DE704338C

DE704338C - Device for supplying electric DC motors via stationary rectifiers from an AC network

Info

Publication number: DE704338C
Application number: DES105388D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Erich Friedlaender
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1932-07-10
Filing date: 1932-07-10
Publication date: 1941-03-28

Description

Einrichtung zur Speisung elektrischer Gleichstrombahnmotoren über ortsfeste Gleichrichter aus einem Wechselstromnetz Um bei Wechselstrommotoren den Stromstoß zu begrenzen, welcher entsteht, wenn der Regeltransformator auf eine höhere Schaltstufe umgeschaltet wird, ist es bekannt, eine mit konstantem Gleichstrom vormagnetisierte Drosselspule in Reihe mit dem Motor zu schalten. Durch die Eigenschaft einer derartigen Drosselspule, in einem bestimmten Spannungsbereich den Strom annähernd konstant zu halten, werden Stromstöße vermieden.Device for supplying electrical DC motors via Fixed rectifier from an alternating current network Um for alternating current motors Limit current surge, which occurs when the regulating transformer to a higher Switching stage is switched, it is known to be magnetized with a constant direct current To connect the choke coil in series with the motor. By the quality of such a Choke coil, the current almost constant in a certain voltage range power surges are avoided.

Gemäß der Erfindung wird bei der Speisung von Reihenschlußbahnmotoren ebenfalls eine mit Gleichstrom vormagnetisierte Drosselspule vorgesehen, und zwar wird erfindungsgemäß jedem Gleichrichter, der einen Streckenabschnitt der Bahnleitung von einer- Hochspannungsspeiseleitung aus speist, wechselstromseitig eine mit konstantem Gleichstrom vormagnetisierte Drosselspule vorgeschaltet. Dadurch wird erreicht, daß die sonst üblichen mehrstufigen Anfahrwiderstände gespart werden können und trotzdem mit konstantem Strom hochgefahren werden kann, wie es bei Reihenschlußbahnmotoren gefordert wird. Außerdem wird die Zugsicherung, wie später noch erläutert wird; besonders einfach.According to the invention, when feeding series-wound motors also a direct current biased choke coil is provided, namely is according to the invention each rectifier, which a section of the railway line feeds from a high-voltage feed line, on the AC side one with constant Direct current pre-magnetized choke coil connected upstream. This achieves that the otherwise common multi-stage starting resistors can be saved and can nevertheless be started up with a constant current, as is the case with series-wound motors is required. In addition, the train protection, as will be explained later; particularly easy.

In@ Fig. i der Zeichnung ist die Charakteristik der mit Gleichstrom vormagnetisierten Drosselspule dargestellt. In Abhängigkeit vom Wechselstrom J der Drosselspule ist die Spannung U an der Drosselspule für verschiedene konstante Vormagnetisierungsströme aufgetragen. Die linke Kurve zeigt die Stromspannungscharakteristik bei der Vormagnetisierung Null, die anderen Kurven die Charakteristiken bei verschiedenen Vormagnetisierungswerten. Betrachtet man z. B. die stark ausgezogene Kennlinie für einen bestimmten Vormagnetisierungswert, so sieht man, daß die Spannung an der Drosselspule auf einen kleinen Bruchteil der als Nennspannung U,1 bezeichneten Größe absinken kann, ohne daß der Strom J nennenswert nachläßt. Der Betriebspunkt U = U" entsprechend J = JIZ bedeutet z. B. den Kurzschlußpunkt einer Drosselspule, die an die Betriebsspannung U" als Vordrossel in Reihe mit einem Motor geschaltet wird, d. h. dieser Punkt ist der Betriebspunkt der Drosselspule, wenn der Motor' kurzgeschlossen wird. Dieser Motor kann nun, wie die Figur zeigt, fast die ganze Betriebsspannung übernehmen, ohne daß sich der Strom sehr weit vom Kurzschlußstrom Jk entfernt. Erst wenn die Motorspannung nahe an die Betriebsspannung herankommt, sinkt der Strom bis auf Null ab. Da das Drehmoment des Motors vom Strom abhängig ist, so sieht man aus dieser Kurve, daß der R eihenschlußmotor die Eigenschaft besitzt, vom Stillstand mit nahezu honstanteni Anzugsmoment hochzuführen.In @ Fig. I of the drawing, the characteristics of the direct current biased choke coil is shown. Depending on the alternating current J of the choke coil, the voltage U across the choke coil is plotted for various constant bias currents. The curve on the left shows the voltage characteristics at zero bias, the other curves show the characteristics at different bias values. If one considers z. B. the strongly drawn out characteristic curve for a certain bias value, it can be seen that the voltage at the choke coil can drop to a small fraction of the value designated as the nominal voltage U, 1 without the current J decreasing appreciably. The operating point U = U "corresponding to J = JIZ means, for example, the short-circuit point of a choke coil which is connected to the operating voltage U" as a choke in series with a motor, ie this point is the operating point of the choke coil when the motor is short-circuited will. As the figure shows, this motor can now take over almost the entire operating voltage without the current moving very far away from the short-circuit current Jk. Only when the motor voltage comes close to the operating voltage does the current drop to zero. Since the torque of the motor is dependent on the current, you can see from this curve that the series motor has the property of starting up from standstill with almost constant torque.

In Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Die Hochspannungsspeiseleitung ist mit 21 bezeichnet. Sie speist über Gleichrichtur 2,# di;@ einzelnen Streckenabschnitte 22. 2; Und 2.1. jeder Streckenabschnitt wird Tiber e iti°li bc -sonderen Gleichrichter erregt, mit dem wechselstromseitig in Reihe eine vorin:tgnetisicrte Drosselspule geschaltet ist. Diese vormanrt@-iisierte Drosselspule =- wird im Ausführungsbeispiel durch ihre Wccliselstroniwiclcltlng 20 und die Gleiclistroln«-icklttng 3o dargestellt, die über einen C.leicliricliter 3i vom Netz gespeist wird. Wie bereits er«-;ilint, wird durch die Verwendung- einer solchen, mit nahezu konstantem GIciclisti-:eni vortna-i:etisierten Drosselspule erreicht, dal.', die ül>-Iichen mehrstufigen Anfahrwiderstände lcegfallen können und daß die Zugsicherung besonders einfach wird. Wird nämlich der Zug durch Kurzschließen des -Motors stillgesetzt, s,,) ist ein Streckenabschnitt, in dem sich ein stillstehender Zug befindet, spannungslos, sa daß ein einfahrender zweiter Zug ebenfalls sofort -zum Stillstand kommt. Uni auch an den Cbergangsstellen von einem Streckenabschnitt zum nächsten eine hinreichende Sicherheit zu erhalten, sofern man diese t-bergangsstellen nicht einfach an dun Ausgang eitler Haltestelle legen kann, ist es möglich, wie in Fig.3 dargestellt ist, einen Abstand von je einer unbefahrenen Blockstrecke zwischen zwei Zügen zu erzwingen, indem durch einen Hilfsschalter die jeweils vorhergehende Strecke spannungslos gemacht wird, sofern auf der nächsten nicht die Leerlaufspannung der Anordnung erreicht ist.In Figure 2, an embodiment of the invention is shown schematically. The high-voltage feed line is denoted by 21. It feeds via rectifier 2, # di; @ individual route sections 22. 2; And 2.1. Each section of the route is excited by a special rectifier with which a pre-connected inductor is connected in series on the AC side. This preinstalled choke coil = - is represented in the exemplary embodiment by its winding 20 and the Gleiclistroln "-icklttng 3o, which is fed from the network via a C.leicliricliter 3i. As already mentioned, the use of such a choke coil with an almost constant GIciclisti-: eni vortna-i: etized choke coil is achieved, that the usual multi-stage starting resistances can drop and that the train protection is particularly simple will. If the train is stopped by short-circuiting the motor, s ,,), a section of the route in which there is a stationary train is de-energized, meaning that an arriving second train also comes to a standstill immediately. Uni to obtain sufficient security at the crossing points from one section of the route to the next, if one cannot simply place these t-crossing points at the exit of a vain stop, it is possible, as shown in Fig. 3, to keep a distance of one unused To force a block section between two trains by de-energizing the previous section by means of an auxiliary switch, provided that the no-load voltage of the arrangement is not reached on the next one.

