DE745274C

DE745274C - Control, especially multiple control, for electric traction vehicles

Info

Publication number: DE745274C
Application number: DES151312D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Mueller; Dr-Ing Wolfgang Steinbauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-07-21
Filing date: 1942-07-21
Publication date: 1944-03-24

Description

Steuerung, insbesondere Vielfachsteuerung, für elektrische Triebfahrzeuge Es sind Vielfachsteuerungen für elektrisch angetriebene Fahrzeuge (Lokomotiven und Triebwagen) bekannt, die darauf beruhen, daß mit Hilfe des Führerschalters auf dein führenden Fahrzeug .eine der angestrebten Motorspannung entsprechende Spannung eingestellt wird und daß auf den einzelnen Fahrzeugen über durchlaufende Steuerleitungen diese Spannung und die xriittels der Schaltwerke von den Regeltransformatoren abgenommenen Spannungen, die tatsächlich an die Motoren angelegt werden, .über Differentialrelais verglichen werden. Durch diese Differentialrelais werden die selbsttätigen Schaltwerksteuerungen der einzelnen Fahrzeuge so lange verstellt, bis die an den Motoren liegende Spannung mit der. auf dem führenden Fahrzeug mittels des .Steuerschalters eingestellten Spannung übereinstimmt.Control, in particular multiple control, for electric traction vehicles There are multiple controls for electrically powered vehicles (locomotives and Railcars) known, which are based on the fact that with the help of the driver's switch on your leading vehicle. a voltage corresponding to the desired motor voltage is set and that on the individual vehicles via continuous control lines these Voltage and the xriittels of the switching mechanisms from the regulating transformers Voltages actually applied to the motors via differential relays be compared. The automatic derailleur controls are controlled by these differential relays of the individual vehicles adjusted until the voltage applied to the motors with the. The voltage set on the leading vehicle using the control switch matches.

Die praktische Verwirklichung dieses an sich einfachen technischen Gedankens kann erhebliche Schwierigkeiten bieten. _ Werden beispielsweise Feinreglersteuerungen vorgesehen, bei denen der Übergang zwischen den Hauptstufen durch einen Kollektorfeinregler o. dgl. erfolgt, so ergibt sich, daß -u. U. beim Durchregeln der Steuerung die Spannungsänderung nicht vollkommen gleichmäßig erfolgt, vielmehr tritt nach dein Verlassen der Hauptstufe meist ein Spannungsabfall auf und erst nach weiterem Drehen eine Zunahme der- Spannung.The practical realization of this technically simple one Thought can present considerable difficulties. _ Are, for example, fine control systems provided in which the transition between the main stages by a collector fine regulator o. The like. It follows that -u. U. the voltage change when regulating the control does not take place completely evenly, rather occurs after you leave the main level usually a voltage drop and only after further turning an increase in voltage.

