DE3608707C2

DE3608707C2 -

Info

Publication number: DE3608707C2
Application number: DE3608707A
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl.-Ing. 1000 Berlin De Barz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1986-03-12
Filing date: 1986-03-12
Publication date: 1987-12-17
Also published as: DE3608707A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für eine Reihenschlußmaschine, die über einen Gleichstromsteller gespeist und aussteuerungsabhängig erregt ist und wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 näher definiert ist.The invention relates to a circuit arrangement for a series machine, which are powered by a DC chopper and is excited depending on the level of control and how it is defined in more detail in the preamble of claim 1.

Eine derartige Schaltung ist z. B. durch die DE-PS 28 52 065 bekanntgeworden. Dabei ist eine Reihenschaltung aus Motoranker, Motordrossel und geshunteter Feldwicklung und einem gemeinsamen Verbundwiderstand gebildet, die über ein Fahrschütz im Fahrbetrieb an die Betriebsspannung gelegt wird. Die Aussteuerungsabhängigkeit des Erregergrades, dem Verhältnis von Erregerstrom zu Ankerstrom, ergibt sich durch die unabhängig voneinander vorhandenen Anker- und Freilaufkreise mit separaten Freilaufdioden bei gemeinsamer Benutzung des Verbundwiderstandes. Die Schaltung ist sowohl für Netzbremsbetrieb ausgelegt, bei dem die Energierückspeisung über den Ankerfreilaufkreis erfolgt, als auch für Widerstandsbremsbetrieb, bei dem ein Bremswiderstand über einen löschbaren Bremsthyristor eingeschaltet wird. Eine Bremsdiode entkoppelt den Rückstromkreis.Such a circuit is e.g. B. become known from DE-PS 28 52 065. There is a series connection of motor armature, motor choke and shunted field winding and a common composite resistance, via a contactor while driving to the operating voltage is placed. The modulation dependence of the degree of excitation, the ratio from excitation current to armature current, results from the independent existing armature and freewheeling circuits with separate Free-wheeling diodes when the compound resistor is used together. The Circuit is designed for both mains brake operation, in which the energy recovery via the armature freewheeling circuit, as well as for resistance braking operation, in which a braking resistor via an erasable braking thyristor is switched on. A brake diode decouples the return circuit.

Solche Schaltungen sind für Betriebsfälle ausgelegt, bei denen es insbesondere auf einen kleinen Erregungsgrad im Bremsbetrieb ankommt. Mit der Einfügung eines verhältnismäßig kleinen Verbundwiderstandes mit feldschwächender Wirkung läßt sich auf einfache Weise fast jeder beliebig kleine Erregergrad der Maschine einstellen. Mit dem Aussteuerungsgrad des Gleichstromstellers wird zugleich das Verhältnis der Erregung verändert. Mit einer Verringerung des Aussteuerungsverhältnisses des Gleichstromstellers sinkt dabei auch ebenso die Erregung ab. Auch die Höhe der angelegten Fahrleitungsspannung kann sich dabei auswirken, weil der Gleichstromsteller, das Aussteuerungsverhältnis für einen bestimmten konstant gehaltenen Laststrom in diesem Fall verringern wird. Derartige Schaltungsauslegung sind für den Bremsbetrieb erwünscht und auch dort von Vorteil, im Fahrbetrieb können sie jedoch die Auswirkung haben, daß das maximal mögliche Losbrechdrehmoment verringert wird. In manchen Betriebsfällen, so z. B. bei Einmotoren-Notbetrieb bei Straßenbahnen, wenn zudem Bergfahrten mit größeren Steigungen vorkommen, kann wegen der vorhandenen aussteuerungsabhängigen Erregung ein Fahrbetrieb in diesen Fällen problematisch werden.Such circuits are designed for operating cases in which there is particular depends on a small degree of excitation when braking. With the insertion of a relatively small composite resistance with field weakening Effect can be done in almost any way set the small degree of excitation of the machine. With the level of modulation of the DC chopper also changes the ratio of the excitation. With a reduction in the drive ratio of the DC chopper the excitement also drops. Even the amount of applied catenary voltage can have an impact because of the DC chopper, the drive ratio for a certain constant held load current will decrease in this case. Such Circuit designs are desirable for braking operation and also there advantageous, when driving they can have the effect that the maximum possible breakaway torque is reduced. In some operating cases, so z. B. in single-engine emergency operation on trams, if mountain rides with larger inclines can occur because of the existing excitation-dependent excitation a driving operation in this Cases become problematic.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte und erwähnte, bewährte Schaltung auch für den Fahrbetrieb in diesen Sonderfällen einsetzbar zu machen und so die Schaltung ohne größeren Aufwand zu verbessern.The object of the invention is the known and mentioned, proven circuit can also be used for driving in these special cases and so improve the circuit without much effort.

