DE874817C

DE874817C - Arrangement to increase the load capacity of the contact track of regulating transformers or regulating resistors

Info

Publication number: DE874817C
Application number: DES24791A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr-Ing Harz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-09-13
Filing date: 1951-09-13
Publication date: 1953-04-27

Description

Anordnung zur Erhöhung der Belastungsfähigkeit der Kontaktbahn von Regeltransformatoren oder Regelwiderständen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erhöhung der Belastungsfähigkeit der Kontaktbahn von Regeltransformatoren oder Regelwiderständen, die sich insbesondere für den Kommut.ato@rfeinregler an der auf Wechselstromlokomotiven angebrachten Grob- und Feinregelung der Motorspannung als zweckmäßig erw eist. Brei derartigen Regelanordnungen trnit Hilfe von Kontaktbahnen, auf denen ein Stromabnehmer über :die einzelnen Kontakte verschoben wird, kann es bei stillstehender Stromabnehmerbürste und bei Dauerbelastung leicht zu einer Überhitzung der Bürste und des Kontaktes der Kontaktbahn kommen, insbesondere wenn aus irgendeinem Grunde eine Erhöhung des Stromübergangswiderstandes eingetreten ist. Gemäß der Erfindung bestehen die einzelnen Kontakte der Kontaktbahn aus rotierenden, nebeneinander angeordneten Schleifringen, und der als Schleifringbürste ausgebildete Stromabnehmerkontakt kann längs der Kontaktbahn verstellt werden: Durch den dauernden Umlauf der Schleifringe wird die beim Stromübergang erzeugte Wärme auf den gesamten Schleifring verteilt, der bei dem Umlauf außerdem eine -ausreichende Kühlung erfährt, so daß örtliche Überhitzungen vermieden, werden können.Arrangement to increase the load capacity of the contact track of Regulating transformers or regulating resistors The invention relates to an arrangement to increase the load capacity of the contact track of regulating transformers or Control resistors, which are particularly useful for the Kommut.ato@rfeinregel at the on AC locomotives applied coarse and fine control of the motor voltage as expedient. Pulp of such control arrangements with the help of contact tracks, on which a pantograph is moved over: the individual contacts, it can easily to overheating if the pantograph brush is at a standstill and under constant load the brush and the contact of the contact track come, especially if from any Reason an increase in the current transfer resistance has occurred. According to the invention the individual contacts of the contact track consist of rotating, side by side Slip rings, and the pantograph contact designed as a slip ring brush can can be adjusted along the contact path: Due to the continuous rotation of the slip rings the heat generated during current transfer is distributed over the entire slip ring, which also experiences sufficient cooling during circulation, so that local Overheating can be avoided.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen der Fig. r und, 2 näher erläutert. z soll die Fahrleitung einer Einphasenwechselstromlokomotive mit dem Stromabnehmer :2 darstellen. 3 ist dtie Erstwicklung und- 4 d-ie Zweitwicklung des auf der Lokomotive befindlichen Umspanners. Die Zweitwicklung besitzt Hauptanzapfungen 5 bis io, die durch zwei stromlos geschaltete Stufenwähler ii und i2 bedient werden. Zum Überschalten von einer Hauptanzapfung auf die andere ,ist nun noch ein Feinregler vorgesehen, mit :dem die Spannung zwischen zwei Hauptanzapfungen überbrückt und feinstufig geregelt, werden kann. Dadurch werden erstens die Schaltschütze :der Hauptanzapfungen geschont, weil ihre Schaltleiistung kleiner wird. Außerdem wird die den Motoren: zugeführte Spannung nicht sprunghaft geändert. Zu diesem Zweck speist der Stufenwähler i i über die Erstwicklung dein Hilfsumspanners. 13 und der Stufenwähler 12 über die Erstwicklung des Hilfsumspannefs 14 die zu ,den Motoren führende Leitung 15. Die Zweitwicklungen der beiden Hidfisumspanner 13 und 14 sind mit einem dritten Hilfsumsp.anner 16 in Reihe geschaltet, d eir lediglich eine mit Anzapfungeu versehene Wicklung hat. Diese sieben Anzapfungen sind, nun. .an sieben Schleifringe angeschlossen, die isoliert voneinandur auf einer gemeinsamen Welle 22 sitzen, die von einem Motor 21 angetriebenwird. Der Anschluß an die beiden Hilfsumspanner 13 und 14 erfolgt über die beiden äußeren Schleifringe mit Hilfe der Bürsten 23 und 2q.. Um zusätzliche Schleifbürsten für dieVerbindung derAnzapfungen des Hilfisumspanners 16 mit den Sohlei.fringen zu sparen, ist der Hilfsnmspanner 16 auf der Welle 22 fest montiert und,dreht sich mit der Welle mit. Die Dachzahl dieser Welle kann für die Erreichung des angestrebten Zweckes; verhältnismäßig niedrig gehalten werden.The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments in FIGS. z should represent the contact line of a single-phase alternating current locomotive with the pantograph: 2. 3 is the first winding and 4 is the second winding of the transformer on the locomotive. The secondary winding has main taps 5 to io, which are operated by two stage selectors ii and i2 that are switched off. In order to switch from one main tap to the other, a fine regulator is now provided, with which the voltage between two main taps can be bridged and regulated in fine steps. Firstly, this protects the contactors: the main taps, because their switching capacity is reduced. In addition, the voltage supplied to the motors: is not changed suddenly. For this purpose, the stage selector ii feeds through the initial winding of your auxiliary transformer. 13 and the tap selector 12 via the first winding of the auxiliary transformer 14 to the line 15 leading to the motors. The second windings of the two auxiliary transformer 13 and 14 are connected in series with a third auxiliary transformer 16, which has only one winding with a tap. Those seven taps are, well. .Connected to seven slip rings, which are isolated from one another and only sit on a common shaft 22 which is driven by a motor 21. The connection to the two auxiliary clamps 13 and 14 is made via the two outer slip rings with the help of brushes 23 and 2q mounted and rotates with the shaft. The roof number of this wave can be used to achieve the intended purpose; be kept relatively low.

