DE2124903C3 - Anordnung zur Feldschwächung von Gleichstromreihenschlußmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Feldschwächung von Gleichstromreihenschlußmotoren, a§ insbesondere Fahrmotoren elektrischer Triebfahrzeuge, bei der der Motorfeldwicklung ein induktiver Shunt mit in Reihe liegendem ohmschen Feldschwächenwiderstand variierbarer Größe paralleigeschaltet ist

Solche Feldschwächenanordnungen sind in der Praxis bekannt und werden als Mittel der Drehzahlvariation nach einem durch Anfahrwiderstandsabschaltung unterteilten Reihen- und anschließendem Parallel-Fahrbereich eingesetzt Der Erregergrad der Motoren wird dabei durch mehrere Feldschwächstufen von etwa 80% Jo bis auf ca. 30% herabgesetzt Neben einem stufenweisen Kurzschließen der Feldschwächwiderstände durch Schütze ist auch bereits vorgeschlagen worden, den Feldschwächwiderstand mit Thyristorenelementen zeitabhängig kurzzuschließen, d.h. zu takten und so in seinem Widerstandswert zu variieren. Diese Lösung zeichnet sich durch besondere Einfachheit in der Schaltung und kontinuierliche Einstellmöglichkeiten aus.

Bei den geschilderten Anordnungen kann es zu Motorgefährdungen kommen, wenn im Feldsdhwächungszustand Netzkurzschlüsse auftreten. Die Motoren arbeiten in solchen Fällen als Generatoren auf einen Kurzschluß, bei dem sich das Feld durch den Freilauf über den Feldschwächungsnebenschluß nur langsam selbst abbaut, wobei sich der Motor- bzw. hier Generatorstrom verhältnismäßig lange über den äußeren Kurzschlußpfad hält Bei Schützensteuerungen verläuft dieser Strom im wesentlichen über die kurzschließenden Schützenkontakte. Die Folge ist ein so Verschmoren dieser Kontakte neben der unverhältnismäßig hohen Belastung des Feldschwächungs-Motorpfades. Bei Schaltungen mit Thyristortaktung des Feldschwächungswiderstandes liegen die Verhältnisse zwar schon günstiger, weil der Thyristor automatisch bei Stromumkehr löscht, Kontakte nicht vorhanden sind und auch der Anteil der Gegenerregung höher wird. Es verbleiben jedoch die eventuellen Folgen der hohen Belastung des Motors und des Feldschwächungspfades, verbunden mit häufigem Rundfeuer der Komniütatpren.

Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache Weise einen sicheren Schutz des Motors gegen äußere Netzkurzschlüsse zu schaff en, der Kurzschlußströme im Bereich des Feldschwächpfades ausschließt und auch Rundfeuer am Kommutator verhindert Diese Aufgabe wird für eine Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zu dem Shunt und dem Feldschwächwiderstand ein beim Motorbetrieb in Durchlaßrichtung betriebenes, nicht steuerbares Halbleiterventil in Reihe geschaltet ist

Durch die Erfindung wird beim Obergang in den Generatorbetrieb (Netzkurzschluß) ein ausschließlicher Weg des Kurzschlußstromes über die Feldwicklung erzwungen. Die Gegenerregung setzt nach Art einer Selbstmordschaltung die vorhandene Erregung praktisch sofort herab und begrenzt den Kurzschlußmotor auf ungefährliche Ayerte. Von besonderem Vorteil ist die einfache Nachrüstbarkeit bereits vorhandener Motorschaltungen, gleich, ob diese mit thyristor- oder schützengesteuerten Feldschwächungseinrichtungen ausgerüstet sind.

Zum Schutz von Gleichstrom-Reihenschlußmotoren gegen Wiedereinschaltung bei Feldschwächung ist bereits eine Anordnung bekannt geworden, bei der ein in Reihe mit einem Feldschwächungswiderstand liegendes steuerbares Ventil (Thyristor) Verwendung findet (DE-AS 12 57 257). Eine solche Anordnung hat jedoch nichts mit der Problemstellung der vorliegenden Erfindung zu tun und unterscheidet sich darüber hinaus durch andersartigen und teuereren Aufbau.

An Hand von zwei Anwendungsmöglichkeiten wird die Erfindung im nachstehenden näher erläutert, wozu auf die Zeichnung verwiesen wird.

Es zeigt

F i g. 1 einen Motor mit schützengesteuerter Feldschwächung,

Fig.2 einen Motor mit thyristorgetakteter Feldschwächung.

In den Figuren ist mit 1 der Anker und mit 2 die Feldwicklung eities Reihenschlußmotors aufgezeigt Ober einen Nebenschluß mit reihengeschalteten Einzelelementen, bestehend aus einem induktiven Shunt 3, einem ohmschen Feldschwächungswiderstand 4 und einem Ventil 5, erfolgt die Feldschwächung des Motors. Der Feldschwächungsgrad wird durch den ohmschen Feldschwächungswiderstand 4 allmählich überbrückende Mittel, in Fig. 1 den Schützenkontakten 6 und in Fig.2 den taktenden Thyristor 7, eingestellt Sobald sich bei einem Netzkurzschluß die Stromrichtung im Motor Umkehrt, sperrt das Ventil 5 umgehend den Feldschwächungspfad mit den Elementen 3,4,6 bzw. 7, und der Ankerstromverlauf wird über die Feldwicklung 2 erzwungen. Damit ergeben sich die bereits geschilderten Vorteile.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur Feldschwächung von Gleichstromreihenschlußmotoren, insbesondere Fahrmotoren elektrischer Triebfahrzeuge, bei der der Motorfeldwicklung ein induktiver Shunt mit in Reihe liegendem ohmschen Feldschwächenwiderstand variierbarer Größe parallelgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Shunt (3) und μ dem Feldschwächenwiderstand (4) ein beim Motorbetrieb in Durchlaßrichtung betriebenes, nicht steuerbares Halbleiterventil (5) in Reihe geschaltet ist

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