Außerdem können auch die Stufenspannungen auf den verschiedenen Lokomotiven untereinander etwas abweichen, beispielsweise ist dies dann der Fall, wein bei einer Lokomotive etwa ein Motor wegen eines Schadens abgeschaltet ist und infolgedessen der vorhandene Lokomotivtransformator nur einen verringerten Strom führt. Man kann zwar diese Schwierigkeiten bis zu einem gewissen Grad dadurch vermeiden, daß die Differentialrelais verhältnismäßig unempfindlich ausgeführt werden, so daß sie erst bei bestimmten Differenzen ansprechen. Hierdurch ergeben sich aber andere Nachteile beim Betrieb, insbesondere bleiben die Schaltwerke der geführten Lokomotiven gegenüber der führenden Lokomotive zurück.You can also check the step voltages on the various locomotives differ slightly from each other, for example this is the case, cry with one Locomotive about one engine is shut down due to damage and as a result the existing locomotive transformer only carries a reduced current. One can to avoid these difficulties to a certain extent by having the Differential relays are made relatively insensitive, so that they only at certain Address differences. However, this results other disadvantages in operation, in particular the switching mechanisms remain the guided Locomotives back against the leading locomotive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vervollkommnung derartiger, nach dem Vergleichsprinzip arbeitender Steuerungen mit einer Grobstufenregelung und einer zur Überbrückung der Grobstufen dienenden Feinregelung zu schaffen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß mehrere zusammenwirkende Vergleichsregeleinrichtungen vorhanden sind, von denen die eine in Abhängigkeit von der Grobstufenregelung, die andere in Abhängigkeit von der Feinstufenregelung arbeitet. Die Vergleichsregelung erfolgt am vorteilhaftesten nicht unmittelbar durch .die mit Hilfe der Schaltwerke den Motoren zugeführten Spannungen, vielmehr werden Hilfsspannungen vorgesehen, die der jeweils gewünschten Stellung des Schaltwerkes und des Feinreglers entsprechen und der Grobstufenspannung und Feinstufenspannung proportional sind. Diese Hilfsspannungen «erden besonderen kleinen Steuertransformatoren entnommen, wobei in Abhängigkeit von den Bewegungen der Schaltwerke entsprechende Regelkontakte betätigt ,v erden. Mit diesen der Grobstufenspannung bzw. Feinregelspannung entsprechenden Hilfsspannungen werden über die Vergleichssteuereinrichtungen (Differentialrelais) zwei Steuerspannungen verglichen, die mittels des Führerschalters auf dem führenden Fahrzeug eingestellt werden.The invention is based on the task of perfecting such, controls working according to the principle of comparison with a coarse level control and to create a fine control that bridges the coarse levels. According to the invention this is achieved in that several cooperating comparison control devices are available, one of which, depending on the coarse level control, the others work depending on the fine-tuning control. The settlement rule is best done not directly through .the with the help of the switchgear voltages supplied to the motors, rather auxiliary voltages are provided, which correspond to the desired position of the switching mechanism and the fine control and the coarse step voltage and fine step voltage are proportional. These auxiliary voltages «Earth special small control transformers are taken, depending on corresponding control contacts actuated by the movements of the switchgear. With these auxiliary voltages corresponding to the coarse step voltage or fine control voltage two control voltages are generated via the comparison control devices (differential relays) compared that set by means of the driver's switch on the leading vehicle will.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden, dessen grundsätzliches Schaltschema in der Zeichnung wiedergegeben ist. In dem Schaltbilde sind lediglich die Stromkreise der Vergleichssteuereinrichtung wiedergegeben. Die Motorenstromkreise selbst, ebenso wie die Motorenschaltwerke sind zur V ereinfachting in der Zeichnung nicht dargestellt bzw. nur angedeutet. Auf der steuernden Lokomotive I sind bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung zwei durch den Fahrzeugführer zu bedienende Steuertransformatoren i und 3 vorhanden. denen die mittels des Steuerorgans verstellbaren Regelkontakte 2 und d. zugeordnet sind. Der Transformator i hat eine den Anzapfungen des Hauptregeltransformatorentsprechende Anzahl von Anzapfutigen. Ebenso entspricht der Transformator 3 mit seinen Anzapfungen dem Feinregeltransformator des Hauptschaltwerkes.In the following, the invention will be described in more detail by means of an exemplary embodiment are explained, the basic circuit diagram of which is shown in the drawing is. Only the circuits of the comparison control device are shown in the circuit diagram reproduced. The motor circuits themselves, as well as the motor switchgear are not shown or only indicated in the drawing for simplification purposes. On the controlling locomotive I are in the device designed according to the invention two control transformers i and 3 to be operated by the driver are available. which the adjustable by means of the control element control contacts 2 and d. assigned are. The transformer i has a taps corresponding to the main regulating transformer Number of people to be drawn. The transformer also corresponds to 3 with its taps the fine control transformer of the main switchgear.

