DE2245649A1

DE2245649A1 - Energieversorgungsanlage, insbesondere fuer einen reisezugwagen

Info

Publication number: DE2245649A1
Application number: DE19722245649
Authority: DE
Inventors: Herbert Seeger
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1972-09-16
Filing date: 1972-09-16
Publication date: 1974-03-21
Also published as: CH560612A5; AT331358B; ATA793673A; DE2245649B2

Description

Energieversorgungsanlage, insbesondere für einen Reisezuguagen Wenn Reisenzugswagen mit einer Klimatisierungs-Anlage ausgerüstet werden, sind zum Antrieb der zugehörigen kompressoren gewöhnlich Gleichstrommotoren vorgesehen, die aus der Überleitung des Eisenbahnnetzes über eine Zusammelschiene mit 1000 Volt Wechselspannung und einen Gleichrichter gespeist werden, Weitere in einem solchen Wagen befindliche Verbraucher, z. B. ein Batterieladegerät für oie Wagenbeleuchtung und eine Anlage zum Erwärmen von Brauchwasser, werden aus derselben Zugsammelschiene über einen Transformator mit Energie -versorgt. Die Eälteleistung der Klimatisierungsanlage wird durch Anderung der Drehzahl des Gleichstrommotors geregelt. Bisher geschieht das durch Ein- und Ausschalten eines Vorwiederstandes im Ankerkreis des Gleichstrommotors.
Wenn der Vorwiderstand ausgeschaltet ist, liegt der Motor an der Gleichrichter -Spannung von 1000 Volt; er läuft dann mit seiner Nenndrehzahl. Wenn der Vorv widerstand eingeschaltet wird, erzeugt er einen Spannungsabfall, der bei entsprechender Bemessung des Widerstandes 500 Volt betragen kann. Dann läuft der lotor, wenn seine Erregung nicht geändert wird, mit der halben Nenndrehzahl, so daß die Kälteleistung nur etwa halb so groß ist wie vorher.
Erfahrungsgemäß sind die Betriebsbedingungen einer solchen Klimatisierungsanlage im allgemeinen soV daß diese durchschnittlich etwa während GO % der gesamten Betriebszeit nur die halbe Kälteleitung abzugeben hat. Sonach läuft der Rotor zum Antrieb des Kompressors meistens nur mit der halben Nenndrehzahl. Hierbei geht ein dem Spannungsabfall am Vorwiderstand entsprechender Teil der vom Gleichrichte abgegebenen Energie verloren.
Demgegenüber liegt Qer in den Patentansprüchen gekennzeichneten Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Wirtschaftlichkeit einer solchen Energieversorgungsanlage zu verbessern. Die E findung bringt den Fortschritt, daß eine nahezu verlustlose Zweistufenregelung des Gleichstrommotors erzielt wird. Dabei kann nan unter Umständen nicht nur den erwähnten Vorwiderstand, sondern auch den bisher benötigten Anlaßwiderstand einsparen. Denn wenn die Drehzahl erfindungsgemäß ohne Verwendung eines Vorwiederstandes z.B. auf die halbe Nenndrehzahl herabgesetzt wird, ist auch ohne Anwendung eines Anlaßwiderstandes der Einschalt-Stromstoß unschädlich.
Die Zeichnung ist in Schaltbild einer ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes bildenden Energie-Versorgungsanlage eines Reisezugwagens.
An einer Zugsanmielschiene 1, die sich durch alle Wagen eines Eisenbahnzuges fortsetzt und über einen Transformator und den Strommbnahme-Bügel der Lokomotive mit dem Fahrdraht des Eisenbahnnetzes verbunden Jt, liest eine Wechselspannung von 1000 Volt. An die Zugsammelschiene 1 ist über eine Sicherung 2 und ein Hauptschütz 3 die Primärwicklung 4 eines Transformotors - nit einem Ende angeschlossen, während das andere Ende geerdet ist. Eine Sekundärwicklung 5 des Transfornators speist ein einen Gleichrichter enthaltendes Batterie-Ladegerät 6, an das über eine Glättungsdrosse1 7 die zu ladende Akkumulatorenbatterie 8 angeschlossen ist. Eine weitere Sekundärwicklung 9 des Transformators speist über eine Sicherung 10 und einen Trennschalter 11 eine Anlage 12 zum Erwärmen von Brauchwasser.
Zum Antrieb eines nicht dargestellten Kompressors der Klimatisierungsanlage des Reisezugwagens dient ein Gleichstrommotor, dessen Anker mit 13 bezeichnet ist. Er erhält Strom aus einem Gleichrichter 14, der aus vier Dioden in G:raetzschaltung besteht und der durch Leitungen 15, 16 an die Enden der Primärwicklung 4 und damit an die Spannung zwischen der Zugsammelschiene und der Erde angeschlossen ist.
Eine der Klemmen des Ankers i3, die mit 17 bezeichnet ist, ist durch eine Leitung 18 über eine Sicherung 19 mit deri Pluspol 20 des Gleichrichters verbunden. Die andere Klemme 21 des Ankers 13 ist durch eine Leitung 22 über einen Widerstand 23, einen Anlaßwiderstand 24 und einen Trennschalter 25, der durch ein Relais 26 betätigt wird, mit dem I4inuspol 27 des Gleichrichters 14 verbunden.
