DE233433C - - Google Patents

Description

KAI

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 233433 KLASSE 20/. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. August 1909 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf die Steuerung elektrischer Motoren, insbesondere von Bahnmotoren, mit elektrisch gesteuerten Einzelschaltern, die sowohl mit Öffnungs- als auch mit Schließungsspulen versehen sind, also nachdem sie einmal in ihre geschlossene Stellung gebracht worden sind, nur durch Erregung ihrer Öffnungsspulen wieder geöffnet werden können. Es ist klar, daß bei Steuerungen dieser Art ein aus irgendeiner Ursache eintretendes Versagen der Hauptstromzuführung nicht die Wirkung haben kann, die bereits geschlossenen Einzelschalter wieder zu öffnen, falls deren Spulen von dem Hauptstromkreis erregt werden. Die nachherige Wiederherstellung ' der Hauptstromzuführung kann deshalb zur Folge haben, daß, wenn einige Einzelschalter in ihren geschlossenen Stellungen bleiben, die Motoren sogleich bei der Einschaltung die volle Spannung erhalten.

Zur Vermeidung dieses Übelstandes ist nach der Erfindung der zwischen Stromquelle und Motorstromkreis eingeschaltete, bei Ausbleiben der Spannung wirksame Stromunterbrecher so eingerichtet, daß nach erfolgtem Öffnen dieses Stromunterbrechers und Zurückführung des Hauptreglers in die abgeschaltete Stellung zum Wiederanstellen des Stromunterbrechers die Öffnungsspulen aller derjenigen Schalter, die nach Öffnung des Stromunterbrechers noch geschlossen waren, aus einer von dem Unterbrecher unabhängigen Stromquelle erregt werden, damit die Wiederinbetriebsetzung der Motoren der Anlage erst dann erfolgen kann, nachdem die zuvor geschlossen gewesenen Schalter wieder geöffnet worden sind. Diese Stromquelle kann z. B. bei Speisung von Wechselstrommotoren aus einem im Fahrzeuge mitgeführten Regelungstransformator letzterer selbst sein, wenn der Unterbrecher hinter dem Transformator, liegt; liegt aber der Unterbrecher vor dem Transformator, dann muß eine besondere Erregerstromquelle, etwa ein vor dem Unterbrecher an den Stromabnehmer angeschlossener Hilfstransformator, vorgesehen werden.

Fig. ι zeigt schematisch eine Wechselstromregelungsanlage nach der Erfindung, während Fig. 2 eine andere Ausführungsform darstellt.

Nach Fig. 1 werden zwei einphasige Kommutatormotoren 7, 8 von einer Fahrleitung 27 mit Wechselstrom über einen Einspulen-Haupttransformator 28 versorgt, der mit mehreren Anzapfpunkten 102, 112, 106, 105 versehen ist. Die Motoren 7, 8 haben Anker 18, 19, Feldmagnetwicklungen 9, 17 und Kompensationswicklungen 10, 20. Durch elektromagnetisch gesteuerte Schalter 1 bis 6 werden die Motoren 7, 8 an Punkte von nacheinander zunehmender Spannung des Einspulentransformators 28 angeschlossen, Die Schalter 1 bis 6 können nach

Art der bekannten Kniehebelschalter ausgeführt sein und sind mit je einer Öffnungsspule ii bis 16 sowie mit je einer Schließungsspule 21 bis 26 und schließlich mit je drei Verriegelungsschaltern 31 bis 36, 41 bis 46 und 51 bis 56 zwecks Sicherung einer bestimmten Reihenfolge des Arbeitens der betreffenden Schalter versehen. Die Schalter 1 bis 6 sind so eingerichtet, daß jedesmal zwei benachbarte Schalter zwei benachbarte Anzapfpunkte des Einspulentransformators 28 mit zAvei Leitern 48,49, zwischen denen ein Widerstand 47 liegt, verbinden. Durch Schalter ι und 2 wird hiernach der Widerstand 47 zwischen die beiden untersten Anzapf punkte, durch Schalter 2 und 3 zwischen den zweiten und dritten Anzapfpunkt usf. geschaltet. Der Widerstand 47 ist an einer mittleren Stelle an den Motorstromkreis angeschlossen. Zum beliebigen Umsteuern der Drehungsrichtung der Motoren dient ein Umsteuerungsschalter 58 bekannter Art, der durch Vermittlung von Elektromagneten 50, 57 in die eine oder andere Stellung bewegt werden kann.

