DE710074C

DE710074C - Resistance braking circuit with self-excitation and external excitation as well as compounding through a resistor through which the armature current flows and which is also located in the excitation circuit, especially for electrically powered vehicles

Info

Publication number: DE710074C
Application number: DES124097D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Mueller
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1936-09-08
Filing date: 1936-09-08
Publication date: 1941-09-03

Description

Widerstandsbremsschaltung mit Selbst- und Fremderregung sowie mit einer Kompoundierung durch einen- vom Ankerstrom durchflossenen, zugleich im Erregerstromkreis liegenden Widerstand, insbesondere für elektrisch betriebene Fahrzeuge Die Widerstandsbremsung kann, wie dies beispielsweise bei Straßenbahnen allgemein üblich ist, mit Selbsterregun#g erfolgen, wobei die Fahrrnotoren über einen Bremswiderstand kurzgeschlossen werden. Die Einlei# tung der Bremsung erfolgt dabei durch den remanenten Magnetismus. Eine wesentliche Eigenschaft dieser bekannten Widerstandsbremsschaltung besteht darill, daß die Brernskraft je ti;#,ch der Größe des Bremswiderstandes erst bei einer gewissen Geschwindigkeit . (Motordrehzahl) be nut, dann aber , gi erfahrungsgemäß verhältnismäßig heftig und stoßweise einsetzt. Um innerhalb eines giößeren Geschwindigkeitsbereiches ordnungsmäßig bremsen zu können, muß der Bremswiderstand veränderlich sein; Hierzu ist eine ößere. Anzahl von Schaltern oder Schaltstufen erforderlich.Resistance braking circuit with self-excitation and external excitation as well as compounding through a resistor through which the armature current flows and which is also located in the excitation circuit, especially for electrically operated vehicles Resistance braking can be carried out with self-excitation, as is common practice in trams, for example, with the drive motors short-circuited via a braking resistor. The braking is initiated by the remanent magnetism. An essential property of this known resistance brake circuit is that the braking force depends on the size of the braking resistor only at a certain speed . (Engine speed) be nut, but then , experience has shown that it starts relatively violently and intermittently. In order to be able to brake properly within a larger speed range, the braking resistance must be variable; For this purpose, there is a larger one. Number of switches or switching stages required.

Es sind auch bereits andere Bremsschal--tungen bekanntgeworden, bei deneri eine größere Anzahl von Schaltern oder vielstufigen Bremsschalter vermieden sind. Bei diesen bekannten Schaltungen wird das Feld von einer fremden Stromquelle,erregt, beispielsweise einem Stromsammler. Der Feldstroinkreis und - der Ankerstromkreis sind über einen gemeinsamen Widerstand geführt und so verkettet, daß eine Zunahme des Ankerbremsstromes eine Abnahme des Felderregerstromes bewirkt, und umgekehrt. Bei dieser Sch - altung ergibt sich, daß der Bremsstrom schon bei niedriger Drehzahl mit einem klei.-nen Wert einsetzt, mit wachsender Geschwindigkeit zunächst schnell und dann laiigsamer .ansteigt. Das Bremsmoment, das dem Produkt, a us Anker- und Feldstrom annähernd -proportional ist, steigt bei dieser Schaltung zunächst rasch an, erreicht dann einen Höchstwert und nimmt darauf langsam wieder ab. .Innerhalb eines verhältnismäßig großen Drehzahlberei-ches ändert sich dabei das Drehimonient praktisch kaum.Other brake circuits have also become known in which a larger number of switches or multi-stage brake switches are avoided. In these known circuits, the field is excited by an external current source, for example a current collector. The Feldstroinkreis and - the armature circuit are guided via a common resistor and so linked that an increase of the anchor braking current causes a decrease of the field excitation current, and vice versa. In this Sch - managemen t follows that the braking current starts even at low revs with a klei.-nen value with increasing speed rapidly at first and then laiigsamer .ansteigt. The braking torque, which is approximately proportional to the product of the armature and field current, initially increases rapidly with this circuit, then reaches a maximum value and then slowly decreases again. Within a relatively large speed range, the rotational speed hardly changes at all.

