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Einrichtung zur Abstufung der Spannungsstufen zwischen zwei Fahrschalterstellungen
von elektrischen Triebfahrzeugen mit Stufentransformator und Drosselspulen Bei Wechselstromlokomotiven
mit Stufentransformator ist es bekannt, die von dem Stufentransformator entnommenen
Betriebsströme über eine größere Anzahl gleichzeitig eingeschalteter Schaltschütze
zu führen, um die einzelnen Schaltschütze für eine möglichst geringe Stromstärke
bemessen zu können. Die Schaltschütze liegen hierbei teilweise an verschiedenen
Spannungen entsprechenden Anzapfungen und sind daher über Doppeldrosseln miteinander
und mit der Zuführungsleitung zu dem Stromverbraucher verbunden, die als Spannungsteiler
und überschaltdrosseln wirken. Die Steuerung derartiger Einrichtungen erfolgt hierbei
etwa über einen Fahrschalter, und zwar sind jeder einzelnen Fahrschalterstellung
bestimmte Schaltstellungen der einzelnen Schütze zugeordnet, so daß die Stromverbraucher
(die Motoren) über die Doppeldrossel und Schütze derart an die einzelnen Anzapfungen
des Transformators angeschlossen sind, daß sich unter der Spannungsteilerwirkung
die gewünschte Spannung an den Motoren ergibt. Bei einer Schaltanordnung, bei der
zwei zueinander parallele, durch einen besonderen Zwischentransformator transformatorisch
miteinander verkettete Motorgruppen angewendet sind, ist es auch bekannt geworden,
durch einseitigen Anschluß der Spannungsteiler die Stufenzahl zu vergrößern. Weiter
sind Einrichtungen bekannt geworden, bei denen das einschaltende zweier untereinander
abwechselnder Schütze mit einer geringen Zeitverzögerung arbeitet, um sicher einen
Kürzschluß zu vermeiden. Während der dieser Verzögerung entsprechenden Zeitspanne
ist der Stromteiler gleichfalls nur einseitig angeschlossen. Bei derartigen Steuerungen
sind die einzelnen Spannungswerte, die in den Schaltstufen zur Verfügung stehen,
derart abgestuft, daß sich beim Anlaufvorgang unter normalen Betriebsv erhält nissen
die Motorstromstärke streng innerhalb von engen vorgeschriebenen Grenzen hält. Unter
geänderten Betriebsverhältnissen kann sich jedoch ergeben, daß die Spannungsstufen
zwischen zwei Betriebsspannungswerten eine zu große Stromaufnahme, insbesondere
während des Anlaufvorganges, zur Folge haben, die besonders den Kommutierungsverhältnissen
gefährlich werden und auch die Selbstschalter auslösen kann. Auch kann die übermäßige
Stromaufnahme eine zu große Zugkraft zur Folge haben, die bei dein einzelnen Fahrzeug
ein sprunghaftes Anlaufen, bei einem Zug Überbeanspruchung und Bruch der Kupplungseinrichtungen
infolge des stoßartigen Anfahrvorganges mit sich bringt. Um
für
die vereinzelten Fälle geänderter Betriebsverhältnisse nicht vom serienmäßigen Aufbau
der Spannungszapfungen an den Transformatoren abgehen zu müssen, kann nach der Erfindung
eine Änderung -der Betriebsspannungen dadurch erreicht werden, daß den einzelnen
Fahrschalterstellungen Zwischenschaltstellungen vorgeordnet sind, in denen der induktive
Spannungsabfall von einseitig belasteten Doppeldrosselspulen zur Herabsetzung der
Spannung verwendet ist, und zwar indem die der endgültigen Schaltstellung zugeordneten
Schütze mit einer einstellbaren Verzögerungseinrichtung versehen sind, die erst
nach deren Ablauf die Schütze einschaltet und so die Zwischenschaltstellung in die
entsprechende Hauptschaltstellung umschaltet. Bei entsprechender Bemessung der Verzögerungszeiten
schalten dann die Schütze in bestimmten Zeitabständen nacheinander. Auf diese Weise
wird eine lineare Abstufung in dem Anlaufvorgang erreicht, wodurch erschwerten Betriebsverhältnissen
Rechnung getragen werden kann, wobei gleichzeitig durch die Einstellbarkeit die
Möglichkeit gegeben ist, diese Schaltfolge den Betriebsverhältnissen gut anzupassen.
