DE653667C

DE653667C - Widerstandsbremsung fuer elektrisch mit hoher Geschwindigkeit angetriebene Fahrzeuge, insbesondere als Zusatzbremsung zu mechanischen Bremseinrichtungen

Info

Publication number: DE653667C
Application number: DEA75291D
Authority: DE
Inventors: Willy Geserich
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-02-13
Filing date: 1935-02-13
Publication date: 1937-12-02

Description

Widerstandsbremsung für elektrisch mit hoher Geschwindigkeit angetriebene Fahrzeuge, insbesondere als Zusatzbremsung zu mechanischen Bremseinrichtungen Bei schnellfahrenden, insbesondere elektrisch angetriebenen Zügen mit Geschwindigkeiten bis zu ioo bzw. aoo km in der Stunde ist es erwünscht, mit größtmöglicher Verzögerung schnell und wirksam zu bremsen und die Bremskraft bis zur Reibungsgrenze auszunutzen. Dieses bedingt, da die mechanische Klotzbremse diese Aufgabe allein nicht erfüllen kann, eine zusätzliche Bremsung, die auf elektrisch angetriebenen Fahrzeugen vorzugsweise durch eine elektrische Bremsung bewirkt wird. Diese zusätzliche Bremsung muß eine ganz bestimmte Kennlinie aufweisen, die sich aus dem Unterschied zwischen der mit Rücksicht auf die Haftung der Triebräder möglichen Höchstbremskraft und der der mechanischen Reibungsbremse ergibt. Die elektrische Bremsung ist im allgemeinen stark abhängig von der Geschwindigkeit, und zwar nimmt die Bremskraft mit der Geschwindigkeitsverminderung ab. Die vorstehend verlangte Kennlinie für die Zusatzbremsung steht daher im Gegensatz zu den möglichen elektrodynamischen Bremsungen.
Die Erfindung besteht darin, daß die Kennlinie der elektrischen Bremsung weitgehend derjenigen Kennlinie genähert wird, wie sie eine vorstehend beschriebene Zusatzbremsung aufweisen muß. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Stromsammler und eine in Gegenschaltung mit diesem befindliche Achsdynamo für die Erregung der Moorfelder benutzt wird. Wird die Erregung der Motoren oder eines besonderen Erregergenerators mit der Differenzspannung des Stromsammlers gegen den Achsgenerator gespeist, so wird die Erregung mit abnehmender Geschwindigkeit gesteigert und mit zunehmender Geschwindigkeit vermindert. Die Änderung der Erregung kann durch richtige Wahl der Spannung der Achsdynamo und durch einen mit dem Erregerfeld der bremsenden Motoren oder des Erregergenerators in Reihe liegenden Widerstand eingestellt werden, so daß praktisch jedes beliebige Bremsverhalten erreicht werden kann. Für wesentlich anderes Bremsverhalten kann auch eine Reihenschaltung der Achsdynamo mit dem Stromsammler verwendet werden.
Es ist schon eine Notbremseinrichtung bekanntgeworden, bei welcher der für die Motoren als Erregergenerator verwendete Motor von einem Stromsammler fremderregt wird. Es handelt sich dabei aber nicht um eine Spannung, die sich aus dem Zusammenwirken eines Achsgenerators mit einer Stromquelle gleichbleibender Spannung ergibt. Der Unterschied der beiden Anordnungen liegt also darin, daß bei der bekannten Schaltung die Erregung des Erregergenerators in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs uneeränderlich bleibt, während sich die Erregung bei der erfindungsgemäßen Einrichi tung selbsttätig in Abhängigkeit von der G-,--;'U schwindigkeit ändert. Dadurch wird erii@; wesentlich andere Bremskennlinie erreicht" Weiterhin ist eine Schaltung bekannt, bei welcher eine Stromquelle mit gleichbleibender oder angenähert gleichbleibender Spannung und ein Generator gemeinsam eine Spannung erzeugen. Um mit dieser Anordnung überhaupt eine Spannungsregelung erreichen zu können, ist der Generator mit verschiedenen Feldwicklungen ausgerüstet, die in Abhängigkeit von den Netzspannungsschwanküngen verschieden stark erregt werden. E s handelt sich dabei aber nicht um die Erzielung einer besonderen, von der Geschwindigkeit abhängigen Bremskennlinie und auch nicht um einen Achsgenerator, dessen Drehzahl sich immer proportional mit der Fahrzeuggeschwindigkeit ändert, sondern um ein Aggregat, daß mit annähernd gleichbleibender Drehzahl betrieben wird und zur Erzeugung einer Ausgleichsspannung für Bahnnetze dient.
