DE2165948A1

DE2165948A1 - Verfahren und anordnung zur bremsung von auf bremswiderstaende arbeitenden reihenschlussmaschinen

Info

Publication number: DE2165948A1
Application number: DE19712165948
Authority: DE
Inventors: Guenter Ciessow; Helmut V Dipl Ing Moellendorff
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-12-30
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1973-07-05

Description

Verfahren und Anordnung zur Bremsung von auf Bremswlderstande arbeitenden Reihenschlußmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bremsung von auf Bremswiderstände arbeitenden Reihenschlußmaschinen.
Für Widerstandsbromsung finden vor allem zwei Grundverfahren in z.T. abgewandelten Ausführungen Anwendung; die eigenerregte und die fremderregte Bremse. Die eigenerregte Bremse zeichnet sich dadurch aus, daß Ankerstrom und Feldatrom gleich sind.
Die Bremskraft wird durch Änderung des Bremswiderstandes eingestellt. Als Vorteil der eigenerregten Bremse ist noch zu werten, daß man keine Hilfsspannungsquellen braucht, um das Feld zu erregen. Jachtoilig ist der verzögerte und von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängige Einsatz der Bremse, die darüber hinaus nicht bis zum Stillstand wirksam ist.
Bei der fremderregten Widerstandsbremse kann der Feldstrom abhängig von der Geschwindigkeit oder vom Ankerstrom vorteilhaft so geändert werden, daß sich eine konstante Bremskraft über einen großen Geschwindigkeitsbereich bei gleichbleibendem Widerstand ergibt. Nachteilig dagegen ist die erforderliche Hilfserregung.
Durch die Erfindung sollen die Vorteile beider Bremsarten zweckmäßig kombiniert werden. Diese Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Feldwicklung der Maschine zunächst ein erheblicher Teil des Ankerstroms über einen variablen Shunt entzogen wird, daß der Shunt mit Abnahme der Maschinendrehzahl in seinem Widerstandswert erhöht und vom Zeitpunkt des die Feldwicklung voll durchfließenden Änkerstroms der Bremswiderstand in verringert wird.
In-*iner Anordnung zur Durchtihrung des Verfahrens findet als variisrbarr Shunt ein über einen Thyristor getakteter Nebenschlußwiderstand Verwendung. Vorteilhafte Schaltungsmöglichknien und lusgestaltungen gehen aus der Beschreibung hervor.
Anhand von schematischen Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 Motorstromverläufe beim Bremsvorgang, Fig. 2 eine einmotorige Bremsschaltung, Fig. 3 eine zweimotorige verkreuzte Bremsschaltung, Fig. 4 eine zweimotorige Bremsschaltung mit reihengesohalteten Feldern, Fig. 5 eine Schaltung mit Direktpulsung der Felder.
Fig. 1 zeigt den Verlauf verschiedener Motorströme I in Abhängigkeit von der abnehmenden Geschwindigkeit beim Bremsen. Dabei stellt IA (Vollinie) den sich einstellenden Ankerstrom und 1F (gestrichelt) den erforderlichen Feldstrom dar, um zu einem dem gewünschten, über einen weiten Geschwindigkeitsbereich konstanten Bremsmoment entsprechenden Bremsstrom 1B (strichpunktiert) zu gelangen. Von einer eigenerregten Bremse eines Reihenschlußmotors ausgehend, bei dem 1A stets gleich Ip ist, muß hierzu, wie ersichtlich, bei höheren Geschwindigkeiten der Feldstrom IF wesentlich kleiner als 1A gehalten werden. Mit abnehmender Geschwindigkeit muß er dagegen bis zu einem Wert gesteigert werden, an dem beide Ströme wieder gleich sind. Der Differenzstrom zwischen 1A und 1F wird nach der Erfindung über einen kennliniengefuhrten Regler dem Feld entzogen.
Fig. 2 zeigt eine nach diesem Prinzip arbeitende Schaltung für eine einmotorige Bremse. Darin ist mit 1 der Anker und 1' die zugehörige Feldwicklung eines Reihenschlußmotors bezeichnet, der bei Bremsung auf einen in Stufen unterteilten Bremswiderstand 10 arbeitet. Mit 11 sind die zugehörigen Stufenschütze für die Bremswiderstandsvariationen angedeutet. Der Feldwicklung 1 1' ist ein Nebenschlußwiderstand 5 parallelgeschaltet, der von einem in Reihe liegenden Thyristor 6 getaktet wird. Das Verhältnis von Einschalt- zur Ausschaltiauerbestimmt dabei den Widerstandswert des Nebenschlußwiderstandes, über den der zu Fig. 1 bereits zitierte Differenzstrom zwischen 1A und 1F vom Feld abgezogen wird. Der den Thyristor 6 beeinflussende Regler ist nicht näher dargestellt. Hier sind bekannte typen einsetzbar. Bis zum Punkt X1 in Fig. 1 wird der Wert des