DE737653C

DE737653C - Circuit arrangement for the power supply of track circuits that are operated with alternating current

Info

Publication number: DE737653C
Application number: DEV37697D
Authority: DE
Inventors: Hans Sauter
Original assignee: Vereinigte Eisenbahn Signalwerke GmbH
Current assignee: Vereinigte Eisenbahn Signalwerke GmbH
Priority date: 1941-05-11
Filing date: 1941-05-11
Publication date: 1943-07-19
Also published as: FR881392A

Description

Schal..Jüngsanordnung für die- Stromversorgung von Gleisstromkreisen, die mit Wechselstrom betrieben werden In allen- Fällen, wo 'Gleisstromkreise in Bahnanlagen eingebaut -.erden, deren Schienen von W echseltrriebstxöm durchflossen werden, ist' in erster Linie zu berücksichtigen, daß die Gleissfromkreise nicht in ünzulässger Weise vom Triebstrom beeinflußt werden können. - Es ist beispielsweise vor allem der Fall auszuschließen; daß das Blockrelais durch den. Triebstrom -zum Anziehen gebracht wird.Schmal..Jüngs arrangement for the power supply of track circuits, which are operated with alternating current In all cases where 'track circuits in Railway systems installed - earthed, the rails of which were traversed by alternating drives is' to take into account in the first place that the Gleissfromkreise not can be influenced in an inadmissible manner by the drive current. - It is for example above all to exclude the case; that the block relay through the. Driving current -to Dressing is brought.

Bei Bahnen, die mit Gleichtriebstrom be- trieben werden, hat man mit Rücksicht auf die Gefahr' einer Triebstrombeeinlussung bereits verschiedenerlei. Maßnahmen getroffen. Man hat z. B. Zweiphasenmotorrelais verwendet, die nach dem Drehfeldprinzip arbeiten. Der Triebstrom kann in- diesem Fall das Blockrelais nicht beeinflussen, weil ja der Gleichstrom kein Drehfeld erzeugen kann.For paths that be operated with direct current drive, has already verschiedenerlei in view of the risk 'of a Triebstrombeeinlussung. Measures taken. One has z. B. used two-phase motor relays that work on the rotating field principle. In this case, the drive current cannot influence the block relay because the direct current cannot generate a rotating field.

Bei Bahnen, die mit Wechselstrom betreben werden, ist die gleiche Ausführung der Gleisstromkreise, d. h. unter Verwendung eines Zweiphasenmotorrelais nur bei Beachtung besonderer Gesichtspunkte möglich. Ein einfaches Mittel: besteht z. B. darin, für die Blqclz:speisung eine Frequenz zu wählen; die sowohl in der Grundwelle als auch in der Oberwelle des Triebstromes nicht vorkommt. Es- muß hierbei jedoch auch den Frequenäschwankungen des Trieb- und Blockstromes Rechnung getragen und dafür gesorgt werden; .daß die Unterschiede zwischen der Frequenz des Blockstromes und irgendeiner gefährlichen Oberwelle des Triebstromes nicht unzulässig klein werden.The same applies to railways operated with alternating current Execution of the track circuits, d. H. using a two-phase motor relay only possible if special considerations are taken into account. A simple means: exists z. B. in choosing a frequency for the Blqclz: feed; both in the Fundamental wave as well as in the harmonic of the drive current does not occur. It must be here however, the frequency fluctuations of the drive and block currents are also taken into account and be taken care of; .that the differences between the frequency of the block stream and any dangerous harmonic of the drive current not become impermissibly small.

Es gibt nun Mittel, die auch dann, owenn die Trieb- und Blockfrequenzen sich sehr stark nähern, ein unzulässiges .Ansprechen des Blockrelais durch dieTriebstrombeeinfiussung verhüten. Dies kann beispielsweise durch den Einhau anzugsverzögerter Relais erfolgen, die in geeigneter Weise das Auffahrtgehen des Signals verhüten; oder aber durch die, Verwendung frequenzempfindlicherRelais, die die Anlage abschalten, sobald ein Gefahrzustand vorliegt.There are now means that even if the drive and block frequencies approach very closely, an impermissible response of the block relay by the prevent. This can be done, for example, by installing a switch-on delayed relay, which prevent the signal from rising in a suitable manner; or through the use of frequency-sensitive relays that switch off the system as soon as it is switched on Dangerous condition exists.

