DE723695C - Nutzbremsschaltung fuer Einphasen-Kollektormaschinen, insbesondere Bahnmotoren - Google Patents

Nutzbremsschaltung fuer Einphasen-Kollektormaschinen, insbesondere Bahnmotoren

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Publication number
DE723695C
DE723695C DEM148529D DEM0148529D DE723695C DE 723695 C DE723695 C DE 723695C DE M148529 D DEM148529 D DE M148529D DE M0148529 D DEM0148529 D DE M0148529D DE 723695 C DE723695 C DE 723695C
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DE
Germany
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winding
choke coil
regenerative braking
braking circuit
phase
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Expired
Application number
DEM148529D
Other languages
English (en)
Inventor
Pierre Leyvraz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinmetall Air Defence AG
Original Assignee
Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

  • Nutzbremsschaltung für Einphasen-Kollektormaschinen, insbesondere Bahnmotoren Für die Nutzbremsung bei Einphasenba;hnen sind verschiedene Schaltungen bekanntgeworden, bei denen durch Einfügen einer Drosselspule in den Ankerstromkreis eine große Unempfindlichkeit erreicht wird. Die Erregerwicklung wird im Nebenschluß zum Anker und zur Drosselspule geschaltet und diese Kombination mit dem Stufenschalter entlang den Transformatoranzapfungen geschaltet. Diese sehr einfache Schaltung weist als Hauptnachteil. einen 'niedrigen Leistungsfaktor auf. Weiter sind verschiedene Schaltungen bekanntgeworden, bei denen mit Kondensatoren oder rotierenden Umformern der Feldstrom in seiner Phase verschoben wird, um den Leistungsfaktor zu verbessern.
  • Es ist auch: eine Schaltung bekannt, die in Fig. i dargestellt ist. Parallel zur Feldwicklung F wird ein Ohm-scher Widerstand R und zu beiden in Reihe eine Drosselspule L geschaltet, die an die Sekundärwicklung E" des Erregertransformators angeschlossen ist. Fig. 2 zeigt das Vekt.ordiagramm dieser Schaltung, in welchem .die Ohmschen und induktiven Spannungsabfälle der Einfachheit halber weggelassen sind. Die EMKe sind durch dünne schwarze Pfeile dargestellt und mit E bezeichnet, während die Ströme durch dicke weiße Pfeile dargestellt und mit .I bezeic'linetsind. Die Indizes beziehen sich auf die verschiedenen Strornkreiselemente, und zwar bedeuten A den Anker, D die Bremsdrosselspule im Ankerstromkreis, F die Feldwicklung, E' bzw. E" die Primär- bz-,v. Sekundärwicklung des Erregertransformators, welcher die Feldspannung an die Ankerspannung anpaßt, R den zur Feldwicklung F parallel geschalteten Widerstand, L die mit F und R in Reihe geschaltete Drosselspule und T die Sekundärwicklung des Fa.'hrzeugtransformators, von welcher die gewählte Spannung mit Hilfe des Stufenschalters abgegriffen wird. p ist der Phasenwinkel zwischen Transformator-EMK und rückgewonnenem Strom, während y der Winkel. zwischen Anker-EMK und Ankerstrom ist. Bei einem Winkel a zwischen Feldstrom und Transformator-EMK von etwa 6o° beträgt die Scheinleistung der Bremsdrosselspule das i, i 6fache der rückgewonnenen Leistung und der Leistungsfaktor cosy=o,86. Der Leistungsfaktor cos 99 an den Sekundärklemmen des Transformators T ist mit o,66 ungefähr gleich hoch wie bei der eingangs erwähnten Schaltung ohne Vorverschiebung des Feldstromes. Die zur Vorverschiebung der Feldphase notwendigen Mittel sind eine Drosselspule L, deren Leistung das o,26fache und -ein Widerstand R, dessen Leistung das o, i 5fache der zurückgewonnenen Leistung beträgt. Eine weitere Verkleinerung des Winkels a zwecks besserer Ausnutzung der Bremseinrichtung würde die dazu erforderlichen Mittel unverhältnismäßig steigern, weil der von den Stromvektoren JR und IL eingeschlossene Winkel kleiner wird, wodurch diese Ströme rasch anwachsen. Deshalb bleibt die Anordnung nach Fig. i in ihrer Anwendbarkeit beschränkt und ist für eine durchgreifende Verbesserung der Leistungsfaktoren ungeeignet.