In Fig.3 sind mit 22 23, 24, a5 und 2l> die einzelnen Streckenabschnitte bezeichn:°t. ,jeder Strecke ist ein Spannungsabfallrelais ;2 bis 35 zugeordnet, außerdem je ein Kurzschlußschalter 42, 43, 44, 45. Sobald die Spannung in dem einen Streckenabschnitt unter einen bestimmten Wert sinkt, fällt das zugehörige Spannungsrelais ab, welches den Streckenkurzschließer des vorhergehenden Abschnittes steuert. Wenn also die Züge in der Richtung fahren, die in der Figur durch einen Pfeil dargestellt ist, wird beim Abfallen des Spannungsrelais 32 der Streckenkurzscliließer 43 ansprechen, beim Abfallen des Spannungsrelais 33 der Kurzschließer 4.1 usw. Ü m zu verhindern, daß siele dadurch alle Streckenabschnitte der Rei'_ie nach kurzschließen, muß der Kurzschluß jedes Abschnittes verhindert werden, wenn der nächste nicht durch einen Zug, sondern durch seinen eigenen Kurzschlußschalter spannungslos gemacht ist. Dies kann man beispielsweise dadurch erreichen, daß man jedem Streckenkurzschließer einen Hilfskontakt zuordnet, welcher ein von dem zugehörigen Spannungsrelais ausgehendes Kommando sperrt, wenn der Streckenkurzschlußschalter eingeschaltet ist. Zu dieseln Zweck ist in Fig.3 jedem Streckenkurzschließer ein Hilfskontakt Q12', 43', 44'. 45' zugeordnet. jeder Hilfskontakt liegt in Reihe mit dem Kontakt 32', 33', 34', 35' des zugehörigen Spannungsrelais. ,jeder Hilfskonvikt ist mit dem zugehörigen Strekkeliktirzsclilicßer so verbunden, da13 der Hilfskontakt nur dann geschlossen ist, wenn der Streckenkurzschließer nicht eingeschaltet isl. Steht also beispielsweise auf der Strecke 22 ein Zug oder befindet sich auf dieser Strecke ein fahrender Zug, so ist die Spannung dieser Strecke kleiner als die Leerlaufspannung. Das Spannungsrelais 32 fällt ab und schließt durch Schließen seines Kontaktes 32' einen Stromkreis für die Einschaltspule des Strekkenkurzschließers 43 über den Kontakt 42'. Durch Schließen des Streckenkurzschließers 43 fällt auch das Spannungsrelais 33 ab und schließt seinen Kontakt 33'. Der Streckenkurzschließer 44 kann aber nicht eingeschaltet werden, da durch Schließen des Streckenkurzschlicßers 43 der Kontakt 43' geöffnet worden ist. Wird auf der Strecke 22 die Leerlaufspannung «-leder erreicht, so zieht das Spannungsrelais 32 an, und der Streckenkurzschließer 44 schaltet sich selbsttätig aus.In Fig. 3 are with 22, 23, 24, a5 and 2l> the individual route sections denote: ° t. , a voltage drop relay is assigned to each line; 2 to 35, also a short circuit switch 42, 43, 44, 45. As soon as the voltage in the one If the route section falls below a certain value, the associated voltage relay drops which controls the line short-circuiter of the previous section. if So the trains go in the direction shown in the figure by an arrow is, when the voltage relay 32 drops out, the route short-circuiter 43 will respond, when the voltage relay 33 drops out of the short-circuiter 4.1 etc. to prevent Ü m, that this would short-circuit all the sections of the journey, the must Short circuit of each section can be prevented if the next one is not by one Train, but is de-energized by its own short-circuit switch. this can be achieved, for example, by having a short-circuiter for each track Assigns auxiliary contact to which an outgoing from the associated voltage relay The command is blocked when the line short-circuit switch is switched on. To diesels The purpose of each line short-circuiter in Fig. 3 is an auxiliary contact Q12 ', 43', 44 '. 45 'assigned. each auxiliary contact is in series with contact 32 ', 33', 34 ', 35 'of the associated voltage relay. , each auxiliary convict is with the associated The extension circuit is connected in such a way that the auxiliary contact is only then closed is when the line short-circuiter is not switched on. So stands for example a train on route 22 or there is a moving train on this route, so the voltage of this path is smaller than the open circuit voltage. The voltage relay 32 drops out and closes its contact 32 'a circuit for the closing coil of the section short-circuiter 43 via the contact 42 '. By closing of the track short-circuiter 43, the voltage relay 33 also drops out and closes his contact 33 '. The track short-circuiter 44 cannot be switched on, since by closing the line short circuit 43, the contact 43 'has been opened is. If the open-circuit voltage is reached on the line 22, it pulls Voltage relay 32 on, and the line short circuiter 44 switches itself the end.