Al# Erregerstromquelle können bei dieser -Schaltung entweder Erregerumformer oder 'Stromsammler benutzt werden. Erregerumformer sind deswegen verhältnismäßig #ungünstig, weil sie nur so lange betriebs--fähig sind, wie der Fahrdraht Spannung führt. Auch erhalten diese Umformer ungünstige Abmessungen, da sie im Verhältnis ,zur Spannung für sehr große Ströme be-.messen werden müssen. Ein Stromsammler ist demgeggnüber wesentlich betriebssicherer und auch beim Ausbleiben der Netzspannung betriebsfähig. Indessen ergibt sich bei Verwendung eines Stromsammlers als Erregerstromquelle insofern eine Verwicklung der elektrischen Fahrzeugausrüstung, als ein Vorrichtung vorhanden sein muß, um den Stromsammler in den Pausen zwischen deneinzelnen Bremsperioden wieder aufzuladc Es sind infolgedessen Ladeumformer, Gleichrichter o.*dgl. nötig, die ein erhebliches Ge wicht aufweisen und beträchtliche Kosten verursachen.Al # excitation current source can either be excitation converters with this circuit or 'current collectors are used. Exciter converters are therefore proportionate # unfavorable because they are only operational as long as the contact wire is tensioned leads. These converters are also given unfavorable dimensions because they are in proportion must be measured for voltage for very large currents. A current collector is in contrast, much more reliable and also in the absence the mains voltage operational. However, if a current collector is used as an excitation current source, an entanglement of the vehicle's electrical equipment, as a device must be present to the current collector in the breaks between to be recharged during the individual braking periods. Rectifier or the like necessary, which have a considerable Ge weight and considerable Cause costs.

Die Erfindung bezieht sich auf eine wesentlich vorteilhaftere Widerstandsbremsschaltung mit Fremd- und Selbsterregung und mit einer Kompoundierung durch einen vom Ankerstrom durchflossenen, zugleich im Erregerstromkreis liegenden Widerstand, insbesondere für elektrisch betriebene Fahrzeuge, die sich dadurch auszeichnet, daß der Erregerstromsammler derart zwischen zwei Motoren bzw. Motorgruppen im Verhältnis zu den Ankern und den Feldwicklungen angeschlossen ist, daß der Stromsammler von dem Unterschied des Erregerstromes und des Bremsstromes durchflossen wird und daß der an den Stromsammler angeschlossene, die Feldwicklungen enthaltende - Erregerstromkreis an dem Bremswiderstand selbst liegt, wobei durch die selbsttätige und gegebenenfalls willkürliche Änderung der Spannung an dem Bremswiderstand die Erregung der Motoren und damit auch der Verlauf der Bremskennlinien sowie der Ladezustand des Erregerstroms-ammlers beeinflußt wird.The invention relates to a much more advantageous resistance braking circuit with external and self-excitation and with a compounding through a resistor through which the armature current flows and which is also located in the excitation circuit, in particular for electrically operated vehicles, which is characterized in that the excitation current collector is in such a way between two motors or motor groups is connected in relation to the anchors and the field windings, that the current collector of the difference of the exciting current and the braking current is flowed through, and that the device connected to the current collector, containing the field windings - the exciting circuit is applied to the braking resistor itself, by automatic, and optionally Arbitrary change in the voltage at the braking resistor affects the excitation of the motors and thus also the course of the braking characteristics and the state of charge of the exciter current ammler.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Widerstandsbremsschaltung weist vor allem den Vorteil auf, daß während des Betriebes eine Aufladung des Stromsammlers möglich ist und daß ein besonderer Kompoundierungswiderstand in Fortfall kommt.The inventive resistance brake circuit has all have the advantage that the current collector is charged during operation is possible and that a special compounding resistance is eliminated.

