DE730714C

DE730714C - Fine control for DC drives, especially for electric traction vehicles

Info

Publication number: DE730714C
Application number: DEA82840D
Authority: DE
Inventors: Ernst Dozler
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1937-05-06
Filing date: 1937-05-06
Publication date: 1943-01-16

Description

Feinsteuerung für Gleichstromantriebe, insbesondere für elektrische Triebfahrzeuge Es sind bereits Steueranordnungen für Gleichstromantriebe, insbesondere elektrische Triebfahrzeuge, bekannt, bei denen ein stufenlos oder feinstufig gesteuerter fester Regelwiderstand jeweils einem der untereinander gleichen Teile .des Ankervorschaltwigerstandes parallel geschaltet wird. Dabei sind die Ohmwerte der einzelnen Widerstandselemente des feinstufigen Regelwiderstandes so abgestuft, daß die Spannungssprünge von Stufe zu Stufe gleich sind. Bei einer arithmetischen Abstufung der gekennzeichneten Art erhält man die Gleichung worin bedeuten: I Gesamtstrom, R Hauptwiderstand, rn auf Stufe 7z eingeschalteter Regelwiderstand, 7a Nummer der eingeschalteten Stufe, s Gesamtzahl der Stufen.Fine control for direct current drives, especially for electric traction vehicles There are already control arrangements for direct current drives, especially electric traction vehicles, known in which a continuously or finely controlled fixed variable resistor is connected in parallel to one of the mutually identical parts .des Ankervorschaltwigerstandes. The ohmic values of the individual resistance elements of the finely graduated variable resistor are graduated in such a way that the voltage jumps are the same from step to step. With an arithmetic gradation of the type indicated, the equation is obtained where: I total current, R main resistance, rn variable resistor switched on at level 7z, 7a number of the switched on level, s total number of levels.

Aus dieser Gleichung lassen sich alle für die rechnerische Ermittlung-. des Regelwiderstandes erforderlichen Beziehungen ableiten. Für rj ergibt sich dann Diese gleichmäßige Aufteilung der -Spannungen zwischen den einzelnen Regelstufen hat jedoch bei gleicher Schaltgeschwindigkeit einen Zug- bzw. Bremskraftverlust zur Folge, der durch das Schaltverfahren bedingt ist. Bei dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren wird nämlich dem in Grobstufen unterteilten Hauptwiderstand .ein feinstufiger Nebenwiderstand nacheinander parallel gelegt und mittels eines Kollektors schrittweise kurzgeschlossen. Nach jeder Umdrehung wird der Kollektor samt Nebenwiderstand entsprechend umgeschaltet. Damit das durch Nockenschalter bewirkte Umschalten zeitlich noch möglich ist, bevor der Kollektor mit dem schrittweisen Kurzschließen erneut beginnt, muß zwischen der ersten und letzten Lamelle ein genügend breiter XYberSChaltwinkel verbleiben. Da nun in der Zeit, während der die Bürsten über den Überschaltwinkel schleifen, eine der veränderlichen EMIi entsprechende Widerstandsverminderung nicht stattfindet, läuft der Motor gemäß seiner Hauptstromkennlinie und verringert dadurch seine abgegebene Zugkraft.From this equation all for the computational determination can be. derive the required relationships of the rheostat. For rj we then get However, this even distribution of the voltages between the individual control stages results in a loss of traction or braking force at the same switching speed, which is due to the switching process. In the known method mentioned at the outset, the main resistance, which is subdivided into coarse steps, is placed in parallel one after the other, and a finely stepped secondary resistance is gradually short-circuited by means of a collector. After each rotation, the collector and the shunt resistor are switched over accordingly. In order that the changeover caused by the cam switch is still possible in time before the collector starts again with the step-by-step short-circuiting, a sufficiently wide XYberSChaltwinkel must remain between the first and last lamella. Since a reduction in resistance corresponding to the variable EMIi does not take place during the time during which the brushes slide over the switchover angle, the motor runs according to its main current characteristic and thereby reduces its outputted pulling force.

In Abb. z .der Zeichnung ist beispielsweise der Verlauf einer derartigen Bremsung schematisch aufgetragen, wie er sich auf Grund der arithmetischen Abstufung des Feinreglerwiderstandes bei dem beschriebenen Schaltzerfahren ergibt. Die Schaulinien S? stellen dabei die durch die Grobstufen des Ankervorschaltwiderstandes gegebenen Bremskennlinien dar.In Fig. Z. The drawing, for example, the course of such is Braking schematic plotted as he is based on the arithmetic Gradation of the fine control resistance results in the switching procedure described. The sight lines S? set by the coarse stages of the armature series resistor given braking characteristics.

Abb. 2 zeigt, daß bei jeder Bremsstufe der gleiche Spannungssprung auftritt.Fig. 2 shows that the same voltage jump occurs at every braking stage occurs.

