 106 vom Regler 108 gegebenen Signale werden dann der Abstand und damit die gegenseitige Phasenverschiebung zwischen den Impulsen P_n und P_F in Abhängigkeit von der Richtung und der Größe der Regelabweichung verändert, »5 um entsprechend im Sinne einer Verkleinerung der Regelabweichung den Motorstrom zu vergrößern bzw. zu verkleinern.

Gemäß Fig. 4 sind weitere durch Triebfahrzeuge repräsentierte Lasten 1 und 2 in verschiedenem Abstand voneinander, jedoch an die gleichen Stromschienen und somit an das gleiche Energiesystem wie das Triebfahrzeug 11 angeschlossen. Die Lasten 1 und 2 sind also ebenfalls Teile der Speisespannungsquelle 57. Zl, Z2 und Z3 symbolisieren Leitungswiderstände der Fahrstromleitung bzw. der Schiene. Es sei zunächst davon ausgegangen, daß gemäß Fi -,. 4 die Last 2 nicht angeschlossen ist und daß der Motorsteuerkreis 26 im Bremsbereich arbeitet (ß-Schalter geschlossen, Γ-Schalter offen), daß jedoch der Thyristor 40 ausgeschaltet und somit nichtleitend ist. Damit kann der Widerstandsbremskreis 54 nicht arbeiten; der Motorsteuerkreis 26 arbeitet im Nutzbremsbetrieb zusammen mit der Speisespannungsquelle 57, die die Bremsleistung aufnimmt. In der Zeichnung gemaß Fig. 4 wird nun die Leistung von einem Punki höheren Spannungspotentials auf einen solchen niedrigeren SpannungspotentirJs fließen. Da von dem choppergesteuerten Motorsteuerkreis 26 keine Ladeleistung für deu Kondensator 46 abgegeben wird wird sich der Kondensator auf die gleiche Spannung aufladen, die an der Last 1 liegt. In diesem Fall wire also die Lastspannung V_Ll etwas niedriger als dii Spannung V₅ der Unterstation 24 liegen. Kann nur vom Chopper her der Kondensator 46 aufgelader werden, so steigt die an ihm anliegende Spannung V₁ an. Dadurch wird ein Teil der Leistung vom Konden sator zur Last 1 fließen. Da die Größe der Spannunj V_c ansteigt, wird auch die Lastspannung V_Ll anstei gen. Mit steigender Lastspannung V_1x wird die Lei stung für die Last 1 immer weniger durch die Unter station, dafür jedoch um so mehr von den Motorsteuerkreis 26 geliefert. Sobald die Lastspan nung V_Lt gleich der Spannung V_s der Unterstatioi 24 ist, wird von dieser keine Leistung mehr an dii Last 1 abgegeben.

Es sei nunmehr angenommen, daß auch die Last'. an das System angeschlossen ist und daß die Spannunj V_c genügend groß ist, um die gesamte, von der Last:

aufnehmbare Leistung zur Verfügung zu stellen. Wenn die Last 1 nunmehr nicht die gesamte, vom als Generator arbeitenden Fahrmotor abgegebene Bremsleistung autzunehmen in der Lage ist, kann die Spannung V_c weiter ansteigen, bis sie sowohl die Last 1 wie auch die Last 2 versorgt. Aus dem vorherigen ergibt sich somit, daß die Stromerzeugerquelle (Chopper-Motorsystem) sowohl die Leistung für alle Belastungen wie auch für die Leitungsverluste decken kann, falls nur die Spannung am Kondensator sich genügend stark erhöht. Diese Spannung V_c steigt somit mit wachsender Generatorleistung an und wird auf Grund zunehmender Belastung und zunehmenden Leitungsverlusten wieder abgebaut. Ist die Generatorleistung gerade gleich der an den verschiedenen Lasten und der Leitung verbrauchten Leistung, so hat die Kondensatorspannung V_c einen bestimmten Wert angenommen, der zudem noch abhängig ist von der Entfernung des jeweiligen Fahrzeuges bzw. der jeweiligen Belastung von dem Motor-Choppersystem. Falls das Netz eine weiter steigende Generatorleistung nicht mehr aufnehmen kann, bleibt noch eine weitere Steigerung der Kondensatorspannung V_c ohne Wirkung.