An sich ist bereits eine fremderregte Widerstandsbremsschaltung bekanntgeworden, bei der die zur Lieferung des Fremderreger stromes dienende Sammlerbatterie in den Bremsstromkreis eingeschaltet ist, während die Feldwicklung über einen Widerstand an die Sammlerbatterie angeschlossen ist. Es ergibt sich, daß auch bei dieser bekannten Schaltung eine Auffadung der Sammlerbatterie möglich ist, solange der von dem Motor gelieferte Breinsstrom 1 größer ist als der Fremderregerstrom i. Grundsätzlich unterscheidet sich diese Schaltung von der nach der Erfindung sowohl hinsichtlich ihrer Ausbildung als auch ihrer Wirkung. Da der Erregerstrom nicht wie bei der Erfindung über einen Teil des Bremswiderstandes geführt ist, ergibt sich eine wesentlich andere Kennlinie. Bei dieser bekannten Anordnung steigt die Bremskraft linear mit der Geschwindigkeit an. Es ist infolgedessen ausgeschlossen, ohne Regelvorgänge bei dieser bekannten Einrichtung eine konstant bleibende Bremskraft zu erreichen. Man muß daher bei Anwend.Ulig-dieser bekannten- Schaltung eine größere eafil von Kegelstuten unbedingt vorsehen. # folgenden soll die Erfindung näher an earnd eines Ausführungsbeispiels erläutert werden. In Fig. i ist beispielsweise eine Schaltanordnung für ein zweimotoriges Fahrzeug dargestellt, dessen Motoren im Fahrbetrieb parallel geschaltet sind. Über die Oberleitung i, die Stromzuführung 2 und die Schalter 3 bzw. 4 fließt der Strom über den Anker 5 und das Feld 7 bzw. über den Anker 6 und das Feld 8 und von hier über die geschlosseneu, mit Erde verbundenen Schalter 9 und io. Der unterteilte Breinswiderstand ii, i-" 13 kann auch im Fahrbetrieb eingeschaltet bleiben, da an seinen Amschlußpunkten 17, 18 gleiche Spannung herrscht, so daß der Widerstand in diesem Betriebszustand elektrisch nicht beansprucht wird.In itself, an externally excited resistance braking circuit has become known in which the collector battery serving to supply the external exciter current is switched on in the braking circuit, while the field winding is connected to the collector battery via a resistor. The result is that charging of the collector battery is also possible with this known circuit as long as the current 1 supplied by the motor is greater than the external excitation current i. Basically, this circuit differs from that according to the invention both in terms of its design and its effect. Since the excitation current is not routed through part of the braking resistor as in the invention, the characteristic curve is significantly different. In this known arrangement, the braking force increases linearly with the speed. As a result, it is impossible to achieve a constant braking force with this known device without control processes. You therefore have to use a larger circuit for this known circuit It is essential to provide eafil for skittles. # The following is intended to further the invention earnd explained an embodiment will. In Fig. I, for example, a switching arrangement for a two-engine vehicle is shown, the engines of which are connected in parallel when driving. Via the overhead line i, the power supply 2 and the switches 3 and 4, the current flows through the armature 5 and the field 7 or through the armature 6 and the field 8 and from here through the closed switches 9 and io connected to earth . The subdivided Breins resistor ii, i- "13 can also remain switched on during driving, since the same voltage prevails at its connection points 17, 18, so that the resistor is not electrically stressed in this operating state.

Im Bremsbetrieb werden die Schalter3, 4 geöffnet, die Schalter 9, 1 o hingegen von len Erdkontakten gelöst und mit den Kontakten ig, 2o in Berührung gebracht. Gleichzeitig wird in üblicher Weise eine Umschaltung der Motorenanker oder der Feldwicklungen vorolesehen, was zur Vereinfachung in dem Schaltbilde nicht dargestellt ist. Ebenso wird der Stromsaminlerschalt ' er .21 geschlossen. Durch diese einfache Unischaltung entsteht ein in sich geschlossener Bremsstromkreis. in dem nunmehr die Motoren in Reihe liegen. Der Bremsstromkreis besteht aus demAnkerstromkreis, in dem der Anker 5. der Stromsamml#r 14, der Anker 6 und der Bremswiderstand i 1, 12, 13 in Reihe geschaltet sind. Der Erregerstromkreis führt vom Stromsammler 14 über das Feldz7 des NIO-tors 5, die Leitung 23, zu dem Teil i i des Bremswiderstandes, von hier über die Leitung 22, das Feld 8 des Motors 6 zum Stromsammler zurück.In the braking mode, the switches 3, 4 are opened, the switches 9, 1 o, however, released from len earth contacts and brought into contact with the contacts ig, 2o. At the same time, a switchover of the motor armature or the field windings is provided in the usual way, which is not shown in the circuit diagram for the sake of simplicity. 'The Stromsaminlerschalt Likewise, he closed .21. This simple disconnection creates a self-contained braking circuit. in which the motors are now in series. The braking current circuit consists of demAnkerstromkreis, in which the armature 5 of the Stromsamml r # 14, the armature 6 and the braking resistor i 1, 12, 1 3 are connected in series. The excitation circuit leads from the current collector 14 via the field 7 of the NOK gate 5, the line 23, to the part ii of the braking resistor, from here via the line 22, the field 8 of the motor 6 back to the current collector.

Bei Stillstand des Fahrzeugs wird der Stromsammler, der beispielsweise am Anschlußpunkt 15 seinen ppsitiven Pol haben möge, einen bestimmten Erregerstrorn i durch das Feld 7, den Schalter ig und den Widerstandsabschnitt i i des Bremswiderstandes sowie über den Leiter 22, den Schalter 2o und das Feld 8 schicken.When the vehicle is at a standstill, the current collector, which may have its positive pole at connection point 15, for example, receives a certain excitation current i through field 7, switch ig and resistor section ii of the braking resistor as well as over conductor 22, switch 2o and field 8 send.

