DE2424716C3 - Anordnung zur völligen oder teilweisen Unterdrückung des Einschaltstromstoßes von Lokomotivtransformatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus dem Buch von R. Küchler: »Die Transformatoren,« Springer-Verlag 1956, S. 52 bis 54 ist für Transformatoren der Zusammenhang und die gegenseitige Beeinflussung des Reinanenzflusses und des durch Zuschaltung wirksam werdenden Erregerflusses sowohl qualitativ als auch quantitativ bekannt. Beim F.inschalten des Transformators im Spannungsniaximuin entspricht demzufolge der magnetische Zustand im Kern dem stationären Zustand. Das Einschalten erfolgt dabei also zwanglos. Weist der Kern jedoch beim Einschalten im .Spannungsmaximum einen remanenten Fluß auf, so beginnt der von der Spannung geforderte Fluß mit dem Betrag des remanenten Flusses statt mit Null. Dieser Fall ist aber auch nicht der ungünstigste. Erfolgt nämlich das Einschalten im Spannungi.nulldurchgang und ist außerdem der remanente Fluß dem zugeordneten stationären Flußmaximum entgegengerichtet, so wird die resultierende Fluß-Zeit-Kurve aus der Summe der stationären Fluß-Zeit-Kurve und einer abklingenden Gleichflußkurve gebildet, deren Ausgangswert gleich der Summe des stationären Flußmaximums und des remanenten Flusses ist. Der höchstmögliche Einschaltstromstoß errechnet sich demzufolge aus der Zugrundelegung einer ersten Flußamplilude gleich der Summe aus dem doppelten

stationären Flußmaximum und dem remanenten Fluß.

In Bahnnetzen mit gleichstromgesteuerten Signalanlagen besteht die Gefahr, daß beim Zuschalten eines Lokomotivtransformators der Einschaltstromstoß auf die Signalgebung zurückwirkt und diese unerwünscht beeinflußt.

Man könnte nun daran denken, den Einschaltstromstoß durch Erhöhung des Wicklungswiderstandes zu dämpfen. Einer solchen Widerstandserhöhung der

ίο Wicklung sind jedoch insbesondere thermische Grenzen gesetzt, so daß in diese Richtung zielende Maßnahmen nicht empfehlenswert sind.

Zum andern besteht die Möglichkeit, durch Herabsetzung der Nenninduktion des betreffenden Lokomotivtransformator die Voraussetzung für eine Senkung des Einsehaltstromstoßes zu schaffen. Diese Möglichkeit scheidet jedoch normalerweise bereits deshalb aus, weil sie im Hinblick auf die Gewichtsverhältnisse ungünstig ist.

Schließlich könnten der Wicklung auch Vorwiderstände zugeschaltet werden, was jedoch aufwendig und umständlich wäre.

Ausgehend von diesen Überlegungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine betriebssichere Lösung für die Begrenzung des Einschaltstromstoßes von Lokomolivtransformaloren zu finden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäii durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Beim Summenfluß Null erfolgt das Zuschalten des Transformators zwanglos.

Als remanenzseitige Vergleichsgröße kann beispielsweise die aus dem Remanenzfluß resultierende Feldstärke nach Richtung und/oder Betrag benutzt werden. Die Messung des Remanenzflusses oder der dadurch bewirkten Feldstärke erfolgt zweckmäßigerweise an einer oder an mehreren Schachtelstellen des Kerns des Lokomotivtransformators. Als Meßfühler oder Meßsonden eignen sich beispielsweise Hall-Generatoren.
Da es im allgemeinen nicht erforderlich sein wird, den Einschaltstromstoß völlig zu unterdrücken, genügt es in den meisten Fällen, lediglich die Richtung der Remanenz zu ermitteln bzw. festzustellen und ein Zuschalten in der ungünstigen Halbwelle zu verhindern. Der Betrag der Remanenz braucht in diesem Falle nicht erfaßt zu werden. Günstige Voraussetzungen für die Ermittlung der Remanenz nach Richtung und/oder Betrag ergeben sich insbesondere dann, wenn ein Kernblech hoher Remanenz verwendet wird. In diesem Falle wird auch die Anforderung an die Genauigkeit der Steuerung der Zuschalteinrichtung erheblich geringer.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand eines Prinzipschaltbildes nähei erläutert.

Im dargestellten Schaltbild ist mit 1 ein Fahrdraht, mit 2 ein Stromabnehmer, mit 3 ein Lokomotiv-Hauptschalter, mit 4 ein Lokomotivtransformator und mit 5 eine Schiene bezeichnet. Ein Meßorgan 6 ist durch eine Hall-Sonde verkörpert, die an einer geeigneten Stelle des magnetischen Kreises angebracht wird. Selbstverständlich können auch mehrere Hall-Sonden für die Messung benutzt werden Der Ausgang der Hall-Sonde ist einer Vergleichsanordnung 7 an sich bekannter Art zugeführt, die auch an den fahrdraht 1 und damit an das zu speisende Netz angeschlossen ist und welche den Augenblickswert der Speise- bzw. Erregerspannung

b5 oder einen dieser äquivalenten Werte mit dem Wert des mit der oder den Meßsonden am aktiven Teil des Transformators ermittelten Remanenzflusses oder einer diesem entsprechenden elektrischen Größe vergleicht.

Diese Vergleichsanordnung 7 steuert eine Zuschalteinrichtung 8 abhängig vom Vergleichsergebnis so, daß die letztere den Lokomotiv-Hauptschalter 3 und damit den Transformator zu einem Zeitpunkt zuschaltet der einen Mindesteinschaltstromstoß gewährleistet. Zu diesem

Zweck kann auch ein Sollwert vorgegeben werden. Die Vergleichsanordnung 7 kann mit der Zuschalteinrichtung 8 eine Baueinheit darstellen oder dieser vorgeschaltetsein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur völligen oder teilweisen Unterdrückung des Einschaltstromstoßes von Lokomotivtransformatoren, dadurch gekennzeichnet,

— daß der Augenblickswert des aus dem Remanenznuß des Lokomotivtransformators (4) und dem mit der Zuschaltung der Fahrdrahtspannung wirksam werdenden Erregerfluß gebildeten Summenflusses mittels einer Vergleichsanordnung (7) ermittelt ist und

— daß danach die Zuschaltung des Lokomitivtransformators (4) mittels einer besonderen, einen Lokomotiv-Hauptschalter (3) beeinflussenden Zuschalteinrichtunj (8) im Nullbereich des Summenflusses erfolgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als remanenzseitige Vergleichsgröße der aus dem Remanenzfluß resultierende Feldstärkevektor dient.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als remanenzseitige Vergleichsgröße die Richtung des Remanenzflusses oder der Feldstärke herangezogen ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Remanenzflusses oder der durch diesen hervorgerufenen Feldstärke an einer oder mehreren Schachtelstellen des Kerns des Lokomotivtransformators (4) erfolgt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßsonden Hall-Generatoren verwendet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Lokomolivtransformator (4) ein Kernblech hoher Remanenz verwendet ist.