Es ist auch schon daran gedacht worden, den -Blockstrom aus dem Triebstrom zu erzeugen . Hierdurch wird in einfacher Weiseerreicht; daß beide Stromarten den gleichen Frequenzschwankungen unterworfen sind, so daß sie sich, also nicht unzulässig nähern können. -. J;.iese Ausführung hat jedoch unter anderem °denri-`größen Übelstand, däß der Blockstrom die sehr starken Frequenzschwankungen des Triebstromes mitmacht, was gerade bei Gleisstromkreisen, die zur Erzeugung eines günstigen Verbrauches mit Abstimmgliedern versehen sind, zu Störungen führen kann. -Einen Schutz gegen Triebstrombeeinflussungen bilden auch Gleisstromkreise, bei denen Schlüsselströme Verwendung finden. Diese Ausführungsarten bedingen jedoch einen ziemlich großen Aufwand ah Geräten, wodurch nicht nur eine Verteuerung der Anlage, sondern auch eine größere Störungsanfälligkeit bewirkt wird.Thought has also been given to the block flow from the drive flow to create . This is achieved in a simple manner; that both types of current den are subject to the same frequency fluctuations, so that they are not inadmissible approach can. -. J; .this version, however, has, among other things, ° denri-`` sizes The problem that the block current has the very strong frequency fluctuations of the drive current participates in what is especially important for track circuits that generate low consumption are provided with tuning elements, can lead to malfunctions. -A protection against Driving current influences also form track circuits in which key currents Find use. However, these embodiments require a fairly large one Expenditure ah devices, which not only makes the system more expensive, but also a greater susceptibility to failure is caused.

Es ist deshalb eine Lösung anzustreben, die in einfacher Weise die erwähnten Übelstände beseitigt.It is therefore a solution to strive for in a simple manner the abuses mentioned above eliminated.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Speisestrom für die Gleisstromkreise innerhalb der Zeiteinheit mehrmals seine Polarität oder auch seine Phasenlage ändert.According to the invention this is achieved in that the feed current for the track circuits within the time unit several times its polarity or also changes its phase position.

Die Erfindung findet , dann An#,vendurig, wenn Relais mit zwei Wicklungen, z. B. Zweiphasenrnotorrelais, verwendet werden.The invention finds, then An #, vendurig, if relay with two windings, z. B. two-phase rotor relays can be used.

Der 'Erfindungsgegenstand ist in den Figuren beispielsweise erläutert.The subject of the invention is explained in the figures, for example.