In Fig.4 ist die Steuerung eines Triebfahrzeuges dargestellt. 54 ist der Fahrdraht, der in der gleichen Weise, wie in Fig.2 dargestellt, über einen Gleichrichter und eine vormagnetisierte Drosselspule gespeist ist. Der Triebwagen 5o besitzt zwei in Reihe geschaltete Gleichstrommotoren 51 und 52. Der Fahrschalter 53 hat drei Stellungen. In der linken Stellung ist der Fahrdraht 54 mit der Erdleitung kurzgeschlossen, in der mittleren Stellung werden die Motoren über einen Widerstand 55 überbrückt. Diese Stellung ist eine Steuerstufe für ganz langsames Fahren. In der rechten Stellung sind die Motoren unmittelbar an die Fahrleitung 54 angeschlossen. Sämtliche übrigen, sonst bei Triebfahrzeugen erforderlichen Schützensteuerungen können fortfallen. Die Zahl der zu kuppelnden Triebwagen kann je nach der Leistungsfähigkeit des Streckengleichrichters beliebig erhöht werden.The control of a traction vehicle is shown in FIG. 54 is the contact wire, in the same way as shown in Fig.2, via a rectifier and a bias inductor is fed. The railcar 5o has two DC motors 51 and 52 connected in series. The travel switch 53 has three Positions. In the left position, the contact wire 54 is short-circuited to the earth line, in the middle position, the motors are bridged via a resistor 55. This position is a control stage for very slow driving. In the right position the motors are connected directly to the contact line 54. All the rest Contactor controls otherwise required for locomotives can be omitted. The number of railcars to be coupled can depend on the capacity of the line rectifier can be increased at will.

Besonders vorteilhaft ist die streckenweise Bahnspeisung mit konstantem Strom für führerlose Transportfahrzeuge, bei denen alle Steuervorgänge außerhalb des Zuges bzw. durch ortsfeste Streckcnschaltmittel selbsttätig vollzogen werden.It is particularly advantageous to feed the web in sections at a constant rate Electricity for driverless transport vehicles, where all control operations are outside of the train or can be carried out automatically by stationary stretching switching means.

Claims

PATENT CLAIMS: i. ' Switching device for electric rail traction motors, which work as direct current series motors and from the rest position to the final speed Start (continuous speed) with practically constant current, with - supply via stationary Rectifiers from an alternating current network and with subdivided, the rectified , Live overhead contact line, the individual sections of which are each fed by a rectifier are, characterized in that on the AC side of the rectifier (28) in series with this one premagnetized with a constant direct current Choke coil (29) is arranged and on the DC side the drive motors for the entire start-up time - from the rest position to the final speed ('continuous speed) - Can be connected to the full contact wire voltage by means of a single switching step are set up (Fig. 21.

2. Device according to claim r, characterized in that that .a voltage drop relay (32 or 33 or 34 or 35: in each line (22 or 23 or .24 or 25 or 26) is provided. which once the tension of the traveled route falls below a certain value, the previous one Line short-circuited by means of -: a line short-circuiter (42 or 43 or 44 or 45), which has an auxiliary contact (42 'or 43' or 44 'or 45') through which a from the voltage relay (32 or 33 or 34 or 35, respectively, of the associated route section outgoing command is blocked when the line short-circuiter is switched on is (Fig. 3).