DE577154C

DE577154C - Brake circuit for electric vehicles

Info

Publication number: DE577154C
Application number: DEA64314D
Authority: DE
Inventors: Leopold Janisch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-12-03
Filing date: 1931-12-03
Publication date: 1933-05-24

Description

Bremsschaltung für elektrische Fahrzeuge Bei Stromrückgewinnungsschaltungen, wie sie insbesondere bei elektrischen Schienenfahrzeugen verwendet werden, liegen die Felder mit Vorschaltwiderständen parallel zu den Ankern der als Generatoren arbeitenden Motoren. Vor und nach dem Nutzbremsbetrieb ist die Verbindung mit dem Netz unterbrochen, und es findet eine Kurzschlußbremsung statt, wobei der vorstehend angegebene Kreis bestehen bleibt und die Feldvorschaltwiderstände als Kurzschlußbremswiderstand wirken. In diesem Bremskreis ist gewöhnlich ein erheblich größerer Widerstand vorgesehen, als er für die gewöhnliche Kurzschlußbremsung erforderlich ist. Da nämlich im Falle des Ansprechens des Rückgewinnungsautomaten die Motoren Nebenschlußcharakter erhalten, ist es notwendig, bei höchsten Fahrgeschwindigkeiten mit nur auf etwa 25 bis 2o01, herabgeschwächten Felderregungen zu arbeiten. Würde der Widerstand so klein bemessen werden, daß auf der ersten Bremsstellung bereits eine ausreichende Kurzschlußbremsung einsetzen würde, so müßte bei der Rückgewinnungsbremsung infolge des niedrigen Ohmwertes des als Feldvorschaltwiderstand wirkenden Kurzschlußbremswiderstandes ein viel zu hoher Erregerstrom entstehen. Infolge der hohen Feldstärke wird die von den Motoren entwickelte Spannung zu-hoch, so daß Motorüberschläge unvermeidlich sind. Um nun die Felderregung herabzusetzen, ist der Ohmwert der Widerstände, die j a in diesem Falle Feldregelwiderstände sind, bis auf das Vier- bis Fünffache des Wertes zu steigern, der bei reiner Kurzschlußbremsung vorhanden sein muß. Der größere Teil des Widerstandes wird zur. Regelung der Motorfelder während der Stromrückgewinnungsbremsung -benutzt und wird stufenweise ziemlich grobstufig geschaltet.Brake circuit for electric vehicles In the case of power recovery circuits, such as those used in electric rail vehicles in particular, the fields with series resistors are parallel to the armatures of the motors working as generators. Before and after regenerative braking, the connection to the network is interrupted and short-circuit braking takes place, the above-mentioned circuit remaining in place and the field series resistors acting as short-circuit braking resistors. In this brake circuit, a much larger resistance is usually provided than is required for normal short-circuit braking. Since, in the event of the automatic recovery unit responding, the motors have a shunt character, it is necessary to work at the highest driving speeds with field excitations that are only weakened to about 25 to 2001. If the resistance were to be made so small that sufficient short-circuit braking would already take place in the first braking position, an excitation current that was much too high would arise during regenerative braking as a result of the low ohmic value of the short-circuit braking resistor acting as a field series resistor. As a result of the high field strength, the voltage developed by the motors becomes too high, so that motor flashovers are inevitable. In order to reduce the field excitation, the ohmic value of the resistors, which in this case are field control resistors, must be increased to four to five times the value that must be present in pure short-circuit braking. The greater part of the resistance becomes. Regulation of the motor fields during the current regeneration braking -used and is switched in stages rather coarse stages.

