DE761083C

DE761083C - Anordnung zur Nutzbremsung von Wechselstromfahrzeugen

Info

Publication number: DE761083C
Application number: DEB187828D
Authority: DE
Inventors: Theodor Dr Buchhold
Original assignee: BROWN
Current assignee: BROWN
Priority date: 1939-06-28
Filing date: 1939-06-28
Publication date: 1951-08-09

Description

Anordnung zur Nutzbremsung von Wechselstromfahrzeugen Es sind Nutzbremsschaltungen für Wechselstromfahrzeuge bekannt, bei denen zur Erzielung einer günstigen Phasenlage zwischen Nutzbremsstrom und Netzspannung Kändensatoren in Reihe mit .den Feldern der Fahrmotoren geschaltet sind. Solche Schaltungen arbeiten in der Nähe der Resonanz zwischen Feld und Kondensator, und es ist daher verständlich, daß die für die Erzeugung desFeldstromes #lotwendigeSpannung außerordentlich klein ist, denn sie hat nur den durch die Verluste hervorgerufenen. Spannungsabfall zu überwinden..
Da nun derFahrzeugtransformator aus baulichen Gründen keine derart niedrigen Spannungsstufen zuläßt, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Feldkreis durch einen hesonder,en Erregertransformator zu speisen. Dieser ist hochvoltseitig aneine seiner Primärwicklung entsprechende Anzapfung des Haupttransformators angeschlossen und. hat auf der Unterspannungsseite einige Anzapfungen, damit man bei Inbetriebnahme des Fahrzeuges eine gewisse Freiheit in der Wahl der dem Feldkreis aufgedrückten Spannung hat.
Eine solche Nutzbremsschaltung hat Nebenschlußcharakter, d. h. es ergeben sich starke Strom- und Drehmomentänderungen bei nur geringer Änderung der Geschwindigkeit. Soll der Nutzbremsbetrieb jedoch elastisch sein, so ist eine Kompoundierung notwendig, bei der mit wachsendem Ankerstrom das Feld geschwächt wird. Diese Wirkung erreicht man durch einen sowohl im Anker- als auch im Feldkreis liegenden Verbundwiderstand. Nimmt nun der Ankerstrom zu, so vergrößert er den Spannungsabfall im Feldkreis und bewirkt somit ein Sinken des Feldstromes.
Man sollte nun annehmen, daß unabhängig von der jeweiligen Geschwindigkeit des Fahrzeuges, also auch unabhängig von der gerade angeschlossenen Stufe des Haupttransformators, einem bestimmten Ankerstrom auch ein ganz bestimmter Feldstrom entspricht. Dies ist aber nicht der Fall, denn es zeigt sich, daß bei gleichem Ankerstrom der Feldstrom mit sinkender Drehzahl, also mit kleiner werdender Spannung des Haupttransformators, stark abnimmt.
Schuld daran sind die Kurzschluf)ströme, die in den durch die Bürsten kurzgeschlossenen Windungen des Ankers unter dem Einfluß des Erregerfeldes fließen. Ähnlich wie bei einem kurzgeschlossenen Transformator sind diese Ströme von Einfluß auf die im Feldkreis auftretenden Verluste, die sich mit der Drehzahl ändern. Infolge der Indukticität der kurzgeschlossenen Windungen des Ankers erreichen die Kurzschlußströme bei hoher Drehzahl, also kleiner Kurzschlußzeit, geringe- Werte, als wenn die einzelnen Windungen infolge niedrigerer Drehzahl länger kurzgeschlossen werden. Der scheinbare Feldwiderstand ist also bei kleinerer Drehzahl größer, und damit muß der Erregerstrom sinken. Da nur. aber auch bei kleinerer Geschwindigkeit möglichst das volle Bremsmoment erzielt werden soll, müßte bei abnehmendem Erregerstrom der Ankerstrom erhöht werden. Dies bedeutet aber erhöhte Erwärmung des Ankers und damit schlechte Ausnutzung des Motors. Auch wegen der Kommutierung ist eine beliebige 1'ergrößerun- des Ankerstromes nicht zulässig.
Diese Nachteile werden nun erfindungsgemäß auf einfachste Weise dadurch beseitigt, daß die Spannung des Feldkreises durch einen Zusatztransformator unabhängig vom Strom des Fahrmotors, lediglich in Abhängigkeit von der Regelspannung des Haupttransformators geändert wird. Durch die so erzeugte Zusatzspannung zur Erregerspannung werden die durch diekurzgeschlossenen Ankerwindungen im Feldkreis erzeugten Spannungsabfälle -wieder ausgeglichen.
