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Steuerung für Elektromotoren, insbesondere Fahrzeuge, bei welcher
ein den automatischen Anlaßvorgang überwachendes Fortschaltrelais und eine Umgehungsschaltung
für dieses Fortschaltrelais angeordnet sind. Es sind Steuerungen für Elektromotoren,
insbesondere für Bahnmotoren, bekannt, bei denen eine von Hand bediente Meisterwalze
so mit einer motorisch bewegten Hauptschaltwalze für die Hauptmotoren verbunden
ist, daß diese automatisch allmählich beschleunigt werden, hierbei aber das Anlassen
nur dann weiter fortschreiten kann, wenn der Strom auf jeder Stufe bis zu einem
bestimmten Betrag gesunken ist. Es sind weiterhin Einrichtungen bekannt, durch welche
das den Anlaßvorgang überwachende Fortscbaltrelais von Hand durch einen besonderen
Schalter überbrückt wird, so daß es möglich ist, den 1 - k# otor auch dann
zu beschleunigen, wenn die Motorstromstärke noch nicht auf das vorbestimmte Maß
gesunken ist. Durch das Einlegen des Umgehungsschalters wird dann die Hauptschaltwalze
um eine einzige Stufe weitergeschaltet und kann dann auch durch die automatische
Fortschalteinrichtung erst dann weiterbewegt werden, wenn der Umgehungsschalter
wieder geöffnet ist. Soll dann die Schaltwalze um einen weiteren Schritt bewegt
werden, ehe die Stromstärke genügend gesunken ist, so muß der Umgehungsschalter
wiederum von Hand eingelegt werden.
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Dieser Umgehungsschalter muß häufig benutzt werden, wenn die von den
Motoren angetriebenen Wagen oder Lokomotiven eine starke Steigung hinauffahren sollen.
Hierbei ist es aber unangenehm, daß der Führer mit der einen Hand die :Meisterwalze
und mit der andern Hand den Umgehungsschalter für das Fortschaltrelais betätigen
muß.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß der
Umgehungsschalter mit der Meisterwalze derart verbunden ist, daß auf bestimmten
Stellungen der Meisterwalze der Klotor automatisch angelassen wird, auf anderen
Stellungen dagegen das Fortschaltrelais umgangen und die Hauptschaltwalze um einen
einzigen Schritt, allerdings unabhängig von der Motorstromstärke, weitergeschaltet
wird.
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Die Meisterwalze wird hierbei so geschaltet, daß in der Stellung für
automatisches Anlassen der Motorstrom nicht unter einen bestimmten Wert fallen darf.
Soll unabhängig von der Motorstromstärke die Schaltwalze um eine Stufe weitergeschaltet
werden, so muß der Führer auf eine weitere Stellung überschalten. Geht er dann auf
die anspringende Stellung wieder zurück, so schreitet das automatische Anlassen
weiter fort, sofern der Strom unter den eingestellten Wert gesunken ist. Ist dies
noch nicht der Fall, dann kann durch Bewegung der Meisterwalze in die weitere Stellung
die Hauptschaltwalze um einen weiteren Schritt vorwärts bewegt werden. In der Zeichnung
ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar ein Schaltungsschema
für einen Mehrmotorenantrieb, bei dem die Motoren auf den ersten Anlaßstellungen
in Serie, auf den weiteren Anlaßstellungen parallel geschaltet sind. Es sind im
wesentlichen nur die erforderlichen Steuerleitungen dargestel:t. Von dem Motorstromkreis
sind nur die für das Verständnis wesentlichen Teile mit etwas größerer Strichstärke
eingezeichnet. T ist der Fahrdraht, von welchem der Stromabnehmer den Motorstrom
abnimmt. Zwischen Fahrdraht und Erde E liegt über die Widerstände 9o, g i das Nullspannungsrelais
P, welches die gesamte Steuerung abschaltet, sobald die Fahrdrahtspannung unter
einen bestimmten Wert sinkt. Dadurch werden auch die Schützspulen B und D abgeschaltet,