Nebenschlußwiderstandes 5 allmählich vergrößert. Der Feldstrom IF erreicht schließlich den Wert des Änkerstroms IA Der Ankerstrom 1A ist jedoch stark abgesunken und hat die Bremskraft vermindert. War bis dahin der Bremswiderstand 10 voll eingeschaltet, so muß er nun, um die Bremskraft aufrechtzuerhalten, stufenweis verringert werden. Es wird deshalb eine Stufe des Breiswiderstandes mit einem Stufenschütz 11 kurzgeschlossen. Der Ankerstrom 1A springt daraufhin wieder auf einen höheren Wert und fällt nach der Notorkennlinie allrmahlich ab. Der Feldstrom IF wird dabei erneut zur Bremsmomentkonstanz variiert. Der Vorgang ist mehrfach wiederholbar. Bei Punkt 12 ist 1F wieder gleich IA, der Motor bei vollem Feld jedoch bereits kurzgeschlossen. Da keine Bremswiderstandsverkleinerung oder Feldbeeinflussung mehr möglich ist, gehen nun 1F - IA gegen Null. Von diesem Punkt, d.h. ab einer gewissen Minimalgeschwindigkeit, ist daher das Bremsmoment nicht mehr auf seinem Wert zu halten und fällt ab. Ersichtlich wird jedoch die weite KOnstanz des Bremsmoments.
Fig. 3 zeigt eine verkreuste Bremsschaltung für zwei Motoren, Dabei sind für gleiche Bauelemente wldEr gleiche Bezugszeichen vorgesehen. Mit 1 und 1' sind Anker und Feldwicklung des einen Motors, mit 2 und 2' die des anderen Motors bezeichnet.
7 und 8 zeigen übliche Ausgleichswiderstände, in deren mittleren Anschlußpunkt nunmehr der taktende Thyristor 6 angeschlossen ist. Der Thyristor 6 beeinflußt hierbei gleich die Felder 1' und 2' beider Motoren, wobei die Ausgleichswider stände 7 und 8 als getaktete Nebenschlußwiderstände dienen.
10 ist der Bremswiderstand, 11 sind die Stutenschitze. Die Funktion der Schaltung entspricht praktisch der nach Fig. 2 und braucht nicht widerholt zu werden. Die Schaltung kann sich zwar selbst erregen; man muß Jedoch dafür Sorge tragen, daß der Löschkondensator des Thyristors 6 (die Löscheinrichtungen sind der ¢bersichtlichkeit wegen fortgelassen) stets geladen bleibt, weil sonst die Takteinrichtung nicht arbeitet. Für schnelleres Ansprechen der Schaltung kann diese im übrigen auch mit einer bekannten Vorerregung aus Batterien ausgestattet werden. Eine besonders einfache Schaltung hierzu ist der Fig. 4 zu entnehmen. Bei dieser Zweimotorenschaltung (Motoren 1,1' und 2,2') liegen die Feldwicklungen 1' und 2' in Reihe zu den parallelgeschalteten Ankern 1 und 2. Parallel zu den Feldwicklungen liegt der Nebenschlußwiderstand 5, der vom Thyristor 6 getaktet wird. Bei dieser Schaltung läßt sich in ganz besonders einfacher Weise die Vorerregungsbatterie 3 einfügen. In diesem Zweig sind mit 4 ferner ein Stromabgrenzungswiderstand und mit 9 eine Sperrdiode angegeben. 10 stellt wieder den Bremswiderstand, 11 die zugehörigen Stufenschütze dar. Als spezieller Vorteil läßt sich für diese Schaltung anfahren, daß man zur Speisung der Feldwicklungen 1' und 2' den doppelten Ankerstrom 1A der parallelen Notoranker 1,2 zur Verfügung hat. Das bedeutet, daß noch bis zu recht kleinen Fahrgeschwindigkeiten genügend Ankerstrom vorhanden ist, um das Feld voll zu erregen. Auch hat das Taktgerät, das eine gewisse Betriebsspannung braucht, etwas mehr Spannungszur Verfürung. Die Funktion dieser Schaltung entspricht ebenfalls den schon beschriebenens In manchen Anwendungsfälien ist es jedoch günstiger, nicht einen parallelen Pfad zu der oder den Feldwicklungen zu schaffen, Jeil starke Feidschwächung im oberen Drehzahlbereich fast den gesamten Ankerstrom über den Gleichstromsteller fließen läßt. Dieser muß deshalb für hohe Ströme ausgelegt sein. Bei sehr hohen Bremsströmen ist es unter Umständen gunstiger, den Feldstrom direkt zu steuern, wie es Fig. 5 zeigt.
Diese Figur stellt eine modifizierte Schaltung der Fig. 4 dar. AuBer den gleichen Bauelementen wie in Fig. 4, die das gleiche Bezugszeichen tragen, ist nunmehr ein taktender Ehyristor 12 den Feldwicklungen 1', 2t direkt vorgeschaltet, und es ist ein Freilaufventil 13 für die Strompausen vorgesehen. Mit 14 ist noch ein Parallelwiderstand angegeben, der den Ankerstrom auch während der Feldpausen aufrechterhält.
Durch die Erfindung können die Vorteile einer eigenerregten Bremse mit denen der fremderregten Bremse in günstiger Weise kombiniert werden.
7 Seiten Beschreibung 7 Patentansprüche 2 31. Zeichnungen