Zusatztransformatoren in Nutzbremsschaltungen von Kollektormotoren bei Wechselstromfahrzeugen mit im Feldkreis des Fahrmotors liegendem Kondensator sind an sich bekannt. Entweder sind sie aber stromabhängig und ergeben dann die obenerwähnte Kompoundierung bz«-. Gegenkompoundierung, oder sie sind an eine feste Anzapfung des Haupttransformators angeschlossen und liefern daher eine gleichbleibende Zusatzspannun-. -Mit diesen beiden bekannten Anordnungen können die dargelegten 'Nachteile nicht vermieden werden.
Am zweckmäßigsten ist es, den Zusatztransformator nach der Erfindung so ati7uschließen, daß der feste Anschluß an einer mittleren Spannungsstufe des Haupttransformators liegt, da dann der Zusatztransformator nur für die halbe Leistung bemessen werden muß. Beim Schließen der 1littelanzapfung des Haupttransformators ist hier die Zusatzspannung gleich Null, während bei höheren Stufen von der Erregerspannung eine Zusatzspannung abgezogen und bei niedrigeren Stufen dazuaddiert wird. Ani @%"esen der Erfindung ändert sich nichts, wenn man den Zusatztransformator für die doppelt Leistung bemißt und einerseits an der liöciisten Transformatorstufe und andererseits. wie bei Zu- und Gegenschaltung, am Spannungsteiler des Stufenschalters anschließt.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für Zu- und Gegenschaltung. Darin. bedeutet a den Haupttransformator des Fahrzeuges, b den Anker und c das Feld des Fahrmotors. Letzteres wird durch den kleinen Erregertransformator il fremderregt und ist mit dem Kondensator e und dem Verbundwiderstand f in Reihe geschaltet. Der Erregertransformator d ist primärseitig an die Spannung L`, des Haupttransformators angeschlossen. Der Ankerkreis wird aus dem Anker b und dem Verbundwiderstand f gebildet und liegt an der Spannung L" des Haupttransformators. die durch den Stufenschalter g verändert werden kann. Der Verlauf von Anker- und Feldstrom J,, und J; ist durch Pfeile kenntlich gemacht. Die Sekundärwicklung des kleinen Zusatztransformators lr liegt in Reihe mit der Feldwicklung c, dem Kondensator c und der Sekundärwicklung des Erregertransformators d. Die Primärwicklung des Zusatztransformators liegt z. B. einerseits an der Mittelanzapfung des Haupttransformators und andererseits wie der Anker des Fahrmotors am Spannungsteiler i des Stufenschalters g.
Durch die Erfindung ergeben sich, wie aus vorstehenden Erörterungen liercor-elit, die Vorteile, daß das Bremsmoment bis zu kleinen Geschwindigkeiten in seiner vollen Höhe 1>estehenbleibt. Die Bremszeit wird verkürzt, und die -Motoren werden besser ausgenutzt. Ebenso wirkt sich die erfindungsgemäße -Xnordnun` günstig auf die Kommutierun` aus.

Claims

PATENTAN SPRC CHF: i. Anordnung zur Nutzbremsung von @%'ecliselstromfalirzeugen mit im Feldkreis des Fahrmotors liegendem Kondensator und ,einem an eine feste Anzapfung des Haupttransformators angeschlossenen Erregertransformator, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Feldkreises durch einen Zusatztransformator unabhängig vom Strom des Fahrmotors, lediglich in Abhängigkeit von der Regelspannung des Haupttransformators geändert wird. a. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung .des Zusatztransformators (h) einerseits fest aneiner Spannungsstufe des Haupttransformators und andererseits am Spannungsteiler (i) des Stufenschalters (g) angeschlossen ist, wäh.rend-die Sekundärwicklung des Zusatztransformators in Reihe mit der Sekundärwicklung des fest angeschlossenen Erregertransformators (d) liegt. 3. Anordnung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, da.ß der feste Anschluß der Primärwicklung des Zusatztransformators an einer mittleren Spannungsstufe des Haupttransformators liegt. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 331 503, 669 874, 687 3:27; schweizerische Patentschrift Nr. 197 465; ETZ 1938, S. 84 u. 85; Elektrische Bahnen 1932, S. 255 ff.