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Gleichstromantrieb mittels Hauptstrommotoren, insbesondere für elektrisch
betriebene _ Fahrzeuge in Gruppenfahrt Im Patent 591 351 ist eine Schalturig
für elektrisch betriebene Fahrzeuge unter Schutz gestellt, bei der auf den Fahrstellungen
die Bremsschaltung bereits vorbereitet wird und in den Verbindungsleitungen stromrichtungsabhängige
Sperrzellen liegen, welche das Fließen eines durch die Fahrspannung verursachten
Stromes nur in der Fahrschaltung und eines Bremsstromes nur in der Bremsschaltung
zulassen. DieAnordnung derSperrzellen, ist dabei derart getroffen, daß sie beim
Fahren das Fließen eines Stromes nur in der Fahrschaltung erlauben, während ein
Stromdurchgang durch die Leitungen, welche die Bremsschaltung - Kreuzschaltung mit
Ausgleichleiter - bilden, durch die Sperrzellen verhindert wird. Bei der Bremsschaltung
des Gleichstromantriebes nach dem Hauptpatent werden durch die Sperrzellen auch
die Verbindungsleitungen für den Stromdurchgang gesperrt, welche die Pahrschaltung
herstellen.
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Zwischen die Anker und die zugehörigen Felder werden jeweils Ausgleichwiderstände
gelegt, deren Endpunkte durch mit stromrichtungsabhängigen Sperrzellen versehene
Kreuz-Leitungen verbunden sind: Die beste Stabilität der Bremsschaltung ist erreicht,
wenn die Ausgleichwiderstände den doppelten Ohmwert eines Feldwiderstandes haben.
Weiterhin ist zu beachten, daß die Ungleichheit der Motoren in bezug auf die Stromaufnahme
nicht so groß sein darf, daß das Eingangspotential des Ausgleichwiderstandes des
einen Zweiges kleiner als das Ausgangspotential am Ausgleichwiderstand des anderen
parallel liegenden Zweiges ist, weil sonst die Sperrwirkung der in den Kreuzleitungen
liegenden strömrichtungsabhängigen Zellen aufhört. In diesem Falle -würde in der
Fahrschaltung der beiden parallel geschalteten Motoren bzw. Motorgruppen eine Querverbindung
hergestellt werden, welche dann die Lastverteilung der beiden Motoren umwerfen und
die völlige Übernahme der Last durch den stärkeren Motor bewirken würde. Die erwähnten
unabschaltbaren Ausgleichwiderstände zwischen Anker und Feld bedeuten aber eine
ständige zusätzliche Verlustquelle, die den Wirkungsgrad des Antriebs herabsetzt.
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Die Schaltung nach der Erfindung beseitigt nun diesen Nachteil und
bewirkt gleichzeitig
eine Verminderung der Anzahl der Sperrzellen.
Diese Vorteile werden dadurch erreicht, daß durch die Sperrzellen beim Fahr- . betrieb
die fest mit den Motorfeldern ver= bundenenAusgleichwiderstände kurzgeschlo@-: sen
werden. Die Motorfelder und die dan%it.' fest verbundenen Ausgleich-widerstände
liegen dabei in Brückenschaltung mit den Sperrzellen. Die Ausgleichwiderstände bleiben
durch Kreuzverbindungen ständig fest untereinander verbunden. Durch die Erfindung
wird wie bei der Schaltung nach dem Hauptpatent eine vollkommen stabile Kurzschlußbremsschaltung
in allen wesentlichen Einzelheiten bereits auf den Fahrstellungen hergestellt, da
das Fließen beim Fahren unerwünschter Ströme durch die Sperrzellen verhindert ist.
In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der neuartigen Fahr- und Bremsschaltung
dargestellt.
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Die Anker der beiden Motoren des führenden Wagens sind wieder wie
bei der Zeichnung des Hauptpatents mit Al bzw. A2 bezeichnet. Die Bezugzeichen für
den geführten Wagen bestehen aus den gleichen Buchstaben unter Verdopplung der Kennziffer.
Die Motorfelder F, bzw. F2 sind fest mit den Ausgleichwiderständen R1 bzw. R2 verbunden
und diese Schalteinheit liegt in Brückenschaltung mit den stromrichtungsabhängigen
Sperrzellen .L1, »il, yil und o1 bzw. p1, q1, r1 und s1. Die Anker sind fest verbunden
mit den Eingangsanschlüssen dieser Brückenschaltung. Die Ausgangsanschlüsse sind
an einen festen A'.nschluß des Ordnungskontaktes a1 angeschlossen. a1, f1 bzw. all,
f, sind die Ordnungskontakte von Ordnungsschaltern, welche vor Fahrbeginn in die
in der Zeichnung dargestellte Lage bewegt werden, so daß die Ordnungskontakte a1
und f1 geöffnet, die Ordnungskontakte all, f, geschlossen werden. Die beiden Ausgleichwiderstände
sind, wie gezeichnet, durch die Kreuzleitungen cl und dl fest miteinander verbunden,
in die im Gegensatz zu der Schaltung nach dein Hauptpatent keine Sperrzellen gelegt
sind.
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Nach Herstellung der Ordnungsschaltung wird der Zweiwagenzug in Reihenschaltung
R vom führenden Wagen aus angefahren. Zu diesem Zweck wird der Fahrschalter in die
Stellung »Fahren R« gebracht. Der Anschluß T1 ist daher mit der Oberleitung verbunden.
