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Regelbare elektrische Wagenbeheizung Die Erfindung bezieht sich auf.
Anlagen zur elektrischen B:eheizung von Eisenbahnwagens und für ähnliche Zwecke,
welche abwechselnd mit einer Gleichspannung und mit einer Wechselspannung anderer
. Höhe betrieben werden. Für derartige Anlagen sind Schaltungen bekannt, bei welchen
durch einfache Betätigung eines Schalters beim Übergang erreicht wird, daß unabhängig
von der Einstellung des Heizreglers die Heizleistung beim Übergang auf die andere
Spannung praktisch unverändert bleibt.
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Die Erfindung bezweckt nun, diese Umschaltung im Augenblick des Überganges
auf die andere Spannungsart selbsttätig zu. bewirken. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß
ein Transformator vorgesehen, dessen Primärwicklung- über einen als Schutzwiderstand
dienenden Heizwiderstand ständig an der Fahrleitung liegt, während die Sekundärwick
Jung dieses Transformators.ein Schütz speist, welches die Umschaltung von der einen
auf de andere Stromart und Spannung selbsttätig vornimmt. Damit .der bei
Gleichspannung als Schutzwiderstand wirksame Heizwiderstand auch bei Wechselspannung
trotz großen Scheinwiderstandes des Transformators genügende -Heizleistung abgeben
kann, trägt der bei der Wechselspannung angezogene Kern des Schützes Kontaktmittel,
welche einen Nebenschlußwiderstand parallel zur Primärwicklung des Transformators
einschalten.
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Bekannt ist es, bei mit verschieden hohen Spannungen zu betreibenden
Anlagen ein auf die höhere Spannung abgestimmtes Schütz zu verwenden, das gewisse
Umschaltungen vornimmt. Ein solches Schütz arbeitet, besonders im Bahnbetrieb, nicht
immer zuverlässig; es besteht vielmehr die Gefahr, daß es entweder bereits bei der
niedrigeren Spannung anspricht bzw. insbesondere auch bei der niederen Spannung
in seiner vorher bei der höheren Spannung angenommenen Lage verbleibt oder aber
gelegentlich auch bei der höheren Spannung nicht .anspricht.
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Für die Umschaltung von Fahrmotoren von Bahnen, die teilweise mit
Wechselstrom und teilweise mit Gleichstrom betrieben werden, ist auch bereits vorgeschlagen
worden, für Gleichstrom- und Wechselstrombetriebe je ein Schütz vorzusehen, wobei
das -Wechselstromschütz aus der Sekundärwicklung eines Transformators gespeist wird,
dessen Primärwicklung in Reihe mit der Erregerspule des Gleichstromschützes liegt.
Infolge der hohen
Selbstinduktion der Gleichstromspule ist es bei
dieser Schaltung schwierig, .bei der Wechselspannung, deren Absoluthöhe im a11-gemeinen
noch niedriger ist als die der Gleichspannung, eine- genügende Energiemenge auf
das Wechs,elstromschütz zu übertragen. Anderseits wird die Primärspule des Transformators
bei Gleichstrom-von starkem Strom durchflossen; die hierdurch bedingte Erwärmung
der isolierten Transformatorspule ist als äußerst unerwünscht zu bezeichnen.
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Weiter sind von Hand bediente Umschalteinrichtungen bekannt, bei welchen
eine Sperrvorrichtung vorgesehen ist, bei denen eine gegebenenfalls über einen Transformator
gespeiste i4#Iiagneteinrichtung bei Gleichspannung die Vornahme gewisser Schaltungen
verhindert bnv. dieselbe nur bei-Wechselspannung wirksam werden läßt. Bei Zugheizungsanlagen
muß aber gefordert werden, daß die Umschaltung völlig selbsttätig erfolgt und nicht
nur falsche Schaltungen verhindert werden, da nicht für jeden Wagen eine Bedienungsperson
vorhanden ist und dem Reisenden nicht zugemutet werden kann, zur Einstellung der
gleichen Heizungsstärke auf Wechselstromstrecken eine andere Einstellung vorzunehmen
als auf Gleichstromstrecken. Die in zahlreichen Ausführungsformen bekannten handbetätigten
Umscha.ltenrichtungen ohne selbsttätige Sicherung gegen falsche Schaltung sind naturgemäß
noch weniger als befriedigende Lösungen des Umschaltproblems anzusprechen.
