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Verfahren zur Nutzbremsung elektrisch angetriebener Fahrzeuge Wird
bei der Nutzbremsung von elektrischen Fahrzeugen ein Bremsumformer verwendet, dann
ist bekanntlich der Übergang in die Nutzbremsung dann am besten, wenn sie unmittelbar
aus der Fahrschaltung heraus hergestellt wird. Das Einsetzen der Nutzbremsung erfolgt
dann zwar rasch, aber ohne jeden Strom- und Spannungsstoß. Bei den bekannten Steuerungen,
mit denen man aus der Fahrschaltung unmittelbar in die Nutzbremsschaltung übergehen
kann, fallen die Nutzbremsstufen mit den Fahrstufen zusammen. Fahrschalter, bei
denen die Nutzbremsstufen mit den Fahrstufen zusammengelegt sind, haben jedoch den
Nachteil, daß die Bedienung der Nutzbremsung von der normalen Bedienung des Fahrschalters
bei der Kurzschlußbremsung abweicht. Ist z. B. ein Fahrschalter mit einer Einrichtung
zur' Kurzschlußbremsung versehen, dann befinden sich am Fahrschalter, von der Nullstellung
aus gesehen, in der Regel auf der einen Seite die Fahrstufen und auf der anderen
Seite die Bremsstufen. Bei der Kurzschlußbremsung wird der Fahrschalter von der
Nullstellung aus in eine andere Richtung gedreht als beim Fahren. Mit solchen Fahrschaltern
sind z. B. die meisten Straßenbahntriebwagen ausgerüstet. Eine Änderung der Bedienung
beim Einführen der Nutzbremsung ist untunlich. Es ist vielmehr zweckmäßig, die Nutzbremsstufen
ebenfalls wie die Kurzschlußbremsstufen auf der Bremsseite anzuordnen, weil sich
die Bedienung dann bei der Nutzbremsung nicht nennenswert von derjenigen bei der
Kurzschlußbremsung unterscheidet.
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Man hat daher bereits bei bekannten Steuerungen die Nutzbremsstufen
auf der Bremsseite des Fahrschalters angeordnet. Bei diesen Anordnungen wird in
der. Regel die Nutzbremsschaltung bis auf die Verbindung mit dem Netz hergestellt.
Die als Generatoren arbeitenden Fahrmotoren werden durch einen Bremsumformer fremderregt.
Sobald ihre Spannung die Fahrdrahtspannung erreicht oder etwas überschreitet, erfolgt
durch ein selbsttätig arbeitendes Schütz die Verbindung mit dem Netz. Hierbei können
bei stark schwankender Fahrdrahtspannung Strom- und Bremsstöße entstehen. Diese
Nachteile werden nach der Erfindung dadurch vermieden, daß vor dem Herstellen der
Nutzbremsschaltung die Motoren zunächst erst einmal durch Schalten der Fahrkurbel
in die erste Stellung hinter der Nullstellung in die Fahrschaltung ohne Vorschaltwiderstände
gelegt werden, wobei durch eine von der Motorendrehzahl abhängige Einrichtung die
Herstellung der Fahrschaltung oder der Nutzbremsschaltung auf der Bremsseite bei
niedrigen Fahrgeschwindigkeiten
verhindert wird. Dabei ergibt sich
der Vorteil, daß das Einsetzen der Nutzbremsung selbst bei großen Spannungsschwankungen
am Fahrdraht stets völlig stoßlos erfolgt und daß der Führer den Fahrschalter in:
derselben Weise bedient wie bei reiner Kurzschlußbremsung.
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Es muß beachtet werden, daß die Fahrschaltung ohne Vorwiderstand,
z. B. bei Straßenbahnfahrzeugen, nur bei Geschwindigkeiten über etwa ro km/h hergestellt
werden darf. . Bei geringerer Geschwindigkeit darf nur die Kurzschlußbremse benutzt
werden. Die Nutzbremsstufen werden dann überschaltet. Die Herstellung der Fahr-
oder Nutzbremsschaltung muß bei kleinen Geschwindigkeiten durch einen Schalter zwischen
Oberleitung und Motoren verhindert werden. Dieser Schalter schließt und öffnet selbsttätig
in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit. Beim Fahren werden die Schalterkontakte
durch Kontakte im Fahrschalter überbrückt.
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Es ist bereits ein Fahrschalter bekanntgeworden, bei dem sich an die
Nullstellung in der einen Drehrichtung die Fahrstellungen und in der anderen Drehrichtung
eine oder mehrere Nutzbremsstellungen und Kurzschlußbremsstellungen anschließen.
Dabei soll der Stromkreis der Nutzbremsschaltung vermittels eines von der Fahrschalterwelle
gesteuerten Nockenschalters erst dann geschlossen werden, wenn der Fahrschalter
vor Herbeiführung der Nutzbremsung in eine der Fahrstellungen gebracht worden ist.
Mit den Fahrstellungen sind dabei Anordnungen gemeint, die auf der anderen Seite
der Nullstellung, d. h. auf der normalen Fahrseite, liegen. Bei der Erfindung ist
jedoch im Gegensatz dazu die erste Stellung hinter der Nullstellung auf der Bremsseite
des Fahrschalters als Fahrstellung ausgebildet, um damit das stoßlose Einsetzen
der Nutzbremsung zu ermöglichen.