Für die Feinregelung kann nun dde Schleifbürste 18 entlang der nebeneinander angeordneten Schleifringe verschoben werden, so duß wahlweise einer der Schleifringe bzw. eine der An.zapfungen von: 16 mit der Mitte der beiden Zweitwicklungen von 13 und 14 verbunden werden kann. In der dargestellten Stellung verbindet die Bürste 18 die M.ittelanzapfung von 16 mit der Mitte der Zwei.twicklungen von 13 und 1q.. Dadurch verteilt sich die Spannung zwischen den beiden Hauptanzapfungen 5 und 6 je zur Hälfte auf die beidien Umspanner 13 und 1q., und das Potential dar Motorzuleitung 15 liegt in der Mitte zwischen 5 und 6. Steht die Bürste 18 oben, so ist 13 kurzgesc'hrlossen, ii führt den vollen Strom, und 12 ist stromlos bis auf den kleinen Erregerstrom des Umspanin@rs 1.4, der nun allein die volle Stufenspannung zwischen 5 und 6 aufnimmt. Ebenso isst. ii stromlös, wenn die Bürste 18 unten steht und kann nm stromlosen- Zustande weitergeschaltet werden. Stehen beide Stluufenwähler auf der bleichem Hauptanzapfung 6, so kann der Strom durch Drehung der Bürste 18 ebenfalls wieder von einem Stufenwähler auf den anderen gedrängt werden, so daß er stets im stromlosen Zustande weitergeschaltet werden kann. Die die Verlegung der Anzapfungen bewirkende, entlang den Schleifringen verschiebbare Bürste 18 kann so bereit .gehalten werden, daß sie beim Verschieben kurzzeitig zwei Schleifringe bedeckt. Es muß- dann entweder die Spannung zwischen zwei Schleifringen genügend klein sein, oder die Bürste muß genügend großen Länigs- und Querwiderstand aufweisen, oder es müssen die Verblindungsleitungen zwischen. den Schleifringen und der Wicklung 16 aus einem Widerstandswerkstoff bestehen. Derartige Anordnungen sind ansich - bei der Stufenregelung von Transformatoren über Anzapfungen bekan@rit.For fine control, the sanding brush 18 can now run alongside one another arranged slip rings are shifted, so duss optionally one of the slip rings or one of the taps of: 16 with the middle of the two second windings of 13 and 14 can be connected. In the position shown, the brush connects 18 the middle tap of 16 with the middle of the two turns of 13 and 1q .. This distributes the voltage between the two main taps 5 and 6 half on the two transformers 13 and 1q., and the potential of the motor lead 15 is in the middle between 5 and 6. If the brush 18 is on top, 13 is short-circuited, ii carries the full current, and 12 is de-energized except for the small excitation current of the Umspanin @ rs 1.4, which now alone absorbs the full step voltage between 5 and 6. Likewise eats. ii de-energized when the brush 18 is down and can nm de-energized States are switched on. If both level selectors are on the pale main tap 6, the current can also be restored from a step selector by rotating the brush 18 be pushed onto the other, so that he always switched on in the currentless state can be. The one causing the taps to be laid along the slip rings displaceable brush 18 can be held ready so that they are moved when moving briefly covered two slip rings. There must- then either be the tension between two slip rings must be sufficiently small, or the brush must be sufficiently large and have transverse resistance, or there must be the blinding lines between. the slip rings and the winding 16 are made of a resistance material. Such Arrangements are in themselves - with the step control of transformers via taps bekan @ rit.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 ;sind, wie bereits vorgeschlagen wurde, die drei, Umspanner 13, 1.4 und 16 zu einem einziger. dreischenkeligen Umspanner 30 vereinigt, wobei der Umspanner 13 der Pig. i mit seiner Erst- und Zweitwicklung sich auf dem mittleren Schenkel, der Umspanner 14 sich auf dem linken Schenkel des Transformatoreisens befindet, während der rechte Schenkel die Anzapfwicklung des Umspanners 16 trägt. Die Wicklungen sind- dabei so geschaltet, daß der rechte Schenkel mit dem kegelumspanner 16 den vollen Fluß führt, der deir Spannung zwischen zwei Stufen am Hauptumspanner entspricht. Je nach der Stellung der Bürste i8 an den Schleifringen, schließt sich dieser Fluß über den einen oder den anderen oder über beide Schenkel, die die 13 und' 14 entsprechenden Wicklungen tragen. Weil bei dieser Anordnung der die Umspanner 13, 14 und 16 vereinigende Umspanner 30 mit Rücksicht auf die Zu- und Abführung dies Hauptstromes schlecht mit den Schleifringen umlaufen kann, -slind die Anzapfungen an der Feinregelwicklung des Umspanners denn Schleifringen über die Bürsten 23 bis 29 zugeführt. Durch die axiale Verschiebung der Bürste 18 ergibt sich wieder die gleiche Wirkung wie in, Fig. i.In the arrangement according to Fig. 2, as has already been proposed, the three, Umspanner 13, 1.4 and 16 are a single one. three-legged Umspanner 30 combined, the Umspanner 13 of the Pig. i with its first and second winding is on the middle leg, the transformer 14 is on the left leg of the transformer iron, while the right leg carries the tap winding of the transformer 16. The windings are connected in such a way that the right leg with the cone umspanner 16 leads the full flux, which corresponds to the voltage between two stages on the main umspanner. Depending on the position of the brush 18 on the slip rings, this flow closes over one or the other or over both legs, which carry the windings corresponding to 13 and 14. Because with this arrangement the transformer 30, which combines the transformer 13, 14 and 16, with regard to the supply and discharge of this main flow, cannot circulate with the slip rings, the taps on the precision winding of the transformer are fed to the slip rings via the brushes 23 to 29 . The axial displacement of the brush 18 results in the same effect as in FIG. I.