welche, nicht dargestellt, im Motorstromkreis liegende Schalter steuern, so daß
bei Spannungsrückgang auch der Hauptstrom abgeschaltet wird. Die Schütze B, D sind
mit den aus der Zeichnung ersichtlichen Hilfskontakten versehen, welche die Hauptschaltwalze
Y und den diese bewegenden Steuermotor N schalten. Mit dem Steuermotor ist eine
Bremse L verbunden, die durch den Bremslüfter 67 gesteuert wird. C ist das
Fortschaltrelais, das in der aus der britischen Patentschrift 144612 bekannten Weise
vier Wicklungen besitzt, eine vom Motorstrom durchflossene Hauptstromwicklung 72,
eine Haltespule
78, eine hiermit in Serie geschaltete Hilfsspule
77 und eine Umgehungsspule 56. A ist der Fahrtwender, 12 sind die von diesen gesteuerten
Fahrtwenderschütze. M ist die Meisterwalze. In der Stellung I derselben werden die
Fahrtwenderschütze R je nach der Stellung des Fahrtwenders A eingeschaltet, gleichzeitig
springen die Hauptschütze B, D an, und es wird auch das Feld des Hilfsmotors
N und der Bremslüfter 67 erregt. Der Hilfsmotor kann aber noch nicht anlaufen, weil
sein Anker durch das Relais S kurzgeschlossen ist. In der Stellung II der Meisterwalze
wird der automatische Anlaßvorgang unter der Kontrolle des Fortschaltrelais C derart
eingeleitet, daß auf dieser Stellung die Hauptschaltwalze zunächst bis zur Stellung
VI fortschalten kann. In der Stellung III der Meisterwalze wird das Fortschaltrelais
C umgangen, so daß die Hauptschaltwalze _ zwischen den Stellungen I und VI um je
einen Schritt von Hand weitergeschaltet werden kann. Auf der Stellung IV der Meisterwalze
kann dann die Hauptschaltwalze automatisch bis zur Stellung XI fortgeschaltet werden.
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Die Stellung V der Meisterwalze dient dazu, auf den Stellungen VII
bis XI der Hauptschaltwalze das Fortschaltrelais zu umgehen. O ist ein L`berstromrelais,
welches zwei vom Hauptstrom durchflossene Ausschaltwicklungen besitzt. Außerdem
ist auf den Relais eine Wicklung 57 vorgesehen, um das Relais wieder in seine Ruhestellung
zurückzubringen, wenn es durch eine Cberlast angesprochen hat. Z ist die Steuerstromquelle,
58 ein Handschalter, der in seiner rechten Stellung die Spule 57 erregt und das
L`berstromrelais O in seine Nullstellung zurückführt und der in seiner linken Stellung
die Steuerstromquelle Z mit dem Kontaktfinger 59 der Meisterwalze verbindet.
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Die Stellungen I bis VI der Hauptschaltwalze Y entsprechen den Serienschaltungen
der Motoren, so daß in der Stellung VI sämtliche Motoren in Reihe liegen, aber der
Anlaßwiderstand vollständig ausgeschaltet ist. In Stellung VII sind die Motoren
unter Vorschaltung aller Anlaßwiderstände parallel geschaltet, in den folgenden
Stellungen werden die Anlaßwiderstände allmäh_ich ausgeschaltet, bis in Stellung
1 der gesamte Anlaßwiderstand abgeschaltet und die Mooren in Parallelschaltung unmittelbar
am Netz liegen. In Stellung XI kann das Feld der Motoren geschwächt werden. F ist
ein Stromwächter, der das Fortschalten der Hauptschaltwalze Y von Stellung X auf
die Stellung NI derart überwacht, daß die Feldschwächung nur eingeschaltet werden
kann, wenn der durch die Spule des Relais F fließende Hauptstrom unter einen bestimmten
Wert gesunken ist. U ist ein Relais, welches den Steuermotor N in der Weise
erregt, daß die Hauptschaltwalze in die Stellung I zurückkehrt, wenn die Hauptschütze
B, D in die Nullstel:ung zurückgebracht sind. W ist ein Hilfskontakt am Hauptschalterschütz,
der geöffnet wird, wenn entweder ein Motor oder mehrere Motoren abgeschaltet werden.
