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Selbsttätig fortschaltende Stromwächterschützensteuerung für Motoren,
die in verschiedener Gruppierung betrieben werden, insbesondere von elektrischen
Straßenbahnen oder Oberleitungsomnibussen Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätig
fortschaltende Schützensteuerung, insbesondere für elektrisch angetriebene Fahrzeuge
(Straßenbahnen oder Oberleitungsomnibusse). Bei derartigen Steuerungen wird die
Arbeitsweise der Schütze, die sich gegenseitig beim Fortschalten den Ein8chaltimpuls
geben, durch einen sogenannten Stromwächter überwacht, so daß unzulässig hohe Ströme
beim Anlassen wicht auftreten können. Bei derartigen Steuerungen bereitet nun die
Schaltung des Stromwächters .dannSohwierigkeiten, wenn eine Reihenparallelschaltung
der Motoren angewendet wird. Dabei muß Vorsorge getroffen werden, daß der Stromwächter
bei beiden Schaltungen (Reihenschaltung und Parallelschaltung) in der erforderlichen
Weise in Abhängigkeit vom Strom zum Ansprechen gebracht wird. Bei den bisher bekanntgewordenen
Schaltungen wird bei der Parallelschaltung der Motoren die Stromwächterspule nur
in den einen der beiden parallel geschalteten Motorstromkreise eingeschaltet. Diese
Schaltung hat den großen Nachteil, daß das Fortschalten der Schütze bei der Parallelschaltung
der Motoren nur von dem einen Motorzweig abhängig ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden,
ist bereits vorgeschlagen worden, die Stromwächterspule so anzuordnen, daß sie von
dem Summenstrom der beiden parallelen Motorzweige durchflossen wird. Die Anwendung
einer derartigeil
Schaltung bereitet aber erhebliche schaltungstechnische
Schwierigkeiten, die insbesondere bei selbsttätig fortschaltenden Stromwächtersteuerungen
unerwünscht sind.
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Gegenstand der Erfindung ist eine selbsttätig fortschaltende Strornwächterschützensteuerung
für Motoren, die in-verschiedener-Gruppierung betrieben «-erden, insbesondere von
elektrisch angetriebenen Straßenbahnen oder Oberleitungsomnibussen, die sich durch
eine solche Anordnung des Stromwächters auszeichnet, daß die Wirkungen der jedem
Motor bzw. jeder Motorgruppe zugeordneten Betätigungsspulen des Stromwächters sich
bei allen Gruppierungen (Reihenschaltung und Parallelschaltung der Motoren) addieren.
Es ist demnach bei dieser Schaltung lediglich erforderlich, daß jedem der beiden
Motorzweige je eine Spule des Stroimwächters zugeordnet wird. Beim Übergang von
der Reihen- auf die Parallelschaltung sind keinerlei L mschaltuilgen der Stromwächterspuleil
selbst erforderlich. Bei Reihenschaltung der Motoren werden die beiden Stromwächterspulen
von dem die Motoranker,durchfließenden Strom .durchflossen, während bei Parallelschaltung
er Strom je eines Motorzweiges durch eine der Stromwächterspulen verläuft.
Es ergibt sich daher, daß auch Ungleichheiten der Motorströme von dem Stromwächter
erfaßt werden.
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Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann noch eine Verbesserung
der angegebenen Schaltung dadurch erreicht werden, daß das selbsttätige Fortschalten
von der einen Motorgruppierung auf die andere Motorgruppierung unabhängig von dein
Stromwächter allein in Abhängigkeit von Verriegelungskontakten an den Schützen erfolgt.
Es wird hierdurch erreicht, daß bei der Umgruppierung der selbsttätige Anlaßvorgang
durch die Wirkungsweise des Stromwächters nicht gestört «-erden kann.
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Ein Beispiel der Erfindung ist in Fig. i und :2 dargestellt, wobei
Fig. i eine schematische Schaltung und Fig. 2 in einer Tabelle die Aufeinanderfolge
der Schaltvorgänge eines Teiles der Anlage zeigen.