Die Aufnahmefähigkeit des Netzes wird fortwährend wechseln. Ein Wechsel kann dadurch hervorgerufen werden, daß der Bedarf der weiteren, auf der Strecke vorhandenen Belastungen sich ändert, oder daß sich ucf Abstand dieser Belastungen vergrößert bzw. verkleinert. Ist der Punkt erreicht, an dem das Netz die von den als Generator arbeitenden Fahrmotoren erzeugte Generatorleistung nicht mehr aufnehmen kann, so wird der Widerstandsbremskreis 54 durch den Thyristor 40 in Abhängigkeit von einem erreichten Maximalwert der Kondensatorspannung V_c eingeschaltet und in Steuerabhängigkeit von dem Bremssteuerkreis 27 gestellt.

Ohne die Hinzunahme des Widerstandsbremskreises 54 würde der Motorsteuerkreis 26 beim Bremsen wie folgt arbeiten: Ist der Chopper 30 eingeschaltet und somit leitend, wird jeweils der Motorankerwicklungskreis kurz freigegeben und so ein Strom im Motorankerkreis fließen. Ist dagegen der Chopper ausgeschaltet, wird auf Grund der Wirkung der Induktivität ein Motorstroin über das Ventil 34 in den Kondensator 46 und die Induktivität L₂ fließen. Selbst bei sehr geringer Motorspannung wird dadurch der Strom, wenn auch allmählich abnehmend, weiter fließen. Ist der Chopper wiederum eingeschaltet, so steigt der Motorankerstrom wieder an. Somit kann der Motorstrom auf jedem beliebigen Wert gehalten werden, indem die Einschaltzeiten des Choppers verändert werden. Während der Zeiten, zu denen der Chopper eingeschaltet ist und der Strom zum Kondensator 46 und zur Induktivität L₂ fließt, steigt die am Kondensator anliegende Spannung V_c an. Ist der Chopper ein- und somit auf Durchlaß geschaltet, sperrt das Ventil 34, der Kondensator 46 entlädt sich ins speisende Netz und die an ihm anliegende Spannung fällt ab.

Kann das Netz eine weitere Generatorleistung nicht mehr aufnehmen, wird sich der Kondensator 46 nunmehr stärker während der Sperrzeit des Choppers aufladen, da kein Strom mehr zur Induktivität L₂ fließt, und sich andererseits langsamer während der Durchlaßzeiten des Choppers entladen, da nunmehr keine Last eine Entladung des Kondensators bewirkt. Insgesamt wird sich damit die Spannung am Kondensator 46 weiter erhöhen. Indem nun während der Sperrzeiten des Choppers der Thyristor 40 durch Zündung auf Durchlaß geschaltet wird, kann der Motorstrom in den Widerstandsbremskreis statt auf den Kondensator fließen und somit eine Entladung des Kondensators hervorrufen.

Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß die während des Bremsens in den Fahrmotoren erzeugte Leistung nur dann in den Widerstandsbremskreis 54 und die Speisespannungsquelle 57

ίο gespeist werden kann, wenn der Chopper ausgeschaltet und somit nichtleitend ist. Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß vorteilhafterweise nach Zündung des Thyristors 68 zur Ladung des Kondensator 72 und zur Erzielung einer negativen Vorspannung zur

Löschung des Thyristors 64 die gleiche negative Vorspannung auch dazu benutzt wird, den Thyristor 40 mit Sicherheit dann gesperrt zu halten, wenn die Ausschaltzeit des Choppers 30 beginnt. Indem der Thyristor 40 in Abhängigkeit von einem vorgegebenen

ao Mindestwert der Spannung V_c leitend wird, kann die von den Fahrmotoren beim Bremsen erzeugte Leistung fortwährend zwischen dem Widerstandsbremskreis 54 und der Speisespannungsquelle 57 in bestimmter Weise in Abhängigkeit von der Aufnahme-

*5 fähigkeit der Speisespannungsquelle bei einem vorher bestimmbaren und vorgebbaren Grenzwert der Spannung V_c verteilt werden. Die Spannung V_c und damit die an den Speisespannungspolen 28 und 29 anliegende Spannung isi ein Kriterium für die Aufnahmefähigkeit der Speisespannungsquelle 57. Der vorgegebene Grenzwert der Spannung V_c ist zweckmäßigerweise zumindest so hoch angesetzt, wie es auf Grund der zulässigen Sicherheitsspannung der Geräte, insbesondere der der Speisespannungsquelle 57, möglich ist.

