DE300541C

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Publication number: DE300541C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die Erfindung betrifft eine Regelungseinrichtung für Gleichstrommotoren, besonders solchen, welche zum Fahrzeugantrieb dienen. Hier macht bei starken Steigungen die Bremsung des Zuges große Schwierigkeiten, besonders, wenn die Motoren in Generatorschaltung auf das Netz zurückarbeiten. , Bei Hauptstrommotoren tritt die Schwierigkeit auf, daß die Felderregung schwankt und die Energierückgabe schwierig ist. Man hat daher vorgeschlagen, dem Hauptstrommotor während der Bremsung eine Nebenschlußcharakteristik dadurch zu erteilen, daß sein Feld ungefähr konstant, bzw. im Nebenschluß erregt wird.The invention relates to a control device for direct current motors, in particular those that are used to drive vehicles. Here the brakes are applied on steep inclines the train has great difficulty, especially when the motors are in generator circuit work back on the network. With main current motors the problem arises that field excitation fluctuates and energy return is difficult. It has therefore been suggested that to give the main current motor a bypass characteristic during braking by making its field approximately constant or excited in shunt.

Eine der hauptsächlichsten praktischen Schwierigkeiten, welche sich diesem Bremsverfahren entgegenstellt, besteht darin, den Strom während der Bremsung in gehörigen Grenzen zu halten, trotz der Schwankungen der Fahrleitungsspannung. Durch die Erfindung wird es dem Fahrzeugführer ermöglicht, gehörig zu bremsen, ohne Schaden für Motor oder andere Apparate durch allzuhohe Ströme herbeizuführen. ^! One of the main practical difficulties encountered with this braking method is to keep the current within appropriate limits during braking, in spite of the fluctuations in the overhead line voltage. The invention enables the vehicle driver to brake properly without causing damage to the engine or other apparatus by excessively high currents. ^!

Die Erfindung besteht darin, daß die Motoren durch eine besondere Stromquelle zusätzlich in- Abhängigkeit vom Grenzstrom innerhalb vorbestimmter Grenzen erregt werden. Dies bietet gegenüber der bekannten Anordnung, bei der die Motoren bei der Leistungsrückgabe nur fremderregt werden, den Vorteil, daß die selbsttätige Regelung der Leistungsabgabe durch den selbsterregten Motor in Abhängigkeit von den verschiedenen Steigungen beibehalten wird und innerhalb weiter Grenzen eine möglichst größe Leistungsrückgabe erzwungen wird. Es wird ferner an Leistung für die Fremderregung der Motoren gespart, da diese vom Motor in desto höherem Maße aufgebracht wird, je größer das Gefalle ist. Die Erfindung kann in der Weise weitergebildet werden, daß als Fremdstromquelle in bekannter Weise ein Motorgenerator mit Hauptstromcharakteristik des Motors verwendet wird. Der Generatorteil wird hierbei selbsttätig in Abhängigkeit vom Bremsstrom geregelt.The invention consists in that the motors are additionally powered by a special power source are excited within predetermined limits as a function of the limit current. Compared to the known arrangement in which the motors are only externally excited when they return power, this has the advantage of that the automatic control of the power output by the self-excited motor as a function is maintained by the various gradients and within wide limits the largest possible power return is enforced. It also gets performance saved for the external excitation of the motors, since this is the greater the amount of the motor is applied, the greater the gradient. The invention can be developed in this way that a motor generator with the main current characteristic of the motor is used as an external power source in a known manner will. The generator part is automatically regulated depending on the braking current.

Praktisch wird derart der Bremsstrom konst ant gehalten innerhalb bestimmter Spannungsschwankungen, Steigungsänderungen usw. Die Leistungsrückgabe an das Netz wird gleichzeitig erheblich über das bisher mögliche Maß gesteigert. Es können auch Vorkehrungen getroffen werden, daß der Bremsstromkreis nicht geschlossen werden kann, bevor seine Spannung einen vorbestimmten Unterschied gegenüber der Linienspannung besitzt.In practice, the braking current is kept constant within certain voltage fluctuations, slope changes, etc. The At the same time, the return of power to the network will be considerably higher than what was previously possible increased. Precautions can also be taken to ensure that the braking circuit can not be closed before its voltage has a predetermined difference compared to the line tension.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, im besonderen in Anwendung auf eine Lokomotivsteuerung. Die Feld-The drawing shows an embodiment of the invention, in particular in use on a locomotive control. The field