Für eine Anordnung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.For an arrangement of the type mentioned, this task according to the characterizing features of claim 1 solved. Advantageous training the invention can be found in the subclaims.

Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im nachstehenden näher erläutert. Dazu wird auf die Fig. 1 bis 5 der Zeichnungen verwiesen. Diese Figuren zeigen Stromverläufe in den verschiedenen Schaltzuständen des Gleichstromstellers im Fahr- wie auch im Bremsbetrieb.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. For this purpose, reference is made to FIGS. 1 to 5 of the drawings. These figures show current profiles in the various switching states of the DC chopper in driving as well as in braking operation.

In den Fig. ist mit A der Motoranker eines Gleichstromreihenschlußmotors bezeichnet, dessen Feldwicklung MF über einen Widerstand DS geshuntet ist. Mit MD ist eine Motordrossel und mit R _VW ein niederohmiger Verbundwiderstand dargestellt. Letzterer ist noch aus der Grundschaltung übernommen und kann im Fahrbetrieb bei Anwendung der Erfindung beibehalten werden, da der Verbundwiderstand durch den geänderten, gemeinsamen Freilaufkreis für Anker und Feld wirkungslos bleibt oder ganz entfallen kann (er ist deshalb gestrichelt dargestellt). Der Ankerstrom I _A wird dem Fahrleitungsnetz, von der + Zuleitung entnommen und über eine Blockdiode DF 1 und einen Fahrschalter FS (kann z. B. auch Kontakt eines Fahrschützes sein) dem Motor zugeführt. Je nach gewünschter Drehrichtung verläuft der Strom über die Ankerumschalter 1 bis 4. Der Motorstrom fließt über die Motordrossel MD, den Verbundwiderstand R _VW und das Motorfeld MF sowie den Gleichstromsteller ST zurück zur "-" Leitung des Fahrleitungsnetzes und hängt von der Aussteuerung des Gleichstromstellers ST ab. Mit BW ist noch ein Bremswiderstand für den gemischten Netz- und Widerstandsbremsbetrieb bezeichnet, der über einen löschbaren Bremsthyristor BT (Bremssteller) ein- und ausschaltbar ist, wobei der Rückstrom über den Anker A und die Bremsdiode BD fließt. NK ist der Netzstützkondensator, der die rückgespeiste Bremsenergie zwischenspeichert und mit NBS ist der Netzbremsschalter dargestellt. DAF ist die ursprüngliche Ankerfreilaufdiode, DFF eine Feldfreilaufdiode und DF 2 die neue für Anker und Feld gemeinsame Freilaufdiode im Fahrbetrieb. Bei umgekehrter Netzpolarität sind die Diodenanordnungen entsprechend zu ändern.In FIGS. Is denoted by A, the motor armature of a DC series motor, the field winding MF is shunted through a resistor DS. A motor choke is shown with MD and a low-resistance composite resistor with R _VW . The latter is still taken over from the basic circuit and can be maintained while driving when using the invention, since the composite resistance remains ineffective due to the changed, common freewheeling circuit for armature and field or can be omitted entirely (it is therefore shown in dashed lines). The armature current I _A is taken from the catenary network, from the + supply line and fed to the motor via a block diode DF 1 and a travel switch FS (can also be a contactor, for example). Depending on the desired direction of rotation, the current runs through the armature switches 1 to 4 . The motor current flows back to the "-" line of the catenary network via the motor choke MD , the composite resistor R _VW and the motor field MF and the direct current controller ST and depends on the modulation of the direct current controller ST . BW is also a braking resistor for mixed mains and resistance braking operation, which can be switched on and off via an erasable braking thyristor BT (braking unit), the reverse current flowing via armature A and braking diode BD . NK is the network support capacitor, which temporarily stores the regenerative braking energy, and NBS is the network brake switch. DAF is the original freewheeling diode, DFF is a freewheeling diode and DF 2 is the new freewheeling diode that is common to the armature and field. If the polarity is reversed, the diode arrangements must be changed accordingly.

In Fig. 1 ist der Betriebszustand "Fahren" mit gezündetem Gleichstromsteller ST dargestellt. Der Stromverlauf ist in Dickstrich markiert.In Fig. 1, the operating state "driving" is shown with the DC controller ST ignited. The current flow is marked in thick lines.

