DE2202302C2 - - Google Patents

Description

Das Hauptpatent betrifft eine Einrichtung mit einem zwei Primärwicklungen aufweisenden Transformator zur Energie­ versorgung von Verbrauchern in einem Reisezugwagen mit elektrischer Energie gleicher Nennspannung aus der Heiz­ leitung, an der gegenüber Erde je nach Bahnnetz Wechsel­ spannungen von 1000 V oder 1500 V bzw. Gleichspannungen von 1500 V oder 3000 V anstehen, wobei die beiden elektrisch voneinander isolierten Primärwicklungen des Transformators - im Falle von Wechselspannungseinspei­ sung über schaltbare Anzapfungen unmittelbar zwischen der Heizleitung und Erde parallelgeschaltet sind und - im Falle von Gleichspannungseinspeisung einen Teil einer Thyristor-Wechselrichteranlage bilden und wobei die Thyristor-Wechselrichteranlage einen einzigen Wechselrichter in Mittelpunktschaltung besitzt, die beiden Primärwicklungen auch mit Bezug auf den Wech­ selrichter mit Anzapfungen ausgestattet sind und der Mittelpunkt zwischen den beiden Primärwicklungen über zu den entsprechenden Anzapfungen führende Schaltkon­ takte gebildet wird.

Nach dem Hauptpatent ist es bezüglich der Sekundärwick­ lungen des Transformators offengelassen, was für Wech­ selstrom-Verbraucher an sie angeschlossen werden. Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Energieversor­ gungsanlage nach dem Hauptpatent so gestaltet werden, daß sie insbesondere für solche Reisezugwagen geeignet ist, bei denen für eine Klimatisierungs-Anlage Kom­ pressoren mit Drehstrom-Antrieb verwendet werden. Dem­ gemäß wird hier vorgeschlagen, daß an eine Sekundär­ wicklung des Transformators über einen Gleichrichter ein Drehstrom-Umrichter angeschlossen wird, der die Energie für Drehstrom-Motoren liefert. Zweckmäßig be­ steht der Drehstrom-Umrichter aus drei Wechselrichtern, die mit je einem Spannungs-Konstanthalter ausgerüstet sind.

Die Zeichnung zeigt ein Schaltbild eines Ausführungs­ beispiels des Erfindungsgegenstandes.

Die Energie für die Verbraucher eines Reisezugwagens wird der durch den Zug hindurchgelegten Heizleitung 1 entnommen. Diese wird über den Fahrdrahtbügel der Lo­ komotive an das jeweilige Netz angeschlossen, und zwar an Gleichspannungsnetze von 3000 Volt und 1500 Volt unmittelbar und an Wechselspannungsnetze von 25 000 Volt und 15 000 Volt über einen Transformator, so daß an der Heizleitung 1 1500 bzw. 1000 Volt Wechselspan­ nung anstehen. In jedem Fall wird die Energie aus der Heizleitung 1 über Sicherungen 2, einen Trennschalter 3 und eine Leitung 4, zwei Primärwicklungen 5, 6 des Trans­ formators in Parallelschaltung zugeführt, die über ei­ ne Leitung 7 an die Erde gelegt sind. Zu den Primär­ wicklungen 5, 6 gehören zwei Sekundärwicklungen 8 bzw. 9. An die Sekundärwicklung 8 ist ein Batterie-Ladege­ rät 10 nach dem deutschen Patent 12 75 665 angeschlos­ sen, das eine Akkumulatorenbatterie 11 und parallel zu dieser liegende Gleichstrom-Verbraucher 12 speist. An die Sekundärwicklung 9 ist ein Gleichrichter 200 und an diesen ein Drehstrom-Umrichter 201 angeschlossen. Dieser besteht aus drei entsprechend geschalteten Wech­ selrichtern, die mit je einem Spannungs-Konstanthalter ausgerüstet sind. Demgemäß ist die Spannung an den Aus­ gangsklemmen 202 des Drehstrom-Umrichters 201 unab­ hängig von Änderungen der Eingangsspannung konstant. Der Drehstrom-Umrichter liefert Drehstrom an Drehstrom- Motoren zum Antrieb von Kompressoren für die Klimati­ sierungsanlage eines Reisezugwagens.