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Die in der Zeichnung dargestellte Anlage enthält zwei Elektromotoren
i i und 12, zwei Hauptschütze LS i und LS2 und einen Schalter IR, um die Motoren
i i und 12 in Reihenschaltung an die Spannung für die Beschleunigung des Fahrzeugs
zu legen. Außerdem sind Schalter J, P und G für die Änderung der Motorverbindungen
beim Übergang von der Reihen- zur Parallelschaltung, ferner eine größere Anzahl
von Widerständen 13 bis ig zur Steuerung des Motorstromes während des Beschleunigungsvorganges
und Schalter S 1, S2, R i, R2, R 5 und R 6 für die Überbrückung der obenerwähnten
Widerstände in bekannter Weise zur Beschleunigungsregelung der Motoren vorhanden.
Ferlier sind eitle lieisterwalze lIC und ein Stromwächter ZR vorgesehen, dessen
Er--regerwicklung in den ,\lotorstroml;reis eingeschaltet ist und der die Betätigung
der Aiilaßschalter zur Begrenzung des Motorstromes während des Beschleunigungsvorganges
überwacht.
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Der Strom für die Motoren i i und 12 wird den Fahrleitungen 21 und
22 über Stromabnehmer 23 und 24, die auf dem Fahrzeug befestigt sind, entnommen.
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Der Stromwächter LR hat zwei Betätigungsspulen 25 und 26. Die Spulen
25 und 26 liegen während der Reihenschaltung beide im Motorstromkreis. Während der
Parallelschaltung der Motoren ist je eine Spule in jedem der parallelen Stromkreise
angeordnet. Eine Ungleichheit des Stromes in den toren während derParallelschaltung
beeinflußt daher die Wirkungsweise des Stromwächter nicht.
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Um eitle richtige Aufeinanderfolge der Vorgänge zu gewährleisten,
«erden die Anlaßschalter R i, R2, R5 und R6 für die Widerstände durch Verriegelungskontakte
gesteuert, wie sie später genauer erläutert werden. _Um die für die Steuerung dieser
Schalter notwendige Ausrüstung zu vereinfachen, ist jeder Schalter mit einer Schließspule
für die Betätigung des Schalters und einer Haltespule versehen, durch die er in
der Schließstellung gehalten wird, nachdem er durch die Schließspule betätigt wurde.
Die Betätigung der Anlaßschalter für die Widerstände wird durch den Stromwächter
überwacht.
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Bei den bisher bekannten Steuerungen dieser Art konnte nun kein stetiger
Übergang von der Reihen- in die Parallelschaltung der Motoren erreicht werden, da
bei der Übergangsschaltung die Zugkraft sank und eilte ungleichmäßige Beschleunigung
des Fahrzeugs die Folge war. Dieser Nachteil wird bei der Erfindung dadurch vermieden,
daß während der Umschaltung der Motoren durch an den Schaltern befestigte Verriegelungskontakte
das Arbeiten der Selialtschütze unabhängig vom Stromwächter LR erfolgt. Die Umschaltung
wird unabhängig vom Stromwächter ZR eingeleitet, wenn die letzte Reihenstufe erreicht
ist. Die Brückenschalter 1. JR, P und G sind so verriegelt, daß für die ganze Umschaltung
dreimal soviel Zeit erforderlich ist wie für die Betätigung eines einzigen Schalters.
Oszillogramme zeigen, daß die Zeiteinstellung so ist, daß praktisch keine Änderung
im Motorstrom von der Reihen- zur Parallelschaltung der Motoren eintritt. In dieser
Form wird eine gleichförurige
und stetige Umschaltung erreicht,
so daß die Leistung und die Fahrcharakteristik des Fahrzeugs verbessert wird.
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Um die Wirkungsweise der Steuerungsanlage besser zu verstehen, wird
sie im folgenden im einzelnen beschrieben: Um das Fahrzeug auf seine höchste Geschwindigkeit
zu bringen, wird die Meisterwalze 117C in die Stellung 6 gebracht, wodurch die Motoren
zuerst in Reihe und dann selbsttätig zur richtigen Zeit parallel geschaltet werden.
