DE2658764A1 - Fahr- und bremsschaltung fuer widerstands- und/oder netzbremsbetrieb - Google Patents

Fahr- und bremsschaltung fuer widerstands- und/oder netzbremsbetrieb

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DE2658764A1
DE2658764A1 DE19762658764 DE2658764A DE2658764A1 DE 2658764 A1 DE2658764 A1 DE 2658764A1 DE 19762658764 DE19762658764 DE 19762658764 DE 2658764 A DE2658764 A DE 2658764A DE 2658764 A1 DE2658764 A1 DE 2658764A1
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Germany
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thyristor
quenching
diode
cathode
braking
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DE19762658764
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English (en)
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Beat Wehrmueller
Paul Dipl Ing Wienenga
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BBC Brown Boveri France SA
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BBC Brown Boveri France SA
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    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/22—Dynamic electric resistor braking, combined with dynamic electric regenerative braking
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/08—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing a dc motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

BROWN, BOVERi & CIE . AKTIENGESELLSCHAFT
MANNHEIM BRÖVwTbOVER!
Mp.-Nr. 685/Tβ Mannheim, den 22. Dez. 1976
ZFE/P1-H/Bt
Fahr- und Bremsschaltung für Widerstands- und/oder Netzbremsbetrieb. ι
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahr- und Bremsschaltung
für Widerstands- und/oder Netzbremsbetriet» mit einem im Fahr- I
betrieb aus einer Gleichstromquelle über eine Drossel und ί
einen Gleichstromsteller gespeisten Gleichstrommotor, insbe- [
sondere zum Antrieb eines Fahrzeuges, wobei der Gleichstrom- j
steller einen Hauptthyristor, einen Umschwingthyristor, eine j
Tjöschdiode« einen Löschkondensator und eine Umladedrossel auf- :
vreistj und wobei weiterhin ein Bremswiderstand, ein zu diesem ι in Reihe geschaltetes Yentil sowie eine erste, der Feldwicklungj
parallelliegende Diode vorgesehen ist, wobei bei Fahrbetrieb j
dein Anker des Motors die mit einem Ventil in Reihe geschaltete j Feldwicklung parallelgeschaltet ist und bei Bremsbetrieb dem Anker des Motors die Reihenumschaltung des Bremswiderstandes und des Ventiles parallelgeschaltet ist. Eine solche Schaltung ist aus der DT-AS 2 319 898 bekannt.
Es ist weiterhin vorgeschlagen worden, zwischen dem einen Anschluß des Bremswiderstandes und dem zur Fahrleitung führenden Anschluß eine weitere Diode vorzusehen, durch welche bei
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einer Aufnahmefähigkeit des Fahrleitungsnetzes eine Nutz-, : bremsung in das Netz bei Bremsbetrieb ermöglicht wird. Dabei ] ist im Gleichstromsteller der kathodenseitige Anschluß des i Löschthyristors an den anodenseitigen Anschluß des Haupt- : thyristors angeschlossen, an dem auch der anodenseitige - j Anschluß der Löschdiode liegt, deren Kathode wiederum mit der Anode des Löschthyristors verbunden ist. Dabei fließt beim Zünden des Löschthyristors der Umschwingstrom über den Hauptthyristor. Im praktischen Betrieb hat sich nun gezeigt, daß über den in gleicher Richtung sperrenden Löschthyristor und die Löschdiode beim Löschvorgang des Hauptthyristors auf induktivem Wege hervorgerufene Kreisströme fließen können, welche nicht nur die beiden Bauelemente zusätzlich belasten, sondern auch die Funktionsfähigkeit der Schaltung beeinflussen« Weiter müssen dabei für den Hauptthyristor und den Löschthyristor verschiedene TSE-Beschaltungen vorgesehen werden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, den oben erwähnten, über Löschthyristor und Löschdiode fließenden Kreisstrom, zu vermeiden und eine einheitliche TSE-Beschaltung bei Hauptthyristor und Löschthyristor zu ermöglichen. :
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß das Ventil ein Thyristor ist, und daß an dem Knotenpunkt der Reihenschaltung des Löschkondensators mit der Umladedrossel und der Kathode der Löschdiode sowie der Anode des Umschwingthyr istors die Kathode einer weiteren Diode angeschlossen ist, vrelche anodenseitig an die Verbindungsleitung des Thyristors mit dem Bremswiderstand angeschlossen ist, und daß der Kathodenanschluß des Umschwingthyristors an das andere Ende der Reihenschaltung aus dem ^schwingkondensator und der Löschdrossel angeschlossen ist, an der auch die Kathode des Hauptthyristors und des Thyristors angeschaltet sind. Bei dieser ·
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Schaltung fließt dann der Umschwingstrom lediglich über den Iiöschthyristor, wodurch ein Kreisstron nicht mehr entstehen kann. Weiterhin können bei gleicher elektrischer Belastung der Hauptthyristor und der Löschthyristor gleich ausgeführt werden, was zu einer weiteren Yerbilligung der Schaltung führt. Bei beiden Elementen ist die gleiche TSE-Beschaltung gegen Rückströme möglich.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Schaltungsbeispiel.