Der übrigbleibende kleine Teil, der gewöhnlich auch zum Anlassen der Motoren benutzt wird, dient zur Regelung der auf die Rückgewinnungsbremsung folgenden Kurzschlußbremsung. Wenn beim Schalten in die Bremsstellungen bei ausbleibender Netzspannung die Rückgewinnungsbremsung aussetzt. und als Ersatz hierfür die Kurzschlußbremsung übrigbleibt, so wird letztere trotz etwa vorhandener hoher Fahrgeschwindigkeiten infolge des hohen Widerstandes im Kurzschlußbremskreis so schwach sein, daß der Führer gezwungen wird, sich eine Bremsstellung zu suchen, bei der eine etwa so starke Bremsung vorhanden ist wie auf der ersten Rückgewinnungsbremsstellung. Es können auch Motorüberschläge auftreten, wenn die Fahrkurbel aus den Fahrstellungen bei zu hohen Geschwindigkeiten plötzlich zu weit- in die Bremsstellungen bewegt wird, während die Nutzbremsschaltung hergestellt ist.The remaining small part, which is usually also used to start the Motors is used to control those following regenerative braking Short-circuit braking. If when switching to the braking position and no Mains voltage suspends regenerative braking. and as a substitute for this, short-circuit braking remains, the latter is despite any high driving speeds due to the high resistance in the short-circuit brake circuit so weak that the The leader is forced to look for a braking position that is about as strong Braking is present as in the first regenerative braking position. It can Engine rollovers also occur when the crank is moved out of the driving positions too high Suddenly too far speeds - in the braking positions is moved while the regenerative braking circuit is established.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß ein Schütz vorgesehen, welches vor Einleitung der Bremsung diejenigen Widerstandsteile im Bremskreis der Motoren kurzschließt, die eine zu schwache Kurzschlußbremsung verursachen würden. Dieses Schütz wird durch zwischen der Nullstellung und der ersten Bremsstufe angeordnete Kontakte bei Vorhandensein der Netzspannung eingeschaltet. Beim Nichtansprechen (etwa bei Ausbleiben der Netzspannung) hält das Schütz den Kurzschluß des Widerstandsteiles aufrecht, so daß am Kurzschlußbremskreis bei Beginn der Bremsung ein verhältnismäßig niedriger Widerstand liegt und die Bremswirkung voll einsetzt. Dieses Schütz kann Hilfskontakte für die Selbstspeisung und weitere Hilfskontakte für die Steuerung der Rückgewinnungsschaltung erhalten und mit einer ausreichenden Trägheit versehen sein, die ein Ansprechen beim Durchreißen der Kurbel in die erste Bremsstellungen verhindert. Dieses Schütz kann ferner mehrpolig ausgeführt sein, d. h. mit mehreren Hauptkontaktpaaren versehen sein, die je ein Stück der Stufenteile von dem die Rückgewinnungsbremsung regelnden Widerstande kurzschließen, um auch die Rückgewinnungsstellungen bei der reinen Kurzschlußbremsung verstärkt wirken zu lassen.To avoid these disadvantages, a contactor is provided according to the invention, which before the initiation of braking those resistance parts in the brake circuit of the Short-circuits motors that would cause insufficient short-circuit braking. This contactor is arranged between the zero position and the first braking stage Contacts switched on when mains voltage is present. When not responding (e.g. if there is no mains voltage) the contactor keeps the short circuit of the resistor part upright, so that on the short-circuit brake circuit at the beginning of braking a relatively resistance is low and the braking effect is fully applied. This contactor can Auxiliary contacts for self-supply and additional auxiliary contacts for the control of the recovery circuit and provided with sufficient inertia be that a response when tearing the crank in the first braking positions prevented. This contactor can also be designed with multiple poles, i. H. with multiple Main pairs of contacts may be provided, each a piece of the step parts of which the regenerative braking short-circuit regulating resistors to also the recovery positions in the to let pure short-circuit braking have an increased effect.

