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Einrichtung zur automatischen Spannungsregulierung einer aus mehreren
Teilstrecken bestehenden Bahnanlage, bei der die Teilstrecken mit den Signalabschnitten
zusammenfallen. Es ist bekannt, die Leitungsanlage für elektrische Bahnnetze in
Teilstrecken zu unterteilen und in den einzelnen Teilstrecken Unterstationen aufzustellen,
«,-elche das Netz zusammen mit der Hauptzentrale derart speisen, daß die Spannung
der Fahrschiene unabhängig davon, ob ein Zug die Teilstrecke durchfährt oder nicht,
möglichst konstant ist.
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Bei diesen bekannten Einrichtungen wird, wenn ein Zug in der Strecke
fährt und die Spannung der Stromquelle infolge des hierdurch bedingten Stromverbrauchs
zu sinken droht, die Unterstation selbsttätig in Betrieb genommen und die Spannung
wieder auf den normalen Wert gebracht.
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Die Erfindung bezieht sich nun ebenfalls auf Bahnnetze, die aus mehreren
Teilstrecken bestehen, und bei denen eine automatische Spannungsregelung vorgesehen
ist. Bei der Erfindung sollen aber im Gegensatz zu der bekannten Einrichtung die
einzelnen Teilstrecken von den zugehörigen Unterstationen allein ohne Zuhilfenahme
anderer Spannungsquellen gespeist «-erden. Die Teilstrecken liegen daher nur dann
an Spannung, wenn sich ein Zug innerhalb der Teilstrecke Lefindet oder sich derselben
nähert. Außerdem soll in den Fällen, wo der Zug innerhalb der Teilstrecke zum Halten
gebracht wird, die Spannung auf die Anfangsspannung herabgesetzt werden, und es
soll das Anlassen des Lokomotivantriebsmotors beim Wiederanlassen dadurch erreicht
werden, daß die Spannung der Teilstrecke allmählich wieder heraufgesetzt wird.
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Eine besonders einfache Schaltung ergibt sich, wenn in den Unterstationen
Gleichrichter zur Speisung der Fahrleitung dienen. Man kann nämlich ein und denselben
Gleichrichter für sehr verschiedene Spannungen verwenden und so durch Regulierung
der Spannung des Wechselstroms, der dem Gleichrichter zugeführt wird, die Spannung
auf der Gleichstromseite verlustfrei regeln. Durch alle diese Maßnahmen wird eine
erliebliche Energieersparnis erreicht.
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Weiterhin ist es für die Erfindung wesentlich, daß die einzelnen Teilstrecken
mit den
Signalabschnitten zusammenfallen, wie dies für Zugdeckurigseinrichtungen
ebenfalls an sich bekannt ist. Bei dieser Erfindung kann diese Maßnahme zwar auch
für die Zwecke der Zugdeckung benutzt werden, hat aber hier vor allem den Zweck,
daß unter allen Umständen in jeder Teilstrecke nur ein Zug sich befindet, von dessen
Fahrzustand die Spannung der entsprechenden Teilstrecke abhängig gemacht wird.
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Zur Erläuterung der Erfindung sind auf der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele
dargestellt. a sind die Blockstrecken mit den zugehörigen Signalen b; c und
d sind der Fahrdraht bzw. die Schiene, deren Abschnitte mit den Blockabschnitten
a zusammenfallen. f# ist ein Bahnwagen, von dessen Steuerung lediglich der Hauptschalter
f und ein Schleifschuh ä gezeichnet ist, der auf am Anfang und Ende jedes Speiseabschnittes
vorgesehenen Schienen h, i, k schleift. Die auf den Abschnitten r, z und 3 usw.
liegenden Schleifschienen und die sonstigen Apparate sind außer mit dem erforderlichen
Bezugsbuchstaben noch mit einem den Speiseabschnitt bezeichnenden Index versehen.
in sind die die einzelnen Abschnitte speisenden Gleichrichter, n ist eine von einem
Motor o gesteuerte Einrichtung zur Änderung der primären Windungszahl des Gleichrichtertransformators,
durch «-elche der Gleichrichter ein- und ausgeschaltet und die Spannung desselben
verändert wird. Jeder Motor o besitzt zwei Feldwicklungen, von denen die eine für
Vorwärtsschaltung, die andere für Rückwärtsschaltung bestimmt ist. p ist ein Spannungsrelais,
q ein Stromrelais.
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Es sei zunächst angenommen, daß der Speiseabschnitt c" d, volle Spannung
besitze, daß das zum nächsten Abschnitt c2, d2 gehörende Signal b., auf Fahrt stehe,
und daß der Wagen e mit voller Geschwindigkeit von der Strecke c" d, auf die Strecke
c., d. übergehen soll.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Lage des Wagens e berührt der
Schleifschuh g die Schleifschienen h,. Dadurch wird das Spannungsrelais p, vom Fahrdraht
c, über die Schleifschuhe g, Schleifschienen h" den Kontakt r2 am Signal b=, den
Kontakts= am Regulierapparat sz=, den Kontakt t, am Regulierapparat iz, erregt.
Das Relais p, zieht an und schaltet den Motor o. in einem solchen Sinne ein, daß
der Regulierschalter ya, die Primärwicklung des Transformators für den Gleichrichter
in, allmählich einschaltet. Die Bewegung des Motors o2 wird dann dadurch unterbrochen,
daß in der linken Endstellung der Reguliereinrichtung it., der Hilfskontakt s2 ausgeschaltet
wird. Der Streckenabschnitt c2, d2 wird infolgedessen volle Spannung erhalten, kurz
bevor der Wagen die Strecke cl, d,, verläßt und auf die Strecke c2, d2 übergeht.
