DE655386C - Nutzbremseinrichtung - Google Patents

Description

• Nutzbremseinrichtung Im Patent 65412,0 ist eine insbesondere für elektrische Fahrzeuge geeignete Nutzbremseinrichtung angegeben worden, bei welcher der Nutzbremsstrom bei Einleitung der Stromrückgewinnung über elektrolytische Stromrichterzellen geführt ist, die während des eigentlichen Nutzbremsbetriebes überbrückt werden, um im Bremsbetrieb einen Stromfloß von der Fahrleitung zu den Triebmotoren zu verhindern. Dabei wird die Erregung des die Überbrückung bewirkenden Schützes durch eine Stromrichterzelle umgekehrter Richtung überbrückt.
• Die Erfindung stellt nun insofern eine Verbesserung der vorstehend beschriebenen Anordnung dar, als noch eine zusätzliche Einrichtung vorgesehen wird, zum Zwecke, nicht nur die Motoren vor Rückstrom zu schützen, sondern auch Überspannung sicher zu verhindern. Bekanntlich ist es bei jedem Nutzbremsbetrieb möglich, daß die Triebmotoren eine generatorische Spannung erzeugen, die weit über der Netzspannung liegt. Dieser Fall kann eintreten, wenn während der Nutzbremsung infolge Fehlens anderer Verbraucher das Netz nicht aufnahmefähig ist oder der Stromabnehmer entgleist. Die Überspannungen können aber Schäden an Glühlampen, Heizkörpern und sonstigen elektrischen Einrichtungen hervorrufen. Diese Gefahr soll die Erfindung beheben, die darin besteht, daB in der Sperrichtung beanspruchte Elektrolytzellen vorgesehen sind, die bei Überschreitung einer bestimmten Spannungsgrenze, der sog. Durchschlagsspannung, einen Strom zustande kommen lassen. Dabei wird der sog. Durchbruchstrom zur Auslösung von Schaltvorgängen benutzt, die eine Erniedrigung der Fahrmotorspannung oder eine Trennung der durch Überspannung gefährdeten Teile von den Triebmotoren bewirken.
• Es ist bereits bekannt, die Motoren bei Nutzbremsbetrieb gegen zu hohes Ansteigen der Spannung zu schützen. Bei der erfindungsgemäßen Schaltung erfolgt jedoch die Lösung der gleichen Aufgabe durch ein anderes Mittel, nämlich durch in der Sperrichtung beanspruchte Elektrolytzellen, die bei Erreichen einer bestimmten Spannung von einem Strom durchflossen werden, während bei der bekannten Einrichtung ein Spannungsrelais verwendet wird, das bei Erreichen einer bestimmten Spannung anspricht.
• Der durch die vorliegende Erfindung gewiesene Weg ist bedeutend besser als der bisher bekannte. Alle im Zusammenhang mit der Nutzbremsung zur Absenkung von Überspannungen bisher verwendeten Organe weisen nämlich den Nachteil auf, daß sie eine zu große Empfindlichkeit gegen mechanische Einwirkungen besitzen und ihre Ansprechspanneng in weiten Grenzen schwankt.
• sonders das letztere wirkt sich mit Rücksie auf die Empfindlichkeit der Glühlampen pr". tisch sehr nachteilig aus. Die bekannte Reg '@-Jung stellt also keine befriedigende Lösung dar. Diese wird erst durch die erfindungsgemäße Verwendung von Elektrolytzellen gebracht, deren besondere Stromspannungskennlinie praktisch ein in bezug auf die Spannung schwankungsloses Ansprechen ermöglicht.
• Die Anzahl der die Spannung begrenzenden Zellen e1, e2 wird erfindungsgemäß stets kleiner gewählt als die der Stromrichterzellen. Dies ist auch in der Abbildung zum Ausdruck gebracht worden. Dadurch wird vermieden, daß bei Überspannungen gleichzeitig mit den Zellen ei, e2 auch die Stromrichterzellen a1, a2, a3 in der Sperrichtung stromdurchlässig werden und ihre Rückstromschutzwirkung aufgehoben wird.
• Bei Stromdurchgang wird ein in Reihe mit den Zellen e1, e2 liegendes Schütz f betätigt, das Schaltungen veranlaßt, die eine Überspannung nicht entstehen lassen oder dieselbe von den gefährdeten Teilen fernhält. Ersteres kann durch Feldschwächung des Triebtnotörs (A, F) geschehen, indem nämlich dem Feld F ein Widerstand w parallel gelegt wird. Da die Wagenbeleuchtung zwischen Stromabnehmer und Überstromschalter g abgezweigt wird, kann es auch genügen, diesen Überstromschalter durch eine zweckmäßige Einrichtung zur Auslösung zu bringen. Außerdem werden durch einen weiteren Kontakt des Schützes f die Zellen e1, e2 überbrückt. Die Anordnung hat den Zweck, ein Pumpen der Spannungsbegrenzungseinrichtung zu verhindern. Die Herabsetzung der Spannung durch die Feldschwächung hat zur Folge, daß die Spannungsbegrenzungszellen e1, e, wieder undurchlässig werden und dadurch dem Schütz die Erregung entziehen würden. Damit würde auch die Feldschwächung aufgehoben werden. Der Vorgang würde sich dann durch ein Wiederansprechen der Einrichtung wiederholen. Durch die Überbrückung der Zellen wird aber das Schütz f so lange angezogen gehalten, bis der Bremsvorgang auf andere Weise als durch Nutzbremsung vollzogen ist.