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Weiterhin ist auch schon eine Bremsschaltung bekannt, mit welcher
beim Übergang von der Fahrschaltung auf die Nutzbremsschaltung ein gefährlicher
Schaltstromstoß vermieden werden soll. Zu diesem Zwecke wird die an den Fahrzeugmotoren
herrschende Spannung der Netzspannung angepaßt und werden die Fahrzeugmotoranker
stromlos gemacht. Dabei wird der Anlaßwiderstand der Fahrmotoren kurzgeschlossen,
ganz gleich, ob die Motoren bereits die zur Rückstromlieferung nötige Spannung entwickeln
oder nicht. Die letzteren werden selbst bei Stillstand auf der Nutzbremsstellüng
bereits an das Netz gelegt. Sie brauchen dabei keinen Strom rückzuliefern, sondern
nehmen vielmehr Strom aus dem Netz, d. h. sie werden angelassen, bis sie fähig werden,
Strom ins Netz rückzuliefern. Bei der erfindungsgemäßen Bremsschaltung dagegen werden
die Motoren in Fahrlage beim Einschalten in die Nutzbremsschaltung erst dann an
das Netz gelegt, wenn sie eine für die Rückstromlieferung hinreichend hohe Spannung
entwickeln. Die Anschließung an das Netz geschieht dann ohne vorgeschaltete Anlaßwiderstände.
Es findet also auf den Nutzbremsstufen niemals ein Anlassen statt, sondern nur eine
Stromrückgewinnung oder keine, je nach der Drehzahl, welche die Motoren bereits
vorher auf den Fahrstellungen erreicht haben.
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Abb. x zeigt die Fahrschaltung bei zwei in Reihe geschalteten Motoren.
Der Strom fließt von der Oberleitung zur Erde. In Abb. 2 ist eine Nutzbremsschaltung
dargestellt, die durch Anschalten eines fremderregten Erregergenerators an die beiden
Motorfelder entsteht. Der Erregergenerator wird durch einen nicht gezeichneten Motor
angetrieben. Es genügt, wenn die Einsschaltung des Antriebsmotors für den Erregergenerator
zu gleicher Zeit mit dem Anschalten des Erregergenerators an die Motorfeldwicklungen
erfolgt. Wenn der Erregergenerator nicht, wie Abb. 2 zeigt, parallel zu den Motorfeldern
geschaltet wird; sondern in Reihe mit diesen liegt, dann ist es zweckmäßig, bei
der Herstellung der Fahrschaltung auf der Bremsseite zugleich den Anker des Erregergenerators
mit einzuschalten, wie Abb. 3 zeigt. Der Antriebsmotor des Erregergenerators kann
dann gleichzeitig mit eingeschaltet-werden. Die Nutzbremsung selbst wird erst nach
Einschalten des Stabilisierungswiderstandes und nach Erregung des Erregergenerators
eingeleitet. Eine derartige Schaltung zeigt Abb. q..
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Um zu vermeiden, daß mit, der als Fahrschaltung ausgebildeten Stellung
vor der Nutzbremse Mißbrauch getrieben wird, darf für diese Fahrschaltung nicht
eine eigentliche, durch eine Raste fühlbare Stellung ausgebildet werden, sondern
nur eine nicht fühlbare Übergangsstellung. In Abb. 5 ist diese Übergangsstellung
durch ein Kreuz gekennzeichnet. Diese Anordnung hat zur Folge, daß der Fahrer niemals
auf derÜbergangsstellung versehentlich stehenbleiben kann. Durch einfache Kurvenform
an der Rastenscheibe des Fahrschalters kann der Fahrer sogar verhindert werden,
auf dieser Übergangsstellung stehenzubleiben.
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Diese Vorstufe hat den Zweck, dafür zu sorgen, daß das Netz auf jeden
Fall eher an die Motoranker angeschlossen wird, bevor durch die Fremderregung sich
eine zu hohe Überspannung an denselben ausbilden kann. Es ist aber auch zweckmäßig,
den Bremsumformer noch vor der Übergangsstellung anzuwerfen, damit der Erregergenerator
bereits Spannung entwickelt und nicht etwa in noch spannungslosem Zustande die Felder
der Motoren im Augenblick ihres Anschließens ans Netz so stark shuntet, daß etwa
ein Motorüberschlag und Fallen des Wagenselbstschalters eintritt.
Für
die Herstellung der Nutzbremsschaltung nach Abb.2 sind dann folgende Schaltungsmaßnahmen
notwendig: i. Anwerfen des Hilfsmotors und Erregen seines Feldes gleich hinter der
Nullstellung der Fahrkurbel des Fahrschalters.
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2. Einschalten der (mit einem Kreuz in Abb. 5 bezeichneten) Übergangsstellung
als Fahrschaltung der Motoren.
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3. Herstellung der Nutzbremsstellung i durch Anschließen des Erregergeneratorankers
parallel zu den Motorfeldern, gegebenenfalls unter Mitwirkung eines kleinen Feldstromwächters.
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Entsprechend dem vorhergehenden sind für eine Nutzbremsschaltung nach
Abb. q. folgende Schaltungsvorgänge erforderlich: i. Anwerfen des Hilfsmotors usw.,
wie vorher unter i.
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2. Einschalten der Übergangsstellung als Fahrschaltung der Motoren
mit zwischen die Motorfelder bereits eingelegtem Erregergeneratoranker (Abb. 3).
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3. Herstellung der Nutzbremsstellung i durch Anschließen des Stabilisierungswiderstandes
parallel zu den Motorfeldern, etwa unter Mitwirkung eines kleinen Feldstromwächters.