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Antriebsvorrichtung mit Wechsel- und Drehstrommotoren für Eisenbahnsicherungsanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf Antriebsvorrichtungen mit Wechsel- und Drehstrommotoren
für Eisenhalinsicherungsanlagen, insbesondere für Weichen-, Riegel-, Signaleinrichtungen
u, dgl., mit kontaktloser Inbetrieb- und Außerbetriebsetzung des Motors innerhalb
der Antriebsvorrichtung.
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Bei den bekannten Wechsel- und Dre!hstromantriebsmotoren z. B. für
Weichenantriebe erfolgt zwar das Umschalten des Stellistroms unter Vermeidung von
besonderen, von der Stellvorrichtung in Abhängigkeit von der Endlage der Weiche
gesteuerten Motorkontakten auf rein elektrischem Wege, so claß sich in bezug auf
Vereinfachung des Antriebes und Betriebskostenersparnis gewisse Vorteile ergeben.
Jedoch sind an geeigneter Stelle nach wie vor für die Umstellung des Motors durch
Relais gesteuerte Schaltkontakte vorhanden. Somit müssen für diese Kontakte die
gleichen Nachteile gelten, wie sie auch bei den üblichen Weichenantrieben mit, eingebauten
Schaltelementen gegeben sind und im wesentlichen darin bestehen, daß beim Schalten
der Stellströme starke Funkenbildung und damit ein großer Verschleiß der Kontakte
verursacht wird. Dadurch erfordern die bekannten Kontaktanordnungen hohe Wartungs-
und Instandsetzungskosten, ganz abgesehen davon, daß die Kabelleitungen für den
hohen Stellstrom bis zu den durch Relais gesteuerten Starkstromein- und -umschaltkontakten
verlegt werden müssen, während bei der Verwendung von Motorkontakten innerhalb des
Antriebes nur kurze Starkstromverbindungsleitungen zu dem Stromversorgungskabel
erforderlich sind.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Wechsel-
und Drehstromantriebsmotoren für Eisenbahnsicherungsanlagen so auszug
-°stalten,
daß eine vollständig kontaktfreie Stellstromzuführung (Starkstrom) zur In- und Außerbetriebsetzung
des Antriebsmotors gewährleistet ist.
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Die Erfindungsaufgabe wird dadurch gelöst, daß in die kontaktfreien
Leitungswege des unmittelbar zum Antriebsmotor geführten Stellstroms Drosseln mit
hohem induktivem Widerstand eingeschaltet werden, die zur In- und Außerbetriebsetzung
des Antriebsmotors mittels eines vom Stellwerk gesteuerten, für die Bewegungsumkehr
:der Stellvorrichteng der Weiche umpolbaren Gleichstromkreises in an sich bekannter
Weise vormagnetisier-1>ar sind. Diese Steuerung kann mit in der Schwachstromtechnik
üblichen Spannungen und Strömen vorgenommen werden. Zur Bewegungsumkehr der Weiche
ist zwischen dem Antriebsmotor und der Stellvorrichtung ein Umkehrgetriebe mit zm-.i
einander entgegengesetzten, durch Magnetkupplungen auswählbaren Drehrichtungen vorgesehen,
wobei jede Magnetkupplung parallel zum vorn Stellwerk gesteuerten Gleichstromkreis
und <icrart in Reihe mit einer Gleichrichtersperrzelle geschaltet ist, daß bei
jeder Umpolung des Gleichstromkreises immer jeweils nur eine Magnetkupplung anziehen
kann. Zur Erhöhung des induktiven \Vidurstand.es der vormagnetisierbaren Drosseln
wird als Baustoff für die Eisenkerne ein magnetisches Material mit hoher Anfangspermeabilität
verwendet, oder die Drosseln werden mit Hilfe von Kondensatoren auf Parallelresonanz
abgestimmt.
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Die Magnetkupplungen können gleichzeitig als' anschaltbare Rutschkupplungen
ausgebildetwerden. Der kontaktlose, keine bewegten Teile aufweisende Antrieb hat
den Vorteil, daß er verschleißfrei und geräuschlos arbeitet, geringe Wartungs-,
Instandlialttrugs- und Anlagekosten aufweist und sich durch l;esondere Zuverlässigkeit
und Betriebssicherheit auszeichnet.
