DE3150921A1

DE3150921A1 - Anordnung zum nutzbremsen von triebfahrzeugen

Info

Publication number: DE3150921A1
Application number: DE19813150921
Authority: DE
Inventors: Berndt Förster; Detlev 1000 Berlin Matthias
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1981-12-18
Filing date: 1981-12-18
Publication date: 1983-06-30
Also published as: DE3150921C2

Description

Anordnung zum Nutzbremsen von Triebfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Nutzbremsen, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 näher definiert ist.
Solche Triebfahrzeuge können z.B. Trolleybusse sein, Fahrzeuge, die mit dem steigenden Umweltbewußtsein wieder stärker gefragt sind.
Einer der größten Vorteile der Leistungselektronik - die Rückspeisung der Bremsenergie ins Fahrleitungsnetz - konnte bisher durch den notwendigerweise vorzusehenden Verpolschutz nicht genutzt werden. Ein solcher Verpolschutz besteht üblicherweise aus einer Dioden- bzw. Gr;aetzbrücke und vermeidet einen Wechsel der Polarität an der Traktionsausrüstung beim Überfahren von Kreuzungen, Weichen und Wendeschleifen im Oberleitungsnetz.
Aufgabe der Erfindung ist es, auch für Fahrzeuge mit Doppelstromabnehmer und Chopper- oder Drehstromtechnik eine Rückspeisung der Bremsenergie zu erreichen. Immerhin ist bei Stadtbahnen damit eine Energieeinsparung bis zu 30 % erreichbar.
Diese Aufgabe wird für eine Anordnung der eingangs genannten Art gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im nachstehenden näher erläutert, wozu auch auf die Zeichnung verwiesen wird.
Die Figur zeigt in einem Blockschaltbild den Aufbau einer erfindungsgemäßen schaltung zur Rückspeisung der Bremsenergie. in Fahrschaltunq Mit 1 ist ein Gleichstrommotor bezeichnet, der/über einen Doppelstromabnehmer 2; 3,einen Brückengleichrichter 4 mit ein Schütz den Zweigen a bis Vund einem Hauptgieichstromsteller u vom Fahrleitungsnetz 01 gespeist wird. Mit 6 ist eine Freilaufdiode, mit 7 ein Bremsthyristor und mit 8 das Netzfilter bezeichnet. Den beiden im Vorzugsbetrieb stromführenden Zweioen a und c des Brückenqleichrichters 4 ist je ein Thyristor bei NutzremsDetrieb 9 bzw. 10 zur Führung des Rückspeisestromes/antiparallel ge schaltet. Durch eine Steuerlogik ist sicherzustellen, daß eine Netzrückspeisung nur zugelassen wird, wenn eine bestimmte Polarität, die Vorzugspolarität, am Stromabnehmer 2; 3 herrscht. Die Schaltung kann aber auch in gleichartiger Weise so erweitert werden, daß Netzrückspeisung bei jeder Polarität möglich ist.
Dargestellt ist der Motor 1 bereits in Bremsschaltung.
Zum Nutzbremsen werden die Ventile im Zweig a und c des Brückengleichrichters 4 durch die Thyristoren 9 und 10 überbrückt. Es ist dafür zu sorgen, daß die Thyristoren 9 und 10 sofort nach Erfassung veranderter Potentiale aelöscht werden I = 0 bzw. beim Verlöschen des Rückseisestroms/nicht wieder gedes Stromes in den zündet werden. Das Verlöschen / Thyristoren 9 und 10 erfolgt beim Einschalten der Widerstandsbremse. Der zu erfassende Zeitpunkt ist gekommen, wenn die Rückspeisung wegen des üblichen Isolierstücks in der Oberleitung nicht mehr möglich ist und der Strom zu 0 wird. Für die Steuerung der Rückspeise thyristoren 9 und 10 ist noch eine Steuerlogik vorgesehen.
Sie wird im Verlauf der folgenden Funktionsbeschreibung näher erläutert.
Zur Funktion: Wird der Stromabnehmer 2; 3 an das Fahrleitungsnetz 01 gelegt, dann werden die Fahrleitungsspannung durch einen Meßwandler 11 und evtl. Strom im Rückstromthyristor 10 über einen Meßstromwandler 12 nach Größe und Richtung erfaßt. Ist dabei der Strom in Meßstromwandler 12 I = 0, dann wird über einen Trigger 13 und eine Negationsstufe 14- ein Monoflop 15 aktiviert, das den Ausgang eines nachgeschalteten Flip-Flops 16 auf "low" setzt Dies würde über eine Negationsstufe 17 und ein Monoflop 18 zu einem Einschalten einer Widerstandsbremse führen, wenn Bremsbefehl vorläge. Dies soll im Augenblick nicht gegeben sein, es wird elektrisch nicht gebremst.