Mittels des Regelkontaktes .I kann dem Transformator 3 eine feinstufig regelbare Spannung entnommen werden. All dein fernzusteuernden Schaltwerk -,5 sind zwei entsprechende Steuertransformatoren 5 und 7 angebracht. Die Anzapfungen des Transformators 5, an denen der Regelkontakt V entlang geschaltet wird. entsprechen den Grobstufen, die Anzapfungen des RegeltransformatOrs 7, an denen der Regelkontakt 8 entlang geschaltet wird, den Feinstufen des Schaltwerkes. Die Kontakte (i und 8 «-erden von dem Steuermotor zugleich finit dem Schaltwerk 25 und dem Feinregler 24 ill gleichem Maße bewegt, so claß beispielsweise der Kontakt 6 stets auf der entsprechenden Grobstufe steht wie das -Nockenschaltwerk und Kontakt 8 auf einer der Feinreglerstellung entsprechenden Schaltstufe. Für die Wirkungsweise der Steuerung ist es nur wesentlich, daß die Spannungen der Hilfstransformatoren i und 5 sowie 3 und 7 auf den einzelnen Schaltstufen gleich sind. Im übrigen können diese Spannungen unabhängig von den tatsächlich an dein Stufenschaltwerk oder Feinregler vorhandenen Spannungen K#!-wählt werden. Zwischen Kontakt 2 des \-rnn Führerschalter aus regelbaren Transformators i und Kontakt 6 des vom Schaltwerk aus geregelten Transformators 5 ist das Differentialrelais 9 eingeschaltet. das als polarisiertes Relais ausgebildet ist. Der bewegliche Kontakthebel io dieses Relais kann die Kontakte 1i, 12 und 13 bestreichen. Stehen die Ki>iV takte 2 und 6 auf den gleichen Stufen, so besteht keine Differenzspannung. Das Relais bleibt in der Mittelstellung, so daß der Kontakthebel io auf dem Mittelkontakt 12 stellt. Stellt der Fahrzeugführer mittels des Regelkontaktes 2 eine höhere Stufenspannung ein, so fließt vom Kontakt 2 über das Relais 9 ein Steuerstrom nach dem Regelkontakt 6 des Transformators 5. Der bewegliche Schalthebel io schlägt beispielsweise nach links aus und kommt mit dem Kontakt i i in Berührung. Infolgedessen fließt ein Steuerstrom über den Kontakthebel io, Kontakt ii, Leitung 18, Feldwicklung 2o zum Anker 22 des Steuermotors. Dieser beginnt zu laufen und treibt über die Welle 23 sowohl das Hauptschaltwerk 25 und den Feinregler 2d. wie auch den Regelkontakt 6 am Steuertransformator 5 bis zur nächst höheren Schaltstufe all. Sobald wieder Spannungsgleichheit zwischen den Regelkontakten 2 und 6 hergestellt ist. geht das Relais 9 in die Ruhestellung, wodurch der Steuerstrom für den Schaltwerksantriebsmotor unterbrochen wird.By means of the control contact .I, a voltage that can be regulated in fine steps can be taken from the transformer 3. All of your remote-controlled switchgear -, 5 two corresponding control transformers 5 and 7 are attached. The taps of the transformer 5, on which the control contact V is switched along. correspond to the coarse stages, the taps of the regulating transformer 7, along which the regulating contact 8 is switched, to the fine stages of the switching mechanism. The contacts (i and 8 ″ -ground from the control motor at the same time finitely moved the switching mechanism 25 and the fine controller 24 ill the same extent, so that, for example, the contact 6 is always on the corresponding coarse level like the -nockenschaltwerk and contact 8 on a position corresponding to the fine controller For the operation of the control it is only essential that the voltages of the auxiliary transformers i and 5 as well as 3 and 7 are the same on the individual switching stages. The differential relay 9 is switched on between contact 2 of the driver's switch from controllable transformer i and contact 6 of the transformer 5 controlled by the switchgear. Coat 12 and 13. If the Ki> iV bars 2 and 6 are the same Levels, there is no differential voltage. The relay remains in the middle position so that the contact lever io on the middle contact 12. If the driver sets a higher step voltage by means of the control contact 2, a control current flows from the contact 2 via the relay 9 to the control contact 6 of the transformer 5. The movable switching lever io, for example, deflects to the left and comes into contact with the contact ii. As a result, a control current flows via the contact lever io, contact ii, line 18, field winding 2o to the armature 22 of the control motor. This begins to run and drives both the main switching mechanism 25 and the fine regulator 2d via the shaft 23. as well as the control contact 6 on the control transformer 5 up to the next higher switching stage all. As soon as the voltage equality between the control contacts 2 and 6 is established again. the relay 9 goes into the rest position, whereby the control current for the switching mechanism drive motor is interrupted.

