DE588888C

DE588888C - Electric train control for DC shunt or compound motors

Info

Publication number: DE588888C
Application number: DEA60640D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Welsch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-02-07
Filing date: 1931-02-07
Publication date: 1933-11-29

Description

Elektrische Zugsteuerung für Gleichstrom-Nebenschluß- oder Kompoundmotoren Gleichstrom-Nebenschluß-oder Kompoundmotoren, die mechanisch miteinander gekuppelt sind, arbeiten wegen ihrer flachen Drehzahlchara#lcteristik im Parallelbetrieb im allgemeinen mit einer schlechten Stromverteilung. Besonders ungünstig werden die Verhältnisse bei elektrischen Bahnen, weil hierbei nicht eine direkte Kupplung der Motoren vorliegt, sondern eine Adhäsionskupplung über Räder; deren Reifen j e nach dem Zustand ihres Verschleißes unterschiedliche Durchmesser haben. Für derartige Verhältnisse reicht die stromausgleichende Wirkung der Kompoundfeldwicklung, die in Rücksicht auf brauchbare Werte bei der Bremsung mit Stromrückgewinnung nur eine begrenzte Wirkung haben soll, nicht aus.Electric train control for DC shunt or compound motors DC shunt or compound motors that are mechanically coupled together because of their flat speed characteristics, work in parallel in general with poor power distribution. They are particularly unfavorable Relationships with electric railways, because this is not a direct coupling of the Motors is present, but an adhesive coupling via wheels; their tires depending on have different diameters depending on the state of their wear. For such The current-balancing effect of the compound field winding extends to the ratios In view of the useful values when braking with power recovery, only one should have a limited effect, not off.

Bei Hauptstrommotoren hat man einen Ausgleich der Charakteristik dadurch zu erreichen versucht, daß die Feldwicklungen der Hauptstromwicklungen unterteilt und die Feldwicklungshälften kreuzweise geschaltet wurden. Es sind also für jedes Feld doppelt soviel Hauptstromanschlüsse erforderlich als bei normalen Motoren. Soll ein Ausgleich zwischenMotoren verschiedenerWagen erzielt werden, dann sind S"tarkstromkuppelleitungen erforderlich, welche im Bahnbetrieb im allgemeinen nicht erwünscht sind. Bei Nebenschlußmotoren hat man zum Zweck der Regelung der Last, nicht aber derLastunterschiede, parallellaufender Motoren Regelungsrelais vorgesehen, deren Spulen von der Spannung der Nebenschlußfelder und dem Ankerstrom durchflossen werden.With main current motors you have a compensation of the characteristics tries to achieve that the field windings divided by the main current windings and the field winding halves were switched crosswise. So there are for everyone Field twice as many main power connections are required as with normal motors. If a balance is to be achieved between engines of different cars, then are S "tarkstromkuppelleeitungen required, which in rail operations in general not are desired. In shunt motors, the purpose of controlling the load is but not the load differences, control relays are provided for motors running in parallel, whose coils were traversed by the voltage of the shunt fields and the armature current will.

Durch Abb. r sollen die Verhältnisse bei unterschiedlichenBelastungen dargestellt werden. Es bedeuten a1, a2 die Anker, n1, n2 die Nebenschlußfeldwicklungen, hl, h2 die Kompoundwcklungen bei Kompoundmotoren bzw, geringohmige Vorschaltwiderstände bei Nebenschlußmaschinen. Der zwischen don Punkten x, y herrschende Spannungsunterschied ist ein Maß für die Stromunterschiede in den gleichöhmigen Widerständen hl, h2. Ist J1 kleiner als J2, so würde im Motorbetrieb zwischen x und y ein Spannungsunterschied auftreten, wobei. im Punkte x das höhere Potential herrscht. Ein direkterAusgleichsleiterx,y würde die Unterschiede in den Ankerströmen nur verstärken.Fig. R shows the conditions for different loads being represented. It means a1, a2 the armature, n1, n2 the shunt field windings, hl, h2 are the compound windings in compound motors or low-value series resistors in shunt machines. The voltage difference between the points x, y is a measure of the current differences in the equal resistances hl, h2. If J1 is smaller than J2, there would be a voltage difference between x and y during motor operation occur, where. the higher potential prevails at point x. A direct equalizing conductor x, y would only increase the differences in anchor currents.

