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Nutzbremsschaltung für Wechselstromfahrzeuge Es ist bekannt, beilWechselstromfahrzeugen
Nutzbremsschaltungen anzuwenden, wobei die Motoren als Generatoren betrieben werden
und einen großen Teil der in dem Fahrzeug vorhandenen Bewegungsenergie in elektrische
Energie umwandeln und an das Fahrleitungsnetz zurückgeben. Eine besonders vorteilhafte
Nutzbremsschaltung für derartige Wechselstromfahrzeuge zeichnet sich dadurch aus,
daß beim Nutzbremsbetrieb die Feldwicklungen, im Nebenschluß zum Anker an eine Anzapfung
des Transformators angeschlossen sind. Zur Herstellung der richtigen Phasenlage
des Erregerfeldes ist ein Kondensator im Erregerstromkreis vorgesehen. Dabei ist
der Erregerstromkreis an eine feste Spannungsanzapfung des Regeltransformators-angeschlossen.
Die Anwendung derartiger Nutzbremsschaltungen bereitet insofern Schwierigkeiten,
als ohne größere Stromstöße die Einschaltung der Bremsung nur dann möglich ist,
wenn das die Fahrmotoren an den Stufentransformator anschließende Regelschaltwerk
in einer ganz bestimmten der Fahrgeschwindigkeit entsprechenden Stellung steht.
Mit selbsttätigen Schaltwerken und besonderen Hilfssteuereinrichtungen läßt sich
ohne weiteres eine befriedigende Wirkungsweise
derartiger Bremsschaltungen
erreichen. Durch eine selbsttätig wirkende N achlaufsteuereinrichtung wird dann
in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit das Schauwerk jeweils in die der
Fahrgeschwindigkeit entsprechende Stellung bewegt. Ist die Bremsung eingeschaltet,
so wird selbsttätig in Abhängigkeit von einem Stromwächter eine Regelung der Bremsung
auf im wesentlichen gleichbleibende Bremsströme dadurch ermöglicht, daß das Schaltwerk
umgekehrt wie beim Fahrbetrieb entsprechend der Verringerung der Geschwindigkeit
die Ankerstromkreise nacheinander an niedrigere Spannungsstufen bnv. Anzapfungen
des Transformators anschließt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Bremsschaltung
zu schaffen, bei der ohne die Anwendung verwickelterer Nachlaufsteuereinrichtungen
u. dgl. eine befriedigende Arbeitsweise erreicht werden kann und insbesondere ohne
weiteres durch Betätigung des Schaltwerkes im gleichen Drehsinn wie beim Aufwärtsschalten
die Bremsung herbeigeführt werden kann. Dabei soll gleichzeitig ein möglichst günstiger
Leistungs- und Drehmomentfaktor und ein stabiler Betrieb gewährleistet sein.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der einen Kondensator
sowie die Feldwicklungen enthaltende Erregerstromkreis derart an die eine veränderliche
Spannung führende Motorstromzuleitung des Ankerstromkreises angeschlossen ist, daß
die Erregung der Fahrmotoren mit zunehmender Spannung des Ankerstromkreises erhöht
und mit abnehmender Spannung des Ankerstromkreises vermindert wird.
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Die erfindungsgemäß ausgebildete Schaltung hat den großen Vorteil
zur Folge, daß bei Einleitung der Bremsung lediglich eine Umschaltung des Fahrbremswenders
erforderlich ist und danach das Schaltwerk in genau der gleichen Weise wie beim
Fahrbetrieb betätigt werden kann. Die auf den einzelnen Bremsstufen eintretenden
Bremskennlinien haben dabei einen derart von der Geschwindigkeit abhängigen Verlauf,
daß unter allen Umständen bei Einschaltung genügend hoher Bremsstufen ein stabiler
Betrieb erreicht werden kann. Dies ist bei der Bremsung auf Bergstrecken von besonderer
Bedeutung.
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Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand der Zeichnung erläutert
werden.