Den Grundgedanken zeigt die Fig. i. Hier ist ein Zweiphasenmotorrelais 7 mit .den beiden Wicklungen 8 und 9 vorgesehen. Das Relais arbeitet nach dem Drehfeldprinzip. In den Speisekreis der Phase 9 ist ein Kondensator q. eingeschaltet, um eine ausreichende Phasenverschiebung zwischen den -Strömen in den beiden Wicklungen zu bewirken. Das Relais wird vom Transformator i gespeist. Die Primärwicklung dieses Transformators ist in der Mitte angezapft und in die beiden Wicklungshälften 5 und 6 aufgeteilt. Wenn der Kontakt 2 die in der Figur gezeichnete Stellunk einnimmt, wird die Wicklungshälfte 5 vom Primärstrom durchflossen und es wird auf die Sekundärseite ein Strom Übertragen, dessen zeitlicher Verlauf durch den Bereich A der Fig. 2 dargestellt ist. Nach Ablauf von beispielsweise vier Perioden wird der Wechselkontakt 2 umgelegt, so daß jetzt die primäre Wicklungshälfte 6 Strom erhält. Diese Wicklungshälfte wird aber entgegengesetzt vom Strom durchflossen wie vorhin die Wicklung 5, so daß also damit auch der Strom der Sekundärseite in der Phase gedreht wird, und zwar um iSo°. Dieser Zustand entspricht ,dem Abschnitt B der Fng. 2. Vorbedingung für das Ansprechen des Relais ist, daß die Ströme in den Relaiswicklungen 8 und 9 gegeneinander eine bestimmte Phasenverschiebung, möglichst eine solche von 9o° haben. Wird die Phasenlage beider Ströme gleichzeitig ;gedreht, so ändert sich an der Drehrichtung des Relais nichts. Sowohl im Zeitraum A als auch B wird deshalb das Relais in gleicher Richtung anziehen bzw. angezogen bleiben.The basic idea is shown in FIG. Here is a two phase motor relay 7 with the two windings 8 and 9 provided. The relay works according to the rotating field principle. In the feed circuit of phase 9 is a capacitor q. switched to adequate To cause phase shift between the currents in the two windings. That Relay is fed by transformer i. The primary winding of this transformer is tapped in the middle and divided into the two winding halves 5 and 6. If the contact 2 assumes the position shown in the figure, the winding half 5 flows through the primary current and a current is transmitted to the secondary side, the time course of which is represented by area A of FIG. After expiration of, for example, four periods, the changeover contact 2 is turned over, so that now the primary winding half 6 receives power. However, this half of the winding is opposite current flowed through winding 5 as before, so that with it the current the secondary side is rotated in phase by iSo °. This state corresponds , Section B of Fng. 2. A precondition for the relay to respond is that the currents in the relay windings 8 and 9 have a certain phase shift from one another, if possible, have one of 90 °. If the phase position of both currents is simultaneous ; rotated, nothing changes in the direction of rotation of the relay. Both in the period A and B will therefore attract or tighten the relay in the same direction stay.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel in Verbindung mit einem Gleisstromkreis: Die Schienen 2 1 und 22 gehören zu einem Gleisstromkreis, an dessen Enden die Drosselstöße 23 und 24. in bekannter Weise angeordnet sind. Als Relais ist .ein Zwaiphasenmotorrelais 7 mit der Gleiswicklung 8 und derHilfswicklung 9 vorgesehen. Die Gleiswicklung ist über einen Gleistransformator 25 an die Oberspannungswicklung des Drosselstoßes 23 angeschlossen.' Der Gleisstromkreis wird -durch die Phase I eines 7_weiphasehgenerators gespeist, -während die Hilfsphase -an .die Phase II dieses Generators angeschlossen ist. Beide Phasen sind zweckmäßig um 9o° gegeneinander verschoben. Die Umschaltkontakte der Phase I, die beispielsweise durch einen mit der- Achse des Zweiphasengenerators gekuppelten Umschalter 13 betätigt werden, werden in der Sekunde mehrmals hin und her bewegt und schicken dadurch in den Gleisspeisetransformator 12 des Gleisstromkreises einen Strom, der in der Sekunde seine Phasemehrmals'um i8o° dreht. Das gleiche gilt für die Speisung der Hilfsphase 9, die jedoch an die Phase II angeschlossen ist. Hier wird die Drehung der Stromphase um iSo° durch die Betätigung von Wechselkontakten des Umschalters 13 in gleicher Weise wie beiPPhase I bewerkstelligt. Durch die Verwendung der Achse des Zwejiphasengenerators zur Steuerung der Kontakte ist Gewähr dafür geböten, daß die Wechselkontakte in dem Augenblick umgelegt werden, wo in beiden Phasen der Strom gerade den Nullwert hat. Sobald Gleisuni Hilfsphase mit dem umgepolten Strom gespeist werden, zieht das Blockrelais an, wie oben ausgeführt wurde. Die gegenseitige Lage der Ströme in den beiden Phasen ist aus Fig. q. zu entnehmen.Fig. 3 shows another example in connection with a track circuit: The rails 2 1 and 22 belong to a track circuit, at the ends of which the throttle shocks 23 and 24 are arranged in a known manner. The relay is a two-phase motor relay 7 with the track winding 8 and the auxiliary winding 9 are provided. The track winding is Via a track transformer 25 to the high-voltage winding of the choke surge 23 connected. ' The track circuit is -by the phase I of a 7_weiphasehgenerators fed during the auxiliary phase connected to phase II of this generator is. Both phases are expediently shifted from one another by 90 °. The changeover contacts the phase I, for example by one with the axis of the two-phase generator coupled changeover switch 13 are operated, are back and forth several times in the second moved forward and thereby send into the track supply transformer 12 of the track circuit a current that rotates its phase by 180 ° several times per second. The same goes for for feeding auxiliary phase 9, which is, however, connected to phase II. Here the current phase is rotated by iSo ° by actuating changeover contacts of the switch 13 is accomplished in the same way as in PP phase I. By using the axis of the two-phase generator for controlling the contacts is a guarantee ordered that the changeover contacts are turned over at the moment where in both Phases the current just has the zero value. As soon as Gleisuni auxiliary phase with the polarity reversed Are supplied with current, the block relay picks up, as explained above. the mutual position of the currents in the two phases is from Fig. q. refer to.