Will man die Motoren nur in Reihe schalten, 'so wird die Meisterwalze 3IC in die
Stellung 5 gebracht, so daß die Steuereinrichtung angehalten wird, wenn die der
R eihenstellung entsprechenden Schaltvorgänge abgewickelt sind. In gleicher Weise
kann durch entsprechende Einstellung der Meisterwalze MC auf ,eine der Mittelstellungen
23, 3 oder- 4 eine niedrige Geschwindigkeit eingestellt werden, wobei ein Teil der
Anlaßwiderstände im Motorstromkreis eingeschaltet bleibt.
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Wie in der Tabelle der Fig. 2 gezeigt ist, werden die Schalter LS
i, LS2 und IR beim ersten Schaltschritt bzw. der ersten Schaltstufe geschlossen,
um die Motoren i i und 12
in Reihe mit allen Anlaßvcriderständen an das Netz
anzuschließen. Der Betätigungsstromkreis für das Hauptschütz LS i kann verfolgt
werden vom positiven Fahrdraht 21 über den Stromabnehmer 23, Leiter 34 Kontaktfinger
32 und 33, die, durch ein Segment 34 auf der Meisterwalze MC überbrückt werden,
dann Leiter 35 und 36, die Betätigungsspule 37 des Hauptschützes LS i, Leiter 38
und 39 und den Stromabnehmer 24 zum negativen Fahrdraht 22. Der Betätigungsstrom
für das Hauptschütz LS2 fließt vom spannungsführenden Leiter 36 durch die Spule
41 zum Leiter 39, während der Strom für den Schalter JR vom Leiter 36 durch die
Leiter 42 und 43 über einen Verriegelungskontakt44 am Schalter P, Leiter 45, Verriegelungskontakt
46 am Schalter J, Leiter 47, die Spule 48 des Schalters IR und den Leiter 49 zum
Leiter 39 gel angt.
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Durch die Schließung der Schalter LS i, LS2 und IR werden die Motoren
ii und 12 an die Spannung gelegt. Der verstärkt ausgezogene Stromkreis der in Reihe
geschalteten Motoren ist leicht zu verfolgen.
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Auf die Schließung der Schalter LS i, LS2 und IR folgt die Schließung
des Schalters Si, durch den der Widerstand 13 aus dem Motorstromkreis ausgeschaltet
wird. Der Betätigungsstrom für den Schalter S i fließt vom Kontaktfinger 56, der
durch das Segment 34 der Meisterwalze MC berührt wird, durch den Leiter 57, Verri.egelungskontakt
58 an dem Hauptschütz LS i, Leiter 59, ZTerriegelungskontakt 6 1 an dein
Hauptschütz LS2, Leiter 62, Spule 63 des Schalters S i und Leiter 38 zum Leiter
39.
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Der Schalter S2 wird geschlossen, um den Widerstand 14 nach Schließung
des Schalters S i kurzzuschließen. .Der Betätigungsstrom für den Schalter S 2 geht
aus vom Kontaktfinger 64 auf der Meisterwalze iWC, fließt durch den Leiter 65, Verriegelungskontakt
66 auf dem Schalter S i, die Spule 67 des Schalters S2 und schließlich durch den
Leiter 38 zum Leiter 39.
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Nach dem Schalter S2 wird der Schalter R i unter Überwachung durch
den Stromwächter LR geschlossen, um den Widerstand i; kurzzuschließen. Der Strom
zur Betätigung des Schalters R i fließt vom vorher an Spannung gelegten Leiter 65
durch die Leiter 68 und 69, den Verriegelungskontakt 71 am Schalter J, Leiter 72
und 73, den Verriegelungskontakt 74 am Schalter S2, Leiter 75, Kontaktfinger 76
und 77, die durch das Segment 78 auf der Meisterwalze JZC überbrückt werden, durch
den Leiter 79, die Schließspule 81 des Schalters R i, den Leiter 82, die Kontaktteile
83 des Stromwächters ZR und den Leiter 84 zum Leiter 39. Durch die Schließung des
Schalters R i erhält die Haltespule für diesen Schalter Strom, der vom Leiter 79
über den Verriegelungskontakt 85 am Schalter R i, durch den Leiter 86, die 1-Taltespule
87 und den Leiter 84 schließlich zum Leiter 39 gelangt.