Bei Bewegung des Regelkontaktes 2 in eilte niedrigere Schaltstellung fließt ein Strom vorn Regelkontakt 6 durch das Relais 9 nach dem Regelkontakt 2. Der Schalthebel io wird auf den Kontakt 13 bewegt. Über Leitungen to sowie die zweite Feldspule 2i erhält nullmehr .der Anker 22 des Schaltwerkantriebsmotors Strom, der Motor läuft umgekehrt und schaltet sowohl die Schaltwalze 25 wie den Regelkontakt 6 am Steuertransformator 5 um eine Stufe zurück.When the control contact 2 moves into a hasty lower switch position, a current flows from the control contact 6 through the relay 9 to the control contact 2. The switching lever io is moved to the contact 13. Via lines to and the second field coil 2i, the armature 22 of the switching mechanism drive motor receives current, the motor runs in reverse and switches both the switching drum 25 and the control contact 6 on the control transformer 5 back one step.

In genau der gleichen Weise wird die abhängig von der Feinregelung arbeitende Vergleichssteuereinrichtung wirksam. Dem Relais 9 der Grobstufenregelung entspricht das Relais 14 der Feinstufenregelung. Wird der Regelkontakt q. auf eine einer höheren Spannung entsprechende Stellung bewegt, so wird der Kontakthebel i5 des Relais 1q. nach links auf dem Kontakt -16 bewegt. Es verläuft ein Steuerstrom über die Leitung 18 und die Feldwicklung 2o zurrt Anker 22 des Schaltwerkantriebsmotors, der im Aufwärtsschaltsinne anläuft. Hierdurch werden der Feinregler 2d. und Kontakt 8 des Regeltransforrnators 7 so lange verstellt, bis der letztere die gleiche Stellung einnimmt wie der Kontakt q.. In entsprechender Weise kann durch Bewegung des Regelkontaktes 4 auch eine Abwärtsregelung herbeigeführt werden. Die Schaltung ist derart getroffen, daß die von der Feinregelung abhängige Steuerung die Grobstufensteuerung ergänzt. Da Feinregelung und Grobstufenregelung in ganz bestimmter Weise abhängig voneinander erfolgen müssen - in der Regel sind Feinregler und Nockenschaltwerk durch einen Maltesekreuzantrieb oder ein ähnliches Getriebe gekuppelt -, sind die Regelkontakte 2 und q. des Führerschalters miteinander gekuppelt, so daß sich stets die richtigen Arbeitsverhältnisse der Steuerung ergeben: Der Kontakthebe1 i5 des Relais 14 kann nur dann Steuerstrom erhalten, wenn der Kontakthebel io des abhängig von der Grobstufensteuerung arbeitenden Relais 9. in Ruhe ist und auf dem Mittelkontakt i2 steht. Infolgedessen wird zuerst stets die richtige Grobstufeneinregelung bewirkt, erst danach kann die.Feinreglersteuerung erfolgen.In exactly the same way, it becomes dependent on the fine control working comparison control device effective. Relay 9 of the coarse level control Relay 14 corresponds to the fine level control. If the control contact q. on a a position corresponding to a higher voltage is moved, the contact lever i5 of relay 1q. moved to the left on contact -16. There is a control current Via the line 18 and the field winding 2o zurrt armature 22 of the switching mechanism drive motor, which starts in the upshift direction. As a result, the fine regulator 2d. and contact 8 of the regulating transformer 7 is adjusted until the latter has the same position assumes like the contact q .. In a corresponding manner, by moving the control contact 4 a down regulation can also be brought about. The circuit is made in such a way that that the control dependent on the fine control supplements the coarse level control. Since fine control and coarse level control are dependent on each other in a very specific way must be done - as a rule, the fine control and cam switchgear are by one Maltese cross drive or a similar gear coupled - are the control contacts 2 and q. of the driver's switch are coupled together so that the correct ones are always available Working conditions of the control result: The Kontakthebe1 i5 of the relay 14 can only receive control current if the contact lever io des dependent on the coarse level control working relay 9. is at rest and is on the center contact i2. Consequently the correct coarse level adjustment is always effected first, only then can the fine control take place.