Da die in den Fahrmotoren erzeugte Generatorleistung also nur während der Ausschaltzeuen des Choppers aufgenommen werden kann, ist eine bestimmte Aufteilung zwischen Nutzbremsung und Wider-Standsbremsung nur dadurch möglich, daß eine Ausschaltzeit entsprechend diesen Verhältnissen aufgeteilt wird oder daß bestimmte Ausschaltzeiten des Choppers der Widerstandsbremsung und die übrigen Ausschaltzeiten des Choppers der Nutzbremsung zu-

geteilt werden oder daß man eine Kombination beider Arten vornimmt. Indem der Thyristor 40 zu einem bestimmten Zeitpunkt der Sperrzeit des Choppers 30 gezündet wird, ist es möglich, einen bestimmten Anteil der Motor-Generatorleistung dem Kondensator 46

und der Speisespannungsquelle 57 zuzuleiten und einen anderen bestimmten Anteil auf den Widerstandsbremskreis 54 zu legen. Da der Widerstand des Widerstandsbremskreises 54 im Verhältnis zum Widerstand der Speisespannungsquelle 57 wesentlich kleiner ist, ist bei eingeschaltetem Widerstandsbremskreis dieser der Speisespannungsquelle 57 parallel geschaltet, derart, daß praktisch die gesamte Bremsenergie dem Widerstandsbremskreis zugeführt wird. Durch die Erfindung ist es mit Hilfe der vorteilhaften Steuerung des Thyristors 40 möglich, die Einrichtungin jedem gewünschten Maße innerhalb der durch das System gesetzten Spannungsgrenzwene im Nutzbremsbetrieb arbeiten zu lassen und sich den schnell wechselnden Lastbedingungen im Netz, auf der

Strecke und in der Speisespannungsquelle 57 beliebig anzupassen. Der Bremssteuerkreis 27 mit den verschiedenen Schaltungsmöglichkejten eines Schalters 130 hat die Aufgabe, zwei Möglichkeiten zur Zündung

df;s Thyristors 40 in Abhängigkeit von einem vorher bestimmbaren Spannungsgrenzwert V_CL der Kondensatorspannung V_c aufzuzeigen, um einen gewünschten Mischbetrieb zwischen Nutzbremsen und Widerstandsbremsen in Abhängigkeit von der Aufnahmefähigkeit der Speisespannungsquelle 57 zu erreichen.

Der Schalter 130 ist als zweipoliger Schalter mit den Kontakten 132 und 134 ausgebildet. Für die erfindungsgemäße Funktion der Anordnung ist es notwendig, daß der Kontakt 134 geschlossen ist. Zu- "> nächst sei jedoch der Schalter 130 mit geschlossenem Kontakt 132 gemäß der in Fig. 4 dargestellten Kontaktstellung näher untersucht. Eine der Kondensatorspannung V_c proportionale Spannung E_c wird mittels einer Anzapfung an einem mit dem Kondensator 46 verbundenen Spannungsteiler 138 abgegriffen und als Istwert über eine Zuleitung 136 auf den Eingang eines R^gel-Umkehrverstärkers 140 gegeben. Ein weiterer Eingang 142 des Regel-Umkehrverstärkers 140 erhält einen dem vorgebbaren Spannungsgrenzwert V_CL des Kondensators 46 verhältnisgleichen Spannungssollwert E_R. Der Ausgang 144 des Verstärkers 140 ist über einen Umkehrverstärker 146 und den Schalter 130 mit einem Eingang eines UND-Gatters 148 verbunden, dessen Ausgang über einen Impulsformer »5 ISO an die Steuerc'ektrode des Thyristors 40 gelegt ist. Der Impulsformer 150 kann beispielsweise aus einem Impulstransformator bestehen. Gemäß vorliegendem Beispiel sind das UND-Gatter 148 und der Impulsformer 150 derart ausgebildet, daß sie ein Zündsignal an den Thyristor 40 geben, sobald positive Signale an beiden Eingängen 147 und 152 des UND-Gatters anliegen.