Die Zuführung von Energie nach den öffnungs- und Schließungsspulen 11 bis 16 und 21 bis 26 der Schalter 1 bis 6 wird durch einen Hauptregler 29 von beliebiger Bauart geregelt. In Reihenschaltung mit dem Haupttransformator 28 sind ein Stromunterbrecher 30 und die Elektromagnetspule 39 eines Höchststromschalters 38 angeordnet. Der Anschluß des Transformators 28 an die Fahrleitung 27 wird durch einen Stromabnehmer 37 vermittelt. Der Stromunterbrecher 30 ist mit einer Festhaltespule 69 und einer Schließungs- oder Wiederanstellspule 40 versehen, die beide von dem Anzapfpunkt 90 eines Einspulen-Hilfstransformators 70 aus erregt werden. Wenn der Stromunterbrecher 30 sich in seiner offenen (unteren) Stellung befindet, ist der Punkt 90 des Hilfstransformators 70 auch an einen Leiter 100 angeschlossen. Der Hauptregler 29 hat eine Trommel mit Kontakten 59, 60, 67 und 68, die mit einer Reihe von Kontaktfingern 77 zusammenwirken. Ein den Fahrtrichtungsschalter 58 steuernder Schaltete mit Kontakten 79 und 80, die mit Kontaktfingern 87, 88 oder 88, 89 zusammenwirken, kann in die eine oder andere der beiden Stellungen f oder r bewegt werden. Der Hauptregler 29 hat außer der Ausschaltstellung 0-0 die Fahrstellungen α bis e. Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende: In der Nullstellung des Hauptreglers 29 ist ein Stromkreis von dem Punkte 90 des Hilfstransformators 70 aus durch die Wiederanstellspule 40 des Stromunterbrechers 30, Leiter 138, Kontaktfinger 97 des Hauptreglers, Walzenkontakt 68, Kontaktfinger 98 nach der Erdleitung 99 geschlossen; die somit erregte Wieder- anstellspule 40 schließt den Stromunterbrecher 30 und verbindet dadurch den Haupttransformator 28 über die Spule 39 des Höchststromschalters 38 mit der Fahrleitung 27. Der Fahrtrichtungssteuerschalter 78 wird nun in eine seiner Stellungen f oder r für Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt eingestellt, um so einen Stromkreis von dem Anzapfpunkt 102 des Haupttransformators 28 durch Leiter 100, Kontaktfinger 88 des Fahrtrichtungsschalters 78, Kontakt 79 oder Kontakt 80 nach dem Leiter 103 oder 104 zu schließen, je nachdem der Fahrtrichtungsschalter 78 sich in der Stellung f oder in der Stellung r befindet, so daß dadurch entweder der Elektromagnet 50 oder 57 erregt wird und den Umsteuerungsschalter 58 in eine der verlangten Bewegungsrichtung entsprechende Stellung bringt.