Wesentlich ist, daß durch den Stromsammler dem Bremswiderstand eine bestimmte Vorspannung aufgedrückt wird, deren Größe sich aus dem Erregerstrom und dem Widerstandswert des Abschnittes i i ergibt. Gleichzeitig wird dem gesamten Bremswiderstand noch eine zweite Spannung aufgedrückt, sobald der Anker 5 in Drehung versetzt wird, so daß ein nach unten gerichteter Strom J über den Stromsammler 14 und der nach oben gerichtete Strom des Ankers 6 über den Bremswiderstand fließt. Der Bremswiderstand steht somit unter Einwirkung zwei'« SqJ)annungen, nämlich der von dem Strei, sammler aufgedrückten Vorspannung und der Durch von den die Motoren Einwirkungen gelieferten dieser Bremsspannung, beiden verschieden großen Spannungen wird der Bremswiderstand selbst zu einer zusätzlichen Spannungsquelle mit gegebenenfalls negativer Kennlinie, durch deren willkürliche oder selbsttätige Regelung die Erregung der Motoren beeinflußt wer-den kann. Ein solcher Widerstand ist praktisch einer etwa zusätzlich vorhandenen elektrischen Maschine gleichwertig, die je nach ihrem Verhalten die Felderregung der Antriebsmotoren in positivem oder negativem Sinn beeinflussen %vürde. Mit einem derart aufgebauten Bremsstromkreis läßt sich die Brernskennlinie gemäß Fig.:2 erzielen. In dieser Darstellung ist der Ankerstrom mit a und der Feldstro-in mit b bezeichnet. Den Verlauf der erzielbaren Bremsmomenie zeigt die Kennlinie c.It is essential that a certain bias voltage is applied to the braking resistor by the current collector, the magnitude of which results from the excitation current and the resistance value of section ii. At the same time, a second voltage is applied to the entire braking resistor as soon as the armature 5 is set in rotation, so that a downward current J flows through the current collector 14 and the upward current of the armature 6 flows through the braking resistor. The braking resistor is therefore under the influence of two different voltages, namely the bias voltage applied by the collector and the braking voltage supplied by the motors, both voltages of different magnitudes, the braking resistor itself becomes an additional voltage source with possibly a negative characteristic curve , through their arbitrary or automatic regulation, the excitation of the motors can be influenced. Such a resistance is practically equivalent to an additional electrical machine which, depending on its behavior, would influence the field excitation of the drive motors in a positive or negative sense. With a braking circuit constructed in this way, the braking characteristic according to FIG. 2 can be achieved. In this illustration, the armature current is denoted by a and the field current is denoted by b . The curve c shows the course of the achievable braking torque.

Der Einfluß der beiden auf den Bremswiderstand wirksamen Spannungen, nämlich der durch den Stromsammler gelieferten Vorspannung und der von den Motoren aufgedrückten Brernsspannung, soll im folgenden näher beschrieben werden. Die jeweilige Stärke des Feldstromes i und des Ankerstromes J ist bei gegebenen elektrischen Größen von der jeweiligen Drehzahl abhängig. Bei Stillstand der Anordnung wird noch keine Spannung im Anker erzeugt, lediglich der Stromsammler schickt durch die beiden Felder einen Erregerstrom i, dessen Größe sich aus der praktisch gleichbleibenden Stromsammlerspannung und den Widerständen der beiden Feldwicklungen und des Widerstandsabschnittes ii ergibt.The influence of the two voltages effective on the braking resistor, namely the bias voltage supplied by the current collector and the braking voltage applied by the motors, will be described in more detail below. The respective strength of the field current i and the armature current J is dependent on the respective speed for given electrical quantities. When the arrangement is at a standstill, no voltage is generated in the armature, only the current collector sends an excitation current i through the two fields, the size of which results from the practically constant current collector voltage and the resistances of the two field windings and the resistor section ii.