• Eine weitere Vervollkommnung der gesamten Einrichtung wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß durch das Feldschwächungsschütz fauch die Spule des Überbrückungsschützes b kurzgeschlossen oder die Erregung geschwächt und das Schütz b zum Abfallen gebracht wird. Durch diese Maßnahme wird die Aufgabe der zur Spule des Überbrückungsschützes parallel liegenden Stromrichterzelle c übernommen, durch welche die Folgen eines zu trägen Arbeitens des Über-'b@.ückungsschützes bei plötzlichem Stromrx@Wungswechsel vermieden werden sollen. Es rin daher die Stromrichterzelle c durch die =Begrenzungseinrichtung entbehrt werden.
• Da die Feldschwächung der Triebmotoren bei der an die Nutzbremsung sich anschließenden Kurzschlußbremse unerwünscht ist, wird die Zuführungsleitung, die unter L,`-berbrükkung der Spannungszellen die Betätigungsspule des Feldschwächungsschützes f unmittelbar an die Netzspannung legt, über den Fahrschalter S geführt. Dadurch läßt sich erfindungsgemäß beim Übergang von der Nutzbremse (Nz.-Br.) zur Kurzschlußbremse (Kz.- Br.) der - Stromkreis der Schützspule unterbrechen und die Feldschwächung zwangsweise aufheben.
• Wie aus der Abbildung hervorgeht, ist bei der neuartigen INTutzbrernseinrichtung ein Überbrückungsschütz b vorgesehen, das die Stromrichterzellen a1, a2, a3 durch den Kontakt h kurzschließt, sobald ein Nutzbremsstrom zustande gekommen ist. Uni nun zu verhindern, daß der gesamte Nutzbremsstrom über die Stromrichterzellen nach dem Netz fließt, wenn bei Schadhaftwerden oder aus irgendeinem anderen Grunde das Überbrükkungsschütz b nicht anspricht, wird erfindungsgemäß im Stromkreis der Zellen eine Abschmelzsicherung d angeordnet, die so bemessen ist, daß ihre Nennstromstärke ungefähr der Ansprechstromstärke des Schützes entspricht. Durch diese Anordnung ist ein sicherer Schutz der Zellen gegen Überlastungen gewährleistet.
• Bei Nutzbremsschaltungen mit Erregermaschine für die Triebmotoren läßt sich eine besonders einfache und wirkungsvolle Spannungsbegrenzung mit Hilfe der Elektrolytzellen erzielen. Zu diesem Zweck wird der von den Sperrzellen nach der Überschreitung der Ansprechspannung durchgelassene Strom unmittelbar als Gegenerregung des Erregergenerators benutzt. Dadurch bildet sich ein neuer Gleichgewichtszustand zwischen der von den Triebmotoren erzeugten Spannung und der Netzspannung aus. Da der Durchlaßstrom mit zunehmender Überschreitung der Ansprechspannung unverhältnismäßig stark ansteigt, kann infolge seiner Gegenwirkung auf die Erregung der Triebmotoren der neue Spannungszustand nur sehr wenig von der Durchschlagspannung verschieden sein. Bei dieser Anordnung sind also keinerlei mechanische Schalteinrichtungen erforderlich, um die erzeugte Rückgewinnspannung stets innerhalb einer bestimmten Höchstgrenze zu halten.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Nutzbremseinrichtung, insbesondere für elektrische Fahrzeuge, bei welcher der Nutzbremsstrom bei Einleitung der Stromrückgewinnung über elektrolytische Stromrichterzellen geführt ist, die während des eigentlichen Nutzbremsbetriebes überbrückt werden, um im Bremsbetrieb einen Stromfluß von der Fahrleitung zu den Triebmotoren zu verhindern, nach Patent 65,4120, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sperrichtung beanspruchte Elektrolytzellen (e1, e2) vorgesehen sind, die bei Überschreitung einer bestimmten Spannungsgrenze Strom zustande kommen lassen.
2. 2. Nutzbremseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Elektrolytzellen (e1, e,) fließende Durchbruchstrom Schaltvorgänge veranlaßt, die eine Erniedrigung der Fahrmotorspannung oder eine Trennung der durch Überspannung gefährdeten Teile von den Triebmotoren bewirken.
3. 3. Nutzbremseinrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Felder der Triebmotoren oder der Erregermaschine geschwächt werden.
4. Nutzbremseinrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Fremderregung durch Erreger-?naschine der Durchlaßstrom der Elektrolytzellen (e1, e2) unmittelbar einer Gegenerregerwicklung der Erregermaschine zugeführt wird.
5. 5. Nutzbremseinrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die die Spannung begrenzenden Elektrolytzellen (e1, e2) bei Stromdurchgang überbrückt werden.
6. 6. Nutzbremseinxichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsspule des die Stromrichterzellen (a1 bis a3) überbrückenden Schützes (b) durch das von den Spannungsbegrenzungszellen (cl, e2) gesteuerte Schütz (f) überbrückt wird.
7. Nutzbremseinrichtung nach Anspruch i bis 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldschwächung der Triebmotoren oder der Erregermaschine bei Übergang von Nutzbremsung zur Kurzschlußbremse aufgehoben wird. B.
8. Nutzbremseinrichtung nach Anspruch i bis 3 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhebung der Feldschwächung durch den Fahrschalter auf den Kurzschlußbremsstellungen zwangsläufig erfolgt.
9. 9. Nutzbremseinrichtung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der zum Zweck der Spannungsbegrenzung angeordneten Zellen geringer ist als die Zahl der Stromrichter zellen. io. Nutzbremseinrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kreis der Stromrichterzellen (a1 bis a3) strombegrenzende Mittel (z. B. eine Abschmelzsicherung d) angeordnet sind.