DE611543C - Fahr- und Kurzschlussbremsschaltung fuer Gleichstromfahrzeuge - Google Patents

Description

• Fahr- und Kurzschlußbremsschaltung für Gleichstromfahrzeuge Bei Gleichstrombahnfahrzeugen ist häufig während oder zur Einleitung des Bremsvorganges bei Kurzschlußbremsung eine besondere Stromquelle erwünscht, die vom Vorhandensein der Netzspannung unabhängig ist. Als solche könnte eine Batterie oder ein Achsgenerator verwendet werden. Beide Stromduellen werden jedoch aus betriebstechnischen Gründen ungern verwendet. Bei Batterien verursacht besonders das Aufladen bedeutenden Arbeitsaufwand, will man nicht kostspielige Ladevorrichtungen in Kauf nehmen. Bei Achsgeneratoren bereitet außer der Unterbringung die Lage Schwierigkeiten, da sie an unzugänglicher Stelle untergebracht sind und dabei aber eine sorgfältige Wartung beanspruchen: Bei Nutzbremsschaltungen hat man bereits einen Triebmotor als Erregergenerator oder eine verhältnismäßig große Hilfsmaschine vorgesehen. In beiden Fällen liefern die Maschinen bei Nutzbremsschaltungen im wesentlichen die volle Erregerenergie für alle Bahnmotoren während des ganzen Bremsvorganges. Hilfserregeranordnungen bei Bremsbetrieben hat man auch bei Wechselstrombahnmotoren verwendet. Bei einer bekannten Anordnung wird ein Wechselstrombahnmotor von einem in der Anlage vorhandenen Lichtumformer, der wenigstens aus Motor und Generator besteht, während des ganzen Bremsvorganges fremderregt. Man hat auch bei Wechselstrombahnmotoren durch eine durch eine zusätzliche Batterie gespeiste Erregerwicklung die Einleitung des Bremsvorganges gesichert. Alle diese Schaltungen erfordern, soweit sie überhaupt für die Kurzschlußbremsung vorgesehen sind, kostspielige zusätzliche Mittel. Davon abgesehen, werden sie aber den besonderen bei hurzschlußbremsung vorliegenden Bedingungen nicht gerecht. Es kommt bei dieser Bremsart erstens darauf an, die relativ geringe remanente Spannung beim Einleiten des Bremsvorganges wirksam zu unterstützen; weiterhin soll vermieden werden, daß beim Anwachsen des Kurzschlußbremsstromes, beispielsweise bei zu rascher Bremsung oder bei Notbremsung, eine zu hohe Spannung induziert und ein zu hoher Strom erzeugt wird, da in diesem Falle Kollektorüberschläge zu befürchten sind; schließlich soll beim Nachlassen der Fahrgeschwindigkeit ein Schleichen der Bremswirkung infolge des abklingenden Bremsstromes vermieden werden. Dabei sollen jedenfalls die verwendeten Mittel möglichst einfach sein, so daß die Steuerung beispielsweise für Straßenbahnen nicht viel zu große zusätzliche Teile erhält.
• Diesen Anforderungen wird die Erfindung dadurch gerecht, daß die Hilfsmaschine, welche an die vom Hauptstrom durchflossene Feldwicklung angeschlossen ist, eine so viel niedrigere Spannung als die Fahrmotoren hat, daß beim Anwachsen des Bremsstromes ein Teil dieses Stromes durch den Anker der Hilfsmaschine fließt, so daß dieser als Shunt wirkt. Der Anker der Hilfsmaschine dient somit als Ausgleich, so daß, wie später im einzelnen gezeigt werden wird,- Bremsstöße einerseits und eine schleichende Bremsung andererseits vermieden werden.
• Die Erfindung sei an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert. In den Abbildungen bedeuten a die Anker, b die Hauptfeldwicklungen der Bahnmotoren, c den Anfahrwiderstand in Abb. r bzw. den Bremswiderstand in Abb. z. An die Klemmen einer Motorfeldwicklung ist über einen Schalter bzw. Fahrschalterkontakt d die Hilfsmaschine mit dem Anker e und dem Felde f angeschlossen. Die Hilfsmaschine ist mit einer Schwungmasse g versehen. In den Fahrstellungen, wenigstens in den letzten, ist der Schalterd eingeschaltet, so daß die Maschine auf eine bestimmte Drehzahl kommt. In der stromlosen Pause der Hauptmotoren, in der mittels des Fahrschalters auch der Schalter d geöffnet wird, läuft die Maschine erregt mit langsam sinkender Drehzahl weiter. Zu Beginn der Bremsung, die etwa in der verkreuzten Bremsschaltung, wie in Abb. a dargestellt, vorgenommen wird, legt der Schalter d die erregte Hilfsmaschine an eines der Motorfelder an. Die remanente Spannung der Anker a steigt schnell von beispielsweise 5 auf 50 Volt, so daß die Kurzschlußbremsung scharf einsetzen kann. Durch geeignete Bemessung der Anordnung läßt sich noch ein weiterer wesentlicher Vorteil erreichen. Bekanntlich neigt der Bahnmotor, wenn er bei höchster Fahrgeschwindigkeit scharf gebremst wird, zum Kollektorüberschlag, weil die Bremsspannung und der Strom sehr hohe Werte annehmen. Der Kollektorüherschlag wird dadurch _ vermieden, daß beim Anwachsen des Bremsstromes die Hilfsmaschine einen Nebenschluß zum Motorfeld b darstellt und daher stark feldschwächend wirkt, weil ein großer Teil des Bremsstromes durch die Hilfsmaschine fließt. Ein Teil des Ankerstromes wird dabei während der ersten Sekunden der Bremszeit zur Beschleunigung der Schwungmassen verwendet. Beim Abklingen des Bremsstromes wird das Hauptfeld wieder durch die Spannung der Hilfsmaschine verstärkt.
