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Feinreglersteuerung für elektrisch mit Wechselstrom betriebene Fahrzeuge
mit einem an einen Spannungsteilerwiderstand angeschlossenen Kollektorregler Es
sind bereits Fahrzeugsteuerungen bekannt, bei denen die Motoren über eine Schaltdrosselspule
an Anzapfungen des sie speisenden Transformators angeschlossen werden. Um das Unterbrechen
größerer Schaltleistungen an den an die Anzapfungen des Transformators angeschlossenen
Schaltern zu verhindern, hat man bereits die Schaltdrosselspule mit einer Erregerwicklung
ausgeführt, der mit Hilfe eines Kollektorreglers von einem Spannungsteiler oder
von einem Regeltransformator eine veränderliche und umkehrbare Erregerspannung zugeführt
werden kann, so daß die Schaltdrosselspule als Zusatztransformator wirkt. Der Spannungsteiler
ist bei diesen bekannten Anordnungen ebenfalls an zwei Anzapfungen des die Lokomotive
speisenden Transformators angeschlossen.
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Es ist auch bereits eine Feinreglersteuerung mit einem über einen
Feinregler gespeisten Zusatztransformator bekanntgeworden, bei dem die Primärwicklung
. des Zusatztransformators, der Feinregler und ein fester Teil des Haupttransformators
miteinander in Reihe liegen. Diese bekannte Anordnung ermöglicht zwar an sich eine
Verkleinerung des Feinreglers. Der Feinregler ist aber immer noch verhältnismäßig
verwickelt und teuer, weil zwei Bürstensätze benötigt werden.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der beschriebenen Feinreglersteuerung
für elektrische Fahrzeuge. Erfindungsgemäß wird diese derart ausgebildet, daß der
an einen in bekannter Weise nur einen Bürstensatz aufweisenden Kollektorregler angeschlossene
Spannungsteilerwiderstand mit seinem einen Ende an eine bestimmte Spannungsstufe
des Haupttransformators angeschlossen ist, während das andere Ende abwechselnd durch
Schalter an das geerdete Ende der Transformatorwicklung oder eine einer höheren
Spannung entsprechende Transformatoranzapfung angeschlossen werden kann, deren Spannung
gegenüber dem geerdeten Ende der Transformatorwicklung doppelt so hoch ist wie die
der erstgenannten Transformatoranzapfung.
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Die Erfindung hat den Vorteil zur Folge, daß der Feinregler nur für
die halbe Stufen= Leistung und mit nur einer äußerst geringen Lamellenzahl ausgeführt
werden kann, was dadurch bedingt ist, daß der Feinregler abwechselnd allein und
in Reihenschaltung mit einem Teil der Haupttransformatorwicklung die Erregerwicklung
des Zusatztransformators
speist. Weiter ergibt sich eine Vereinfachung
des Feinreglers dadurch, daß nur ein einziger Bürstensatz vorhanden ist.
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Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vorteilhafterweise
die Bürste, bzw. der Bürstenbolzen des Kollektorreglers an die Mittelanzapfung der
unterteilten Erregerwicklung des Zusatztransformators bzw. der Schaltdrosselspule
angeschlossen sein. Die Wicklungsteile der Erregerwicklung werden dann abwechselnd
durch Schalter eingeschaltet. Auf diesem Wege ergibt sich eine besonders einfacheUmschaltung
derErregung des Zusatztransformators. Für die Umschaltung werden dabei lediglich
zwei Schalterkontakte benötigt. : .
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand der Zeichnung erläutert
werden, in der das Schaltschema einer erfindungsgemäß ausgebildeten Feinreglersteuerung
dargestellt ist.
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Mit t ist die Sekundärwicklung des zum Speisen des Antriebsmotors
zzz dienenden Transformators bezeichnet, dessen Primärwicklung zur Vereinfachung
in der Zeichnung nicht wiedergegeben ist. Der Motor in ist an die Mittelanzapfung
einer Schaltdrosselspule bzw. eines Zusatztransformators s angeschlossen, dessen
Wicklungsenden mit den Stufenschaltern t1 bis t15 verbunden sind. Zur Erregung des
Zusatztransformators bzw. der Schaltdrosselspuledient dieErregerwicklung e, deren
Mittelanzapfung von dem Kollektor W eine feinstufig regelbare Spannung zugeführt
wird. Die Erregerwicklung des Zusatztransformators weist zwei Wicklungsteile e1,
e2 auf, die abwechselnd an ihrem der Mittelanzapfung abgewandten Ende durch die
Schalter c und d an Erde angeschlossen werden können. Die einzelnen Kollektorsegmente
des Kollektorreglers W sind mit Anzapfungen des Spannungsteilerwiderstandes S verbunden,
der als Ohmscher oder induktiver Widerstand ausgebildet sein kann. Das rechte Ende
des Spannungsteilerwiderstandes ist fest an die Anzapfung x der Transformatorwicklung
t angeschlossen, während das andere Ende des Spannungsteilerwiderstandes abwechselnd
durch die Schalter ca und b an die Anzapfungen y und z der Transformätorwicklung
angeschlossen werden kann. Die Anzapfung y liegt am geerdeten Ende der Transformatorwicklung,
wo diese die Spannung o Volt aufweist. An der- Anzapfung _x liegt beispielsweise
eine Spannung von 2oo Volt, an der Anzapfung z eine Spannung von 400 Volt. Zweckmäßigerweise
werden die Schalter a bis d, die Stufenschalter t1 bis t15 und der
Feinregler W in gegenseitiger Abhängigkeit betätigt.