Der Verstärker 140 ist derart eingerichtet, daß er die Kondensatorspannung V_c mit dem vorgebbaren Spannungsgrenzwert V_CL auf Grund der entsprechenden Signale E_c und E_n vergleicht, so daß in dem Augenblick, da die Spannung V_c die Spannung V_CL überschreitet, der Verstärker 140 ein Ausgangssignal bestimmter Polarität und Größe erzeugt, auf Grund dessen der weitere Verstärker 146 ein positives Signal auf die Leitung 147 gibt und damit den Thyristor 40 zündet, sofern der zweite Eingang 152 des UND-Gatters 140 ebenfalls mit einem positiven Signal belegt ist. «

In dem hier gezeigten Beispiel wird E_c als positiver Spannungswert zu dem gemeinsamen Eingang des Verstärkers 140 gegeben, während der Sollwert E_R als negativer Spannungswert an diesem Eingang liegt. Damit ist erreicht, daß bei einem Ansteigen der Kondensatorspannung V_c der Ausgangswert E_x des Verstärkers 140 sich vermindert, derart, daß er negativ wird. Übersteigt der absolute Wert von E_c den absoluten Wert von E_R, d. h. ist V_c größer als V_CL, so wird durch die Ausgangsgröße E_x am Eingang des Verstärkers 146 erreicht, daß dieser auf positiven Ausgang schaltet und somit ein positives Signal an den Eingang 147 des UND-Gatters 148 legt. Eine positive Spannung liegt ebenfalls an dem anderen Eingang 152 des UND-Gatters, wenn über die Leitung 80 ein Ausschaltsignal an den Chopper 30 gegeben wird. Auf Grund des Ausschaltsignals an den Chopper 30 gelangt eine negative Vorspannung sowohl an den Thyristor 64 wie auch an den Thyristor 40. Während der Sperrzeit wird die Spannung am Thyristor 40 zunächst negativ und dann positiv, da sich der Kondensator 72 in den Motorkreis entlädt. Zu dem Zeitpunkt, da die Spannung am Thyristor 40 durch den Nullpunkt geht und somit vom negativen in den positiven Bereich wechselt, können die Zündimpulse an den Thyristor 40 gegeben werden.

Eine Anzapfung der Spannung am Thyristor 40 wird zu einer Nulldurchgangsmeßeinrichtung 154 gegeben, die beispielsweise aus einem vorgespannten Schaltverstärker bestehen kann und ein positives Ausgangssignal an ihren Ausgang 156 gibt, sobald ihr Eingangswert vom negativen Signal zum positiven Signal wechselt. Die Nulldurchgangsmeßeinrichtung 154 ist mit einem invertierenden Eingangsanschluß 153 und mit einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß 155 versehen. Der Ausgangsanschluß 156 ist mit der Eingangsleitung 152 des UND-Gatters 148 verbunden. Auf diese Art und Weise wird ein positives Signal auf die Eingangsleitung 152 gegeben, wenn beim Umschalten auf Sperrung des Choppers 30 der Thyristor 40 gezündet werden kann.

Wie zuvor beschrieben, ist der Thyristor 40 so lange nicht gezündet, wie die Kondensatorspannung V_c niedriger als der vorgebbare Spannungsgrenzwert V_CL ist, so daß während dieser Zeit die Einrichtung im Nutzbremsbetrieb arbeitet und die gesamte Bremsenergie in die Speisespannungsquelle 57 gespeist wird. Sobald jedoch die Speisespannungsquelle 57 nicht mehr aufnahmefähig ist, was dadurch angezeigt wird, daß die Kondensatorspannung V_c den Spannungsgrenzwert V_CL übersteigt, so wird der Thyristor 40 gezündet, um den Widerstandsbremskreis ein- und auf den Widerstandsbremsbetrieb umzuschalten.