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Der Schalter R2 wird nach Schließung des Schalters R i durch einen
Verriegelungskontakt an dem letzteren geschlossen. Der Betätigungsstrom für den
Schalter R2 fließt vom Leiter 75 durch Leiter 88, Verriege-(ungskontakt 89 am Schalter
R i, Leiter 9i, Schließspule 92 des Schalters R2, Leiter 82 und Kontakt 83 des Stromwächters
LR und Leiter 84 zum Leiter 39. Die Schließung des Schalters R:2 hat zur Folge,
daß seine Haltespule von einem Strom durchflossen wird, der vom Leiter gi über den
Verriegelungskontakt 93 am Schalter R2, Leiter 94, Haltespule 95 und Leiter 84 zum
Leiter 39 verläuft.
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In gleicher Weise wird der Schalter R 5 geschlossen, wenn der Schalter
R2 geschlossen ist. Der Stromkreis zur Betätigung des Schalters R5 kann von dem
bereits vom Strom durchflossenen Leiter 9i über den Verriegelungskontakt 96 am Schalter
R2, den Leiter 97, die durch das Segment ioi auf der Meisterwalze AIC überbrückten
Kontaktfinger 98 und 99, den Leiter io2, die SchließsPule i03 des Schalters R 5,
den Leiter 82, Kontakt 83 des Stromwächters ZR und den Leiter 84 zum Leiter 39 verfolgt
werden. Die Haltespule für den Schalter R5 wird durch die Schließung des Schalters
R 5 unter
Strom gesetzt. Der Strom gelangt vom Leiter 1o2 über Verriegelungskontakt
104 durch den Leiter 1o5, die Haltespule 1o6 und den Leiter 84 zum Leiter 39.
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Fach dem Schalter R 5 wird der Schalter R 6 geschlossen, wodurch der
letzte Anlaßw iderstand aus dem Motorstromkreis genommen wird. Der Betätigungsstrom
für diesen Schalter verläuft vom Leiter 97 über den Verriegelungskontaktto7 am Schalter
R 5, Leiter 1o8, Schließspule log des Schalters R6, Leiter 82, Kontakt 83 des Stromwächters
ZR und Leiter 84 zum Leiter 39. Ist der Schalter R6 geschlossen, so fließt auch
durch seine Haltespule Strom, da von dem Leiter 1o8 über Verriegelungskontakt i
i i, Leiter i 12, Haltespule 113 und Leiter 84. zum Leiter 39 der Kreis geschlossen
ist.
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Wie schon früher dargelegt wurde, beginnt der Übergang von der Reihen-
zur Parallelschaltung selbsttätig nach Schließung des Schalters R6. Die Wirkungsweise
der Brükkenschalter und während dieser Zeit auch der Schalter R i, R 2, R 5 und
R 6, die die Widerstände abschalten, ist unabhängig vom Stromwächter ZR. Der Stromkreis
für den Umschalter J kann verfolgt werden vom Leiter 36 über Kontaktfinger 114.
und I15, die durch das Segment 116 auf der Meisterwalze 11C überbrückt werden, Leiter
I17, Verriegelungskontakt 118 am Schalter R6, Leiter 119, Verriegelungskontakt 121
an dem Schalter G, Leiter 122 und dann über die Spule 123 des Schalters J zum Leiter
39.
