DE625393C - Nutzbremsschaltung fuer Einphasenkollektomotoren fuer Triebfahrzeuge - Google Patents

Description

• Nutzbremsschaltung für Einphasenkollektormotoren für Triebfahrzeuge Die bekannten Nutzbremsschaltungen für Einphasenwechselstromtriebfahrzeüge haben die Nachteile, daß nur bei ganz bestimmten Geschwindigkeiten öder nur bei ganz bestimmten Bremskräften eine Energierückgewinnung mit cos y = z möglich ist. Beispielsweise sind Nutzbremsschaltungen bekannt, bei denen die Motoren durch einen fremderregten Kollektorgenerator erregt sind, dessen Erregung eine dem Triebmotorenstrom proportionale Stromkomponente enthält, die aber von der Drehzahl der Motoren abhängig ist. Mit diesen bekannten Einrichtungen ist es nicht möglich, auch bei kleineren Drehzahlen (etwa unter 5o °[o der Nenndrehzahl) günstige Bremsmomente bei kleinen Phasenverschiebungen zu erhalten. Die Fahrleitung kann daher von Blindstrom nicht entlastet werden. Auch wird infolge der Phasenverschiebung eine stärkere Erwärmung der Triebmotoren eintreten, zumal die Kommutierung verschlechtert wird. Diese Nachteile werden nun durch die vorliegende Erfindung vermindert bzw. ganz aufgehoben außerdem wird die Beeinflussung der Bremskraftcharakteristik im jeweils gewünschten Sinne erleichtert. Bei gegebener Bremsleistung erhält man kleinere Maschinen und daher geringeres Gewicht als bei den bekannten Anordnungen.
• Nach der Erfindung erfolgt die Erregung der Triebmotoren in an sich bekannter Weise durch den Ankerstrom eines Triebmotors oder durch einen eigenem Kollektorgenerator. Gemäß der Erfindung erhält nun diese Erregermaschine eine dem Motorstrom proportionale, von der Drehzahl der Triebmotoren unabhängige Stromkomponente: Hierbei wird zweckmäßig die Erregerspannung des Kollektorgenerätors aus einer mit der Netzspannung gleichphasigen oder- ungleichphasigen und einer ihr entgegenwirkenden, den Triebmotorenstrom proportionalen Spannung zusammengesetzt. Durch die Einrichtung gemäß der- Erfindung wird gerade durch die Unabhängigkeit der Stromkomponente von der Drehzahl der Motoren. auch bei kleineren Drehzahlen (etwa unter 6ö °1o der Nenndrehzahl) die Phasenverschiebung in den Triebmotoren sehr klein und somit ihre Wattkomponente und die Bremswirkung groß.
• Es ist auch schon bekannt,. im Erregerkreis der Triebmotoren selbst einen Gegenkoiupöundierungstransformator vorzusehen; der die Erregtmg der Triebmotoren in Abhängigkeit vom Ankerstrom bringt; wobei der Erregerkreis von einem Phäsenumformer ge-. speist ist. Diese -Anordnung hat den Nachteil, daß außer der Erregerblindleistung ;des Phasenumformers vor allem noch der weit größere Blindleistungsbedarfder Triebmotoren aus dein Netz gedeckt werden muß, wodurch sich eine bedeutende Mehrbelastung des Fahrzeugtransformators und 'der Fahrleitung ergibt. Nach der Erfindung ist nur der Blindleistungsbedarf der Erregermaschine vom Netz zu decken, der "gegenüber demjenigen der Triebmotoren. sehr .klein ist. Die Verwendung des Kollektorgenerätors als Erregermaschine statt eines Phasenformers hat weiter den Vorteil, :daß die -.Mittel zur stromabhängigen Beeinflussung der Triebmotoren (Stromwandler, Erregerwicklung usw.), da diese im Erregerkreis der Erregermaschine erfolgt, nur-geringe Ausmaße- erfordern und keine nennenswerte Gewichtsvermehrung zur Folge `haben. Im Gegensatz zur bekannten Gegenkompoundierung werden nur sehr kleine Energiemengen aus dem Ankerkreis der Triebmotoren entnommen. Der Kollektorgenerator kann auch ohne weiteres zum Unterschied vom Phasenumformer übersynchron angetrieben werden, wodurch er in den Abmessungen kleiner gehalten werden -kann. Die neue Einrichtung zeichnet sich daher durch grundsätzlich günstigeres Arbeiten und wesentlich geringeres Gewicht vor den bekannten Anordnungen aus. - - , -Aüsfiihrüngshelspiele der Erfindung zeigen die Abb:.T und 2.In diesem sind z die Triebmotoren, die während der Nutzbremsung als Generatoren auf das Netz 2 zurückarbeiten. Sie werden - von einer als Wechselstrom- -kollektorgenerator ausgebildeten Erregerrnaschine 3 fremderregt. Die Erregerwicklung ¢ :dieser Maschine ist an eine Spannungsquelle 5 (z. B: eine Transformatorzwischenstufe) angeschlossen, ` deren Spannung mit der des Netzes 2 gleichphasig ist. Im Erregerkreis q. liegt noch eine Zusatzerregermaschine 6, deren Erregung 7 vom Triebmotorenstrom abhängig ist; mit dem sie über -einen Strointransförmator 8 gekoppelt ist. Die beiden Erregermaschinen 3 und 6 werden von der Antriebsmaschine 9 gemeinsam; und zwar vorzugsweise mit konstanter oderannähernd konstanterDrehzahl, angetrieben. Die von der Erregermaschine 6 erzeugte stromabhängige Zu@atzsparmung wirkt im Erregerkreis 4 der der Netzspannung phasengleichen, stromunabhängigen Komponente entgegen, -so däß eine durch zwei verschiedenartige Abhängigkeitenbestimmte, zusammengesetzte Charakteristik zustande kommt. Durch die Wahl der Zusatzerregerspannung hat man es in der Hand, Strom- und Drehmom2ntverlauf'in weiten Grenzen zu beeinflussen. Eine reichliche Bemessung der Maschine G ergibt z_ B, eine- starke Stromabhängigkeit und damit ein weiches Arbeiten der ganzen Anordnung im Betrieb. Die Stromstöße beim Überschalten von einer Bremsstufe zur nächsten können: hierbei klein gehalten werden. Bei geeigneter Wahl der Maschinen ist es weiter möglich, im ganzen Bremsbereich jeder Stufe mit cos ep = z oder sogar unter Abgabe von Blindleistung ans Netz zu arbeiten. Die Erregermaschine 3 kann ohne Wendepole ausgeführt sein, da transformatorische Funkenspannung und Stromwendespannung sich bei entsprechender Bemessung kompensieren.-.- Haupt- und -Hilfserregermaschine können ähnlich wie Einphasenreihenschlußmotoren mit Kompensationswicklung versehen sein.
• Bei der Anordnung nach Abb. a dient als Erregermaschine einer der Triebmotoren, der genau so wie früher die Erregermaschine 3 fremderregt wird: Bei dieser Anordnung wird es ermöglicht, das Gewicht von Erregerumformer und zusätzlichen Ausrüstungen zu verringern. Alle übrigen Triebmotoren werden wie oben zum Bremsen verwendet.
• Bei beiden Ausführungsformen kann in den Hiffserregerkreis ein regelbarer Ohrnscher Widerstand zo eingefügt werden, durch dessen Verstellung die Phasenlage der Ströme im Hilfserregerkreis und im Haupterregerkreis und damit auch die induzierte Spannung in den Triebmotoren geändert werden kann. Dies bewirkt eine Verschiebung des Geschwindigkeitsbereiches der einzelnen Bremsstufen; beeinflußt also -die Drehmomentcharakteri5tik und macht die Anordnung für vorgeschriebene Betriebsbedingungen anpassungsfähiger.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Nutzbremsschaltung für Einphasenkollektormotoren für Triebfahrzeuge, bei der die Motoren durch einen fremderregten Kollektorgenerator erregt -sind, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Erregung eine dem Motorstrom proportionale, von der Drehzahl der Triebmotoren unabhängige Stromkomponente enthält.
2. 2. Schaltung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspannung des Kollektorgenerators (3)-aus einer mit der Netzspannung gleichphasigeiz und einer ihr entgegenwirkenden, dem Triebmotorenstrom proportionalen Spannung zusammengesetzt ist.
3. 3. Schaltung nach Anspruch r oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Triebmotorenstrom proportionale Erregerspannungskomponente durch eine als Einphasenkollektormaschine ausgebildete Zusatzerregermaschine (6) erzeugt wird. q..
4. Schaltung nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Triebmotorenstrom proportionale Erregerspannungskomponente diesem auch phasengleich ist.
5. 5. Schaltung nach Anspruch r bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzerregermaschine (6) vom Triehmotorenstrom, erforderlichenfalls unter Zwischehschaltung eines Stromwandlers (8), erregt ist.
6. 6. Schaltung nach Anspruch z bis 5, gekennzeichnet durch Ohmsche Widerstände im Erregerkreis der Erregermaschine (3) zur Beeinflussung der Drehmomentcharakteristik.
7. 7. Schaltung nach Anspruch t, gekennzeichnet durch eine Erregermaschine (3) ohne Wendepole, bei der die transformatorische EMK in den kommutierenden Spulen derart bemessen ist, daß sie die Stromwendespännung kompensiert.