  • Erfindungsgemäß kann mit geringeren Mitteln eine weitgehendere Verkleinerung des Winkels a erreicht werden, wenn mit dem zur Feldwicklung parallel geschalteten Ohmsehen Widerstand eine Wicklung in Reihe geschaltet wird, die mit dem magnetischen Fluß der Bremsdrosselspule verkettet ist. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in Fig. 3 dargestellt. Die zusätzliche Wicklung auf der Bremsdrosselspule D ist mit W bezeichnet und mit dem Widerstand R in Reihe geschaltet; beide sind zur Feldwicklung F parallel. geschaltet. Die übrigen Bezeichnungen sind die gleichen wie in Fig. i.
  • Aus dem zugehörigen Vektordiaggamm Fig. q. ist die Wirkung der Wicklung W ersichtlich. Die EMK Ew dieser Wicklung ist in Phase mit der EMK ED der BremsdrosselspuleD. Durch Einfügen dieser EMK wird die EMK ER des Ohmschen Widerstandes R verkleinert und gl:eiclizeitig gegen den Uhrzeigersinn abgedreht. Der im Widerstand R fließende Strom JR verläuft nun nicht mehr senkrecht zum Feldstrom JF wie im Diagramm Fig. 2, sondern schließt mit dem Feldstrom JF einen wesentlich kleineren Winkel ein. Dadurch wird das aus JF, JR und JL bestehende Stromdreieck gegenüber demjenigen der Fig. 2 wesentlich verkleinert. Die im Widerstand R bzw. in der Drosselspule L fließenden Ströme sind wesentlich kleiner als bei den bekannten Schaltanordnungen. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, mit verhältnismäßig geringen Mitteln eine durchgreifende Verbesserung der Leistungsfaktoren und Verkleinerung der Bremsdrosselspule zu erreichen. Die Leistung der Bremsdrosselspule D beträgt mit Einschluß der zusätzlichen Wicklung W nur noch das o,93fache der rückgewonnenen Leistung. Der Leistungsfaktor cos y zwischen dem Ankerstrom J" und der Anker-EMK E.t ist auf o,92 gestiegen. Gleichzeitig erreicht der Leistungsfaktor cos (p an den Sekundärklemmen des Transformators den Wert von o,85. Die zu dieser Verbesserung notwendigen Mittel sind eine Drosselspule L, deren Leistung das o, i 3fache und ein Ohmscher Widerstand R, dessen Leistung das o,o7fache der rückgewonnenen Leistung beträgt. Die Vorteile gegenüber den bekannten Schaltungen ergeben sich aus dem Vergleich der :entsprechenden Zahlen. Eine Verbesserung der Feldstromphase um ¢5" wird bei dieser Anordnung mit der Hälfte der Mittel erreicht, mit denen man bei der bekannten Anordnung eine Verbesserung um nur 3o° erreicht. Ein weiterer Vorteil kann in gewissen Fäll,en ausgenutzt werden, wenn die Bremsdrosselspule und die Feldwicklung an irgendeine gemeinsame Klemme angeschlossen sind, so daß die zusätzliche Wicklung IV und die Drosselspule D eine gemeinsame Klemme haben können. Es kann dann die zusätzliche Wicklung ganz wegfallen, wenn der Widerstand R an eine Anzapfung der Bremsdrosselspule D gelegt wird. Ein solches Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 5 dargestellt. Hier kann man sich die zusätzliche Wicklung W der Fig. 3 mit der Wicklung D vereinigt denken, während die Wicklung D, .
  • den übrigen Teil der Bremsdrosselspule darstellt. Aus dien Diagramm (Fis. 4.) ergibt sich, daß der Strom in der Wicklung Dl gleich der Vektorsumme von JA und lw ist. Da beide Ströme 'beinahe entgegengerichtet sind, ist der die Wicklung D. durchfließende resultierende Strom wesentlich kleiner als derjenige in der Wicklung Dl. Es kann also nicht nur die besondere Wicklung Wertfallen, sondern der ihr entsprechende Teil D. der Bremsdrossclspul:e kann noch kleiner ausgelegt «erden. Unter Ausnutzung dieses Vorteils beträgt die Drosselspulenleistung insgesamt nur noch das o,73fache der rückgewonnenen Leistung.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Nutzbremsschältung für Einphasen-Kolllektormaschinen, insbesondere Bahnmotoren, mit einer Bremsdrosselspule im Ankerstromkreis und mit an das Netz angeschlossenem Erregerstromkreis, wobei zur Verschiebung der Phase des Feldstromes ein Ohmscher Widerstand parallel zur Feldwicklung und in. Reihe zu beiden eine Drosselspule geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Ohmschen Widerstand eine Wicklung geschaltet ist, die mit dem magnetischen Fluß der Bremsdrosselspule verkettet ist.
  2. 2. Nutzbremsschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ohmsche Widerstand an eine Anzapfung der Bremsdrosselspule angeschlossen ist.
DEM148529D 1940-08-08 1940-08-31 Nutzbremsschaltung fuer Einphasen-Kollektormaschinen, insbesondere Bahnmotoren Expired DE723695C (de)

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