Bezugnehmend auf Fig. 6 zeigt das Diagramm a die Spannung Εγ am Chopper 30. Die jeweiligen Einschalt- und Ausschaltzeiträume für ein bestimmtes angenommenes Verhältnis von Einschaltzeit zu Ausschaltzeit sind eingezeichnet. Im Diagramm b zeigt die Kurve ^r _M den jeweiligen Motorstrom an. Die Diagramme c und d zeigen die entsprechenden Verläufe der Kondensatorspannung V_c und des vorgegebenen Spannungsgrenzwertes V_CL. Dabei ist für die Kurve nach c eine voll aufnahmefähige Speisespannungsquelle 57 angenommen. Die gesamte Ausschaltzeit des Choppers erstreckt sich auf den Nutzbremsbetrieb, da die Netzspannung V_c in keinem Zeitpunkt über dem vorgegebenen Spannungsgrenzwert V_CL liegt.

Im Kurvendiagramm d übersteigt di^ Spannung V_c den Spannungsgrenzwert V_CL zu einem Zeitpunkt i, der Ausschaltzeit des Choppers 30, zu dem ein Zündsignal an den Thyristor 40 gegeben wird. Im Zeitraum /₀ bis r, während der Sperrzeit des Choppers 30 liegt Nutzbremsbetrieb, im Zeitraum f, bis t₂ während dei Ausschaltzeit des Choppers 30 dagegen Widerstandsbremsbetrieb vor. Es ist dabei zu beachten, daß j< weniger aufnahmefähig die Speisespannungsquelle 5' ist, desto früher während der Sperrzeit des Chopper die Spannung V_c den Spannungsgrenzwert V_CL über schreitet und damit um so größer der Anteil des Wi derstandsbremsbetriebes während einer Ausschaltzei des Choppers ist.

Sobald also die Kondensatorspannung V_c de: Spannungsgrenzwert V_CL erreicht hat, wird der Thyri stör 40 gezündet und es wird auf Widerstandsbremi betrieb geschaltet. Der Thyristor 40 sperrt wiede dann, wenn der Chopper 30 eingeschaltet wir (Shunt-Effekt). Zum Sperrzeitpunkt des Choppers 3 ist der Thyristor 40 negativ vorgespannt, so daß ι im Sperrzustand verbleibt. Ist das Netz (Speisespai nungsquelle 57) noch nicht aufnahmefähig entspn

chend dem Maß der Spannung V_c, so wird der Thyristor 40 unmittelbar gezündet; ist das Netz teilweise aufnahmefähig, so wird die I adung des Kondensators 46 während der Durchlaßzeit des Choppers abgeleitet. Wird dann der Chopper 30 ausgeschaltet, so wird der Motorstrom den Kondensator wieder aufladen und den Laststrom für die Lasten liefern. Von Zeit zu Zeit wird die Kondensatorspannung während einer Schaltperiode wieder die Grenzspannung V_CL erreichen und damit veranlassen, daß der Thyristor 40 wieder eingeschaltet wird. Ist das Netz voll aufnahmefähig, so wird der Kondensator 46 sich niemals über den Wert der Grenzspannung V_CI aufladen und somit kein Grund gegeben sein, daß der Thyristor 40 überhaupt zündet.

Die soweit besprochene Einrichtung zur augenblicklichen Feststellung, ob das Netz für eine von den Motoren gelieferte generatorische Leistung aufnahmefähig ist (Beziehung von V₁ zu V₁₁ ) enthalt somit einen sofort wirkenden Schutz der einzelnen Elemente einschließlich des Choppers und einen gemischten Widerstands- und Nutzbremsbetrieb, wobei der jeweilige Anteil des einen oder anderen Bremsbetriebes zu jedem Zeitpunkt von der Aufnahmefähigkeit des Netzes bestimm: und vorrangig so weit wie möglich der ^utzbremsbetrieb eingeschaltet und der Widerstandsbremsbetrieb nur so weit wie nötig eingesetzt werden.