Der Hauptregler 29 wird nun aus seiner Nullstellung in die Stellung α bewegt und dadurch ein Stromkreis von dem Leiter 100 durch Kontaktfinger 101, Walzenkontakt 59, Finger 71, Leiter 6i, Schließungsspule 21 und Verriegelungsschalter 31 des Schalters 1, ferner Verriegelungsschalter 43 des Schalters 3 und Verriegelungsschalter 45 des Schalters 5 nach der Erdleitung 99 geschlossen. Es wird' auch ein Parallelstromkreis von dem Walzenkontakt 59 aus durch Kontaktfinger 72, Leitung 62, Schließungsspule 22 und Verriegelungsschalter 32 des Schalters 2, Verriegelungsschalter 44 des Schal- go ters 4, Verriegelungsschalter 46 des Schalters 6 nach der Erdleitung 99 geschlossen; hierdurch werden die Schließungsspulen 21, 22 der Schalter ι und 2 erregt, die Schalter 1 und 2 geschlossen, ihre Schließungsspulen durch Unterbrechung an den Verriegelungsschaltern 31 und 32 unterbrochen und die Leiter 48,49 an die Anzapfpunkte 105 und 106 des Haupttransformators 28 angeschlossen, so daß eine zwischen den Spannungen dieser Punkte 105 und 106 liegende Spannung dem Leiter 107 aufgedrückt wird.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Umsteuerungsschalters 58, in die dieser durch Erregen des Elektromagneten 57 bewegt worden ist, wird ein Stromkreis von dem Leiter 107 aus über Umsteuerungskontakt 108, Feldmagnetwicklung 9, Umsteuerungskontakt 109, Anker 18 und Kompensationswicklung 10 nach dem Erdleiter 99 geschlossen; zugleich verläuft parallel ein Stromkreis von dem Leiter 107 durch Umsteuerungskontakt 110, Feldmagnetwicklung 17, Ümsteuerungskontakt in, Anker 19 und Kompensationswicklung 20 nach dem Erdleiter 99. Dadurch wird den Wicklungen der Motoren 7 und 8 eine Spannung aufgedrückt, die zwischen der Spannung der Punkte 105 und 106 des Transformators 28 liegt, so daß die Motoren mit geringer Geschwindigkeit laufen.

Wenn der Hauptregler 29 jetzt in die Stel-

lung b bewegt wird, dann wird der Stromkreis der Schließungsspule 21 des Schalters 1 auch an dem Kontaktfinger 71 unterbrochen und zugleich ein Stromkreis geschlossen, der von dem Walzenkontakt 59 durch Walzenkontakt 60, Kontaktfinger 91, Leiter 81, sowie durch die oberen Kontakte des Verriegelungsschalters 31 (die in der geschlossenen Stellung des Schalters 1 verbunden sind) und die Öffnungs-

ίο spule 11 des Schalters 1 nach der Erdleitung 99 verläuft, so daß der Schalter 1 geöffnet wird. Ebenso wird auch ein Stromkreis von dem Walzenkontakt 59 durch Kontaktfinger 73, Leiter 63, Schließungsspule 23 des Schalters 3, untere Kontakte des Verriegelungsschalters 33, Verriegelungsschalter 55 des Schalters 5 und 41 des Schalters 1 nach der Erdleitung 99 ge-

. schlossen, wodurch der Schalter 3 geschlossen wird.

Bei nunmehr geschlossenen Schaltern 2 und 3 ist der Leiter 49 an den Anzapfpunkt 112 des Transformators 28 angeschlossen, so daß die Spannung, die dem nach dem Motorstromkreis führenden Leiter 107 aufgedrückt wird, zwisehen den Spannungen der Punkte 106 und 112 liegt, wodurch eine entsprechend größere Geschwindigkeit der Motoren erzielt wird.

Eine Weiterbewegung des Hauptreglers 29 in die Stellungen c, d, e bewirkt, daß die Leiter 48, 49 wechselweise an die nächstfolgenden Punkte höherer Spannung des Transformators 28 angeschlossen werden.

Der Überlastungsschalter 38 dient zum Unterbrechen des Stromkreises durch die Festhaltespule 69 des Schalters 30, damit letzterer beim Durchgang eines außergewöhnlich starken Stromes durch den Transformator dessen Stromkreis unterbricht.