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Steht das Signal b2 auf »Halt«, so muß der Führer den Wagen anhalten.
Er wird infolgedessen den Hauptschalter f öffnen, so daß die Strecke c1, dl stromlos,
aber nicht spannungslos wird. Infolgedessen wird der Stromwächter q" der während
der Fahrt des Wagens die gezeichnete Stellung eingenommen hat, abfallen und den
unteren Kontakt schließen. Dadurch wird der Motor o, in dem Sinne eingeschaltet,
daß die Spannung des Gleichrichters iäl zurückgeht. Der Motor kommt durch Ausschalten
des Einschalters zc, zum Stillstand, sobald die Anfahrspannung,, das ist etwa
15 Prozent der Vollspannung, erreicht ist. Inzwischen kommt der Wagen e nach
Zurücklegung seines Bremsweges vor dem Haltesignal b= zum Stillstand an einer Stelle,
wo der Schleifschuh g die Schleifschiene il berührt. Nunmehr wird das Spannungsrelais
p, vom Fahrdrahtabschnitt cl. über den Schleifschuh g, die Schleifschiene i" den
Kontakt r2 am Signal b" die Endschalters" t', erregt und der Motor o. in dem Sinne
eingeschaltet, daß der Gleichrichter in, eingeschaltet wird. Er kann aber nicht
seine volle Spannung annehmen, sondern die Bewegung des Regulierapparates n2 kommt
bereits zum Stillstand, wenn die Anfahrspannung erreicht ist, da in der zugehörigen
Stellung der Endschalter s'2 geöffnet wird. Der zweite Streckenabschnitt c2, d2
hat also wiederum dieselbe Spannung wie der Streckenabschnitt c" d,_.
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Sobald das Signal b= geöffnet wird und der Wagenführer den Hauptschalter
f schließt, setzt sich der Wagen langsam in Bewegung und wird bald darauf in den
Streckenabschnitt c2, d." einfahren. Dadurch wird der Stromwächter q erregt, schließt
seinen oberen Kontakt und schaltet den Motor o2 in dem Sinne ein, daß der Streckenabschnitte",
dz volle Spannung erhält.
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Sobald der Wagen die in der Zeichnung strichpunktierte Lage erreicht
und der Schleifschuh g die Schleifschiene k2 berührt, wird der Motor o, Strom erhalten
und den Gleichrichterin, abschalten, so daß nunmehr die Strecke c" d, spannungslos
ist.
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In Abb.2 ist eine ähnliche Ausführungsform dargestellt, bei der die
Regulierung sowie die Zu- und Abschaltung durch Kontaktvoltmeter erreicht wird.
Sobald der Schleifschuh g des Wagens die Kontaktschiene h, berührt, wird das Kontaktvoltmeter
v, ausschlagen und bei offenem Signal über den Kontakt r2 sowie über den Kontakt
v, eines zweiten Voltmeters das Spannungsrelais p, erregen. Dadurch erhält in
genau
der gleichen Weise wie bei der Abb. i der Gleichrichter m2 Spannung. Hierbei wird
der Motor o2 al:geschaltet, sobald der Strekkenabschnitt c" d; die gleiche Spannung
wie der Streckenabschnitt c, d, besitzt, und zwar dadurch, daß bei dieser Spannung
das Voltmeter v2 seinen Kontakt öffnet. Steht das Signal b2 auf »Halt«, so wird
wieder in derselben Weise wie vorher die Spannung des Gleichrichters ml auf die
Anfahrspannung herunterreguliert. Sobald dann der Schleifschuh g des Wagens die
Schaltschiene i2 berührt, wird der Motor o2 über die Kontakte des Voltmeters w,
und den Kontakt r2 am Signal bz sowie den Kontakt des Voltmeters w2 eingeschaltet,
und zwar so lange, t;is wieder die Voltmeter w", w2 gleiche Spannung haben und der
Kontakt des Voltmeters 1v.. geöffnet wird.
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Durch die Einrichtung nach der Erfindung wird die Reguliereinrichtung
auf dem Fahrzeuge erheblich verbessert, da nunmehr das Anfahren nicht nur durch
komplizierte Schützensteuerungen auf dem Fahrzeuge, sondern durch einfache Regulierung
- der Gleichrichterstation erreicht werden kann. Außerdem fallen durch die Einrichtung
der verschiedenen Unterstationen die bei Erzeugung des Stromes in einer Zentralstelle
auftretenden großen Verluste fort. Schließlich können auch die einzelnen Stromquellen
verhältnismäßig klein gehalten werden, weil jede Unterstation nur einen Wagen anzutreiben
hat und die Leistung daher im voraus genau bestimmt ist. Durch Wegfall langer Speiseleitungen
sind auch die Spannungsunterschiede an den Schienenrückleitungen gering; somit ist
die Korrosionsgefahr für Gas- und Wasserleitungen vermindert. Schließlich ist auch
dadurch, daß die Steuerung der Gleichrichter eines Speiseabschnittes von dem am
Anfang desselben stehenden Signal abhängig ist, eine einfache automatische Sicherung
gegen das überfahren des Signals gegeben, denn ein Speiseabschnitt kann durch den
im vorangehenden Speiseabschnitt fahrenden Wagen nur dann Spannung erhalten, wenn
entweder das Signal auf Fahrt oder wenn bei gesperrtem Signal der Wagen vor dem
Signal zum Stilltand gebracht ist.