wicklungen F der vier Motoren sind an die Erdungsseite der Anker A angeschlossen. Die verschiedenen Fahrtstellungen können durch Schütze hergestellt werden, welche im Kasten io untergebracht sind, ii ist beispielsweise das Hauptschütz. 12 ist der bekannte Meisterschalter, 13 das Kabel für die Steuerleitungen, 14 ein Generator zur Erzeugung des Steuerstromes, falls die Netzspannung zu hoch ist; er kann auch andere Niederspannungsstromkreise speisen. Der Erreger 15 wird durch einen Gleichstrommotor 16 angetrieben, der Hauptstromcharakteristik besitzt und an die Linienspannung gelegt ist. Er treibt auch den Hilfsgenerator 14 an und einen Ventilator zur Motorkühlung usw. Der Anker des Erregers 15 liegt an den Feldwicklungen F über Leitungen 17, 18, welche durch das Schütz 19 geschaltet werden. Um die Erregung der Feldwicklungen F zu ändern, ist die Feldwicklung 21 des Erregers 15 besonders gespeist, z. B. durch den Hilfsgenerator 14. Die Spannung des Erregers wird durch den Regler 20 geändert, welcher selbsttätig wäh-"rend des Rückarbeitens der Motoren geregelt wird. 22 ist ein Nebenschlußmotor, welcher selbsttätig den Regler 20 steuert und vom Hilfsgenerator 14 gespeist wird. Er verstellt den Regler 20 in der einen oder andern Richtung, wenn eine der Kupplungen 24 oder 25 eingerückt ist und seine Welle mit dem Reglerantrieb verbindet. Die Kupplungen werden durch Relais 26, 27 gesteuert, deren Stromkreis durch einen Kontaktapparat 28 überwacht wird und der aus einem Arm 28, einem Relais 29 und einer Feder 32 besteht, welche der Wicklung 29 entgegenwirkt. Wird einer der Kontakte 30 oder 31 durch den Arm 28 geschlossen, so wird das Relais 27 oder 26 erregt. Die Spule 29 wird proportional dem Bremsstrom dadurch erregt, daß sie parallel zum Regelwiderstand 33 geschaltet ist, der wieder durch die Hauptwalze 34 geändert werden kann. Ein Schalter 35 dient zur Änderung der Fahrschaltung in die Bremsschaltung und umgekehrt. Fahrschaltung ist vorhanden, wenn die Kontakte 36 geschlossen sind, wodurch das Hauptschütz 11 geschlossen wird. In der Bremsschaltung wird zunächst das Relais 19 erregt und dadurch der Erreger 15 an die Feldwicklungen JF gelegt. Ferner ist das Hauptschütz 11 durch einen neuen Stromkreis eingeschaltet, welcher von der Motorspannung abhängt und aus der Leitung 37 und den Schützen 38 besteht. Letztere bilden einen Teil des Differentialspannungsrelais R₁ welches verhindert, daß der Bremsstromkreis hergestellt wird, bevor ein bestimmter Spannungsunterschied zwischen Linien- und Motorspannung besteht. Es besteht aus dem Hebel 39, an dem zwei Magnetkerne 42, 43 drehbar befestigt sind, die in Magnetspulen 40, 41 hineinragen. Wicklung 40 liegt an der Linien spannung, Wicklung 41 an der Motorspannung. Bei vorbestimmten Spannungsunterschieden besteht kein Gleichgewicht zwischen den Zugkräften der beiden Magnetspulen, und es ist folglich eines der Schütze 38 geöffnet und der Hauptschalter n unterbrochen. 44 ist ein Überstromrelais, welches bei Auftreten zu hoher Stromstärken zunächst einen Widerstand 45 einschaltet, und derart, z. B. bei Kurzschlüssen, einen Motorschutz bietet. ■·Windings F of the four motors are connected to the ground side of armature A. The various travel positions can be established by contactors, which are housed in the box io, ii is the main contactor, for example. 12 is the well-known master switch, 13 is the cable for the control lines, 14 is a generator for generating the control current if the mains voltage is too high; it can also feed other low-voltage circuits. The exciter 15 is driven by a direct current motor 16 which has the main current characteristic and is connected to the line voltage. It also drives the auxiliary generator 14 and a fan for cooling the engine, etc. The armature of the exciter 15 is connected to the field windings F via lines 17, 18 which are switched by the contactor 19. In order to change the excitation of the field windings F , the field winding 21 of the exciter 15 is specially fed, e.g. B. by the auxiliary generator 14. The voltage of the exciter is changed by the controller 20, which is automatically controlled while the motors are working back. 22 is a shunt motor which automatically controls the controller 20 and is fed by the auxiliary generator 14. Er adjusts the controller 20 in one direction or the other when one of the clutches 24 or 25 is engaged and connects its shaft to the controller drive Arm 28, a relay 29 and a spring 32 which counteracts the winding 29. If one of the contacts 30 or 31 is closed by the arm 28, the relay 27 or 26 is excited. The coil 29 is excited in proportion to the braking current, that it is connected in parallel to the variable resistor 33, which can be changed again by the main roller 34. A switch 35 is used to change the driving circuit in d ie brake circuit and vice versa. Driving circuit is available when the contacts 36 are closed, whereby the main contactor 11 is closed. In the braking circuit, the relay 19 is first excited and thereby the exciter 15 is applied to the field windings JF. Furthermore, the main contactor 11 is switched on by a new circuit, which depends on the motor voltage and consists of the line 37 and the contactors 38. The latter form part of the differential voltage relay R ₁ which prevents the braking circuit from being established before a certain voltage difference exists between line and motor voltage. It consists of the lever 39 to which two magnetic cores 42, 43 are rotatably attached, which protrude into magnetic coils 40, 41. Winding 40 is on the line voltage, winding 41 on the motor voltage. In the case of predetermined voltage differences, there is no equilibrium between the tensile forces of the two magnetic coils, and consequently one of the contactors 38 is open and the main switch n is interrupted. 44 is an overcurrent relay which, when the current is too high, first turns on a resistor 45, and so, for. B. in short circuits, offers a motor protection. ■ ·