Die Vollkommenheit des zuvor beschriebenen Bremssteuerkreises 27 kann dadurch weiter gesteigert werden, daß entsprechend dem beanspruchten Erfindungsgedanken eine Sägezahnsollwertgröße gebildet wird, die eine bessere Stabilität und größere Genauigkeit der Phasensteuerung des Systems gewährleistet und darüber hinaus eine Frequenzmodulation verhindert, die durch Interferenz- bzw. Resonanzerscheinungen mit dem Zugsignalsystem entstehen könnte, das frequenzempfindliche Einrichtungen benutzt. Im vorliegenden Ausführungsheispie! wird das mit einem auf den Kontakt 134 umgelegten Schalter 130 erreicht, wodurch die Einrichtung in Wirkabhängigkeit von einem Sägezahngenerator 160 gestellt ist. Diese zusätzliche Einrichtung enthält einen Regelschaltverstärker 162 mit einem invertierenden Eingangsanschluß 164 und einem nichtinvertierenden Eingangsanschluß 166. Die Ausgangsgröße E₂ des Verstärkers 162 ist über den Schalter 130 mit der Eingangsleitung 147 des UND-Gatters 180 verbunden. Die Ausgangsleitung 144 des Regelumkehrverstärkers 140 liegt am Eingangsanschluß 164 des Verstärkers 162, während die Ausgangsgröße E_s des Sägezahngenerators 160 an dem Eingangsanschluß 166 des Regelverstärkers 162 liegt.

Der Sägezahngenerator 160 ist derart ausgestattet, daß er einen Sägezahn liefert, der zu dem Zeitpunkt beginnt, da der Chopper 30 ausgeschaltet wird und zu dem Zeitpunkt endet, da der Chopper 30 wieder einschaltet. Somit erstreckt sich der Sägezahn verlauf also über den Zeitraum, in dem der Chopper 30 ausgeschaltet und somit nichtleitend ist. Im vorliegenden Beispiel beginnt der Sägezahnverlauf positiv ansteigend an der Null-Linie gemäß dem in Fig. 6 nach Diagramm e angezeigten Kurvenverlauf E_s.

Der Sägezahngenerator 160 ist mit einer »flipflop-Einrichtung« ausgestattet, die den Beginn und das Ende eines jeweiligen Sägezahnverlaufes auf Grund von über zwei Leitungen vorgegebenen Signalen jeweils schaltet. Das erste Signal wird vom Ausgang 156 der Nulldurchgangsmeßeinrichtung 154 abgegeben ,sobald der Chopper 30 sich im ausgeschalteten Zustand befindet. Die zweiten Ausschaltsignale werden von dem für die Einschaltsignale vorgesehenen Ausgang 104 der Chopper-Steuereinrichtung 32

abgegeben, wann immer Einschaltsignale für den Chopper 30 anstehen. Sobald die »flip-flop-Einrichtung« 168 in Gang gesetzt ist, erscheint ein Ausschahsignal am Transistor 170, der an einen Kondensator 172 angeschlossen ist und es ermöglicht, daß sich der

ίο Kondensator von einer Konstantstromquelle 174 auflädt. Die Kondensatorspannung (Sägezahn-Signal) wird an eine Emitter-Folgeschaltung 176 gegeben, deren Ausgang mit dem Eingangsanschluß 166 des Verstärkers 162 verbunden ist. Wird die »flip-flop-Einrichtung« ausgeschaltet, so erscheint ein Einsen ahsign al am Transistor 170, so daß der Kondensator 172 kurzgeschlossen ist, sich entladt und somit den Sägezahn beendet.

Der Regelschaltverstarker 162 ist derart ausgestat-

tet, daß er ein positives Ausgangssignal E, abgibt, sobald E_s großer wird als £_v. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das dadurch erreicht, daß die Spannung E an den invertierenden Anschluß 164 des Regelschahverstärkers 162 und das Sägezahnsignal an

»5 den nichtinvertierendep Eingang 166 gegeben wird.