Die Wiederanstellspule 40 des Unterbrechers 30 kann, da sie durch den Leiter 138 an den Kontaktfinger 97 des Hauptreglers 29 angeschlossen ist, nur in dessen Nullstellung erregt werden. Wird der Hauptregler 29, um die Motoren wieder richtig anzulassen, in diese Ausschaltstellung bewegt, so werden die Öffnungsspulen aller noch geschlossenen Schalter 1 bis 6 von dem Hilfstransformator 70 aus erregt, damit bestimmt sämtliche Schalter in ihrer geöffneten Stellung sind, ehe der Hauptregler wieder aus der Nullstellung in eine seiner Fahrtstellungen gebracht wird.

Der Unterbrecher 30 wird auch dann geöffnet, wenn aus irgendeiner Ursache die Leitungsspannung versagt; denn in solchem Falle wird auch die Festhaltespule 69 stromlos. Wenn beispielsweise die Fahrleitung spannungslos ist, oder wenn in der Stellung b des Hauptreglers bei geschlossenen Schaltern 2 und 3 eine Stromüberlastung der Motoren eintritt, dann öffnet sich der Unterbrecher 30 und schließt einen Stromkreis von dem Punkte 90 des Hilfstransformators 70 durch Leiter 100, Kontaktfinger 101 nach Kontakt 59. Bewegt man jetzt den Hauptregler in seine Stellung α zurück, dann wird ein Stromkreis von dem Kontakt. 59 durch Kontakte 60 und 67, Kontaktfinger 93, Leiter 83, obere Kontakte des Verriegelungsschalters 33 und Öffnungsspule 13 des Schalters 3 nach der Erdleitung 99 geschlossen, so daß der Schalter 3 dadurch geöffnet wird.

Eine fortgesetzte Zurückbewegung des Reglers in seine Nullstellung veranlaßt in entsprechender Weise eine Erregung der Öffnungsspule 12 des Schalters 2, so daß auch dieser geöffnet wird, wenn der Schalter in seine abgeschaltete Stellung gelangt ist.

Fig. 2 zeigt eine Abänderung der Steuerung mit Relaisschaltern 121 bis 126 zum Öffnen und Schließen der Stromkreise der Öffnungsund Schließungsspulen für die Schalter 1 bis 6. Die beweglichen Teile dieser Relaisschalter werden durch Gewichts- oder Federbelastung für gewöhnlich in der unteren Stellung gehalten, wobei sie die unteren Kontakte der Relais verbinden, während diese beweglichen Glieder durch Antriebsspulen 131 bis 136 im Sinne des Schließens der oberen Kontakte der Relais eingestellt werden können. Die Stromzuführung nach den Spulen 131 bis 136 wird durch den Hauptregler 29 geregelt, der mit Kontakten 113, 114, 115 und hiermit zusammenwirkenden Fingern 116 ausgestattet ist.

Die Relaisspulen 131 bis 136 werden von einer Batterie 117 gespeist. Der Fahrtrichtungsschalter 118 ist in diesem Falle ein einfacher Schalter. Der Stromunterbrecher 30 ist hier an den Leiter 107 angeschlossen, der von dem Widerstand 47 nach dem Motorstromkreis führt. Die Antriebselektromagnete 50, 57 des Umsteuerungsschalters 58 werden durch ein Relais 119 mit Steuerspule 120 geregelt.

Der Höchststromschalter 38 wird von der Sekundärwicklung des Hilfstransformators 127 aus mit Strom versorgt, dessen Primärwicklung mit dem Haupttransformator 28 in Reihe geschaltet ist.

Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende:

In der Ausschaltstellung des Hauptreglers 29, in welcher das Relais 119 sich in der dargestellten, der einen Drehungsrichtung entsprechen- no den Stellung befindet, wird ein Stromkreis von dem Anzapfpunkt 102 des Transformators 28 durch Leiter 100, Kontakte des Höchststromschalters 38, Festhaltespule 69 des Unterbrechers 30, Leiter 102, Kontaktfinger 97 des Hauptreglers 29, Kontakt 115 und Kontaktfinger 98 nach der Erdleitung 99 geschlossen, wodurch der Unterbrecher 30 in die geschlossene Stellung gebracht wird. Wird nun der Hauptregler 29 in die Stellung α bewegt, dann wird

ein Stromkreis von dem positiven Pol der Batterie 117 durch Kontaktfinger 101, Kontakt 113, Kontaktfinger 71, Leiter 128, Antriebsspule 131 des Relais 121, Leiter 129, Kontaktfinger 771, Kontakt 114, Kontaktfinger 781 nach dem negativen Pol der Batterie 117 geschlossen. Die Spule 131 wird auf diese Weise erregt, das Relais 121 angehoben und ein Stromkreis von dem Punkte 102 des Transformators 28 über den Leiter 100 nach dem Leiter 61 geschlossen, wodurch die Schließungsspule 21 des Schalters 1 in der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Weise erregt und Schalter 1 geschlossen wird.

Zugleich wird ein Stromkreis von dem Kontakt 113 des Hauptreglers 29 aus durch Kontaktfinger 72, Leiter 130 und Spule 132 des Relais 122 geschlossen und dadurch die Schließungsspule 22 des Schalters 2 erregt, so daß auch der Schalter 2 geschlossen wird. Eine Weiter-

ao bewegung des Hauptreglers 29 in die Stellungen b, c, d, e veranlaßt durch Vermittlung der betreffenden Relais nacheinander eine paarweise Schließung der Schalter 2-3, 3-4, 4-5 und 5-6, wie schon mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben worden ist.

Bringt man den Hauptregler 29 aus irgendeiner von den Stellungen α bis e in seine abgeschaltete Stellung zurück, so werden die einzelnen Schalter 1, 2, 3 usw., die zuvor geschlossen waren, durch die Relais 121, 122, 123 usw. selbsttätig geöffnet. Befindet sich beispielsweise der Hauptregler in der Stellung c, in der die Schalter 3 und 4 geschlossen sind, während die entsprechenden Relais 123, 124 sich in ihren oberen Stellungen befinden, dann werden durch Zurückbewegen des Hauptreglers 29 beispielsweise in die Stellung a die Stromkreise der zu diesen Relais gehörigen Erregerspulen 133, 134 unterbrochen, so daß diese Relais wieder in ihre unteren Stellungen gehen. Hierdurch wird ein Stromkreis von dem Leiter 100 aus durch die unteren Kontakte des Relais 123, die oberen Kontakte des Verriegelungsschalters 33 und durch die Öffnungsspule 13 des Schalters 3 nach der Erdleitung 99 geschlossen, während zugleich ein Parallelstromkreis durch die Öffnungsspule 14 des Schalters 4 geschlossen wird, wodurch die Öffnungsspulen 13 und 14 erregt und die Schalter 3 und 4 geöffnet werden.

Nach Fig. 2 ist der Unterbrecher 30 an die Niederspannungsseite der Anlage angeschlossen, während der Haupttransformator 28 dauernd an den Stromabnehmer 37 angeschlossen ist; demnach ist, solange die Spannung der Fahrleitung 27 aufrechterhalten bleibt, die niedrige Spannung des Anzapfpunktes 102 für die Erregung der Festhaltespule 69 und der Wiederanstellspule 40 des Stromunterbrechers 30 zur Verfügung. Gegebenenfalls kann man aber auch den Stromkreisunterbrecher nach der Hochspannungsseite der Anlage verlegen, wie in Fig. ι gezeigt ist, in welchem Falle dann die beiden Spulen 69 und 40 an den Hilfstransformator 70 angeschlossen sein müssen.