Die Erfassung der richtig gepolten Fahrdrahtspannung ist durch eine Diode 19 hinter Meßwandler 11 sichergestellt. Liegt die richtige Fahrdrahtpolung vor, wird über Trigger 20 das Monoflop 21 zur Impuls abgabe veranlasst und über ein Zeitverzögerungsglied 22 das Flip-Flop 16 zeitverzögert gesetzt. Die Verzögerung muß dabei so groß sein, daß - wenn dieser Setz-Die Zeit, die der Stromabnehmer stromlos auf dem Isolierstück schleift (nach dem Verlöschen des Lichtbogens) muß groß genug sein9 daß der Rückspeisethyristor seine Sperrfähigkelt in Vorwärtsrichtung erlangt. impuls eintrifft - der Ausgangsimpuls von Monoflop 15 nicht mehr am Rücksetzeingang von Flip-Flop 16 anliegt. Mit dem Setzen des Flip-Flops 16 ist dessen Ausgang "high" und über ein nachgeschaltetes Und-Glied 23 muß bei Vorliegen der weiteren Und-Bedingung - dem Bremsbefehl - ein Zündimpulsgeber 24 eingeschaltet, der die Thyristoren 9; 10 durch-Während steuert. ~ ~~ der Bremsbefehl über den Setzeingang einer Kippstufe 25 geführt ist, liegt an dem Rückstelleingang der Fahrbefehl. Der Ausgang zum Und-Glied 22 ist über ein weiteres Und-Glied 26 geführt, dessen zweiter Eingang am Ausgang des Triggers 20 angeschlossen ist.
Liegt als Fahrdrahtspannung UN = 0 oder aber eine gegenüber der Normalpolung umgekehrte Polung vor, dann verhindert die Diode 19 die Auslösung des Triggers 20 und damit eine Freigabe, selbst wenn die sonstigen Bedingungen für eine Rückspeisung gegeben sind. Der Ausgang von Und-Glied 26 ist dann "low", ebenso der Ausgang von Und-Glied 23 und es werden keine Zündbefehle vom Zündimpulsgeber 24 abgegeben.
Wird der Befehl "fahren gegeben, wird der Ausgang von Kippstufe 25 "low" und das Und-Glied 26 sorgt für "low" am Ausgang von Und-Glied 23. Beim Befehl "bremsen" sind beide Eingänge von Und-Glied 26 2'high" und, da Flip-Flop 16 gesetzt ist, auch beide Eingänge von Und-Glied 23. Die Zündung der Thyristoren 9 und 10 kann erfolgen. Erreicht der Stromabnehmer 2; 3 vor einer Kreuzung das Isolierstück, so kann der Strom nur noch kurzzeitig über den Lichtbogen zurückspeisen, der Strom im Thyristor 10 geht zurück und wird erfaßt. Die negative Flanke der stromlrcportionalen Al .gangsspannung von Meßstromwandler 12 bewirkt durch Inversion in der Negationsstufe 14 und da damit erfolgenden Impuls von Monoflop 15 das Löschen von Flip-Flop 16. Damit wird der Ausgang von Und-Glied 23 wieder "low' (keine Zündim; lse mehr) und durch Negationsglied 17 erfolgt die Auslösung der Widerstandsbremse durch den Impuls von Monoflop 18.
Durch die Erfindung kann eine sichere Rückspeisung der Bremsenergie auch bei Trolleybussen durchaeführt werden mit den bekannten Vorteilen. Bei falscher Polarität oder fehlender Aufnahmebereitschaft des Netzes wird automatisch auf Widerstandsbremse umgeschaltet.
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Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zum Nutzbremsen von Triebfahrzeugen, die aus einem Gleichspannungsnetz über Doppel stromabnehmer gespeist und mit einem Brückengleichrichter als Verpol schutz ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die beiden im Vorzugsbetrieb stromführenden Zweige (a, c) des Brückengleichrichters (4) mit anti parallelen Thyristoren (9, 10) für Rückstromführung beschaltet sind und daß die Thyristoren (9, 10) von einem logikgesteuerten Zündimpulsgeber (24) Zündimpulse erhalten, sofern die Kriterien Bremsbefehl, richtige Netzspannungspolarität und Rückstrom 1' 0 erfüllt sind.
2 Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zundimpulsgeber (24) von einem Und-Glied (23) gesteuert wird, dessen einer Eingang vom Ausgang eines weiteren vom Vorliegen des Bremsbefehls und der richtigen Netzspannungspolarität gespeisten Und-Gliedes (26) und dessen anderer Eingang mit einem Flip-Flop (16) verbunden ist, das einen von der Netzspannung beeinflußten Setzeingang und einen vom Rückstrom beeinflußten Rückstelleingang aufweist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dan die Netzspannung über einen Meßwandler (11) erfaßt wird, der mit nachgeschaltetem Trigger (20) und Monoflop (21) sowie einem Verzögerungsglied (22) an den Setzeingang des Flip-Flop (16) gelegt ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstrom über einen Meßstromwandler (12) erfaßt wird, der mit nachgeschaltetem Trigger (13), eine Negationsstufe (14) sowie einen Monoflop (15) an den Rückstelleingang des Flip-Flops (16) gelegt ist.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß über den Ausgang des Flip-Flop (16) die Widerstandsbremse aktivierbarwird, wobei ein Negationsglied (17) und ein Monoflop (18) zwischengeschaltet sind
6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbefehl einen Kippspeicher (25) setzt, der über einen Fahrbefehl rücksetzbar ist.