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Fig. i zeigt das Schaltungsschema der erfindungsgemäß ausgebildeten
Bremsschaltung. sftl und in, sind die beiden Fahrmotoren, f1 und f2 die zugehörigen
Felder. Die miteinander in Reihe geschalteten Feldwicklungen werden über einen Erregertransformator
t gespeist. h ist der Fahrzeugtransformator. Die Anker a1 und d., der Fahrzeugmotoren,
die miteinander in Reihe geschaltet sind, sind einerseits mit dem Ende der Wicklung
des Haupttransformators lt, andererseits mit dem Regelkontakt r verbunden, welcher
an den Anzapfungen der Transformatorwicklung entlang geschaltet werden kann. Die
Primärwicklung des Erregertransformators t ist ebenfalls einerseits mit dem Ende
der Transformatorwicklung, andererseits über den Kondensator h mit dem Regelkontakt
r verbunden. Diese Schaltung hat zur Folge, daß dem aus dem Transformator
t gespeisten Erregerstromkreis primärseitig die gleiche veränderliche Spannung zugeführt
wird wie den Motorankern. Mit gestrichelten Linien ist noch ein Widerstand im Erregerstromkreis
angedeutet, der zur Herbeiführung einer Gegenkompoundierung Anker- und Erregerkreis
miteinander koppelt. Die Einschaltung dieses Widerstandes w ist jedoch nicht unbedingt
erforderlich.
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In Fig.2 sind die Bremskräfte in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
v für die Bremsstufen i bis 5 wiedergegeben. Man erkennt leicht, daß die Bremskennlinien
zunächst flach ansteigend verlaufen und erst bei den höheren Stufen einen steileren
Verlauf annehmen. Infolge dieses Verlaufes der Bremskennlinien kann durch den Führer
des Fahrzeuges die Bremsung in der Weise eingeleitet werden, daß die Motoren stufenweise
je nach der eingeschalteten Bremsstufe an eine höhere Spannung angelegt werden.
Die Bremskraft ist dabei zunächst sehr gering und steigt von Stufe zu Stufe an.
Im übrigen ist der Verlauf der Bremskraft in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
so, daß sich stets bei Fahrt im Gefälle ein stabiler Betrieb ergibt. Die bei der
Bremsung verwendeten Stufen sind vorteilhafterweise die gleichen wie beim Fahrbetrieb.
Unter Umständen können einzelne Fahrstufen übersprungen «-erden.
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Um die beim jeweiligen Triebfahrzeug vorhandene Stufenzahl besser
ausnutzen zu können, wird gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung dem Erregerstromkreis
außer der mit der Stufenspannung gemeinsam geregelten Spannung eine konstant bleibende
Spannungskomponente zugeführt.
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Fig. 3 gibt eine derartige Schaltung wieder. Dabei ist der Ankerstromkreis
an die Anzapfung k1 der Regeltransformatorwicklung h und der Erregerstromkreis mit
seiner dem Regelkontakt r abgewendeten Speiseleitung mit der besonderen Anzapfung
h2 der Transformatorwicklung verbunden. Infolgedessen wird dem Erregertransformator
die Summe aus einer konstanten Spannung u und der Regelspannung v zugeführt.
Fig.
q. zeigt eine etwas abgeänderte Schaltung, bei der noch ein weiterer Zusatztransformator
z vorhanden ist. Der primäre Erregerstromkreis liegt bei dieser Schaltung an einer
unveränderlichen Spannung e. In diesem Erregerstromkreis wird dabei durch den Zusatztransformator
z die Zusatzspannung e, hervorgerufen. Auf den unteren Spannungsstufen ist
die Spannung e, der Grundspannung e entgegengerichtet, während sie auf den
oberen Stufen zu ihr addiert wird. Die Primärwicklung des Zusatztransformators z
liegt dabei an einer festen mittleren Anzapfung h3 des Regeltransformators h, während
sie andererseits mit dem Regelkontakt r verbunden ist, der nach beiden Seiten der
Anzapfung h3 verschoben werden; kann.
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Fig. 5 schließlich gibt die Bremskraftkennlinien für die in Fig. 3
und q. angedeuteten Schaltungen wieder. Die Kennlinien unterscheiden sich von den
Kennlinien nach Fig. 2 im wesentlichen dadurch, daß sie einen steileren Verlauf
haben. Insbesondere gilt dies von den beiden ersten Bremsstufen r und 2. Die Schaltung
nach Fig. 3 und q. ermöglicht für den Bereich der Bremsung eine feinere Unterteilung
der Bremsstufen.