War im vorstehenden die Wirkungsweise der den Gegenstand der Erfindung bildenden Steuerung im wesentlichen für das führende Fahrzeug beschrieben, so ist grundsätzlich hinsichtlich der Steuerung der geführten Fahrzeuge kein wesentlicher Unterschied vorhanden. über die mit den Regelkontakten 2 und q. der führenden Lokomotive verbundenen Kuppelleittuigen 30 und 31 sind auf der geführten Lokomotive II über die Umschalter 32 und 33 in völlig gleicher Weise an die Regelkontakte :2 und q. die Differentialrelais 9' bzw. 1d.' angeschlossen, die wiederum mit den Regelkontakten 6', 8' der dem Schaltw erk@5'zugeordrietenlIilfstransformatoren 5' bzw. 7' verbunden sind. Man erkennt leicht, daß grundsätzlich in der gleichen. Z'!eise. auch mehr als *zwei Fahrzeuge von dem Fahrzeug I aus gesteuert werden können.If the mode of operation of the control forming the subject of the invention was described above essentially for the leading vehicle, there is basically no significant difference with regard to the control of the controlled vehicles. via the control contacts 2 and q. Kuppelleittuigen 30 and 31 connected to the leading locomotive are connected to the control contacts on the guided locomotive II via changeover switches 32 and 33 in exactly the same way: 2 and q. the differential relays 9 'or 1d.' connected, which in turn are connected to the regulating contacts 6 ', 8' of the switchgear @ 5 'zueordrietenlIilfstransformatoren 5' and 7 '. It is easy to see that basically in the same. Z '! Iron. even more than two vehicles can be controlled from vehicle I.

Zweckmäßigerweise werden die miteinander gekoppelten Fahrzeuge untereinander alle gleich ausgebildet. In diesem Falle ist es auch möglich, jedes der Fahrzeuge als führendes Fahrzeug zu verwenden. In Fällen, in denen dies nicht erforderlich ist, können die Steuertransformatoren i' und 3' entfallen.The vehicles which are coupled to one another are expediently connected to one another all trained equally. In this case it is also possible to use any of the vehicles to use as a leading vehicle. In cases where this is not necessary is, the control transformers i 'and 3' can be omitted.

Eine vorteilhafte Vereinfachung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung kann dadurch herbeigeführt werden, daß die Spannungen der Hilfstransformatoren i, 3, 5 und 7 bzw. i', 3', 5' und 7' gleich groß gemacht werden. Man kann infolgedessen an Stelle der Transformatoren i und 3 bzw. 5 und 7 je einen einzigen gemeinsamen Regeltransformator vorsehen. Selbstverständlich müssen in diesem Falle die Regeltransformatoren gesonderte Kontaktbahnen für die Regelkontakte 2, d. bzw. 6, 8 erhalten. Eine weitere Vereinfachung kann dadurch erreicht werden, daß überhaupt nur ein einziger Hilfstransformator vorgesehen ist, der vier Kontaktbahnen für die Regelkontakte 2, d., 6 und 8 aufweist. Die Kontakte :2 und d. müssen in diesem Falle fernbetätigt werden, was durch eine einfache mechanische Kraftübertragungseinrichtung leicht erreicht werden kann. Dieser Antrieb kann sehr leicht ausgeführt werden, weil die zu übertragenden Kräfte nur außerordentlich klein werden.An advantageous simplification of the control device according to the invention can be brought about by the fact that the voltages of the auxiliary transformers i, 3, 5 and 7 or i ', 3', 5 'and 7' are made the same size. As a result, one can instead of the transformers i and 3 or 5 and 7 each have a single common Provide regulating transformer. Of course, the regulating transformers must be used in this case separate contact tracks for the control contacts 2, d. and 6, 8 respectively. Another Simplification can be achieved by using only a single auxiliary transformer is provided, which has four contact tracks for the control contacts 2, i.e., 6 and 8. Contacts: 2 and d. must be operated remotely in this case, which is done by a simple mechanical power transmission device can be easily achieved. This Drive can be carried out very easily because the forces to be transmitted only become extraordinarily small.