Es sei jetzt einmal angenommen, daß ein Zug 26 den Blockabschnitt besetzt hat (gestrichelte Lage Fig.3,). In diesem Fall gelangt also nur ein sehr geringer Betrag des Blockstromes in das Blockrelais, so daß es abfällt, Im normalen Fall kann man damit rechnen, daß der Wechseltriebstrom, der durch die Schienen zurückfließt, in den Schienen 2z und 22 ungefähr den gleichen Wert hat. Die Magnetfelder, die in der Niederspannungswicklung des Drosselstoßes durch die beiden Schienenströme entstehen, heben sich dann gegenseitig auf. Wenn jedoch aus irgendeinem Grunde der Strom in der Schiene 21 einen anderen Wert als in der Schiene 22 hat,-heben sich die Magnetfelder in beiden Wicklungshälften. des.- Drosselstoßes nicht mehr auf und es wird in der Oberspannüngswicklung des. Drosselstoßes eine Spannung durch den Triebstrom induziert: Diese Spannung wirkt sich nun -über den Gleisphasentransformator - auf die Gleiswicklung 8 des Blockrelais aus. Selbst wenn nun durch den Triebstrom in der Gleiswicklung ein Strom von einer Frequenz zum Fließen kommt, die der eigentlichen Blockfrequenz entspricht, kann das Blockrelais -selbst bei günstigster Phrasenlage zwischen Blockstrom und der stösenden Welle des Triebstromes nicht anziehen. Diesen. Fall berücksichtigt eng. 5. Hier sind reicht die vier Einzelwellen wie bei Fig. 2-dargestellt, da es- für 'dasVerständnis des Vorganges ausreicht, je zwei Wellen zu betrachten, für die gerade der Phasenwechsel vorliegt. Der in der Gleisphase induzierte Fremdstrom C hat einen ununterbrochenen Kurvenverlauf. Der Hilfsphasenstrom D wird gewechselt. Im linken Teil der Fig. 5 würde das Blockrelais die entgegengesetzte Drehrichtung haben, wie sie im rechten Teil auftritt. Dadurch jedoch, daß zwischen zwei Phasenwechseln nur eine verhältnismäßig kurze Zeit verstreicht (in Fig. 2 wurden vier Perioden angenommen), vermag der Relaisanker den schnellwechselnden Drehimpulsen - n=icht zu folgen und verbleibt in der abgefallenen Lage. In Fig. 5 ist der Fall betrachtet, wo -die Phasenverschiebung zwischen Fremd- und=Blöckstrom 9o° beträgt; also der für die' Beeinflussung ,gefährlichste Fall.Let us now assume that a train 26 crosses the block section occupied (dashed position Fig.3,). In this case, only a very good result small amount of the block current in the block relay, so that it drops, Im normal In this case, one can expect that the alternating drive current flowing back through the rails, in rails 2z and 22 has approximately the same value. The magnetic fields that in the low-voltage winding of the choke surge through the two rail currents arise, then cancel each other out. However, if for any reason the Current in the rail 21 has a different value than in the rail 22, - stand out the magnetic fields in both Winding halves. des.- throttle shock no longer open and there is a Voltage induced by the driving current: This voltage now has an effect via the Track phase transformer - on track winding 8 of the block relay. Even if now through the driving current in the track winding a current of one frequency to flow that corresponds to the actual block frequency, the block relay itself can with the most favorable phrase position between block flow and the thrusting wave of the drive flow to not wear. This one. Case takes into account closely. 5. Here are enough the four individual waves as shown in Fig. 2, since it is sufficient for the understanding of the process, to consider two waves each for which the phase change is present. The in The external current C induced in the track phase has an uninterrupted curve. The auxiliary phase current D is changed. In the left part of FIG. 5, the block relay would have the opposite direction of rotation, as occurs in the right part. Through this however, that only a relatively short time elapses between two phase changes (In Fig. 2, four periods were assumed), the relay armature is capable of rapidly changing Angular momentum - n = not to be followed and remains in the fallen position. In Fig. 5 the case is considered where the phase shift between extraneous and = block currents Is 90 °; thus the most dangerous case for influencing.

