DE762163C - Anfahr- und Nutzbremsschaltung in elektrischen Wechselstromfahrzeugen - Google Patents

Description

• Anfahr- und Nutzbremsschaltung in elektrischen Wechselstroxnfahrzeugen . Es sind Nutzbremsschaltungen für Wechselstromfahrzeuge bekannt, bei welchen zur Erzielung einer günstigen Phasenlage des an das Netz gelieferten Stromes die Feldwicklung des Fahrmotors in Reihe mit einem Kondensator an eine Teilspannung des Fahrzeugtransformators angeschlossen ist. Dieser Kondensator ist so bemessen, daB er die induktive Feldspannung ganz oder annähernd kompensiert, wodurch Erregerfluß, Anker-EMK und Ankerstrom ungefähr in Phase kommen.
• Die Spannung am Feld eines Wechselstrom-Reihenschluß-Kommutatormätors ist nun im allgemeinen niedriger als diejenige Spannung, für welche Kondensatoren bestimmter Leistung kleinstes Gewicht und geringste Ab- messungen erhalten. Man hat deshalb besondere Transformatoren venven.det, welche die Spannung am Feld auf eine für den, Kondensator vorteilhafte Spannung übersetzen. Solche Transformatoren sind jedoch verhältnismäßig schwer, da sie die volle Scheinleistung des Kondensators übertragen müssen. Günisägere Verhältnisse ergeben sich, wenn .man die Feldwicklung für eine höhere Spannung bemißt und den Kondensator unmittelbar mit dem Feld in Reihe schaltet.
• Da Kondensator und Feld praktisch auf Resonanz abgestimmt sind, ist die für die Erzeugung des Feldstromes notwendige Spannung trotz der Tatsache, daß das Feld für eine höhere Spannung bemessen ist, außerordentlich klein, und man wird am Fahrzeugtransformator keine passende Anzapfung für den Feldkreis finden. Es hat sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, den Feldkreis über einen besonderen Transformator zu speisen. Dieser ist hochspannungsseitig an eine beliebige An-Z fung des Haupttransforrnators angeschlosa-p sen und hat niederspannungsseitig einige Anzapfungen, damit man bei Inbetriebnahme des Fahrzeuges die richtige Felderregung einstellen kann. Der Transformator erhält kleine Abmessungen, da er nur die Verlustleistung des Feldkreises zu übertragen hat.
• Will man diese Schaltung praktisch verwirklichen, so muß man die Feldwicklung in einzelne Wicklungszweige unterteilen und diese beim Fahrbetrieb parallel und beim Bremsbetrieb in Reihe schalten, um die für den Kondensator günstigste Spannung zu erhalten. Dies erfordert natürlich einen besonderen Feldumschalter und mehrere Zuleitungen zu den Fahrmotoren.
• Wenn man diese Feldumschaltung vermeiden will, so muß man Kondensator und Feldwicklung sowohl im Fahr- als auch im Bremsbetrieb dauernd in Reihe geschaltet lassen. Dies läßt sich erreichen, wenn man einen Kopplungstransformator verwendet, dessen beim Fahrbetrieb vom Ankerstrom durchflossen wird, und an dessen Oberspannungswicklung Kondensator undFeldwicklungangeschlossen sind. Es fließt dann im Feld ein mit dem Ankerstrom gleichphasiger und proportionaler Strom. Im Bremsbetrieb wird nun die NTiederspannungswich.Iung des Kopplungstransformators an eine Teilspannung des Haupttransformators angeschlossen und damit der Feldkreis im INebenschluß erregt. Praktisch ist aber eine solch niedrige Teilspannung am Haupttransformator, wie bereits erwähnt, nicht vorhanden, weshalb man entweder einen besonderen Hilfstransformator benötigt, der die Spannung an der NTiederspannungswicklung des Kopplungstransformators auf eine am Haupttransformator vorhandene Teilspannung übersetzt, oder indem man zusätzliche Widerstände im Feldkreis vorsieht. Die erste Maßnahme bedeutet einen erhöhten Aufwand, die zweite verursacht eine Vergrößerung der Verlustleistung. Dabei werden im allgemeinen auch die im Ankerkreis auftretenden Verluste vergrößert, denn wemi man eine bestimmte Elastizität der Bremsung erzielen will, so muß ein sowohl im Anker- als auch im Feldkreis liegender Verbundwiderstand vorhanden sein, der die Wirkung hat, den Feldstram mit wachsendem Ankerstrom zu schwächen. Einer bestimmten Verbund-,virkung entspricht aber stets ein ganz bestimmtes Verhältnis von Feldwiderstand zu Verbundwiderstand, d. h. aber, der Widerstand des Ankerkreises wird mit wäcbsendern Feldwiderstand ebenfalls größer.
• Diese Nachteile und Schwierigkeiten der üblichen Schaltungen werden durch die Erfindung dadurch beseitigt, daß der Kopplungstransformator zwei Primärwicklungen hat, von denen die erste nur beim Falirhetrieb, und zwar in Reihe mit dem Anker geschaltet. benutzt wird, und die zweite nur bei der Bremsung an den Haupttransformator angeschlossen wird.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es bedeuten u den Haupttransformator des Fahrzeuges, b den Anker und, c das Feld des Triebmotors. Letzteres ist mit dem Kondensator d, der Wicklung ;st des Kopplungstransformators e und dem Verbundwiderstand f in Reihe geschaltet. Der Anker b des Fahrmotors liegt über die Wicklung it des Kopplungstransformators und den Umschalter g an der Spannung U. Die Wicklung p des Kopplungstransformators ist über den Schalter la an die Spannung LT, angeschlossen. Ist der Schalter la geöffnet und steht der Umschalter g in Stellung I, so ist die Fahrschaltung hergestellt. Wird der Umschalter g in die Stellung 1I gebracht und der Schalter Ir geschlossen, so ist die N utzbremsschaltung vorhanden. Der Verlauf von Anker- und Feldstrom ist durch Pfeile in der Zeichnung kenntlich gemacht, und zwar bedeuten die ausgezogenen Pfeile den Stromverlauf beim Fahren, die gestrichelten Pfeile den Stromverlauf beim Bremsen. Der Verbundwiderstand (kann bei der Fahrschaltung ohne Bedenken im Feldkreis bleiben, da er dann nur von einem Bruchteil des Stromes, wie er beim Bremsen auftritt, durchflossen wird, also keine wesentlichen Verluste erzeugt. Selbstverständlich kann er auch durch einen besonderen Schalter überbrückt werden. Abgesehen von den bereits genannten Vorzügen hat diese Schaltung gegenüber den bekannten zudem den Vorteil größerer Einfachheit.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anfahr- und Nutzbremsschaltung in elektrischen Wechselstromfahrzeugen, bei welcher die Feldwicklung des Triebmotors dauernd mit einem Kondensator und der Sekundärwicklung eines Kopplungstransformators in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopplungstransformator zwei Primärwicklungen hat, von denen die erste nur beim Fahrbetrieb, und zwar in Reihe mit dem Anker geschaltet, benutzt wird, und die zweite nur bei der Bremsung an den Haupttransformator angeschlossen wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 6o2 gor ; französische Patentschrift Nr. 513 808; schweizerische Patentschrift Nr. 161 q.70.