Claims

Pat entansrüche 1. Verfahren zur Bremsung von auf Bremswiderstände arbeitenden Reihenschlußinaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldwicklung (1') der Maschine zunächst ein erheblicher-Teil des lnkerstroms über einen vartierbaren Shunt entzogen wird, daß der Shunt mit Abnahme der Maschinendrehzahl in seinem Widerstandswert erhöht und vom Zeitpunkt des die Feldwicklung voll durchfließenden Ankerstroms der Bremswiderstand (10) verringert wird.
2.) Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Shunt ein über einen hyristor (6) getakteter Nebenschlußwiderstand (5) Verwendung findet.
3.) Inordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine zweimotorige verkreuzte Bremsschaltung mit Äusgleichsquerwiderstand (7,8) der taktende Thyristor (6) zwischen den Ausgleichswiderstanden (7,8) und die Verbindung der Feldwicklungen (1', 2S) gelegt ist (Fig. 3).
4.) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine zweimotorige Bremsschaltung mit parallelgeschalteten Ankern (1,2) und reihengeschalteten Feldwicklungen (1',2') beide Feldwicklungen gemeinsam durch einen getakteten Nebenschlußwiderstand (5) überbrückt sind (Fig. 4).
5.) Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorerregungsbatterie (3) den Feldwicklungen (12 7 2') parallelgeschaltet ist.
6.) Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrdiode (9) Kreisströme von der Batterie (3) über die Feldwicklungen (1', 2') verhindert.
7.) Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklungen (1', 2') von einei Thyristor (12) direkt getaktet werden, wobei der Reihenschaltung von Feldwicklungen (1', 2') und Thyristor (12) ein Parallelwiderstand (14) und den Feldwicklungen (1', 2') ein Freilaufventil (13) parallelgeschaltet ist.

L e e r s e i t e