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Bei Fahrzeugen mit mehreren Doppeldrosselspulen, bei denen also der
Betriebsstrom normalerweise über vier Schütze geführt ist, sind immer zwei Doppeldrosselspulen
hintereinandergeschaltet. Durch entsprechende Bemessung der Zeitverzögerung der
einzelnen Schütze läßt sich hierbei erreichen, daß in den ersten Schaltstufen beide
Drosselspulen einseitig belastet sind, so daB sich ihr Spannungsabfall addiert.
Bei mehrmotorigen Fahrzeugen werden mit besonderem Vorteil die den einzelnen Motorgruppen
zugeordneten Schütze durch die Verzögerungsrelais ebenfalls nacheinander eingeschaltet,
so daß die einzelnen Motorgruppen der Reihe nach an die Anfahrtspannungsstufen gelegt
werden. Auf diese Weise läßt sich der während des Anfahrens aufgenommene Gesamtstrom
weiter abstufen sowie die Zugkraft in zulässigen Grenzen halten.
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In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiel Schaltschemata einer
derartigen Einrichtung dargestellt. Mit q. sind die Motoren des 8motorigen Fahrzeuges,
mit 5 die zugehörigen Feldwicklungen bezeichnet. Die Motoren sind immer zu zweit
zu einzelnen Gruppen 6 hintereinandergeschaltet, die durch Schütze 21, 22 bzw. 23,
24 zu zwei parallelen Gruppen vereinigt werden. Diese beiden Gruppen liegen einerseits
an der Endanzapfung des Stufentransformators 8, andererseits an dem Mittelpunkt
einer Doppeldrosselspule 9, .deren beide Enden wieder je zu dem Mittelpunkt einer
Doppeldrosselspule i9 bzw. 29 geführt sind. Die Enden dieser sind zu den Schützen
i und 2 bzw. i i und 12 geführt. Die Schütze i und ii und 2 und i2 sind je einer
Anzapfung des Stufentransformators zugeordnet. Weitere Anzapfungen sind in dem Schema
der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet.
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In Abb. i ist die Schaltstufe bezeichnet, die nach der üblichen Ausführung
der ersten Fahrstufe entspricht.
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In Abb. 2 und 3 sind die beiden Schaltstufen gezeichnet, die sich
als Zwischenstufen vor der ersten Fahrstufe infolge der zeitlichen Staffelung der
einzelnen Einschaltvorgänge ergeben. In Abb. 2 sind also entsprechend der ersten
Zwischenstufe nur Schütz 1, 23 und 24 eingeschaltet. Die wirksame Betriebsspannung
entspricht hierbei dem Spannungswert der ersten Anzapfung, vermindert um den induktiven
Spannungsabfall der einseitig belasteten Drosselspulen i9 einerseits und 9 andererseits.
Gleichzeitig ist nur die Hälfte der Motoren eingeschaltet, was eine weitere Begrenzung
bzw. Herabsetzung von Gesamtstrom und Zugkraft zur Folge hat. Nach Ablauf des eingestellten
Zeitintervalles, beispielsweise von 2 Sekunden, schaltet selbsttätig das Schütz
i i ein, so daß sich also die in Abb. 3 dargestellte Schaltung ergibt. In dieser
ist die Drossel 9 als Doppeldrossel gleichmäßig belastet. Ihr induktiver Spannungsabfall
fällt also fort. Nach einem weiteren Zeitintervall schalten dann die Schütze2i ur,d
22 ein, so daß also auch die anderen vier Motoren an die bereits etwas erhöhte Anfahrspannung
gelegt werden.
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In der angegebenen Weise ist es also möglich, ohne Änderung in dem
Aufbau und in der Bemessung von Transformatoren und Schalteinrichtungen diese durch
nachträglichen Einbau von mit Zeitverzögerung ausgerüsteten Relais erschwerten Anfahrverhältnissen
anzupassen. Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt,
sondern bezieht sich ganz allgemein darauf, eine bereits durchgebildete Lokomotivschaltung
geänderten Verhältnissen anzupassen.
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Da sich aber durch die neue Einrichtung eine Unterteilung der einzelnen
Spannungsstufen ergibt, kann in der Anwendung des Erfindungsgedankens bei Neuanlagen
die für den Anlaufvorgang bestimmte Zahl von Spannungsanzapfungen verringert werden,
also größere Abstände zwischen den einzelnen Werten gewählt werden, und die Feinabstufung
durch das die zeitliche Staffelung der Einschaltvorsprünge der der ersten Fahrstufe
zugeordneten Schaltschütze erreicht werden.