Es sind Regelapparate bekanntgeworden, welche im wesentlichen aus zwei vom Maschinenstrom durchflossenen Spulen bestehen. Durch diese zwei Spulen, welche einander entgegenwirken, werden die Ströme zweier Maschinen verglichen. Solange diese beiden Ströme, welche dauernd die Spulen beeinflussen, in einem eingestellten Verhältnis zueinander stehen, befindet sich der Apparat im Gleichgewicht. Das Relais ist deswegen umfangreich, weil die Spulenabmessungen der Summe der einander - entgegenwirkenden Ströme verhältnisgleich sind. Dagegen entspricht die Zugkraft des Relais dem Unterschied dieser Ströme.Control apparatuses have become known which essentially consist of two coils through which the machine current flows. Through these two coils which counteract each other, the currents of two machines are compared. So long these two currents, which continuously influence the coils, in one set Are in relation to each other, the apparatus is in equilibrium. The relay is extensive because the coil dimensions of the Sum of opposing currents are proportional. On the other hand, corresponds to Pulling force of the relay the difference between these currents.

Eine äußerst kleine Bemessung des Regelapparates wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß nicht wie bei der bekannten Anordnung die Ströme miteinander verglichen werden, sondern die Spannungen an bestimmten Punkten der Motorkreise. Hierdurch wird zunächst erreicht, daß nur eine einzige Spule erforderlich ist, welche an normalerweise äquipotentiale Punkte der -beiden Stromkreise angeschlossen ist. Solange Gleichgewicht herrscht, fließt überhaupt kein Strom, und es wird also keine Wärme entwickelt. Nur während äußerst kurzer Zeit, wenn- ein Belastungsunterschied fühlbar wird, weisen die beiden über das Relais verbundenen Punkte einen Spannungsunterschied auf, so daß ein geringer Ausgleichstrom durch die Relaisspule fließt und die Regelung veranlaßt. Sowie aber die Regelung beendet ist, d. h. also der Regler so weit verstellt ist, daß Lastgleichheit, also auch Spannungsgleichheit herrscht, fließt durch die Erregerwicklung des Regelapparates kein Strom mehr. Es ist bekannt, für andere Zwecke, und zwar zur Sicherung gegen übermäßig hohe Geschwindigkeiten, Relais zur Beeinflussung der Reihenschlußmotoren zu verwenden. Bei hintereinandergeschalteten Reihenschlußmotoren hat man auch zur Vermeidung des Schleuderns derartige Schaltungen benutzt. Diese Anordnungen beziehen sich aber nicht wie der Gegenstand der Erfindung auf Belastungsregelung.An extremely small dimensioning of the control apparatus is made according to the invention achieved in that not as in the known arrangement, the currents with each other are compared, but rather the voltages at certain points in the motor circuits. This initially ensures that only a single coil is required, which is connected to normally equipotential points of the two circuits. As long as there is equilibrium, no current flows at all, and so it will not Heat develops. Only for an extremely short time if there is a load difference can be felt, the two points connected via the relay show a voltage difference so that a small equalizing current flows through the relay coil and the control caused. As soon as the regulation has ended, d. H. so the controller adjusted so far is that load equality, so there is also voltage equality, flows through the The excitation winding of the control apparatus no longer has any current. It is known for other purposes, namely to protect against excessively high speeds, relays to influence to use the series motors. With series motors connected in series such circuits have also been used to avoid skidding. These However, unlike the subject matter of the invention, arrangements do not relate to load control.

Abb. a stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. In den drei Nebenschlußfeldkreisen. sind zwecks Änderns der Fahrgeschwindigkeit die nach einer bekannten Weise gleichmäßig gesteuerten Widerstände W1, W2, W3 angeordnet. Außerdem sind noch die Regelwiderstände r, r2, r3 vorgesehen, die in Reihe oder parallel zum Nebenschlußfeld liegen und in erster Linie die Aufgabe des selbsttätigen Stromausgleichs in den Ankerkreisen der Motoren haben. Zu diesem Zweck ist von dem Verbindungspunkt x, der zwischen k1 und a1 des führenden Wagens liegt, eine Steuerleitung über die Kuppelkabel bis zum letzten Triebwagen gezogen. Zwischen dieser Leitung x und den entsprechenden Punkten y bzw. y' der einzelnen Wagen ist die Feldwicklung f2 bzw. f3 eines Hilfsmotors gelegt, dessen Anker b2 bzw. b3 über einen Vorschaltwiderstand v2 bzw. v3 am Netz liegt. Das Drehmoment der Hilfsmotoren ist, beispielsweise bei Anlauf, um so größer, je stärker ihr Feld ist, und wirkt auf die Regelwiderstände r2 bzw. r3 so lange, bis ein nennenswerter Lastunterschied gegenüber der Last des führenden Wagens nicht mehr vorhanden ist. Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß die Ausgleichsspannung x, y anstatt an den Feldern an den Ankern der Hilfsmotoren anliegt; da jedoch nur kleine Leistungen zur Verfügung stehen, ist die gezeichnete Anordnung vorzuziehen.Fig. A illustrates an embodiment of the invention. In the three Shunt field circles. are for the purpose of changing the driving speed after a known way uniformly controlled resistors W1, W2, W3 arranged. aside from that the resistors r, r2, r3 are also provided, in series or in parallel to the shunt field and primarily the task of automatic current equalization in the armature circuits of the motors. This is done by the connection point x, which lies between k1 and a1 of the leading car, a control line via the Coupling cable pulled to the last railcar. Between this line x and the corresponding points y or y 'of the individual wagons is the field winding f2 or f3 of an auxiliary motor, whose armature b2 or b3 via a series resistor v2 or v3 is connected to the network. The torque of the auxiliary motors is, for example, at The stronger the field, the greater the start-up, and it affects the control resistors r2 or r3 until there is a significant load difference compared to the load of the leading car no longer exists. The arrangement can also be made in this way be that the equalization voltage x, y instead of the fields on the armatures of the Auxiliary motors applied; however, since only small services are available the arrangement shown is preferable.