In der Zeichnung sind einige den Erfindungsgedanken verkörpernde Schaltungsbeispiele dargestellt: Die Abb. i zeigt eine Gleichstromwiderstandsbremsung für Wechselstromfahrzeuge, die unabhängig von der Fahrleitungssparanung ist und bei der 'die Erregung für den als Erregergenerator geschalteten Motor von einer Spannung geliefert wird, die sich aus dem Zusammenwirken eines Stromsammlers und eines Achsgenerators ergibt. Die Triebmotoren sind mit i bis 4 bezeichnet, ihre Erregerwicklungen mit f l bis f4 , die Kompensationsfeldwicklungen mit k1 bis k4 und die Wendepolwicklungen mit WI bis w4. Der Motor i ist als Erregergenerator für die bremsenden Triebmotoren 2 bis 4 geschaltet. Sein Feld f1 wird mit der Differenzspannung zwischen dem Achsgenerator a und dem Stromsammler b erregt. In Reihe rlit der Erregerwicklung f l liegt ein Widerstand d, der eine genaue Einstellung der Bremskennlinie ermöglicht. Die Feldwicklung c des Achsgenerators a liegt in Reihe mit einem kurzschließbaren Regelwiderstand e. Um auch durch den Triebmotor i eine stärkere Bremswirkung zu erhalten, wird dieser stärker erregt, ,als zur Erregung der Felder f2 bis f4 notwendig ist, und die überschüssige Energie wird in einem mit den Wicklungen k1 und w1 in Reihe liegenden Widerstand g vernichtet. Der Achsgenerator ca kann zum Laden des Stromsammlers b benutzt werden, und zu diesem Zweck ist der Schalter p vorgesehen, welcher beim- Laden des Stromsammlers zu schließen ist. Die parallel zu den Wendefeldern w1 bis U,4 liegenden Widerstände s1 bis- s4 dienen zur Einstellung des Feldes auf einen anderen Wert mit Rücksicht auf die Kommutierung beim Bremsbetriebe mit Gleichstrom.
°-:-Die in der Abb. -i dargestellte Schaltung ;@:ärin unverändert auch für dieselelektrisch angetriebene Fahrzeuge benutzt werden. Da die Ströme bei diesen Fahrzeugen jedoch wesentlich kleiner sind als bei Wechselstromantrieben, ist es vorteilhafter, die Anordnung nach, Abb. a so auszuführen, daß sämtliche Fahrmotoren gleichwertig an der Bremsung beteiligt sind. Die Felder f l bis f 4 aller Motoren werden dann von der Differenzspannung erregt, die sich aus der Gegenschaltung des Stromsammlers b und des Achsgenerators ergibt. Bei dieser Schaltung ist im Stromkreis eines jeden Motors ein- voller Bremswiderstand r1, y=, r3, r4 eingeschaltet, wie dies bei den Motoren 2 bis 4 nach Abb. i der Fall ist.
Bei dieselelektrischen Fahrzeugen ist es auch möglich, den zusätzlichen Stromsammler und den Achsgenerator fortfallen zu lassen, wenn an Stelle des Stromsammlers der: mit gleichbleibender Drehzahl von der Verbrennungsmaschine angetriebene Hauptgenerator benutzt .wird, der von seiner Erregermaschine gleichbleibende Erregung erhält. An die Stelle des Achsgenerators tritt dann einer der Fahrmotoren. Eine solche Anordnung ist in der Abb. 3 dargestellt. Hier befindet sich der als Erregergenerator für die Felder der anderen Motoren geschaltete Triebmotor z mit dem Hauptgenerator h in Gegenschaltung. Von den beiden Endklemmen dieses Maschinensatzes@ kann die gewünschte, mit der Geschwindigkeit veränderliche Differenzspannung entnommen und durch die Abstimmung der beiden Spannungen gegeneinander jedes beliebige Bremsverhalten erzielt werden. In dieser Abbildung ist der Anker der Erregermaschine für den Hauptgenerator mit k und die dazugehörige Feldwicklung mit m bezeichet. Im Erregerkreis befindet sich ein Regelwiderstand n. Die Feldwicklung i des Hauptgenerators la ist ebenfalls in Reihe mit einem Regelwiderstand o geschaltet. Der von der Verbrennungsmaschine angetriebene Hauptgenerator kann außer der Fremderregung i noch. eine zusätzliche Eigenerregung besitzen. Dabei kann die Eigenerregung in Zu- oder Gegenschaltung zur Fremderregung gelegt werden. Die Motoren 2 bis 4 können während des Bremsens in Parallelschaltung, Reihenschaltung oder