In Fig. 2 ist der Betriebszustand "Fahren" mit gelöschtem Gleichstromsteller ST erkennbar. Der Freilauf wird hier über die Anker- und die Feldwicklung MF und die neue Freilaufdiode DF 2 erzwungen. Der alte Ankerfreilaufkreis ist durch den geöffneten Netzbremsschalter NBS unterbrochen. Zweckmäßig kann als Netzbremsschalter NBS ein in der Ausgangsschaltung vorhandener Netztrennschalter hierzu verwendet werden. Der Erregergrad wird nur durch die Größe des Dauershuntes und den Widerstand der Motorfeldwicklung M bestimmt und bleibt vom Aussteuerungsverhältnis unbeeinflußt.In Fig. 2 the operating state "driving" can be seen with deleted DC power controller ST . The freewheeling is forced here via the armature winding and the field winding MF and the new freewheeling diode DF 2 . The old armature freewheeling circuit is interrupted by the open network brake switch NBS . A mains disconnect switch present in the output circuit can expediently be used as the mains brake switch NBS . The degree of excitation is only determined by the size of the continuous shunt and the resistance of the motor field winding M and remains unaffected by the modulation ratio.

Fig. 3 zeigt den Stromverlauf im Betriebszustand "Bremsen" bei gezündetem Gleichstromsteller ST. Der Fahrschalter FS ist geöffnet. Fig. 3 shows the current profile in the "braking" operating state with the DC controller ST ignited. The FS travel switch is open.

Fig. 4 zeigt den Stromverlauf im Betriebszustand "Netzbremsen" bei gelöschtem Gleichstromsteller ST. Die Energierückspeisung erfolgt über den ursprünglichen Ankerfreilaufkreis mit der ursprünglichen Freilaufdiode DAF bei geschlossenem Netzbremsschalter NBS. Der Feldfreilaufkreis verläuft unabhängig vom Ankerkreis über MF, DFF, R _VW, MF. Ein Rückstrompfad über die Diode DF 2 in Richtung zum Netzkondensator NK ist mit der entgegengesetzt gerichteten Diode DF 1 zuverlässig unterbunden. Der Erregergrad im Bremsbetrieb ist wie in der ursprünglichen Schaltungsanordnung nicht ankerstromabhängig. Fig. 4 shows the current profile in the operating state "network braking" with the DC controller ST deleted. The energy is regenerated via the original armature freewheeling circuit with the original freewheeling diode DAF with the mains brake switch NBS closed. The field freewheeling circuit runs independently of the armature circuit via MF, DFF, R _VW , MF . A reverse current path via the diode DF 2 in the direction of the line capacitor NK is reliably prevented with the diode DF 1 facing in the opposite direction. As in the original circuit arrangement, the degree of excitation during braking is not dependent on the armature current.

Fig. 5 zeigt noch ergänzend den Stromverlauf im Betriebszustand "Widerstandsbremse" bei gelöschtem Gleichstromsteller ST. Der Netzbremsschalter NBS kann geschlossen sein, wenn die Bedingung für den Netzersatzwiderstand durch den Bremswiderstand erfüllt werden kann; der Netzbremsschalter NBS muß aber geöffnet sein in den Fällen, wo diese Bedingung nicht eingehalten werden kann, was bei sinkender Netzspannung aber auch bei einem höheren Laststrom als der Auslegungsbedingung eintreten kann. FIG. 5 additionally shows the current profile in the "resistance brake" operating state when the direct current controller ST is deleted. The line brake switch NBS can be closed if the condition for the line replacement resistor can be met by the braking resistor; However, the network brake switch NBS must be open in cases where this condition cannot be met, which can occur when the network voltage drops but also when the load current is higher than the design condition.

Claims

1. Circuit arrangement for a series machine, in which

- the machine is powered by a DC chopper and is energized depending on the level control,
a driving switch places a series connection of motor armature, motor throttle, a composite resistor and the motor field on operating voltage,
- there are independent field and armature freewheeling circuits with separate freewheeling diodes when the composite resistor is used together,
-for mains brake operation, the energy is fed back via the armature freewheeling circuit,
- for resistance braking operation, a braking resistor is connected via a braking thyristor using a braking diode in the reverse current circuit,

gekennzeichnet durch:marked by:

- a network brake switch (NBS) to interrupt the armature freewheeling circuit while driving,
- A freewheeling diode (DF 2 ), by means of which a common freewheeling circuit is formed via the motor armature (A) , the motor field (MF) and the travel switch (FS) , so that the energy recovery via the original armature freewheeling circuit when the mains brake switch (NBS) is closed and during mains braking operation open travel switch (FS) .

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that

- A block diode (DF 1 ) in the forward direction between the supply network (+) and the driving switch (FS) and
- The common freewheeling circuit between the block diode (DF 1 ) and the travel switch (FS) is connected.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the composite resistor (R _VW ) can be omitted.