Durch das Öffnen des Kontaktes W wird verhindert, daß die Hauptschaltwalze über
VI hinaus fortbewegt und die Parallelschaltung der Motoren eingeleitet wird.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei zunächst angenommen, daß der
Schalter 58, der Fahrtwender A und die Meisterwalze M sich in der
Nullstellung befinden, daß aber der Stromabnehmer am Fahrdraht T anliegt. Dann wird,
wenn sich der Hauptschalter Y in der Stellung I befindet, das Nullspannungsrelais
P ansprechen, da seine Spule vom Fahrdraht über den Widerstand 9o, die Kontakte
P, und P. der Hauptschaltwalze mit Erde verbunden ist. Hat das Relais P angesprochen,
so bleibt es in seiner angezogenen Stellung stehen, auch wenn die Hauptschaltwalze
aus der Stel:ung I fortbewegt ist, da der durch den Widerstand 9 z geschwächte Erregerstrom
imstande ist, das Relais P in der Einschaltstellung festzuhalten. Dieser geschwächte
Erregerstrom ist aber nicht imstande, das Relais P zum Ansprechen zu bringen, so
daß die Einleitung des Steuervorganges unmöglich ist, solange nicht bei Beginn des
Anlaßvorganges die Walze Y in ihre Anfangsstellung 1 gebracht ist. Schaltet man
nun den Handschalter 58 zunächst nach rechts, so wird die Steuerleitung 7 erregt.
Somit erhält die Spule 57 Strom und bringt das Relais O in seine Ruhelage. Legt
man dann den Schalter 58 nach links und schaltet man ferner den Fahrtwender A beispielsweise
derart ein, daß die Steuerleitung ¢ mit der Steuerstromquelle Z verbunden wird,
und befindet sich die Meisterwalze in Stellung I, so wird, wenn die Hauptschaltwalze
Y auf Stellung I steht und das Nullspannungsrelais P angezogen hat, zunächst der
Steuerstromkreis für das Fahrtwenderschütz R geschlossen, und zwar verläuft der
Strom von dem positiven Pol der Steuerstromquelle Z über den linken Kontakt des
Handschalters 58, die Kontakte 59 am Nullspannungsrelais P und an der Meisterwalze
M
über die oberen Kontakte des Fahrtwenders A, die Steuerleitung 4., die linke
Fahrtwenderschützspule R, den Widerstand 61, die Kontakte 55, 53, 54 an den geschlossenen
Hauptschützen B, D, die Kontakte 5¢, 8 der Hauptschaltwalze Y, die Steuerleitung
8, die Meisterwalze M, Steuerleitung to zum negativen Strom der Stromquelle Z. Das
Fahrtwenderschütz springt derart an, daß die beiden unten gezeichneten
Hilfskontakte
sich nach rechts verschieben. Der Strom fließt dann von der Steuerstromleitung q.,
die linke Fahrtwenderschützspule R, den Kontaktfinger q" am Fahrtwenderschütz R
die Spulen der Hauptschütze B, D, die Kontakte 6o am Nullspannungsrelais P, die
Kontakte des überstromrelais O zu dem Hilfskontakt 5 5 des Schützes B und dann von
dort auf demselben Wege, wie vorher beschrieben, zur Steuerleitung io und von dort
zur Steuerstromquelle zurück.
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Gleichzeitig wird die Steuerleitung 2 über die Meisterwalze M erregt,
und es fließt daher ein Strom von der Steuerleitung 2 über das Relais 65, die in
geschlossenem Zustand des Schützes B überbrückten Hilfskontakte 20, 12 die Hauptschaltwalze
Y zur Steuerleitung i o und von dort zur Steuerstromquelle zurück. Das Relais 65
springt an und verbindet dadurch die über die Meisterwalze erregte Steuerleitung
2 über die bei geschlossenem Hauptschütz D überbrückten Hilfskontakte 13, 17, 1¢,
den Widerstand 7o, die Kontakte des Relais S, die Hilfskontakte 16, 15 des Schützes
D, das Feld des Steuermotors N, die Bremslüfterspule 67, die Kontakte des Relais
65 und den Widerstand 68 mit der Steuerleitung i o. Der Bremslüfter löst die Bremse
L, und auch das Feld des Motors N ist erregt. Der Motor selbst aber kann noch nicht
anlaufen, da der Anker durch das Relais S kurzgeschlossen ist.
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Wird nun die Meisterwalze in die Stellung II weitergeschaltet, so
wird auch die Steuerleitung i erregt. Unter der Voraussetzung, daß der Kontakt i"
an dem Fortschaltrelais C geschlossen ist, ist die Steuerleitung i über die Kontakte
i, i, an der Hauptschaltwalze Y, den Kontakt i" am Fortschaltrelais C, den Anker
71 des Relais, die Leitung 92, die Relaisspule S mit der Steuerleitung i o verbunden.
Das Relais S springt daher an und öffnet den Kurzschtuß des Steuermotorankers N,
so daß dieser anläuft und die Hauptschaltwalze Y in Umdrehung versetzt. Ist nun
in einem bestimmten Augenblick der Hauptmotorstrom zu hoch, so wird die Spule 72
den Anker 71 des Fortschaltrelais C anziehen und hierdurch die Kontakte i" öffnen.