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Da erfindungsgemäß zur Erregung der Umschaltspule ein Transformator
benutzt wird, dessen Primärwicklung vom Netzstrom durchflossen ist, muß der Primärkreis
so großen Ohmschen Widerstand haben, - daß auch bei der höheren Gleichspannung keine
Zerstörung eintreten kann. Es wird demgemäß ein Schutzwiderstand vorgeschaltet,
der bei Heizanlagen zweckmäßig in einem Heizkörper untergebracht wird. Dieser Widerstand
würde aber an sich bei Wechselstrom wegen des erhöhten Scheinwiderstandes der Primärwicklung
. so gut wie keine Heizleistung abgeben. Aus diesem Grunde trägt der Anker des Wechselstromschützes
erfindungsgemäß Kontaktmittel, welche einen Widerstand parallel zur Primärwicklung
des Transformators einschalten. Hierdurch wird gleichzeitig noch ein weiterer Vorteil
erreicht: Im Augenblick der Einschaltung eines Parallelwiderstandes nimmt nämlich
der Spannungsabfall am Schutzwiderstand zu und damit die an der Primänviclclung
des Transformators liegende Klemmenspannung ab. Das ist aber unerwünscht, denn nachdem
das Schütz seinen Anker einmal angezogen hat, genügt zum Halten desselben völliL-
die sich so erzebende zerinaere Stromstärke. Entsprechend der geringeren Dauerbelastung
kann aber die Erregerspule des Schützes bei der Anordnung gemäß der Eifindung leichter
und daher billiger gehalten werden als ohne Anwendung des Parallelwiderstandes.
-Auf der Zeichnung ist die Erfindung an einem Schaltbild erläutert.
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Jeder Heizwiderstand in den einzelnen Wagenabteilen 1, 2, 3 besitzt
vier Teilwiderstände R1, Ri und R., R;'. Die oberen Enden der Widerstände Rl werden
ständig von der Fahrleitung gespeist, die unteren Enden der Widerstände R2 sind
mit Erde verbunden. Die inneren Enden der Widerstände R1 und R@ sind an die Kontakte
des Regelschalters P angeschlossen und über dem Schalter 4 5 ebenfalls mit Erde
verbunden. Dieser Schalter 4 5 wirkt selbsttätig, wobei die ausgeschaltete Lage
für Gleichspannung von 1500 Volt, die eingeschaltete für Wechselspannung
von iooo Volt bestimmt ist. In den Abbildungen ist der Regelschalter P in verschiedenen
Lagen dargestellt. Im Wagenabteil i ist die Heizung ausgeschaltet, im Wagenabteile
die halbe Heizung und im Wagenabteil 3 die ganze Heizung eingeschaltet. Falls der
Schalter 4, 5 ausgeschaltet ist (i Soo Volt Gleichspannung), fließt der Strom durch
die Widerstände R, und R,. Ist dagegen Schalter 4, 5 eingeschaltet (i ooo Volt Wechselspannung),
so fließt der Strom nur durch die Widerstände R1. Wird die Bedingung eingehalten,
daß R2 - R1 .
ist, so wird die Heizungsstärke bei beiden Spannungen gleich.
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In dem Wagenabteil X sind die Widerstände R3, R4, R5 dargestellt,
welche nicht geregelt werden, nämlich die Heizwiderstände auf den Gängen und in
den Aborten. Der Strom von den Heizwiderständen R3 fließt durch die Spule 8 eines
Transformators 9 und den Heizwiderstand R4 zur Erde, wobei hinter der Transformatorspule
8 eine Abzweigung vorgesehen ist, die zum Kontakt 4 des Regelschalters P führt,
welch letzterer bei Einschaltstellung des Schützes 12 mit dem Kontakt 5 über den
Anker des Schützes 12 verbunden wird. Die Sekundärspule io des Transformators 9
speist die Spule i i eines elektromagnetischen Schützes 12. Ein weiterer Widerstand
R5 liegt zwischen dem Anker des Schützes 12 und dem inneren Ende der Widerstände
R3.
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Bei i 5oo Volt Gleichspannung fließt der Strom durch die Widerstände
R3, die Spule 8 und die Widerstände R4 zur Erde. Die Spule 8 induziert keine Spannung
in der Spule io, und das Schütz i 1, 12 bleibt in Ruhe.
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Bei iooo Volt Wechselspannung fließt für einen Augenblick der Strom
den gleichen
Weg. Die Spule 8, die nun durch Wechselstrom gespeist
wird, induziert jedoch in der Spule io eine Spannung, durch welche das Schütz i
i, i 2 gespeist wird. Der Anker i 2 hebt sich und verbindet die. Kontakte ¢, 5.
Der Strom der Widerstände R3 fließt dann über die Spule 8 unmittelbar zur Erde.
Durch das Anziehen des Ankers 12 würde der Strom in der Spule 8 stark anwachsen,
einerseits durch Verminderung des Widerstandes in ihrem Stromkreis, anderseits durch
die Belastung der Spule i o. Das wird dadurch vermieden, daß der Widerstand R5 nach
Anziehen des Ankers 12 der Spule 8 parallel geschaltet ist. Die Widerstände R3,
R,1, R5 werden mit Vorteil derart bemessen, d.aß die Widerstände R3 und R" bei i
5oo Volt Gleichspannung und die Widerstände R3 und R5 bei iooo Volt Wechselspannung
mit gleicher Leistung heizen.