Die entsprechenden Kurvenverläufe sind in den

Diagrammen e. f und g in Fig. 6 dargestellt. Der

Faktor G in Verbindung mit den entsprechenden Kurven^erläufen bedeutet, daß die Verstärkung des Verstärkers 140 durch den Verstärkungsfaktor CJ beim Kurvenverlauf mitberu< ksichtigt wird. Wahrend bei der zuersi genannten Einrichtung der vorgegebene Spannungsgrenzwert V_n grundsätzlich konstant ist und durch den Wert E_x repräsentiert ist, ist der vorgegebene Spannungsgrenzwert V_(l bei der zuletzt beschrcbenen Anordnung (Sägezahn-Funktion> nicht mehr konstant und wird durch die Gleichung Er ⁺ ι; ' £.v vorgegeben. In beiden Fallen kann eine Eichung der Anordnung dadurch erzielt werden, daß

mit Hilfe eines Sollwert-Potentiometers 180 auf den Wert E_R eingeregelt wird. Der Kurvenverlauf / zeigi die Zündimpulse, wie sie an den Thyristor 40 negeben werden. Aus den Kurvenverläufe.1 ist ersichti.ch, daß je größer der die Kondensatorspannung repräsentie-

rende Wert E₁ ist, um so mehr der Zündwinkel des Thyristors 40 vorrückt und umgekehrt. Somit wird durch die zusätzliche Eingabe einer Sägezahnfunktion in die zweite Anordnung eine stabile und genaue Phasensteuerung in Abhängigkeit von der Kondensator-

spannung V_c erreicht. Es sei darauf hingewiesen, daß E_s den Wert E_x überschreitet, sobald V_c den vorgegebenen Spannungsgrenzwert V₁₁ überschreitet. Auf diese Art und Weise wird bei beiden Anordnungen der Widerstandsbremskreis 54 in Abhängigkeit davon betrieben, daß die Kondensatorspannung V_c einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Wie zuvor beschrieben, kann eine Eichung oder Vorgabe des Grenzwertes durch Einregeln des Potentiometers 180 erreicht werden.

Dabei wird der Zündzeitpunkt des Thyristors 40 so lange nicht vorgerückt, bis dieser vorgegebene Wert erreicht ist. Ist das Netz voll aufnahmefähig, bevor dieser Grenzwert erreicht wird, wird die gesamte Bremsenergie als Nutzbremsenergie verwertet. Ist dagegen das Netz bei Erreichen des Grenzwertes nicht voll aufnahmefähig, so wird der Zündzeitpunkt des Thyristors 40 so lange vorgeschoben, bis das Netz so viel von der Generatorleistung wie möglich aufnimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Anordnung zur gemischten Nutz- und Widerstandsbremsung, insbesondere für elektrische Triebfahrzeuge, bei der mindestens ein im Bremsbetrieb als Generator arbeitender Gleichstrommotor über einen Thyristoren enthaltenden Chopper elektrische Energie in die Speisespannungsquelle oder in einen aus einer Serienschaltung eines Thyristors und eines Bremswiderstandes gebildeten Strompfad speist, wobei als Kriterium für die Un.ichaltung von Nutzbremsung auf Widerstandsbremsung die Spannung an den Speisespannungspolen benutzt ist, dadu rch gekennzeichnet daß ein Sägezahngenerator (16t),i zur Abgabe einer Sägezahnsollwertfunktion während der Sperrzeiten des Choppers (30) vorgesehen ist und die Sperrdauer des in Serie mit dem Bremswiderstand (38) angeordneten Thyristors (40) in Abhängigkeit steh' von der Größe der Regelabweichung zwischen dem jeweiligen einem bestimmten Zeitpunkt der Sperrdauer zugeordneten Wert der Sagezahnfunktion und der Differenz zwischen einem der jeweiligen Spannung zwischen den Speisespannungspolen (28, 29) der Speisespannungsql· ^iIe (57) entsprechenden Istwert und einem einer vorgegebenen Spannung entsprechenden Sollwert.