Bei Beginn der Dreliung der Motoren entsteht der Ankerstrom J, dessen Größe durch die Spannungen beider in Reihe geschalteter Anker und den Widerstandswert des gesamten Bremswiderstands bestimmt ist. Aus der Schaltanordnung gemäß Fig. i ist züi erkennbn, daß der Ankerstrom J im Widerstands -abschnitt i i die gleiche Richtung hat wie der Feldstrom i, wodurch der indiesem Abschnitt auftretende Spannungsabfall vergrößert wird. Dadurch wird innerhalb des Feldstromkreises ein größerer Anteil der Stromsammlerspannung für den Durchgang durch den Widerstandsabschnitt.ii verbraucht, und es bleibt nur eine geringere Spannung übrig, um die Felder 7, 8 zu speisen. Infolge dieser geringeren für die Felder zur Verfügung stehenden Spannung wird der Erregerstrom i aBsinken, und zwar um so mehr, je größer der Ankerstrom J wird. Durch die gegenseitige Beeinflussung der beiden Ströme ergibt sich die in Fig.:2 dargestellte Form der Kennlinien.When the motors start to spin, the armature current J arises, the size of which is determined by the voltages of both armatures connected in series and the resistance value of the entire braking resistor. From the switching arrangement according to FIG. I it can also be seen that the armature current J in the resistor section ii has the same direction as the field current i, whereby the voltage drop occurring in this section is increased. As a result, a larger proportion of the current collector voltage is consumed within the field circuit for the passage through the resistor section.ii, and only a lower voltage remains to feed the fields 7, 8. As a result of this lower for the fields available voltage, the excitation current i sink, and the more so the larger the armature current J is. The mutual influence of the two currents results in the shape of the characteristic curves shown in Fig. 2.

Des weiteren ist zu beachten, daß in der neuen Schaltanor"ung der -1\-nkerstrom, beispielsweise des Ankers 5, auf dem Anschlußpunkt 15 des Stromsammlers zufließt, während der Feldstrom i von diesem Punkt weg fließt. Im Stromsammlerkreis selbst fließt demnach nur ein Strom, dessen Größe sich aus dem Unterschied beider Ströme ergibt. Bei einer gewissen Geschwindigkeit und einer damit bedingten bestimmten Größe des Ankerstromes werden beide Ströme, nämlich der Anker- und der Feldstrom, gleich sein, so daß der Stromsammler stromlos und unbelastet ist. In diesem Fall hält -der Stromsammler nur die Spannung an den Enden des Feldstromkreises aufrecht. Bei kleinen Geschwindigkeiten hingegen wird der Ankerstrom kleiner als der Feldstrotii sein, und der Stromsammler muß einen Zusatzstrom abgeben, der mit zunehmender Geschwindigkeit absinkt, schließlich Null wird und dann seine Richtung umkehrt, so daß der Stromsammler aufgeladen wird.Furthermore it should be noted that in the new switching arrangement the -1 \ -nkerstrom, for example armature 5, flows to the connection point 15 of the current collector, while the field current i flows away from this point. In the current collector circuit itself only flows in Current, the size of which results from the difference between the two currents. At a certain speed and a certain size of the armature current caused by it, both currents, namely the armature and the field current, will be the same, so that the current collector is currentless and unloaded In this case, the current collector only maintains the voltage at the ends of the field circuit. At low speeds, on the other hand, the armature current will be smaller than the field strotii, and the current collector must emit an additional current which decreases with increasing speed, finally becomes zero and then reverses its direction so that the current collector is charged.

Die Einwirkung des Ankerstromes auf den Feldstrom, und umgekehrt, kann durch Veränderung der im Bremswiderstand herrschenden Spannungsverhältnisse geregelt werden, insbesondere durch Vergrößern oder Verkleinern der durch den Stromsammler aufgedrückten Vorspannung. je nach der Größe dieser Vorspannung wird der Strornsammler mehr oder weniger an der Stromlieferung beteiligt sein bzw. dessen Aufladung oder Nachladung mit höherer oder niedrigerer Geschwindigkeit. einsetzen. Um den Stromsammler mit Sicherheit stets in geladenem Zustand zu halten, ist es zweckmäßig, die Spannungsverhältnisse am Brernswiderstand so einzustellen, daß, wenn im normalen Betrieb während des größeren Teiles der Zeit oberhalb einer bestimmten Drehzahl gefahren wird, stets längere Zeiten der Ladung und nur kurze Zeitabschnitte der Entladung entstehen, so daß der Stromsammler immer, und zwar selbsttätig, in geladenem Zustand gehalten wird.The effect of the armature current on the field current, and vice versa, can be caused by changing the voltage conditions in the braking resistor can be regulated, in particular by increasing or decreasing the size of the current collector applied preload. depending on the size of this bias, the current collector be more or less involved in the delivery of electricity or its charging or Reloading at a higher or lower speed. insert. To the current collector to keep it always in a charged state, it is advisable to keep the voltage conditions set on the Brern resistance so that, if in normal operation during the larger Part of the time is driven above a certain speed, always longer Times of charge and only short periods of discharge arise, so that the Current collector is always, automatically, kept in a charged state.