Ergänzend sei bemerkt, daß die beidenPhasen I und II in der tromlieferungsanfage zweckmäßig so-angeordnet sind; daß' eine Beeinflussung untereinander unmöglich ist. Es wird .auf diese Weise vermieden, daß über den Gleisspeisetransförmator 12 -unter Umständen ein Triebstromanteil auf dem Wege über die Phase I und II in die Hilfswicklung des Blockrelais gelangen bann.In addition, it should be noted that the two phases I and II in the electricity supply request are expediently so-arranged; that influencing one another is impossible. In this way it is avoided that via the track feed transformer 12 -under Under certain circumstances, a drive current component on the way via phase I and II into the auxiliary winding of the block relay get bann.

Die Fig;. 3 zeigt nur- ein @usführungsbeispiel der Erfindung. Die Erfindung läßt sich in gleicher Weise z. B. auf einfache - Gle@isstronikreise, d.: h. solche ohne Drosselstöße usw., - anwenden.The fig ;. 3 shows only one embodiment of the invention. the Invention can be used in the same way z. B. on a simple - Gle @ isstronic trip, d .: H. those without throttle thrusts etc. - use.

Am günstigsten für die Ausführung der Erfindung ist-es, .wenn der Umschalter,i3 in dem Augenblick betätigt wird, in dem der Stromgleich Null ist. Dieser Forderung kann durch besondere Ausbildung der Kontakte erfüllt werden. Nötigenfalls ist durch Einschalten von Drosseln und ähnlichep Schaltelementen in .an sich bekannter Weise dafür zu sorgen, daß der Nullwert des Stromes über einen gewissen Teil der Periode hinweg erhalten bleibt.It is most favorable for carrying out the invention if the Changeover switch, i3 is operated at the moment in which the current is equal to zero. This requirement can be met through special training of the contacts. If necessary is known per se by switching on chokes and similar switching elements Way to ensure that the zero value of the current over a certain part of the Is retained throughout the period.

Blei- den bisherigen Betrachtungen wurde vorausgesetzt, däß Umschaltkontakte in der Stromlieferungsanlage das zeitliche Drehen der Stromphase um beispielsweise i8o° bewirken. Dieses schließt jedoch nicht aus, daß durch irgendeine geeignete. Ausbildung des Stromerzeugers unmittelbar eintaktmäßig in der Phase gedrehter Strom geliefert wird.The previous considerations were based on the assumption that changeover contacts in the electricity supply system, the temporal rotation of the electricity phase by, for example cause i8o °. However, this does not preclude that by any suitable. Formation of the power generator directly single-cycle in the phase rotated current is delivered.

Die Erfindung umschließt auch Ausführungsformen, beÄ denen die Änderung der Phasenlage nicht ruckweise erfolgt, sondern stetig, etwa wie in Fig. 6 dargestellt, wo in einer Zeiteinheit die Stromkurve von E über F nach G wandert. In manchen :Fällen wird es sich als vorteilhaft erweisen, die Änderung der Phasenlage unter - Zuhilfenahme eines: Drehstromnetzes zu erzielen. Die Verbraucher sind dann in wechselnder Folge nacheinander an die einzelnen Phasen des Drehstromnetzes anzuschließen.The invention also includes embodiments where the change the phase position does not take place jerkily, but steadily, as shown in Fig. 6, where the current curve moves from E via F to G in a unit of time. In some cases it will prove to be advantageous to use the change in the phase position one: to achieve a three-phase network. The consumers are then in alternating order to be connected one after the other to the individual phases of the three-phase network.

Claims

PATENT CLAIMS i. Circuit arrangement for the power supply of Track circuits that are operated with alternating current, characterized by that - the feed current for the track circuits within a unit of time several times its polarity or its phase position changes.

2. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that in .der track and auxiliary phase of a two-phase motor relay at the same time the phase position of the current is changed.

3. Circuit arrangement according to «Claim i, characterized in that the phase position is continuously changed: g .: Circuit arrangement according to claim i, characterized in that the phase position is changed by i8o °. 5. Circuit arrangement according to claim i, characterized in that that the current is switched at the zero crossing.