Jede der Primärwicklungen 5, 6 hat drei Anschlußstellen, und zwar Anzapfstellen I etwa in der Mitte jeder Pri­ märwicklung, Anschlußstellen III an den einander zuge­ kehrten Enden der Primärwicklungen sowie Anzapfstel­ len II, die zwischen den Stellen I und III liegen. Die Anzapfstellen I und II der Primärwicklung 5 können durch einen Schalter 14 wechselweise an die Leitung 4 ange­ schlossen werden, während die Anzapfstellen I und II der Primärwicklung 6 durch einen Schalter 16 wechselweise an die Leitung 7 angeschlossen werden können. Die An­ schlußstelle III der Primärwicklung 5 kann mittels ei­ nes Schalters 15 wahlweise an die Leitung 4 oder die Leitung 7 angeschlossen werden, während mittels eines Schalters 17 entweder die Anschlußstelle III oder die Anzapfstelle I der Primärwicklung 6 an die Leitung 4 angeschlossen werden kann.

Wenn an der Heizleitung 1 eine Wechselspannung von 1500 Volt aussteht, sind die Stelle I der Primär­ wicklung 5 durch den Schalter 14 und die Stelle III der Primärwicklung 6 durch den Schalter 17 mit der Lei­ tung 4 verbunden, während die Stelle II der Primärwick­ lung 6 durch den Schalter 16 mit der Leitung 17 ver­ bunden sind. Wenn an der Heizleitung 1 eine Wechsel­ spannung von 1000 Volt ansteht, werden die Anzapf­ stellen II anstelle der Anzapfstellen I mittels der Schalter 14 bzw. 16 mit der Leitung 4 bzw. 7 verbun­ den. Dann fließt - entsprechend der niedrigen Span­ nung - durch einen kleineren Teil jeder Primärwicklung 5, 6 Strom, so daß das Batterie-Ladegerät 10 und der Gleichrichter 200 durch die Sekundärwicklungen 8 bzw. 9 mit den betreffenden Wechselspannungen versorgt wer­ den.

Wenn an der Heizleitung 1 eine Gleichspannung ansteht, werden die Primärwicklungen 5 und 6 des Transforma­ tors als Bestandteile eines Umrichters verwendet, des­ sen Taktgeber in Fig. 1 schematisch angedeutet und mit 18 bezeichnet ist, während Fig. 2 Einzelheiten dieses Taktgebers zeigt.

Von den beiden einander entgegengesetzten Enden der Primärwicklungen 5 und 6 gehen zwei Leitungen 19, 20 aus, die in einem Punkt 21 vereinigt sind und von dort aus über eine Kommutierungs-Drossel 22 und einen ohmschen Widerstand 23 und eine Leitung 24 mit der Erde verbun­ den sind. In jeder der beiden Leitungen 19 und 20 lie­ gen mehreren Thyristoren 25, 26 bzw. 27, 28 in Reihen­ schaltungen so, daß ihre Kathoden dem Punkt 21 zuge­ wandt sind. Der Einfachheit halber sind in Fig. 1 nur je zwei Thyristoren hintereinanderliegend dargestellt. Man wird aber, um die anstehende Spannung so zu unter­ teilen, daß auf jeden Thyristor nicht mehr als die für ihn zulässige Spannung entfällt, eine entsprechend größere Zahl von Thyristoren hintereinanderschalten.

Der Taktgeber 18 ist durch Leitungen 29, 30, 31, 32 mit den Steuerelektroden der Thyristoren sowie mit Lei­ tungen 33, 34, 35, 36, mit deren Kathoden verbunden. Der Taktgeber 18 arbeitet in bekannter Weise mit ei­ nem Transformator, der an eine Gleichspannung ange­ schlossen ist und über zwei Transformatoren im Ge­ gentakt von zwei Sekundärwicklungen aus wechsel­ weise Zündströme an die eine Thyristoren-Gruppe 25, 26 oder an die andere Thyristoren-Gruppe 27, 28 liefert. Die von dem Taktgeber 18 benötigte Gleich­ spannung kann von der Akkumulatoren-Batterie 11 durch Leitungen 37, 38, 39, 40 geliefert werden, wenn zwei in der Leitung 38 liegende Trennschal­ ter 41, 42 geschlossen sind. Der Schalter 41 wird zwangsläufig zusammen mit dem Schalter 3 geschlos­ sen. Der Schalter 42 wird geschlossen, wenn die Energie aus einem Gleichspannungsnetz entnommen wer­ den soll.