Um die Bremskraft jeweils den Bedürfnissen des Fahrbetriebes anpassen zu können, muß deren Größe geregelt werden. Eine Regelung des Bremswiderstandes macht Schaltmittel erforderlich, die für die vollen Bremsstromstärken bemessen sein müssen. Nach der Erfindung soll zur Vermeidung dieses Nachteiles die Bremskraft derÜt geregelt werden, daß die Größe des Widerstandsabschnittes ii des Bremswiderstandes durch Parallelschaltung weiterer Einzelwiderstände verändert wird. Wird beispielsweise der ursprüngliche Widerstandswert des Abschnittes i i verdoppelt, so genügt offenbar bereits der halbe Ankerstrom, um den gleichen Spannungsabfall hervorzurufen. Es- entspricht somit jetzt dem gleichen Feldstrom der halbe Ankerstrom und damit auch die halbe Bremswirkung. Nicht empfehlenswert wäre etwa eine Veränderung des gesamten Widerstandes mittels verschiebbarer Schaltkontakite, da diese immer noch den vollen Feldstrom füh- ren, und außerdem müßten für jede Stufe zwei Schalter vorgesehen werden, um die Symmetrie zu wahren und ungleiche Ströme in beiden Feldern zu vermeiden.In order to be able to adapt the braking force to the needs of the driving operation, its size must be regulated. A regulation of the braking resistor makes switching means necessary, which must be dimensioned for the full braking currents. According to the invention, in order to avoid this disadvantage, the braking force should be regulated so that the size of the resistance section ii of the braking resistor is changed by connecting further individual resistors in parallel. If, for example, the original resistance value of section ii is doubled, half the armature current is obviously sufficient to cause the same voltage drop. Half the armature current and thus also half the braking effect now correspond to the same field current. It would not be advisable to change the entire resistance by means of sliding switch contacts, as these still carry the full field current , and two switches would have to be provided for each stage in order to maintain symmetry and avoid unequal currents in both fields.

In Fig. 3 ist die nach der Erfindung vorgesehene Regeleinrichtung für den Widerstandsabschnitt i i des Bremswiderstandes dargestellt. Der Widerstandsabschnitt i i wird danach in mehrere parallel geschaltete Einzelwiderstände unterteilt, beispielsweise in fünf Teile, die mit iii bis 115 bezeichnet sind. Der Abschnitt i i i ist mit den Widerstandsabschnitten 1:2 und 13 verbunden, Der Teilwiderstandii2 kann mittels des Schalters 21:2 gegebenenfalls dazu parallel geschaltet werden, ebenso mittels der restlichen Schalter213, 214, :215 die weiteren Teilwiderstände113 bis 115. Haben alle Teilwiderstände gleichen Widerstandswert, sobeträgt der - resultierende Widerstand je nach der Zuschaltung entweder'/"'/" '/,oder-'/, des Grundwertes des Widerstandesiii. jeder Schalter führt einen Teil des Gesamtstromes und, je höher letzterer wird, um so mehr Schalter stehen zu dessen Aufnahme zur Verfügung. So sind beispielsweise für fünf Bremsstufen nur vier Schalter nötig, von denen jeder - 1/5 des Gesamtbremsstrornes führt.In Fig. 3 , the control device provided according to the invention for the resistor section ii of the braking resistor is shown. The resistor section ii is then subdivided into a plurality of individual resistors connected in parallel, for example into five parts, which are denoted by iii to 115. The section iii is connected to the resistor sections 1: 2 and 13 , the partial resistance ii2 can be connected in parallel using the switch 21: 2, as well as the other partial resistors 113 to 115 using the remaining switches 213, 214,: 215. All partial resistors have the same resistance value , so the - resulting resistance is either '/ "'/"'/, or -' /, of the basic value of the resistance, depending on the connection. each switch carries part of the total current and, the higher the latter becomes, the more switches are available to take it up. For example, only four switches are required for five braking levels, each of which carries 1/5 of the total braking current.

Die Schaltanordnung gemäß der Erfindung t' ZD bietet außerdem besondere Vorteile für solche Anordnungen, bei denen Motoren mit gemeinsamer Ständerwicklung verwendet werden. Bei diesen Motoren besteht bekanntlich die Ständerwicklung aus der Kompensations- und Erregerwicklung, die zu der sogenannten verteilten Ständerwicklung zusammengefaßt sind. Diese Wicklung hat eine gewisse Ähnlichkeit mit einer dreiphasigen Sternwicklung, von der ein Zweig dauernd am Anker liegt, während von den beiden anderen je nach der Fahrtrichtung jeweils nur der eine oder der andere eingeschaltet ist.The switching arrangement according to the invention also offers particular advantages for arrangements in which motors with a common stator winding are used. In these motors, as is known, the stator winding consists of the compensation and excitation windings, which are combined to form the so-called distributed stator winding. This winding bears a certain resemblance to a three-phase star winding, one branch of which is permanently attached to the armature, while of the other two, depending on the direction of travel, only one or the other is switched on.