Die einzelnen Schaltungselemente sind wie folgt bezeichnet: Der Motor mit 1, sein Anker mit 1.1 mit Anschlüssen A und B, seine Feldwicklung mit 1.2 und Anschlüssen E und F. Im Leitungszug L 2.1 von den Eingangskleminen (Stromabnehmer 6) ist eine Induktivität L und zwischen deren Ausgang und der Ausgangsklemme: (Erdpotential) L 1 ein Kondensator C geschaltet. Der rechte Leitungszug ist mit L und der linke mit L2 bezeichnet .
Ein im Bremskreis in Richtung zum.Feld sperrender Thyristor ist mit 2.2 und eine weitere Diode, die zur Feldwicklung 1.2 parallelliegt und in Richtung vom Leitungszug Lp zum Leitungszug L- sperrt, mit 2.5 bezeichnet. Weiter ist mit 3 der mit einer Anzapfung 3.11 versehene Bremswiderstand bezeichnet. Schließlich ist eine Diode 2.6 zwischen der Klemme F der Feldwicklung 1.2 und dem Ausgang der Induktivität L geschaltet.
Der Gleichstromsteller 5 weist einen Hauptthyristor 5.1» einen Umschwingthyristor 5.2, eine Löschdiode 5.3, eine
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Kommutiertungsdrossel 51 sowie einen Kommutierungskondensator 5C auf. Dabei ist die Reihenschaltung des Kommutierungskondensators 5C und der Kommutierungsdrossel 5I> einerseits am kathodenseitigen Anschluß des Hauptthyristors.5.1 und andererseits an der Zusammenschaltung der Kathode der Löschdiode 5.3 und der Anode des Umschwingthyristors 5.2 angeschlossen. Die'Anode des -Hauptthyristors 5.1 ist mit der Anode der Löschdiode 5.3 verbunden. Die Kathode des Umschv/ingthyristors 5.2 ist wiederum mit der Kathode des Hauptthyristors 5.1 verbunden. Weiterhin ist eine Löschdiode 2,7 zwischen dem einen Anschluß des Gleichstromstellers 5, welcher an de Kathode der Löschdiode 5.3 anv geschlossen ist, und die Yerbindungsleitung von Thyristor 2.2 und Widerstand 3 angeschaltet.
Die Steuerschaltung für die Gates der Thyristoren, sowie die für die Schaltung "Fahren" erforderlichen Schaltungselemente und Schalter sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
Die dargestellte Bremsschaltung arbeitet wie folgt: Durch eine nicht dargestellte Torerregungsschaltung wird die Feldwicklung -1.2 des Gleichstrommotors 1 erregt und im Anker 1.1 eine Spannung induziert. Durch eine in der Schaltung nicht dargestellte Meßeinrichtung wird durch Messung der an den Eingangsklemmen der Schaltung anliegenden Spannung Uj1J festgestellt, ob das speisende Netz in der Lage ist, Energie aufzunehmen. Dies ist der Fall bei Unterschreiten eines bestimmten Spannungswertes. Durch die im Mot or anker induzierte Spannung \d.rd ein Strom über die Leitung L 2 und den Teilwiderstand 3.2 getrieben, der in dem Falle, daß die induzierte Spannung größer ist als die an der Fahrleitung anliegende Netzspannung weiter über die Diode 2.6, die Drossel L zur Fahrleitung fließt, von der andere
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Fahrzeuge gespeist werden können. Der Strom fließt zurück von der Schiene über die Leitung- L1- zur anderen Klemme des Ankers des Gleichstrommotors 1. Der Feldstrom nimmt den gleichen Weg über die Leitung L2, den Teilwiderstand 3.2, die Feldwicklung 1.2, den Hauptthyristor 5.1 des Gleichstromstelifers 5, die Leitung L1 zurück zum Anker 1.1 des Gleichstrommotors.