Soll bei der in Fig. 2 dargestellten Anlage die Drehungsrichtung der Motoren geändert werden, so ist der Fahrtrichtungsschalter 11.8 zu schließen, wodurch ein Stromkreis von der Batterie über den Umschalter 118 durch die Relaisspule 120 des Relais 119 geschlossen wird; die Bewegung dieses Relais schließt dann einen Stromkreis durch den Antriebselektromagneten des Umsteuerungsschalters 58, so daß dieser in die entgegengesetzte Stellung geht.

Claims (4)

Pa tent- Ansprüche:

1. Vielfachsteuerung für Elektromotoren, insbesondere Bahnmotoren, mit elektromagnetisch gesteuerten Einzelschaltern, die mit Schließungs- und Öffnungselektromagneten ausgestattet sind, deren Erregerstromkreise durch einen Hauptregler gesteuert werden, in Verbindung mit einem Unterbrecher, der bei Versagen der Fahrleitungsspannung selbsttätig ausgelöst wird, und dessen Wiederanstellspule nur dann erregt wird, wenn der Hauptregler sich in seiner Ausschaltstellung befindet, gekennzeichnet durch folgende Einrichtung: Nach erfolgtem Öffnen des Unterbrechers (30) werden

. beim Zurückführen des Hauptreglers (29) in die Ausschaltstellung zwecks Wiederanstellung des Unterbrechers (30) Stromkreise nach den Öffnungsspulen (11 bis 16) aller derjenigen Schalter (1 bis 6) geschlossen, die nach Öffnung des Unterbrechers (30) noch geschlossen waren, so daß nach dessen Öffnung die Wiederinbetriebsetzung der Motoren (7, 8) erst dann erfolgen kann, nachdem die zuvor geschlossen gewesenen Schalter wieder geöffnet worden sind.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreisunterbrecher (30) außer den Arbeitsstromkontakten noch Steuerstromkontakte trägt, über welche in der den Arbeitsstromkreis öffnenden Stellung des Unterbrechers (30) die durch den Hauptregler (29) gesteuerten Stromkreise nach den Öffnungsspulen (11 bis 16) der alsdann noch geschlossenen Schalter (1 bis 6) geschlossen werden (Fig. 1).

3. Steuerung nach Anspruch 1 und 2 für Speisung von Wechselstrommotoren aus einem Reglertransformator, gekennzeichnet durch folgende Einrichtung: Die Arbeits-Stromkontakte des Unterbrechers (30) liegen zwischen der Fahrleitung (27) und dem Reglertransformator (28), während der Steuerstrom der Wiederanstellspule (40) des Unterbrechers (30) und der Öffnungsspulen (11

bis i6) für die Schalter' (i bis 6) einem Hilfs- ■ transformator (70) entnommen wird, der von der Fahrleitung (27) aus getrennt erregt wird, so daß der Unterbrecher (30) wieder angestellt und die Einzelschalter (1 bis 6) geöffnet werden können, selbst wenn der Reglertransformator (28) infolge . Öffnung des Unterbrechers (30) von dem Speisestromkreis abgeschaltet ist (Fig. 1).

4. Steuerung nach Anspruch 1, bei der die Verbindung der zu den Einzelschaltern gehörigen Öffnungs- und Schließungsspulen mit der Fahrleitung durch elektromagnetisch bediente Relaisschalter bewirkt wird, deren Steuerelektromagnete durch den Hauptregler ein- und ausgeschaltet werden, wobei der Stromunterbrecher in die von· den Einzelschaltern zu den Motoren führende Leitung eingeschaltet ist, gekennzeichnet durch folgende Einrichtung: Bei ao Rückkehr des Hauptreglers (29) in seine Ausschaltstellung zwecks Wiederanstellens des Unterbrechers (30) werden diejenigen Relaisschalter (121 bis 126), die zu den jeweilig geschlossenen Schaltern (1 bis 6) gehören, in ihre Ruhestellungen zurückgeführt, in denen den Öffnungsspulen der Schalter (1 bis 6) von einem Punkte (102) des Reglertransformators (28) aus Strom zugeführt wird (Fig. 2).

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.