Doch kann die Gleichspannung für den Taktgeber 18 auch von einer zusätzlichen Sekundärwicklung 43 des Transformators über einen Gleichrichter 44 ge­ liefert werden, der durch eine Leitung 45 parallel zu der Batterie 11 und den Leitungen 37, 39 ge­ schaltet ist. Eine Diode 44 a in der Leitung 39 ver­ hindert, daß von dem Gleichrichter 44 ein Ladestrom in die Batterie 11 fließt.

Damit jeweils, wenn die Thyristoren einer Gruppe, z. B. die Thyristoren 25, 26 gezündet sind, die Thyristoren der anderen Gruppe, z. B. 27, 28 gelöscht werden, liegt in einer Leitung, die zwei vor den beiden Thyristoren-Gruppen befindliche Punkte 46, 47 der Leitungen 19 bzw. 20 miteinander verbindet, ein Kondensator 48. Dieser wird, solange z. B. die Thyristoren 25, 26 gezündet sind, über die Primär­ wicklung 6 aufgeladen und beim Zünden der Thyristo­ ren 27, 28 entladen. Hierdurch liefert er an den Kathoden der Thyristoren 25, 26 eine Spannung die höher ist als die Spannung an deren Anoden, so daß diese Thyristoren gelöscht werden. In den Leitungen 19 und 20 befinden sich ferner zwischen den Punkten 46, 47 und den Primärwicklungen 5 bzw. 6 Dioden 49, 50 die verhindern, daß sich der Kondensator 48 über die Primärwicklungen 5 und 6 entlädt. Ferner ist das an die Erde angeschlossene Ende des Widerstandes 23 über Freilaufdioden 51 mit den einander entgegenge­ setzten Enden der Primärwicklungen 5, 6 verbunden.

Ferner ist die Leitung 4 mit der Erd-Leitung 24 über einen Kondensator 52 verbunden. In der Erd-Leitung 24 liegen Dioden 53.

Wenn an der Heizleitung 1 eine Gleichspannung von 3000 Volt ansteht, sind die beiden Anschlußstellen III an den einander zugekehrten Enden der Pri­ märwicklungen 5, 6 durch die Schalter 15 bzw. 17 mit der Leitung 4 verbunden, und der Schalter 42 ist geschlossen. Demgemäß fließen nach Maßgabe der von dem Taktgeber 18 ausgehenden Gegen-Takte wechselwei­ se Ströme in entgegengesetzten Richtungen, so daß die Sekundärwicklungen 8 und 9 entsprechende Wech­ selspannungen liefern.

Wenn an der Heizleitung 1 eine Gleichspannung von nur 1500 Volt ansteht, werden statt der Anschluß­ stellen III die Anzapfstellen I der beiden Primär­ wicklungen 5, 6 mittels der Schalter 14 bzw. 17 an die Leitung 4 angeschlossen, so daß nur ein Teil der Wicklungen 5, 6 von Strom durchflossen wird und die Sekundärwicklungen 8, 9 etwa die gleichen Wechsel­ spannungen liefern.

Claims (2)

1. Einrichtung mit einem zwei Primärwicklungen auf­ weisenden Transformator zur Energieversorgung von Verbrauchern in einem Reisezugwagen mit elektrischer Energie gleicher Netzspannung aus der Heizleitung, an der gegenüber Erde je nach Bahnnetz Wechselspan­ nungen von 1000 V oder 1500 V bzw. Gleichspannungen von 1500 V oder 3000 V anstehen, wobei die beiden elektrisch voneinander isolierten Primärwicklungen des Transformators - im Falle von Wechselspannungs­ einspeisung über schaltbare Anzapfungen unmittelbar zwischen der Heizleitung und Erde parallelgeschaltet sind und - im Falle von Gleichspannungseinspeisung einen Teil einer Thyristor-Wechselrichteranlage bilden und wobei die Thyristor-Wechselrichteranlage einen einzigen Wechselrichter in Mittelpunktschaltung besitzt, die beiden Primärwicklungen auch mit Bezug auf den Wechselrichter mit Anzapfungen ausgestattet sind und der Mittelpunkt zwischen den beiden Primär­ wicklungen über zu den entsprechenen Anzapfungen führende Schaltkontakte gebildet wird, nach Patent 21 24 390, dadurch gekennzeichnet, daß an eine Sekundärwicklung (9) des Transformators über einen Gleichrichter (200) ein Drehstrom-Umschalter (201) angeschlossen ist, der die Energie für Drehstrom- Motoren liefert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstrom Umrichter (201) aus drei Wechsel­ richtern besteht, die mit je einem Spannungs-Konstant­ halter ausgerüstet sind.