• Im einzelnen betrachtet, ist die Wirkungsweise der Erfindung folgende: Bei Einleitung der Bremsung wird durch den Hilfsgenerator an die Feldklemmen eine Spannung gelegt, welche wesentlich höher ist, als die Remanenz in den Feldern des Motors aufbringen kann. Die geringe im Hilfsaggregat aufgespeicherte Energie genügt, um die Anfangserregung einzuleiten, so daß der Bremsvorgang scharf einsetzen kann. Die Drehzahl des Hilfsgenerators sinkt ab, so daß der Anker dieses Generators als Shunt zu der Feldwicklung der Fahrzeugmotoren wirkt und dadurch ein großer Teil des Kurzschlußbremsstrom.es, welcher bei den gewöhnlichen Anordnungen durch das Feld fließen würde, nunmehr durch den Anker des Hilfsgenerators fließt. Es kann sich also keine übermäßig hohe Spannung im Kurzschlußbremsstromkreis entwickeln, so daß Kollektorüberschläge vermieden werden.
• Solange die Hilfsmaschine als Shunt wirkt und Strom aufnimmt, arbeitet sie motorisch und wird beschleunigt, bis sie nur noch den Leerlaufstrorn aufnimmt. Bis dahin ist aber der Bremsstrom abgeklungen, so daß die Gefahr eines Kollektorüberschlages nicht mehr besteht. Dafür ist aber die Geschwindigkeit des Fahrzeuges so weit gesunken, daß die Spannung im Kurzschlußbremskreis kleiner wird und der von diesem Kreis gelieferte Strom allein zur Erregung nicht mehr ausreicht. Eine schleichende Bremsung wird nun durch den wieder auf hohe Drehzahl gekommenen Hilfsgenerator vermieden, da die nunmehr in ihm aufgespeicherte Energie eine Spannung erzeugt, welche höher als die Klemmenspannung an der Feldwicklung des Fahrzeugmotors ist. Der Hilfsgenerator schickt daher wieder Strom in die Erregerwicklungen, so daß die Spannung im Kurzschlußbremskreis genügend hoch bleibt und eine schleichende Bremsung verhindert ist.
• Die Abb. a weist noch ein Voltmeter h an den Klemmen der Hilfsmaschinen auf, das anzeigt, ob die Feldverstärkung vorbereitet ist.
• Bei der Hilfsmaschine läßt sich durch eine Kompoundfeldwicklung oder durch einen Widerstand vor dem Anker der Anfahrstromstoß mildern, während ein Widerstand vor dem Nebenschlußfeld, der beim Fahren vorgeschaltet und bei der Schaltung auf das Hauptfeld b kurzgeschlossen ist, die Bremswirkung verstärkt.
• Die Hilfsmaschine kann, wie in den Abbildungen dargestellt, nur ein Motorfeld direkt beeinflussen; sie kann jedoch auch, in der Mitte eines Ausgleichswiderstandes liegend, beide Felder gleichmäßig beeinflussen. Außerdem kann auch jedes Motorfeld eine besondere Hilfsmaschine besitzen, wobei gegebenenfalls je zwei Anker zu einem Doppelkollektoranker vereinigt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Fahr- und Kurzschlußbremsschaltung für Gleichstromfahrzeuge, bei welcher an die Hauptschlußfelder der Fahrmotoren der Anker einer mit einer Schwungmasse gekuppelten Hilfsmaschine angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer= NTebenschluß- oder Verbunderregung versehene, keinen Antriebsmotor besitzende Hilfsmaschine im Fahrbetrieb, von den Klemmen der Hauptstromwicklungen oder benachbarter Spannungspunkte gespeist, als Motor läuft und dabei in ihrer Schwungmasse Energie aufspeichert, die sie im Betrieb mit Iiurzschlußbremsung, als Generator die Hauptschlußwicklungen zusätzlich erregend, wieder abgibt, zum Z,ceck, den Bremsbetrieb ausgleichend zu regeln, insbesondere die Fahrmotoren beim Bremsen vor Überlastung zu schützen. -