Auch in anderer Beziehung kann die erfindungsgemäß ausgebildete Steuereinrichtung abgeändert werden. Um die Steuertransformatoren der verschiedenen Lokomotiven auf genau gleichen Spannungen zu halten, kann man sie an eine gemeinsam durchlaufende Hilfsleitung 35 legen, die von der vorderen Lokomotive aus gespeist wird.The control device embodied according to the invention can also be used in other ways be modified. To the control transformers of the various locomotives on To keep exactly the same tensions, you can transfer them to a joint Lay auxiliary line 35, which is fed from the front locomotive.

Die Anwendung der 4rfindung ist nicht auf \Ä7echselstromfahrzeuge beschränkt, vielmehr kann die Erfindung auch bei Gleichstromfahrzeugen mit einer Grobstufenregelung und einer zusätzlichen Feinstufenregelung Anwendung finden. An die Stelle der Transformatoren müssen in diesem Falle Spannungsteilerwiderstände treten.The application of the invention is not to AC vehicles limited, rather, the invention can also be used in DC vehicles with a Coarse level control and an additional fine level control are used. At In this case, the transformer must be replaced by voltage divider resistors step.

Selbstverständlich kann der Erfindungsgedanke auch dann Anwendung finden, wenn eine mehrfache Zwischenregelung vorgesehen ist, bei der die Regelstufen der Feinregelung nochmals durch einen Zwischenfeinregler überbrückt werden.Of course, the idea of the invention can then also be applied find when a multiple intermediate control is provided in which the control stages the fine control can be bridged again by an intermediate fine control.

Sind die Lokomotiven in üblicher Weise mit zwei Führerständen versehen, so können auf jedem der Führerstände zwei Steuertransformatoren i und 3 vorgesehen werden. Auf dem unbenutzten Steuerstand werden diese Steuertransformatoren dann abgeschaltet, was- mit Hilfe der Fahrtrichtungsschaltwalze oder besonderer Ordnungsschalter erfolgen kann. Statt dessen ist es aber auch möglich, beim Vorhandensein von zwei Führerständen nur einen Satz Steuertransformatoren i und 3 vorzusehen und die Regelung dieser Steuertransformatoren auf mechanischem Wege von den Führerständen aus zu bewerkstelligen.If the locomotives are provided with two driver's cabs in the usual way, so two control transformers i and 3 can be provided on each of the driver's cabs will. These control transformers are then placed on the unused control station switched off what- with the help of the travel direction switch drum or special order counter can be made. Instead, it is also possible if there are two driver's cabs, only one set of control transformers i and 3 to provide and the regulation of these control transformers on mechanical To accomplish ways from the driver's cabs.

Claims

PATEXT CLAIMS: i. Control, especially multiple control, for electric traction vehicles with automatic switching mechanism and comparison control device, characterized in that several cooperating comparison control devices are present, one of which depends on the switching of the coarse stages and the other is controlled depending on the regulation of the fine control stages. z. Multiple control according to claim i, characterized in that as a function from the actuation of the driver's switch one of the activated coarse level hurries - .speaking Voltage and also a voltage corresponding to the controlled fine control stage can be set and that these voltages via differential relays with control transformers Entnoininenen auxiliary voltages are compared, which correspond to the actuation of the coarse or fine stage switchgear. 3. Multiple controls according to Claim i, characterized in that the Differential relay so dependent on the differential relay of the coarse level control is made so that it can only take effect after the coarse levels have been controlled. 4th Multiple control according to claim i, characterized in that the control contacts for the coarse-Lind fine control both in the driver's cab and on the Switching mechanisms are each connected to a regulating transformer. 5. Multiple controls according to claim i, characterized in that @ all control contacts at taps one and the same regulating transformer are connected, with the control the switching steps serving contacts from the driver's cab of the leading vehicle be driven from mechanical means by a linkage o. The like. 6. Multiple controls according to claim i, characterized in that they supply the comparison voltages Auxiliary transformers of the various locomotives to a continuous feed line connected, which is fed from your leading vehicle. ;. Multiple controls according to claim r, characterized in that the comparison control devices of the guided vehicles via coupling lines to those on the leading vehicle the control voltages set on the driver's switch are connected. For demarcation the subject of the application from the state of the art are not in the granting procedure Pamphlets have been considered.