Dadurch wird der Stromkreis des Relais S unterbrochen und der Anker des Steuermotors
N kurzgeschlossen; jedoch wird, wenn beim Öffnen des Kontaktes i" eines der Kontaktsegmente
G an der Hauptschaltwalze Y die Kontakte 2" 2b, überbrückt, ein Strom von der Steuerleitung
2 über die Kontakte 2" 21" die Spulen 78, 77 zur Leitung 92 fließen, so daß
auf diesem Wege die Erregung des Relais S aufrechterhalten wird, unabhängig von
dem Strom in der Spule 72. Infolgedessen wird die Hauptschaltwalze so weit ihre
Drehung vollenden, bis das entsprechende G von den Kontakten 2a, 2t, abgleitet,
bis also die Hauptschaltwalze eine der Stellungen II bis VI vollkommen erreicht
hat; es ist also nicht möglich, daß die Hauptschaltwalze in einer Zwischenstellung
stehenbleibt.
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Auf diese Weise wird allmählich die Hauptschaltwalze bis in die Stellung
VI fortgeschaltet. Auf dieser Stellung bleibt sie jedoch in jedem Falle stehen,
da hier die Steuerleitung i durch eine entsprechende Aussparung an dem Kontaktsegment
H von der Leitung 92 abgetrennt wird. Auf den Zwischenstellungen zwischen I und
VI kann man nun die Schaltwalze unabhängig von der Stellung des Ankers 71 am Fortschaltrelais
C bzw. unabhängig von der Motorstromstärke um einen Schritt weiterschalten, indem
man die Meisterwalze in die Stellung III bringt. Dadurch wird die Steuerleitung
6 erregt, und die Umgehungsspule 56 am Fortschaltrelais erhält über die Kontaktbelege
J der Hauptschaltwalze Strom. Dadurch wird der Anker 79 des Relais C angezogen und
macht mit dem unteren Ende des Ankers 71 Kontakt. Infolgedessen wird der Kontakt
i" durch einen Stromkreis umgangen, welcher den Anker 71, den Halten am Anker 79,
den Anker -79, den Anker 8o und die Kontakte 81 enthält. Dadurch ist das Relais
S wieder erregt, und der Steuermotor kann die Hauptschaltwalze um einen einzigen
Schritt vorwärts bewegen. Eine weitere Bewegung ist jedoch unmöglich gemacht, da
gleich nach Beginn der Bewegung die beiden in Serie geschalteten Spulen 77,
78 über die Kontakte 2a, 2L erregt und infolgedessen die Kontakte 81 geöffnet
werden, und da auch nach der Trennung der Kontakte 2a, 2v der Anker 8o infolge der
eigenartigen in der britischen Patentschrift 1¢q.612 beschriebenen Bauart des Relais
angezogen bleibt, solange die Spule 56 erregt ist. Will man also weiterschalten,
so muß man die Meisterwalze in die Stellung II zurückführen, dann kann, wenn inzwischen
der Strom in der Spule 72 genügend gesunken ist, ein weiteres automatisches Anlassen
bis zur Stellung VI erfolgen. Es kann aber durch Wiederzurückführen auf die Stellung
III ein einziger weiterer Schritt der Hauptschaltwalze unabhängig von dem Strom
in der Hauptstromspule 72 erreicht werden.
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Um ein Fortschalten der Hauptschaltwalze über die Stellung VI hinaus
zu erreichen, muß die Meisterwalze M in die Stellung IV übergeführt werden, in der
die Steuerleitung 3 erregt ist und infolgedessen über den KontaktbelagH und den
Kontakt i" der vorerwähnte Stromkreis für das Relais S geschlossen ist. Der weitere
automatische Anlaßvorgang
geht nun unter der Kontrolle de Fortschaltrelais
C ebenfalls in der oben beschriebenen Weise weiter, bis die Stellung bzw. KI erreicht
ist. Inzwischen kann man durch Bewegen der Meisterwalze von der Stellung IV auf
die Stellung V erreichen, daß die Hauptschaltwalze Y um einen einzigen Schritt weiterbewegt
wird unter Umgehung des Fortschaltrelais und ohne Rücksicht auf die Stärke des Motorstromes.