Ist der Schalter 35 in die Bremsstellung gebracht, so wird zunächst das Schütz 19 geschlossen, und die Motoren erhalten vom Erreger 15 eine konstante Erregung. Bei bestimmten Fahrzeugsgeschwindigkeiten wird der eingestellte Spannungsunterschied zwischen Antriebsmotoren und Zuleitung bestehen, bei dem die Wirkungen der Magnete 40, 41 im Gleichgewicht sind, die Schütze 38 geschlossen sind, und das Hauptschütz 11 einfällt, Die Motoren werden auch in der ^Bremsschaltung sodann in bekannter Weise durch den Meisterschalter 12 geregelt. Der Bremsstrom wird selbsttätig konstant gehalten auf einer vorbestimmten Stromstärke, welche von der Stellung der Walze 34 abhängt.If the switch 35 is in the braking position, the contactor 19 is closed first, and the motors receive constant excitation from exciter 15. With certain Vehicle speeds, the set voltage difference between the drive motors and the supply line will exist at since the effects of the magnets 40, 41 are in equilibrium, the contactors 38 are closed are, and the main contactor 11 falls, the motors are also in the ^ braking circuit then regulated in a known manner by the master switch 12. The braking current is automatically kept constant at a predetermined current strength, which of the Position of the roller 34 depends.

Sobald der Strom eine zu große Stärke anzunehmen beginnt, schaltet der Nebenschlußregler 20 Widerstand in den Feldstromkreis des Erregers 15, und die überlagerte Erregung der Wicklungen F wird verringert; der Bremsstrom sinkt hierdurch. In ähnlicher ' Weise wird die Erregung der Hä'uptstrommotoren durch Ausschalten des Widerstandes 20 erhöht. Die Stromstärke und die Leistungsrückgabe wird geregelt durch die Größe des Widerstandes 33, die Spannung konstant gehalten durch das Kontaktinstrument 28, 29. Der Fahrzeugführer kennt daher die Leistung, welche in jeder Stellung der Walze 34 ans Netz abgegeben wird.As soon as the current begins to take on too great a strength, the shunt regulator 20 switches resistance into the field circuit of the exciter 15, and the superimposed excitation of the windings F is reduced; the braking current decreases as a result. In a similar way, the excitation of the main current motors is increased by switching off the resistor 20. The current strength and the power return are regulated by the size of the resistor 33, the voltage is kept constant by the contact instrument 28, 29. The vehicle driver therefore knows the power which is delivered to the network in every position of the roller 34.

Die Erfindung kann in ähnlicher Weise auch bei Nebenschlußmotoren Anwendung finden.The invention can be used in a similar manner in shunt motors.

Claims

Patent claims:

1. Device for regulating DC motors, in particular for vehicle propulsion, which are braked while returning power to the network, characterized in that that the motors are additionally excited in a manner known per se by a special power source, in such a way that that the braking current is kept within predetermined limits.

2. Device according to claim 1, there-

characterized in that in a known manner with a motor generator Main current characteristic of the motor part is used as a special current source, the generator part of which is automatically regulated as a function of the braking current, for example by a current-dependent one Relay (29, 30), which a continuously running motor via an electromagnetic controlled change gear with a rheostat in the circuit of the field winding of the generator part.

1 sheet of drawings.