Um den Nachteil des Zugkraftverlustes und die dadurch bedingte Verringerung der Anfahrbeschleunigung bzw. Bremsverzögerung während der beim Übergang von einer Grobwiderstandsstufe auf die andere erforderlichen Feinreglerumschaltung zu vermeiden, wird erfindungsgemäß eine Abstufung des Feinreglerwiderstandes gewählt, bei der die Spannung zwischen den ersten Stufen des Feinreglerwiderstandes erheblich größer als bei den nachfolgend eingeschalteten ist. Es ergibt sich dann ein Spannungssprungverlauf von Bremsstufe zu Bremsstufe, «-ic er in Abb. 3 dargestellt ist. Auf diese Weise ist es jetzt möglich, nach dem Umschalten den für eine bestimmte Beschleunigung oder Verzögerung erforderlichen Stromwert bei gleicher Schaltgeschwindigkeit möglichst schnell zu erreichen und einen Zugkraftverlust zu vermeiden. Den schematischen Verlauf einer Bremsung auf. Grund der erfindungsgemäßen Abstufung zeigt Abb. -.. Ein Vergleich mit dem Bremsvorgang nach Abb. t läßt die Verbesserung durch die nach der Erfindung vorgeschlagene Abstufung deutlich erkennen.To the disadvantage of the loss of traction and the resulting reduction the starting acceleration or braking deceleration during the transition from one To avoid coarse resistance level to the other required fine control switchover, according to the invention, a gradation of the fine regulator resistance is selected in which the voltage between the first stages of the fine regulator resistor is considerably greater than is switched on below. A voltage jump curve then results from brake stage to brake stage, as shown in Fig. 3. In this way it is now possible after switching the for a certain acceleration or delay required current value with the same switching speed if possible can be reached quickly and avoid a loss of traction. The schematic course a braking on. The reason for the gradation according to the invention is shown in Fig. - .. A comparison with the braking process according to Fig. t allows the improvement by the invention clearly recognize the proposed gradation.

Eine derartige Abstufung ließ sich wenigstens theoretisch auch dadurch erzielen, daß die Schaltgeschwindigkeit jeweils nach dein Umschalten des feinstufigen Nebenwiderstandes kurzzeitig so lange verzögert wird, bis wieder die gleiche Ankerstromstärke der Fahrmotoren erreicht ist. Eine solche Bedienungsweise würde aber, ganz abgesehen davon, daß ihre genaue Einhaltung praktisch gar nicht möglich wäre, die Aufmerksamkeit des Fahrers viel zu stark in Anspruch nehinen. Im Interesse der unbedingten Betriebssicherheit ist es aber geboten. dem Fahrer die Bedienung der Steuerung soweit nie nur irgend möglich zu erleichtern, damit er seine Aufmerksamkeit ganz auf die zu befahrende Strecke richten lcann. Dies ist aber nur dann möglich, wenn ihm die erfindungsgemäße Widerstandsabstufung ein gleichmäßiges Durchschalten der Schaltstufen ermöglicht.At least in theory, such a gradation could also be achieved thereby achieve that the switching speed each time you switch the fine Secondary resistance is briefly delayed until the armature current strength is the same again the drive motors is reached. Such an operation would, however, quite apart from that from the fact that it is practically impossible to adhere to them exactly, draws attention too much of the driver's work. In the interest of unconditional operational safety but it is necessary. the driver never has to operate the controls at all possible to make it easier so that he fully focuses his attention on the road to be driven on Align the route. But this is only possible if the invention Resistance gradation enables an even switching through of the switching stages.

Bemerkenswert ist noch der in Abb. 3 gezeichnete `'erlauf für die Lainellenspannung, der nicht willkürlich, sondern nach bestimmten Gesichtspunkten gewählt ist. Um einerseits möglichst schnell den Zugkraftverlust ausgleichen, andererseits diesen Ausgleich ohne jeden größeren Zugkraftsprung, der die betrieblichen Vorteile des Feinreglers wieder hinfällig machen würde, erreichen zu können, hat sich als geeignete Form für den Verlauf der Lamellenspannung auf den ersten Stufen ungefähr eine Parabel ergeben. Die erfindungsgemäße Anordnung hat außer dein genannten betrieblichen Fortschritt noch fol-,g-enden Vorteil: Der über d:n @ein@#-iderstand fließende Strom ist nämlich seineirr N,\riderstandsivert entsprechend zunächst nur sehr klein, um dann immer größer zu-werden. Daraus folgt- eine größere Spannungsbelastung für die Lamellen mit niedrigen Stromsprüngen und eine Schonung der durch größere Ströme belasteten Lamellen mit niedrigeren Spannungssprüngen. Auf diese Weise ist eine gleichmäßigere und bessere Baustoffausnutzung gewährleistet, womit die bekannten Vorteile verbunden sind.Also noteworthy is the 'course for the Lainella tension, which is not arbitrary, but according to certain criteria is chosen. On the one hand, to compensate for the loss of tractive power as quickly as possible, on the other hand this compensation without any major leap in pulling force, which has the operational advantages of the fine control would make it obsolete again, has turned out to be suitable shape for the course of the lamellar tension on the first stages approximately result in a parabola. The arrangement according to the invention has in addition to your mentioned operational Progress still following, g-ending advantage: The current flowing through d: n @ein @ # - resistance is namely itsirr N, \ ridstandsivert at first only very small to then to get bigger and bigger. This results in a greater stress load for the Slats with low current jumps and a protection of the larger currents loaded lamellas with lower voltage jumps. This way is one more uniform and better utilization of building materials ensured, with which the well-known Advantages are associated.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Fine control for DC drives, in particular for electric traction vehicles, in which they are identical to each other Dividing the armature series resistor, fine-stage control resistor connected in parallel is short-circuited with constant speed and the Ohm @ values of individual resistance elements of the finely graduated rain resistance of the control stage to the control stage, characterized in that the resistance gradation of the Fine regulator is chosen so that the voltage jumps on the first stages of the The fine control resistor is so much greater than that on the subsequent control levels are that during the fine control switchover at the transition from a coarse resistance level on the other entering Zug- hzw. Loss of power is compensated for again. Fine control according to claim r, characterized in that the voltage differences between the individual levels of the fine control resistor up to the final tensile force reached steadily decrease approximately parabolic.