Bei den obigen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden die Hilfsumspanner von der Spannung einer Hauptstufe des Lokomotivumspanners erregt. Diese Spannung macht alle durch den Belastungsstrom verursachten Größen- und Phasenlagenänderungen mit, so daß keine unerwünschten Abweichungen zwischen den Spannungen an den Hilfsumspannern und der Stufenspannung am Hauptumspanner .auftreten. Gegenüber Anordnungen, bei denen der Feinregler von einer konstanten Fremdspannung erregt wird, ergibt sich dabei der Vorteil, daß die Stufenwähler stromlos- geschaltet werden können und wesentlich leichter und platzsparender ausfallen, so daß auch die Zahl der Hauptanzapfungen erhöht werden kann. Dadurch verringert sich aber die Leistung einer Hauptstufe, so daß sich auch leichtere Bedingungen für die Ausführung des Schleifringfeinreglers ergeben.In the above embodiments of the invention, the auxiliary straps excited by the voltage of a main stage of the locomotive transformer. This tension makes all size and phase changes caused by the load current with, so that no undesirable deviations between the voltages on the auxiliary transformer and the step voltage at the main transformer. Compared to orders, at which the precision controller is excited by a constant external voltage, results this has the advantage that the tap selector can be de-energized and essential turn out to be lighter and more space-saving, so that the number of main taps can be increased. However, this reduces the performance of a main stage, so that there are also easier conditions for the execution of the slip ring fine controller result.

Der Motor 21 zum Antrieb des Schleif ringreglers kann auch für die Bewegung der Schleifringbürste 18 und für das Schalten,der Grobstufen 5 bis io benutzt werden, wobei man geeignete Zwisehenübersetzungen für die einzelnen Antriebe einfügen wird, die außerdem für die Dauer der Betätigung ,der einzelnen Antriebe eingeschaltete Kupplungen enthalten.The motor 21 for driving the slip ring regulator can also be used for Movement of the slip ring brush 18 and for switching, the coarse stages 5 to io used by inserting suitable intermediate translations for the individual drives which is also switched on for the duration of the actuation of the individual drives Couplings included.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement to increase the load capacity the contact path of regulating transformers and regulating resistors, characterized that the individual contacts of the contact track from side by side arranged circumferential There are slip rings and the pantograph 1: onitakt designed as a slip ring brush along the contact path, can be adjusted.

2. Use of the arrangement of claim i, as a slip ring fine control for step switching under load and for continuous fine control of alternating voltages with the help of coarse levels: a main transformer, which through one provided with taps and switched along the coarse stages under load Auxiliary transformer are bridged.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in: that the auxiliary tensioner, whose Arnzapfungen are led to the slip rings, with the slip rings. q ..

Arrangement according to claim 2, characterized in that d: ate the taps of the auxiliary transformer via fixed brushes on the slip rings are connected.

5. Arrangement according to claim 2, characterized in that d.aß for the switching, the coarse stages and for -the movement of the pantograph contact lengthways the contact track, as well as a common motor for driving the slip ring shaft is provided.