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Die Schließung des Schalters J verursacht einen Strom für die Motoren
i i und 12 durch die Leiter 51 und 124., wodurch der Reihenschalter IR und die Schalter
R i, R2, R5,
R6, die die Widerstände abschalten, geöffnet werden, da die Haltespulen
dieser Schalter durch die Öffnung der durch den Schalter J betätigten Verriegelungskontakte
stromlos werden. Durch die Schließung des Schalters J wird gleichzeitig sein Haltestromkreis
geschlossen. Der Haltestrom kann vom Leiter 117 durch den Verriegelungskontakt 125
an dem Schalter J, Leiter i 19, Verriegelungskontakt 121 am Schalter G, Leiter 122,
Spule 123 des Schalters J den Leiter 39 erreichen.
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Ist der Schalter IR geöffnet, nachdem der Schalter J, wie früher geschildert,
geschlossen wurde, so werden die Schalter P und G geschlossen, um die Motoren parallel
zu schalten. Der Strom für den Schalter P fließt von dem Leiter 117 über Verriegelungskontakte
126 an dem Schalter S2, Leiter 1z7 und 128, Verriegelungskontakte 129 an dem Schalter
JR, Leiter 131, Spule 132 des Schalters P und Leiter 133 schließlich zum Leiter
39. Die Betätigungsspule 134 für den Schalter G wird über Leiter 131 und den an
dein Leiter 39 angeschlossenen Leiter 133 an Spannung gelegt.
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Durch die Schließung des Schalters G wird der Verriegelungskontakt
121 an diesem Schalter geöffnet, wodurch der Haltestrom des Schalters J unterbrochen
wird, so daß dieser Schalter sich öffnet. Es ist somit der Übergang von der Reihen-
zur Parallelschaltung der .Motoren beendigt. Die Anlaßwiderstände 15, 16, 17 und
18 liegen aber noch in dem Motorstromkreis. Die Stromversorgung für den Motor 11
ergibt sich über Leiter 31, Hauptschütz LS i, die Schalter S i und S 2, die Spule
25 des Stromwächters ZR einerseits und andererseits über die Widerstände 15 und
16, den Schalter G und den Leiter 135 zum Leiter 39. Der Strom für den Motor 12
nimmt seinen Ausgang vom Leiter 31, Leiter 136, Schalter P und Leiter 137, fließt
dann durch die Widerstände 17 und 18, durch den Motor 12 und schließlich durch Leiter
54, Spule 26 des Stromwächters LR, Leiter 55 und Hauptschütz LS2 zum Leiter
39.
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.Nach der Erfindung ist die Wirkungsweise der Schalter J, G und P
während der Umschaltzeit vollständig unabhängig vom Stromwächter LR. Die Dauer der
Vorgänge sowie ihre Aufeinanderfolge wird ausschließlich durch die Schließung der
richtigen Verriegelungskontakte an den entsprechenden Schaltern geregelt, um die
Ströme für die Betätigungsspulen der Schalter fließen zu lassen. Durch diese Anordnung
ist eine Verzögerung des Umschaltvorganges durch den Stromwächter vermieden und
die richtige Zeiteinstellung erreicht, um einen gleichmäßigen und stetigen Übergang
zu schaffen. Die Brückenschütze können auch mit Zeitschaltvorrichtungen versehen
sein.
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Wenn die Umschaltung vollendet ist, werden die Schalter R i, R 2,
R 5 und R 6 wieder in Abhängigkeit vom Stromwächter betätigt, tun die Widerstände
15, 16, 17 und 18 aus dem Motorstromkreis in der früher beschriebenen Art zu nehmen,
so daß die Motoren unmittelbar in Parallelschaltung an Spannung gelegt werden.
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Während der Parallelschaltung der Motoren liegt je eine Betätigungsspule
des Stromwächters LR in jedem Motorstromkreis. Auf diese Art bleibt auch bei einer
Ungleichheit der Motorströme eine gute Wirkungsweise des Stromwächters erhalten,
so daß ein richtiges Wirken des Stromwächters sichergestellt ist.
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Das selbsttätige Fortschalten von der einen zur anderen Gruppierung
unabhängig vom Stromwächter allein in Abhängigkeit von Verriegelungskontakten kann
allgemein bei Stron1wächtersteuerungen Verwendung finden.