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Diese Anordnung gestattet dem Fahrer, jeden einzelnen Schaltschritt
in sehr einfacher Weise zu bewirken, indem er die Meisterwalze von der Stellung
I zur Stellung III überführt, ohne auf der Stellung II anzuhalten. Hierbei kann
er immer nur einen Schaltschritt machen, und wenn er die Meisterwalze fortlaufend
weiterbewegen will, muß er die Meisterwalze in die Stellung Il zurückführen und
dann wieder auf die Stellung III bringen. Dies gilt aber nur für die Stellungen
I bis VI der Meisterwalze. Er kann ."aber auch in ähnlicher Weise ein allmähliches
weiteres Fortschreiten der Hauptschaltwalze erreichen, indem er die Meisterwalze
abwechselnd zwischen den Stellungen IV und V verstellt.
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Werden die Hauptschütze B und D, ausgeschaltet, so wird die
Hauptschaltwalze, sofern sie nicht bereits in Stellung I steht, in diese Stellung
zurückkehren. Das Relais U ist nämlich über die Kontakte i i der Hauptschaltwalze
erregt und verbindet infolgedessen unabhängig von der Stellung der Meisterwalze
die Steuerleitungen i und 2 mit der Steuerstromquelle. Es fließt dann ein Strom
von der Steuerleitung 2 über das Relais 65, die Kontaktfinger 2o und i i des Schützes
B und die Kontaktfinger i i und io an der Hauptschaltwalze zur Stromquelle zurück.
Das Relais 65 wird infolgedessen erregt; ein weiterer Strom fließt von der Steuerleitung
i über den Kontakt i," am Fortschaltrelais, der bei ausgeschaltetem Motorstrom stets
geschlossen ist, die Leitung 92, das Relais S zur Leitung io zurück. Die Relais
65 und S werden also erregt, und der Steuermotor N erhält auf folgendem Wege Strom:
von der Stellung II der Meisterwalze über die Kontakte 13, 16 am Schütz
D, Anker N, Kontakte i q., 15, das Feld des Steuermotors N, Bremslüfter
67, Kontakte des Relais 65 zur Steuerleitung io. Da dieser Strom im Anker die umgekehrte
Richtung, im Feld aber die gleiche Richtung besitzt wie der vorher betrachtete Strom,
wird der Steuermotor umgekehrt laufen, bis in Stellung I der entsprechende Kontaktbelag
der Hauptwalze von dem Kontaktfinger i i abgleitet. Die Meisterwalze M kann naturgemäß
auch in beliebig anderer Weise ausgebildet werden; ohne daß eine Änderung der sonstigen
Schaltung notwendig ist. Beispielsweise können die Stellungen III und V, die die
Umgehungsspule 56 speisen, zu einer einzigen Stellung zusammengezogen werden, die
entweder vor der Vollaststellung IV oder hinter derselben angeordnet sein kann.
Besonders die letztgenannte Anordnung hat den Vorteil, daß auch bei Bewegung der
Meisterwalze in die V ollaststellung die Steuerleitung 6 nicht erregt wird und so
die Möglichkeit ausgeschaltet wird, daß gegen den Willen des Führers unter Umgehung
des Fortschaltrelais die Hauptschaltwalze weiterbewegt wird, wie dies bei der Anordnung
nach dem Schaltungsschema möglich ist, wenn der Fahrer auf die Stellung IV übergeht.
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Zweckmäßig wird, insbesondere wenn die Umgehungsstellung am Ende der
Meisterwalze angeordnet ist, eine Feder vorgesehen, die die Meisterwalze von der
Umgehungsstellung in die Vollaststellung zurückzubewegen bestrebt ist. Diese Feder
bewirkt gleichzeitig, daß der Übergang von der Vollaststellung in die Umgehungsstellung
eine besondere Kraftanstrengung erfordert. Der Führer kann daher ohne weiteres von
der ersten Stellung in die Vollaststellung überschalten, ohne Gefahr zu laufen,
die Umgehungsschaltung für das Fortschaltrelais unbeabsichtigt herzustellen. Ein
weiterer Vorteil dieser Feder besteht darin, daß der Fahrer die Meisterwalze nicht
länger in der Umgehungsstellung stehenlassen wird als es unbedingt notwendig ist.
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Im übrigen können auch die Umgehungsstellungen in beliebig anderer
Weise auf die Meisterwalze verteilt werden.
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Statt der dargestellten rein elektrischen Steuerung der Hauptschaltwalze
kann natürlich auch jede andere, beispielsweise eine elektropneumatische Steuerung
o. dgl., verwendet werden.