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Im folgenden soll die Arbeitsweise einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Feinreglungssteuerung erläutert werden. Soll das Fahrzeug anfahren, so werden zunächst
die Schalter b und c geschlossen und außerdem der Stufenschalter t1 eingeschaltet.
In der Schaltd::osse@spu@e bzw. Sekundärwicklung des Zu-" s`ätztransformators wird
dann, wenn sich die 'Bürste des Feinreglers in der Nullstellung befindet, wobei
die volle Spannung von 4oo Volt an der linken Hälfte e1 der Erregerwicklung e =liegt,
eine der Spannung des Transformators entgegengerichtete Spannung induziert, welche
genau so groß ist wie die Stufenspannung des Transformators. Nunmehr wird allmählich
die Feinreglerbürste im Uhrzeigersinne gedreht, wobei allmählich die der Erregerwicklung
e zugeführte Spannung von 40o auf aoo Volt verringert wird. Dementsprechend wird
allmählich dem Motor in eine ansteigende Spannung zugeführt. Nach Drehung des Reglers
um i8o° wird der Schalter b ausgeschaltet und der Schalter a eingeschaltet und die
Bürste weiter im Uhrzeigersinne gedreht, wodurch die der Erregerwicklung e1 zugeführte
Spannung allmählich von 2oo Volt auf o Volt herabgeregelt wird. Nach einer vollen
Umdrehung der Bürste ist also die Erregerwicklung des Zusatztransformators unerregt,
so daß überhaupt keine Zusatzspannung induziert wird. Nunmehr wird durch den- Schalter
c der linke Teil e1 der " Erregerwicklung e des Zusatztransformators abgeschaltet
und durch den Schalter d die rechte Teilwicklung e= der Erregerwicklung des Zusatztransformators
eingeschaltet. Wird nun die Bürste des Feinreglers weiter im Uhrzeigersinne gedreht,
so steigt allmählich die der rechten Hälfte der Wicklung e zugeführte Spannung an,
bis sie nach einer Drehung um i8o ° 2oo Volt beträgt. Darauf wird wiederum der Schalter
a ausgeschaltet, der Schalter b eingeschaltet und die Bürste weiter gedreht, wobei
die der rechten Hälfte der Wicklung e= zugeführte Spannung allmählich bis auf 40o
Volt gesteigert wird. Infolge der Erregung des Zusatztransformators durch die rechte
Hälfte e= der Wicklung e wird in der in den Motorstromkreis eingeschalteten Wicklung
des Zusatztransformators eine Spannung induziert, die sich zu der Stufenspannung
des Speisetransformators c addiert und in dem Zeitpunkt, wo der Erregerwicklung
des Zusatztransformators die volle Erregerspannung von 400 Volt zugeführt wird,
gleich der Stufenspannung des Transformators ist. Nunmehr kann der Stufenschalter
t= ohne Auftreten eines "Stromstoßes eingeschaltet und der Stufenschalter t1, ohne
daß eine Schaltleistung auftritt, unterbrochen werden. Nach dem Einschalten des
Stufenschalters t= wird weiter die Kollektorbürste gedreht, wobei in
der
vorher angegebenen Weise in dem Zusatztransformator eine Spannung induziert wird,
die zunächst der Spannung des Haupttransformators entgegengesetzt ist und nach Urn-.
kehrung ihrer Richtung zu der Spannung des Haupttransformators addiert wird.
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An Stelle des Zusatztransformators bzw. einer Schaltdrosselspule s
mit einer unterteilten Erregerwicklung, deren Teile abwechselnd mit Erde verbunden
werden, kann auch ein normaler Zusatztransformator mit Umkehrschalter verwendet
werden, der es gestattet, die Stromrichtung in der Erregerwicklung umzukehren.
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Die Einrichtung nach der Erfindung zeichnet sich vor allen Dingen.
durch den Vorteil aus, daß der Feinregler mit Spannungsteiler nur für ein Viertel
der Stufenleistung ausgelegt zu werden braucht.
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Ein weiterer Vorteil der Schaltung gemäß der Erfindung besteht darin,
daß eine große Anzahl von Dauerfahrstufen zur Verfügung steht. Mit Rücksicht darauf
kann u. U. die Zahl der Stufenschalter und der Transformatoranzapfungen herabgesetzt
werden, wodurch das Nockenschaltwerk und der Transformator erheblich vereinfacht
und verbilligt werden.
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Die Schaltung gemäß der Erfindung ermöglicht es weiter, die Steuerung
selbsttätig auszubilden und durch ein Fortschaltrelais überwachen zu lassen. Vorteilhafterweise
wird dabei die Empfindlichkeit des Fortschaltrelais veränderlich gemacht, was durch
Parallelschaltung eines Widerstandes zur Erregerwicklung oder durch Änderung des
Übersetzungsverhältnisses des vorgeschalteten Stromwandlers möglich ist.