Fig. 4 zeigt die Schaltung für solche Motoren, die im wesentlichen mit der Schaltanordnun- gemäß Fig. i Übereinstimmt. Von der dreiteiligen Wicklung jedes Motors ist der Wicklun-santeil 24 bzw. 25 mit dem Anker 5 bzw. 6 verbunden, während die Wicklungsteile 26 bzw. 29 an den Stromsammler 14 angeschlossen sind. Die dritte Wicklung 27 bzw. 28 ist gentau wie in der Schaltanordnung gemäß Fig. i durch eine Kreuzverbindung mit dem Widerstandsabschnitt i i des Bremswiderstandes verbunden. Bei Umkehr der Fahrtrichtung werden die Wicklungsabschnitte 27, 28 an den Stromsammler 14 gelegt, während die Abschnitte 26,:29 mit dem Bremswiderstand verbunden werden.FIG. 4 shows the circuit for such motors which essentially corresponds to the circuit arrangement according to FIG. Of the three-part winding of each motor, the winding part 24 or 25 is connected to the armature 5 or 6 , while the winding parts 26 or 29 are connected to the current collector 14. The third winding 27 or 28 is exactly as in the switching arrangement according to FIG. I by a cross connection with the resistor section ii of the braking resistor. When the direction of travel is reversed, the winding sections 27, 28 are placed on the current collector 14, while the sections 26,: 29 are connected to the braking resistor.

Der Strom des Ankers 5' fließt durch den Wicklungszweig 25 und kann sich alsdann auf die Wicklungsteile 2,7 und 29 verteilen. Fließt der Strom hauptsächlich durch den Wicklungsteil:z9, so würde die Maschine bei Aer hier zugrunde gelegten Drehrichtungen als Motbr arbeiten, und im Anker ;entsteht eine entgegengesetzte Gegen-EMK. Geht hingegen der Strom durch den Wicklungsabschnitt 27, so arbeitet die Maschine als Hauptstromgenerator, und im Anker entstellt eine KNIK im Sinne des Stromes.The current of the armature 5 ′ flows through the winding branch 25 and can then be distributed over the winding parts 2, 7 and 29. If the current flows mainly through the winding part: z9, then the machine would work as Motbr in the directions of rotation on which Aer is based, and in the armature; an opposite back EMF is created. If, on the other hand, the current goes through the winding section 27, the machine works as a main current generator, and a KNIK in the armature is distorted in the sense of the current.

Fließt der Ankerstrom durch beide Wicklungsabschnitte 27 und 29, so wird sich das Verhalten der Maschine je nach der überwiegend beanspruchten Wicklung richten. Sind beide Teilströme gleich groß (i. = i3), so heben sich beide Wirkungen auf und im Anker wird keine Spannung entstellen. Ist aber beispielsweise i,=3/,i" demnach also i3 ='/4i" so wird 94 der EMK im Sinne des Stromes gerichtet sein, 1/4 der EMK aber entgegengesetzt. Insgesamt wird also 1/, der EMK im Sinne des Stromes zur Wirkung kommen. Jeder Teilstrom i, der durch den Wicklungsteil 29 auf den Stromsanimler zufließt, schwächt also die Ankerspannung, ebenso der bei der anderen Maschine in dem Wicklungsabschnitt 26 fließende Strom.If the armature current flows through both winding sections 27 and 29, the behavior of the machine will depend on the winding that is predominantly stressed. If both partial currents are equal (i. = I3), both effects cancel each other out and no voltage is distorted in the armature. But if, for example, i, = 3 /, i "therefore i3 = '/ 4i", 94 the EMF will be directed in the direction of the current, 1/4 of the EMF, however, in the opposite direction. In total, 1 /, of the EMF in the sense of the current will come into effect. Each partial current i that flows through the winding part 29 to the Stromsanimler thus weakens the armature voltage, as does the current flowing in the winding section 26 of the other machine.