Es ist zwar bei Anordnungen mit kombinierter Nutzbremsung und Kurzschlußbremsung bekanntgeworden, zusätzliche Widerstände zu verwenden, welche nur- während des Nutzbremsbetriebes wirksam sind. Diese Widerstände liegen aber nicht wie bei der vorliegenden Erfindung im Erregerkreis, sondern im Ankerkreis der Nutzbremsschaltung; die Widerstände dienen zu Ausgleichszwecken und.haben, da sie im Ankerkreis liegen, einen sehr niedrigen Ohmwert und nicht wie bei der vorliegenden Schaltung einen hohen Ohmwert. Auch ist es bekanntgeworden, Widerstände im Nutzbremskreis in Abhängigkeit von der Spannung zu steuern. Hierbei handelt es sich aber um reine Nutzbremsschaltungen und nicht um kombinierte Bremsung; die in Abhängigkeit von der Spannung gesteuerten Widerstände liegen im übrigen wie bei der anderen bekannten Anordnung. im Ankerkreis und nicht im Erregerkreis.It is true in arrangements with combined regenerative braking and short-circuit braking became known to use additional resistors, which only during regenerative braking are effective. However, these resistances are not as in the present invention in the excitation circuit, but in the armature circuit of the regenerative braking circuit; the resistors serve for compensation purposes and, because they are in the anchor circle, have a very low Ohm value and not a high Ohm value as in the present circuit. Also is It became known, resistances in the regenerative braking circuit as a function of the voltage to control. However, these are pure regenerative braking circuits and not to combined braking; the resistances controlled as a function of the voltage are otherwise as in the other known arrangement. in the anchor circle and not in the excitation circuit.

In der Zeichnung ist ein Schalfungsbeispiel veranschaulicht. Es bezeichnet: i die Fahrleitung, 2 einen im Hauptstromkreis liegenden Schützkontakt, dessen Spule 14. vom Rückgewinnungsautomaten 2o gesteuert wird, 3 und q. zwei Fahrmotoren, 5 und 6 deren Feldwicklungen, 7; 8 den Bremswiderstand, 9 ein Schütz und 1o den Fahrschalter. Der Teil ? des Widerstandes dient zur Regelung der Stromrückgewinnungsbremsung, derTei18 des Widerstandes ist dagegen so bemessen, daß er nach Abschalten oder Kurzschließung des Widerstandsteiles 7 eine annähernd ebenso starke Kurzschlußbremsung bewirkt, wie sie auf der ersten Rückgewinnungsstellung erzielt wird.In the drawing, an example of a formwork is illustrated. It denotes: i the contact line, 2 a contactor contact located in the main circuit, its coil 14. is controlled by the recovery machine 2o, 3 and q. two drive motors, 5 and 6 their field windings, 7; 8 the braking resistor, 9 a contactor and 1o the drive switch. The part ? the resistor is used to regulate the regenerative braking, the part of the resistance, on the other hand, is dimensioned in such a way that it is switched off or short-circuited of the resistance part 7 causes an almost equally strong short-circuit braking, how it is achieved on the first recovery position.

Der Stromrückgewinnungsautomat 2o besteht aus einer Spannungsspule 2i, einer Stromspule 22, einem den Kontakt z steuernden Arbeitskontakt 23 und einem Ruhekontakt 2q-, welcher beim Anziehen des Rückgewinnungsautomaten die Spannungsspule 2i abschaltet. Der Arbeitskontakt 23 liegt im Stromkreis der Spule 14. für den Rückgewinnungskontakt 2.The automatic power recovery unit 2o consists of a voltage coil 2i, a current coil 22, a normally open contact 23 controlling the contact z and a Normally closed contact 2q-, which opens the voltage coil when the automatic recovery unit is pulled 2i switches off. The normally open contact 23 is in the circuit of the coil 14 for the recovery contact 2.