Hierauf werden in bekannter Weise die Vorschaltwiderstände W1 allmählich kurzgeschlossen
oder abgeschaltet. Der Stromverlauf ist dann entsprechend den ausgezogenen Richtungspfeilen
folgender: Ti- Wl-AI- Li- Fi dl ql-Ni ki Ml all- All- Iii-Fii dii qll-fii Erde bzw.
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7'1.7W,-A2 -pl-F2-C1-m1-Nl-kl Ml all-A22-pll F22 Cli m11 fli Erde.
Die Ausgleichwiderstände R1, R2 bzw. R11, R22 sind durch die Leitungen cl, dl bzw.
c11, dil und die Sperrzellen q1, ml bzw. q11, mil kurzgeschlossen. Die Schaltung
entspricht also ganz der gewohnten Fahrschaltung.
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r Der Anker eines jeden Motors ist mit der Schalteinheit, bestehend
aus Motorfeld und Ausgleichwiderstand, fest durch Leitungen verbunden. Das Motorfeld
mit dem Ausgleich-,viderstand liegt mit den stromrichtungs-> abhängigen Sperrzellen,
beispielsweise Trokkengleichrichtern, in Brückenschaltung. Es - wird hierdurch erreicht,
daß unabhängig von der Stromrichtung der magnetische Fluß der Hauptpole stets in
seiner Richtung erhalten bleibt. Die elektrische Bremsschaltung kann nun dadurch
in der gleichen Weise, wie es im Hauptpatent beschrieben ist, hergestellt werden,
daß die Motoren von der Spannung abgeschaltet werden, um über einen Widerstand kurzgeschlossen
zu werden, ohne daß es dabei nötig ist, den Anker gegenüber dem Motorfeld umzupolen.
Eine sog. Selbstmordschaltung kann hierdurch nicht entstehen, da die Brückenschaltung
der Sperrzellen unabhängig von der Stromrichtung das magnetische Feld aufrechterhält
und bei Einsetzen derErregung im selben Sinne aufbaut. Auch die Anschlüsse, welche
einen stabilen Bremsbetrieb gewährleisten, werden, wie bereits im Hauptpatent angeführt
ist, in den Fahrstellungen hergestellt. Zu diesem Zweck werden Ausgleichwiderstände
unabschaltbar mit den Motorfeldern verbunden und gemeinsam mit Sperrzellen in Brückenschaltung
gelegt, wobei noch dieEndpunkte derAusgleichwiderstände kreuzweise miteinander verbunden
werden. Es wird damit erreicht, daß für den Fahrstrom die Ausgleichwiderständeelektrisch
kurzgeschlossen hinter den Motorfeldern liegen, während sie für den Bremsstrom elektrisch
zwischen den Motorfeldern und den Ankern liegen, und zwar so, daß sie in der gekreuzten
Kurzschlußbremsschaltung eine Querverbindung darstellen. Die so entstehende Bremsschaltung
ist also eine symmetrische Kreuzschaltung mit Ausgleichwiderständen. Für eine Motorgruppe,
bestehend aus zwei parallel arbeitenden Motoren, wie sie bei Zweiwagenzügen oder
viermotorigen Triebfahrzeugen Verwendung finden, ergibt sich durch eine derartige
Schaltung ein stabiler Betrieb, d. h. ein Betrieb, bei welchem ein Aussetzen der
Bremsung durch gegenseitige Feldbeeinflussung
ausgeschlossen ist.
Überdies bleibt die Bremsung auch bei Ausfall eines Motors über die Ausgleichwiderstände
für einen Motor aufrechterhalten.
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Nachdem auf der Reihenstellung der-e@ nannte Vorschaltwiderstand abgeschältet
ist, wird dadurch auf die Parallelfahrt P übergegangen, daß der Fahrschalter in
die Stellung »Fahren P« bewegt wird. Hierdurch wird der Anschluß T2 an die Fahrleitung
gelegt, der Anschluß l111 unterbrochen und der Anschluß N1 an Erde gelegt. Der Netzanschluß
wird durch den Belag g1, der Anschluß an Erde durch den Belag hl bewirkt, und der
Belag k1 läuft ab. Diese Funktionen können aber auch Nockenschaltern übertragen
werden, jedoch werden sie nur im Fahrschalter des führenden Wagens vorgenommen.
Auf die volle Fahrt wird dadurch übergegangen, indem man in an sich bekannter Weise
die beiden Vorschaltwiderstände W1 und W2 stufenweise abschaltet.
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Zur Einleitung der elektrischen Bremsung wird der Fahrschalter in
die Stellung »Bremsen« gebracht. Hierdurch werden sowohl Anschluß T1 als auch T2
von der Oberleitung abgeschaltet und gemeinsam mit Anschluß N1 durch den Belag il
an Erde gelegt. Die Beläge g1, hl, il, k1 können auf einer Bremswendewalze
angeordnet sein, während auf dem eigentlichen Fahrschalter nur die Stufenbeläge
für die Vorschaltwiderstände angebracht sind. Diese Einzelheiten sind der Einfachheit
halber fortgelassen. Der Bremsstromverlauf für den vorderen Wagen ist dann, wie
die gestrichelten Pfeile anzeigen, folgender: Ai Wi Ti-Zi Ni s1 Fz W Al bzw.
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Az Wi Ti il Ni n1 Fi dl-rl-A2 und für den geführten Wagen:
Allall W2-Tz üErde-fll sli F22 CSi all Q11 bzw.
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A22 Q11 W2 T2 2l Erde-fli nli F11 d11
r11 -422-
Die Ausgleichwiderstände Al und R2 bzw. All und R22 verbinden
in bekannter Weise die Motorfelder und dienen als Ausgleichwiderstände bei der Kreuzschaltung.