Reihenparallelschaltung liegen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches sich ebenfalls besonders für dieselelektrische Antriebe eignet, ist in der Abb. 4 dargestellt. Die Bezeichnungen der"einzelgen Teile sind die gleiehen wie in den vorherigen Abbildungen. Der Hauptgenerator h wird als Erregermaschine für die Felder f1 bis f'1 sämtlicher Triebmotoren i bis 4 benutzt. Die Erregung erfolgt mit einer Spannung, die sich aus dem Zusammenwirken der Erregermaschine k oder eines etwa vorhandenen Stromsammlers mit einem zusätzlichen Achsgenerator a ergibt. Die Erregermaschine k und der Achsgenerator a können von einem vorhandenen kleinen Stromsammler b oder von der" Erregermaschine selbst erregt sein. Beicdieser Bremsung sind alleTriebmotoren des dieselelektrischen Fahrzeugs an* der Verzögerungsarbeit beteiligt. Der Unterschied gegenüber der Schaltung nach Abb. z besteht darin, da,ß der zusätzliche Stromsammler fortfällt und daß der Achsgenerator a wesentlich kleiner bemessen werden kann, weil er nur noch den Erregerstrom für das Nebenschlußfeld des 1l:auptgenerators h führt. Dieser Erregerstrom ist ,aber sehr klein, da der Hauptgenerator nur für die Erzeugung einer Klemmenspannung von 2o bis 5o Volt gegenüber Soo bis iooo Volt bei normalem Betrieb erregt zu werden braucht.
Die beschriebene Bremsung kann bei allen vorstehend behandelten Schaltungen auch als Gefällebremse und auch ohne zusätzliche Benutzung der Reibungsbremse verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Widerstandsbremsung für elektrisch mit hoher Geschwindigkeit angetriebene Fahrzeuge, insbesondere als Zusatzbremsung zu mechanischen Bremseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fremderregung der Felder der bremsenden Motoren eine von einem Achsgenerator und einer mit ihm in Gegenschaltung liegenden Stromquelle gleichbleibender Spannung gemeinsam erzeugte Spannung dient. z. Widerstandsbremsung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromquelle gleichbleibender Spannung ein Stromsammler dient. 3. Widerstandsbremsung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsgenerator zur Ladung des Stromsammlers verwendet wird. Widerstandsbremsung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromquelle gleichbleibender Spannung ein vorhandener Generator, z. B. der Hauptgenerator eines dieselelektrischen Antriebes, verwendet wird. 5. `'Widerstandsbremsung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß als Stromquelle gleichbleibender Spannung die Erregermaschine des Hauptgenerators eines dieselelektrischen Antriebes verwendet wird und als Erregermaschine für die Triebmotoren der Hauptgenerator selbst dient. 6. Widerstandsbremsung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß `die vom Achsgenerator und der Stromquelle gleichbleibender Spannung erzeugte Spannung zur Erregung eines als Erregergenerator für die übrigen Motoren geschalteten Triebmotors dient. 7. Widerstandsbremsung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Achsgenerators ein Generator verwendet wird, dessen Drehzahl sich reit ' der Geschwindigkeit des Fahrzeugs proportional ändert. B. Widerstandsbremsung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der als Stromquelle gleichbleibender Spannung dienende Generator fremd oder fremd und zusätzlich eigenerregt ist und die Eigenerregung in Zu- oder Gegenschaltung zur Fremderregung gelegt werden kann. g. Widerstandsbremsung ;ach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur genauen Einstellung des Bremsverhaltens ein Widerstand in Reihe mit der Erregerwicklung des'als Erregergenerator dienenden Fahrmotors geschaltet ist. io. Widerstandsbremsung nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer stärkeren Bremswirkung des als Erregergenerator laufenden Fahrmotors dieser stärker als zur Er= regung der Felder der übrigen Motoren erforderlich erregt wird und die überschüssige Energie in einem mit den Feldern in Reihe liegenden Widerstand vernichtet wird.