Beim Einschalten des Fahrschalters io, von dem nur die Bremsstellungen und auf diesem auch nur die Beläge und Kontakte für die Schütze 9 und io abgebildet sind, werden die Kontaktfinger 11, I2 und 13 verbunden. Bierdurch wird folgender Stromkreis geschlossen: Von der Fahrleitung i über den Finger i i, den Belag der Walze io, den Finger 13, einen Vorschaltividerstand 17 und die Spule des Schützes 9 zur Erde. Ist Netzspannung vorhanden, so zieht das Schütz 9 an und schließt seine Hauptkontakte und die Hilfskontakte 15 und 16. Durch die Hauptkontakte wird der Kurzschluß des Teiles 7 des Bremswiderstandes aufgehoben. Der Gesamtwiderstand liegt also in Reihe mit den Feldwicklungen 5, 6. Die Hilfskontakte 16 bewirken eine Selbstspeisung des Schützes9, und die Hilfskontakte 15 bereiten über den Vorschaltwiderstand 18 den Erregerkreis für die Spannungsspule 14 der Schalteinrichtung :2 vor. Sind die Bedingungen für die Nutzbremsung gegeben, dann spricht der Rückgewinnungsautomat 2o an und schließt durch den Arbeitskontakt 23 den Stromkreis für die Spule 1d.. Der Hauptstromkontakt 2 wird geschlossen, und die Nutzbremsung wird eingeleitet. Wird nun der Fahrschalter io weitergedreht, so wird der Teil 7 des Bremswiderstandes bei der einsetzenden Rückgewinnungsbremsung stufenweise kurzgeschlossen. Hat die Fahrzeuggeschwindigkeit sich vermindert, so setzt nach dem Öffnen der Schalteinrichtung :3 die Kurzschlußbremsung ein, bei der der Widerstandsteil 8 stufenweise kurzgeschlossen wird.When switching on the drive switch io, of which only the braking positions and on this only the pads and contacts for contactors 9 and io are shown are, the contact fingers 11, I2 and 13 are connected. Beer through becomes the following Circuit closed: From the catenary i via the finger i i, the covering of the Roller io, the finger 13, an intermediate stand 17 and the coil of the contactor 9 to earth. If mains voltage is present, the contactor 9 picks up and closes its Main contacts and auxiliary contacts 15 and 16. The main contacts make the Short circuit of part 7 of the braking resistor canceled. The total resistance is that is, in series with the field windings 5, 6. The auxiliary contacts 16 cause self-feeding of the contactor 9, and the auxiliary contacts 15 prepare via the series resistor 18 the excitation circuit for the voltage coil 14 of the switching device: 2. Are the Given the conditions for regenerative braking, the automatic regeneration machine speaks 2o and closes the circuit for the coil 1d .. through the normally open contact 23. The main power contact 2 is closed and regenerative braking is initiated. If the drive switch is now turned further, part 7 of the braking resistor becomes gradually short-circuited when regenerative braking begins. Has the If the vehicle speed is reduced, then it continues after the switching device is opened : 3 the short-circuit braking on, in which the resistance part 8 is gradually short-circuited will.

Bei fehlender Netzspannung bleibt das Schütz 9 in der Ausschaltlage. Seine Hauptkontakte bleiben daher geschlossen, so daß der Teil ? des Bremswiderstandes kurzgeschlossen ist. - An Stelle der Nutzbremsung setzt dann gleich die gewöhnliche Kurzschlußbremsung ein, die sofort in etwa gleicher Stärke wirksam wird wie die Nutzbremsung auf den ersten Bremsstellungen, da in den Kurzschlußbremskreis nur der kleine Widerstandsteil 8 eingeschaltet ist. Nach dem Weiterdrehen des Fahrschalters gleitet der Finger 13 von dem Walzenbelag ab, und nunmehr kann das -Schütz 9 auch bei wiederkehrender Netzspannung nicht mehr anziehen, da dessen Anspringstromkreis unterbrochen ist. Da das Schütz seine Hilfskontakte 15 dann offen hält, kann auch die Schalteinrichtung 2 nicht mehr zum Ansprechen gebracht und die Nutzbremsschaltung nicht mehr geschlossen werden.If there is no mains voltage, the contactor 9 remains in the switch-off position. His main contacts therefore remain closed, so that the part? of the braking resistor is short-circuited. - Instead of regenerative braking, the usual short-circuit braking then sets in, which is immediately effective in approximately the same strength as regenerative braking in the first braking positions, since only the small resistance part 8 is switched on in the short-circuit braking circuit. After turning the drive switch further, the finger 13 slides off the roller covering, and now the contactor 9 can no longer pick up even when the mains voltage returns, since its start-up circuit is interrupted. Since the contactor then keeps its auxiliary contacts 1 5 open, the switching device 2 can no longer respond and the regenerative braking circuit can no longer be closed.