Im Gleichstromsteller spielen sich dabei folgende Vorgänge ab, wobei von einer ersten Phase ausgegangen werden soll, bei der vom Anker 1.1 ins Netz gespeist wird. Die beiden Thyristoren 5.1 und 5.2 sind dabei gesperrt und in der Feldwicklung 1.2 fließt ein Freilaufstrom über die Diode- 2.3. Der Strom im Bremswiderstandteil 3.1 ist gleich Null und der Netzstrom ist gleich dem Ankerstrom. In der nächsten Phase wird der Bremsthyristor 2.2 gezündet, während der Hauptthyristor 5.1 noch gesperrt ist. Dann speist der Anker der Gleichstrommaschine auf den Bremswiderstand und der gesamte Ankerstrom fließt über den Bremswiderstand 3.1» d.h. der Ankerstrom ist gleich den Strom im Bremswiderstand, während der Nut zbr eins strom zu Null geworden ist. In der nächsten Phase wird der Hauptthyristor 5.1 gezündet. Der Anker speist nunmehr zusätzlich in die Feldwicklung 1.2, womit das Feld erregt wird und zusätzlich in den Widerstand 3.1. In der nächsten Phase wird der Löschthyristor 5.2 gezündet, der Löschkondensator 5.2 wird entladen und schwingt um auf die umgekehrte Polarität, wodurch die Diode 5.3 und die Diode 2.7 leitend werden. In der nächsten Phase erreicht der Strom der Löschdioden 5.3 und 2.7 den Ankerstrom. Der Löschkondensator 5C wird damit wieder umgeladen und der Hauptth'yristor 5.1, der Bremsthyristor 2.2 und Löschthyristor 5.2 werden gelöscht. In der nächsten Phase erreicht die Summe der Spannung an der ■Feldwicklung und der Spannung am Löschkondensator einen Wert,
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der größer ist als die Netzspannung. Damit wird die Diode 2.6 leitend und es fließt ein Nutzbremsstrom, der ansteigt bis er die Größe des Ankerstromes erreicht hat. Dabei gehen die Dioden 2.7 und 5.3 in den Sperrzustand über.
Bei dieser Schaltung kann durch die Verbindung der Kathode des Löschthyristors 5.3 mit der Kathode des Hauptthyristors weder der Löschstrom über den Hauptthyristor 5.1 fließen noch ein Kreisstrom über die Löschdiode 5.3 auftreten, womit sich eine wesentliche Verbesserung der vorgeschlagenen Schaltung ' erzielen läßt.
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Claims (1)

  1. 22.12.1976 / 685/76
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    Patentanspruch
    Fahr- und Bremsschaltung für Widerstands- und/oder Netzbremsbetrieb mit einem -im Fahrbetrieb aus einer Gleich-,stromquelle .über eine Drossel und einen Gleichstromsteller gespeisten Gleichstrommotor, insbesondere zum Antrieb eines Fahrzeuges, wobei der Gleichstromsteller einen Haupt thyristor, einen Umschwingthyristor, eine Löschdiode, einen Iiöschlcondensator und eine Umladedrossel aufweist, und. V7obei weiterhin ein Bremswiderstand, ein zu diesem in Reihe geschaltetes Ventil sowie eine erste, der Feldwicklung parallelliogeride Diode vorgesehen ist, wobei bei Fahrbetrieb dem Anker des Motors die mit einem Yentil in Reihe geschaltete Feldwicklung parallelgeschaltet ist uncäbei Bremsbetrieb dem Anker des Motors die Reüienunschaltung des BremswiderStandes und <fes Yentiles parallelgeschaltet istf,dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (2.2) ein Thyristor ist, und daß an dem Knotenpunkt äex" Reihenschaltung des löschkondensators (5C··) mit der Umladedrossel (5Ii) und der Kathdode der löschdiode (5*5) sowie der Anode des. Umschwingthyristors (5.2) die Kathode einer weiteren-Diode .(2.7) angeschlossen ist, welche anodenseitig an die Verbindungsieitung des Thyristors (2.2) mit dem Bremswiderstand (3.1) angeschlossen ist, und daß der Kathodenanschluß des Umschwingthyristors (5.2) an das andere Ende der Reihenschaltung aus dem Umschwingkondensator (5C) und der^Döschdrossel (5L) angeschlossen ist, an der auch die Kathode des Hauptthyristors (5.1) und des Thyristors (2.2) angeschaltet sind.
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