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Die "Zeichnung veranschaulicht in einem sch@ernatischen Ausführungsbeispiel
den kontaktlosen 1Veichenantrieb mit einem Drehstromantriebsmotor. Als Antriebsmotor
für einen elektrischen Weichenantrieb ill ist ein Drehstrommotor 2 vorgesehen, der
ohne Zwischenschaltung von Schaltelementen über .drei Drosseln 3 mit hohem induktivem
Widerstand unmittelbar an das zur Stromversorgung der Weichen bestimmte Drehstromkabel
4 angeschlossen ist. Die Drosseln 2 können auch in dreiphasiger Ausführung mit einem
dreischenkligen Drosselkern ausgeführt werden, wobei auf jedem Schenkel außer der
Drosselwicklung auch eine Gleichstromwicklung 5 angeordnet ist. Über die in Reihe
geschalteten Gleichstromwicklungen kann von der Bedienungsstelle, z. B. :vom Stellwerk
6, aus über einen mit einer Ausschaltstellung in der Schalthehelmittellage versehenen
dreistelligen Lrrnschalter 7 ein einer Gleichstromquelle 8 entnommener Gleichstrom
geleitet werden, der zur Vormagnetisierung der Drosseln 3 und dadurch zur Inbetrieb-
und Außerlbetriebsetzung des Drehstrommotors 2 dient. Durch die Vormagnetisierung
sinkt der induktive Widerstand der Drosseln 3 so weit ab, d'aß der Drehstrommoeor
2 den Nennstrom aufnimmt und die volle Leistung abgibt. Der entsprechend hoch bemessene
induktive Widerstand der Drosseln 3 sperrt bei ausgeschaltetem Vorrnagnetisierungsgleichstrom
den Stromdurchfluß, so daß der Drehstrommotor 2 nicht läuft, wobei die Wirkung der
Vormagnetisierung unabhängig von der Stromrichtung des Gleichstroms ist. Die Sperrwirkung
der Drosseln 3 kann noch erhöht werden, wenn diese mit Kernen aus einem besonderen
magnetischen Material mit hoher Anfangspermeabilität hergestellt oder mit Kondensatoren
so abgestimmt werden, daß Parallelresonanz eintritt, wodurch eine praktisch vollkommene
Sperrwirkung erreicht wird. Bei großen Entfernungen der Weichen vom Stellwerk 6
können die vormagnetisierbaren Drosseln 3 auch in Verstärker-Schaltung mit auf den
Drosseln aufgebrachten, von einem weiteren, einem Gleichrichter entnommenen Gleichstrom
durchflossenen Rückkopplungswicklungen ausgeführt werden, durch die eine Minderung
der Stromaufnahme der Vormagnetisierungswicklungen erreicht wird. Zur Umstellung
der Weiche ist zwischen der Antriebswelle des Drehstrommotors 2 und der Stellvorrichtung
der Weiche, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ein Umkehrgetriebe 9 mit
zwei einender entgegengesetzten, durch Magnetkupplungen auswählbaren Drehrichtungen
angeordnet. Hierbei sind die Magnetkupplungen zwischen den für die Umkehr der Drehrichtung
der A'btriebswelle io vorgesehenen Zahnrädern ii und 12 und den eigentlichen"dieAbtrie'bawelle
io antreibenden Zahnrädern 13 und 14 angeordnet. Wird also beispielsweise die Magnetkupplung
15 eingeschaltet, so erfolgt eine Umkehr der Drehrichtung der Abtriebswelle io gegenüber
der AnrtriebswelIe des Drehstrommotors 2, während bei einer Einschaltung der Magnetkupplung
16 die Abtriebswelle io im gleichen Sinne wie die Antriebswelle des Drehstrommotors.
2 gedreht wird. Zur wechselweisen Betätigung der Magnetkupplungen 15 und 16 sind
mit diesen in Reihe geschaltete Gleichrichtersperrzellen 17 vorgesehen, die
derart angeordnet sind, daß bei einer bestimmten Stromrichtung stets nur eine -Magnetkupplung
Strom erhält und anzieht. Die Magnetkupplungen 15, 16 selbst mit ihren Gleichrichtersperrzellen
17 sind parallel zum vom Stellwerk 6 gesteuerten Gleichstromkreis geschaltet. Bei
einer Umpolung dieses Gleichstromkreises im Stellwerk 6 mittels des dTeistelligen
Umschalters 7 erfolgt ein Richtungswechsel des Vormagnetisierungsgleichstroms und
damit bei laufendem Motor 2 auch-eine Umkehrung der Drehrichtung der Abtriebswelle
io für die Stellvorrichtung, mittels der dann die Weiche in die entgegengesetzte
Endlage umgestellt wird.