Reißt der Fahrer den Führerschalter mit großer Geschwindigkeit in die Bremsstellung, dann wird der Belag des Kontaktes 13 (Anspringkontakt) zu schnell überschaltet, so daß das Schütz 9 nicht anziehen kann. Der Kontakt i9 bleibt geschlossen, der Kontakt 2 geöffnet. Es ist also lediglich die Kurzschlußbremsung unter Vorschaltung des Widerstandsteiles 8 wirksam.The driver tears in the driver's desk at great speed the braking position, then the lining of contact 13 (light-off contact) is too fast switched over, so that the contactor 9 cannot pick up. Contact i9 remains closed, contact 2 is open. So it is only the short-circuit braking with an upstream connection of the resistance part 8 effective.

Man kann auch eine Signalvorrichtung anordnen, welche dem Fahrer anzeigt, ob Kurzschluß- oder Nutzbremsbetrieb herrscht.A signaling device can also be arranged to show the driver whether there is short-circuit or regenerative braking.

Man kann auch die Rückgewinnungsstellungen des Fahrschalters für die Kurzschlußbremsung brauchbar machen, und zwar dadurch, daß bei Kurzschlußbremsung der Ohmwert der betreffenden Stufen herabgesetzt wird. Zu diesem Zwecke wird das Schütz 9 mit mehreren Kontakten ausgerüstet, von denen jeder einen Teil einer VGTiderstandsstufe von 7 kurzschließt. Bei angezogenem Schütz 9 ist der gesamte Widerstandsteil 7 wirksam, bei abgefallenem Schütz 9 sind zwar genau soviel Stufen vorhanden, aber der Ohmwert einer jeden Stufe ist herabgesetzt.You can also change the drive switch recovery positions for the Make short-circuit braking useful, namely that with short-circuit braking the ohmic value of the relevant stages is reduced. For this purpose the Contactor 9 equipped with several contacts, each of which is part of a VG resistance level of 7 shorts. When the contactor 9 is energized, the entire resistance part 7 is effective, when contactor 9 has dropped out, there are exactly as many steps, but the ohmic value each level is degraded.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Brake circuit for electric vehicles which in the event of the failure of regenerative braking, the already existing short-circuit braking circuit is retained, characterized in that a part before the initiation of braking (7) of the resistor in the field circuit (3 to 8) is short-circuited, that this short circuit on the first braking position of the driver's switch (io) when the mains voltage is present automatically canceled, but normally for the first time if there is no mains voltage is maintained for the regenerative braking positions. z. Brake circuit according to claim i, characterized in that a through contacts (i3) between the Zero position and the first braking position of the travel switch (io) operated contactor (9) is provided that, in the event of non-response, those resistors (7) in the brake circuit the motors (3, 4) short-circuited, which are used for short-circuit braking Resistors (8) for regenerative braking are added. 3. Brake circuit according to claim i and 2, characterized in that the contactor (9) auxiliary contacts (i5) liat, the if the contactor (9) does not respond, the reverse current switching device will respond (i4, 2) prevent. 4. Brake circuit according to claim i to 3, characterized in that that in the control circuit of the switching device (i4) the normally open contact (23) of the current recovery machine (2o) lies. 5. Brake circuit according to claim i to 4, characterized in that the contactor (9) is equipped with self-feeding contacts (i6). 6. Brake circuit according to claim i to 5, characterized in that the contactor (9) with sufficient, when starting acting inertia is provided, so that when switching on too quickly in the first braking position, the contactor (9) is prevented from starting. 7. Brake circuit according to claims i to 6, characterized in that the contactor (9) has a multi-pole design where each pair of contacts is a piece of each step part of the regenerative brake regulating resistor (8) short-circuits, so that the recovery positions in the case of a pure short-circuit brake are made more effective.