Der Gleichstrommotor hat eine Nebenschluß-Erregung.
Die Erregerwicklung 28 ist durch eine Leitung 29 einerseits an die Leitung 18 und andererseits über einen Widerstand 30 an die Leitung 22 in einem Punkt 31 angeschlossea, der zwischen dem Minus-Pol 27 des Gleichrichters und dem Trennschalter 25 liegt.
Von einem Punift 32 zwischen dem Widerstand 23 und dem Anlaßwiderstand 24 ist eine Leitung 33 abgezweigt, in welcher hintereinander ein Anlaßwiderstand 34, ein Trennschalter 35, der v@@@@@ inem Relais 36 betätigt wird, und eine Sperrdiode 37 angeordnet sind. Die Leitung 33 ist an die Primärwicklung 4 als Mitten-Anzapfung in einem Punkt 38 angeschlossen.
Die Sperrdiode 37 ist so angeordnet, daß sie einen Stromfluß von dem Punkt 38 zu dem Punkt 32 verhindert.
Im Nebenschluß zu den beiden Anlaßwiederständen 24 und 34 liegen Trennschalter 39 bzw. 40, die von Relais 41 bzw. 42 betätigt werden.
An die Leitungen 15, 16 ist ferner eine Heizungsanlage 43 über einen Trennschalter 44 und eine Sicherung 45 angeschlossen.
Wenn der Trennschalter 25 geschlossen ist, wird der Gleichstrommotor 13, 28, nachdem das Hauptschütz 3 geschlossen ist, mit der vollen Spannung von 100() Volt betrieben, die als Gleichspannung an den Polen 20 und 27 des Gleichrichters 14 liegt. eim Einschalten ist der Trennschalter 39 geöffnet, so daß der Anlaßwiderstand 24 wirksam ist. Nach dem Anlaufen des Motors wird dieser durch Schließen des Trennschalters 39 kurzgeschlossen. Der Motor Läuft dann mit seiner Nenndrehzahl.
unter Umständen kann man den Anlaßwiderstand 34 weglassen. Denn wenn die Ankerklemme 21 statt mit dem Minus-Pol 27 des Gleichrichters mit der Mitten-Anzaprfung 38 der Primärwicklung 4 verbunden ist und demgemäß der Motor nur unter der halben Spannung der Zugsammelschiene steht, tritt beim Einschalten des Motors niir ein mäßiger Stromstoß auf, der auch ohne Anlaßwiderstand 34 dem Motor nicht schadet. Dann kann auch der Anlaßwiderstand 24 entfallen, da das Relais 26 gegenüber dem Relais 36 so verblockt ist, daß es den Schalter 25 erst schließt, wenn nach dem Schließen des Schalters 35 der Motor hunter 500 Volt angelaufen ist.
IJnabhängig davon, ob die Ankerklemme 2i mit dem Minus-Pol 27 des Gleichrichters oder mit der Mitten-Anzapfung 38 der Primärwicklung 4 verbunden ist1 bleibt die Verbindung der Erregerwicklung 28 mit den beiden Polen 20 und 27 des Gleichrichters 14 aufrechterhalten. Die steht daher immer unter der Spannung von 1000 Volt, so daß die Erregung des Motors unverändert bleibt. Demzufolge ist die Drehahl des rotors proportional der Anker-Spannung.
Im Rahmen der Erfindung würde es auch liegen, wenn nicht die vom Minus-Pol 27 des Gleichrichters ausgehende Leitung 22, sondern die vom Plus-Pol 20 ausgehende Leitung 18 durch einen Trennschalter nicht r.b unterbrochen werden könnte und wenn/die Ankerklemme 21, sondern die Ankerklemme 17 über die Sperrdiode 37 an die Mitten-Anzapfung 38 der Primärwicklung 4 anschaltbar wäre.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Energieversorgungsanlage, insbesondere für einen Reisezugwagen, mit Verbrauchen, die aus einem Wechselspannungsnetz über einen Transfornator gespeist werden, und mit einem Gleichstrommotor, der über einen Gleichrichter an des Wechselspannungs netz angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ankerklemme (21) des Gleichstrommotors (13, 28) abschaltbar ist von dem einen Pol (27) des Gleichrichters (14) und über eine Sperrdiode (37) anschaltbar ist an eine Mitten-Anzapfung (38) der Primärwicklung (4) des Transformators.

2. Energieversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nebenschluß-Erregung des Gleichstrommotors (13, 28) die Erregerwicklung (28) unabhängig von den Schaltern (25, 35), die sich zwischen der einen Ankerklemme (21) des Gleichstrommotors und dem einen Pol (27) des Gleichrichtern bzw. der Mitten-Anzapfung (38) der Primärwicklung des Tranformators befinden, an die Pole (20, 27) des Gleichrichters angeschl-ossen bleibt

3. Energieversorgungsanlage nach Anspruch i der 2t dadurch gekennzeichnet, daß fllr den Gleichenstrommotor kein Anlaßwiderstand vorgesehen ist.