Die Feldspulen f2, f3 können durch Wicklungen von polarisierten Relais ersetzt werden, die indirekt die Steuermotoren für die Regelwiderstände steuern.The field coils f2, f3 can be made by windings of polarized relays be replaced, which indirectly control the control motors for the variable resistors.

Auch kann man die Feld- oder Relaisspulen anstatt durch die Ausgleichsspannung x, y durch Spannungen speisen, die nicht den Lastunterschieden, sondern den Lasttrömen selbst verhältnisgleich sind. Es sind alsdann jedoch mehr oder weniger dickere Kupplungsleitungen erforderlich und außerdem Differenzanordnungen derBetätigungsspulen selbst.You can also use the field or relay coils instead of the equalizing voltage Feed x, y with voltages that do not reflect the load differences, but the load currents themselves are proportional. Then, however, the coupling lines are more or less thicker required and also differential arrangements of the actuation coils themselves.

In Abb. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei der unter Fortfall der Nebenschlußwiderstände w1, w2, w3 sowohl die Regelung der Geschwindigkeit als auch der Stromausgleich mit den gleichen Steuermotoren bi, b2, b3 vorgenommen werden. Zu diesem Zweck wird die Spannung e einer Hilfsstromduelle mittels des willkürlich zu steuernden Umschalters :it an die Erregerspulen f'1, f'2, f'3 gelegt, so daß entweder in oder entgegen dem Erregungssinn der Fahrmotoren eine Drehung der Regler r1, r2, r3 zum Zweck der Fahrgeschwindigkeitsregelung erfolgt. Außerdem ist die Ausgleichsanordnung der Feldspulen f2, f,3 vorhanden, durch welche der Lastausgleich hergestellt wird. .In den Hilfsmotoren überlagert sich das Drehmoment des Lastausgleichs dem der Geschwindigkeitsregelung. Der Lastausgleich kann noch anhalten, wenn der Umschalter i4 bereits ausgeschaltet ist.In Fig. 3 an arrangement is shown in which, omitting the shunt resistors w1, w2, w3, both the regulation of the speed and the current compensation are carried out with the same control motors bi, b2, b3. For this purpose, the voltage e of an auxiliary current duel is applied to the excitation coils f'1, f'2, f'3 by means of the arbitrarily controlled switch: it, so that the controllers r1, r2 are rotated either in or against the sense of excitation of the traction motors , r3 takes place for the purpose of cruise control. In addition, there is the balancing arrangement of the field coils f2, f, 3, by means of which the load balancing is established. In the auxiliary motors, the torque of the load compensation is superimposed on that of the cruise control. The load balancing can still continue when the changeover switch i4 is already switched off.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric train control for direct current shunt or compound motors, in which the distribution of the load on the individual rail motors or wagons is regulated by special means depending on the load or the load difference, characterized in that the equalizing voltage (x, y) on windings of auxiliary motors or relays acts, which regulate the shunt field of the railway motors and thus their load distribution.

2. Electric train control according to. Claim i, characterized in that auxiliary motors or relays, which differ from the Load currents dependent are to balance these load differences or to decrease. 3: Electric train control according to claims 1 and 2, characterized in that that the compensation voltage (x, y) acts on the excitation of the auxiliary motors, which regulate the load distribution. q .. Electric train control according to claim i to 3, characterized characterized in that the same auxiliary motors for operating the shunt regulator both for regulating the driving speed and for balancing the load currents can be used (Fig. 3).