Die gegenseitige Beeinflussung der Ströme untereinander und deren Auswirkung agf die Gestaltung der Brernsmomentenkennlinie ist in Fig. 5 dargestellt. Der Unterschied gegenüber dem Motor gewöhnlicher Bauart besteht hauptsächlich darin, daß der in den Stromsammler fließende Teilstrom nicht nur der (las Feld erzeugenden WiCklUng 27 entzogen wird und dieses damit schwächt, sondern daß er auch durch den anderen Wicklungsteil 29 hindurchfließt ünd hierbei ein Gegenfeld hervorruft. Die Wirkung wird bei solchen Motoren daher kräftiger sein und die in Ab- hängigkeit von der Drehzahl aufgetragene Stromkennlinie daher, wie in Fig. 5 dargestellt, stärker gekrümmt sein als die gleiche Kennlinie nach Fig.:2. Für manche Fälle mag es genügen, wenn die Wicklungsteile 27, 28 unmittelbar und nicht erst über den Widerstandeabschnitt i i miteinander verbunden werden. Hierdurch würde sich die Schaltung ads solche weiterhin vereinfachen, und sie wäre schließlich, wie Fig. 6 zeigt, auch für eigen einzigen Motor anwendbar, da diese Schaltanordnung technisch als die Hälfte der Anordnung gemäß Fig. 4 bezeichnet werden kann. Dabei sind- der Anker 5 und die den Erregerstromsammler 14 enthaltenden Feldstromkreise oder Teile desselben über eine einfache Verbindung 22 mit dem Bremswiderstand i i o verbunden.The mutual influence of the currents on one another and their effect agf the design of the braking torque characteristic is shown in FIG. 5 . The difference compared to the motor of the usual design is mainly that the partial current flowing into the current collector is not only withdrawn from the field-generating winding 27 and thus weakens it, but that it also flows through the other winding part 29 and thereby creates an opposing field. the effect will therefore be stronger in such engines and applied in dependence on the rotational speed current characteristic, therefore, as shown in FIG. 5, to be more curved than the same characteristic after Fig.:2. For some cases it may suffice if the winding portions 27, 28 directly, and not only on the reflection prior section are connected to each other ii. In this way, the circuit would ads such further simplify, and it would finally, as shown in FIG. 6, for intrinsically single motor applicable, since this switching arrangement technically half of the arrangement according to Fig. 4. The armature 5 and the Field circuits or parts thereof containing excitation current collectors 14 are connected to the braking resistor iio via a simple connection 22.

Die Schaltanordnung gemäß der Erfindung ist für jede beliebige Anzahl von Motoren oder Motorgruppen anwendbar.The switching arrangement according to the invention is for any number of motors or motor groups applicable.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Resistance braking with self-excitation and external excitation as well as compounding through a resistor through which the armature current flows and which is also located in the excitation circuit, especially for electrically powered vehicles, characterized in that the excitation current collector is connected between two motors or motor groups in relation to the armatures and the field windings is that the current collector is traversed by the difference between the excitation current and the braking current and that the excitation circuit connected to the current collector and containing the field windings is connected to the braking resistor itself, whereby the automatic and possibly arbitrary change in the voltage at the braking resistor causes the excitation of the Motors and thus also the course of the braking characteristics as well as the state of charge of the excitation current collector is influenced. : 2. Resistance braking circuit according to claim i, characterized in that both the armature (5, 6) and the field circuits (7, 8) of the motors or motor groups containing the excitation current collector (14) via crossed connections (22, 23) with the braking resistor ( I 1, 12, 13) or with parts (ii) thereof are connected (Fig. I). 3. Resistance brake scha:, Itung according to claim i and? -, characterized in that when using motors or motor groups with a common stator winding, both the armature (5, 6) and the field circuits or parts (27, 28) of the same via crossed connections (22, 23) with the braking resistor or parts (ii) thereof are connected (Fig. 4). 4. Resistance brake circuit according to claim i to 3, characterized in that the part (ii) of the braking resistor interconnected with the field circuits via cross connections (22, 23) can be regulated, for example by connecting further individual resistors in parallel (112 to 1 15, Fig. 3). 5.. Resistance brake circuit according to claims i to 4, characterized in that the voltage ratios in the armature and field circuit can be adjusted by means of the controllable section (ii) of the braking resistor in such a way that the excitation current generator (14) is automatically charged by the armature current (J) is held or reloaded. 6. Resistance brake circuit according to claim i and 3, characterized in that when using motors or motor groups with a common stator winding, those stator winding parts (27, 28) which act in the direction of the generator in the respective direction of rotation, among themselves via the central brake resistor section (ii) connected, while parts (26, 29) acting in the direction of the motor are connected to the excitation current collector (14). 7. Resistance brake circuit according to claim 1, 3 and 6, characterized in that the stator winding parts (27, 28), which act in the direction of the generator in the respective direction of rotation, are directly connected to one another. 8. Resistance braking circuit according to claim 1, 3, 6 and 7, characterized in that when using motors with a common stator winding, the switching arrangement can also be used for a single motor, the armature (5) and the field current circuits containing the excitation current collector (14) ( 27, 2-9) or parts thereof are connected to the Brenis resistor (iio) via a simple connection (22) (Fig. 6).