DE885252C

DE885252C - Resistance gradation for drive switch for starting with parallel connection of the motors in series and for short-circuit braking with a resistance graded according to a geometric series

Info

Publication number: DE885252C
Application number: DEP49616A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Dr Te Mitsch
Original assignee: ELIN AG ELEK IND WIEN
Current assignee: ELIN AG ELEK IND WIEN
Priority date: 1948-06-08
Filing date: 1949-07-22
Publication date: 1953-08-03

Description

Widerstandsstufung für Fahrschalter für Anfahrt mit Reihenparallelschaltung der Motoren und für Kurzschlußbremsung mit einem nach einer geometrischen Reihe abgestuften Widerstand Gleichstromfahrzeuge benötigen für die Anfahrt und die Kurzschlußbremsung einen regelbaren Vorwiderstand. Dabei erfolgt die Anfahrt mit Reihenparallelschaltung der Motoren. Für die Reihenanfahrt und für die Kurzschlußbremsung ist erfahrungsgemäß etwa derselbe Gesamtwiderstandswert erforderlich. Die notwendige Stufenzahl ist jedoch bei gegebenen Strom- und Zugkraftschwankungen für die Reihenanfahrt kleiner als für die Kurzschlußbremsung. Damit die Zahl der Kontakte und Anzapfungen nicht zu groß wird, ist es üblich, für die verschiedenen Betriebsfälle, wie Reihenanfahrt, Parallelanfahrt und Kurzschlußbremsung, möglichst dieselben Kontakte und Widerstandsanzapfungen zu verwenden. Für die Kurzschlußbremsung werden alle Kontakte und Anzapfungen benutzt. Für die Reihenanfahrt wird im unteren Bereich jede zweite Stufe weggelassen. Für die Parallelanfahrt wird nur das letzte Viertel des Gesamtwiderstandes benötigt und ohne Auslassung, so wie bei der Kurzschlußbremsung, der Reihe nach kurzgeschlossen. Es ist klar, daß bei dieser Schaltweise der Verlauf der Widerstandsstufung nicht für beide Fälle, die Reihenanfahrt und die Kurzschlußbremsung, stetig ist und man sich mit nur annnähern.d zutreffenden Werten begnügen muß.Resistance gradation for drive switch for approach with parallel connection in series of the motors and for short-circuit braking with one according to a geometric series Graduated resistance DC vehicles require for starting and short-circuit braking an adjustable series resistor. The approach takes place with series-parallel connection of the engines. For row approach and for short-circuit braking, experience has shown that approximately the same total resistance value is required. The necessary number of stages is however, given current and tractive force fluctuations, smaller for row approach than for short-circuit braking. So that the number of contacts and taps is not becomes too big, it is common practice for the various operating cases, such as row approach, Parallel approach and short-circuit braking, if possible the same contacts and resistance taps to use. All contacts and taps are used for short-circuit braking. For the row approach, every second step is left out in the lower area. For the parallel approach requires only the last quarter of the total resistance and short-circuited in sequence without omission, as in the case of short-circuit braking. It is clear that with this type of switching the progression of the resistance gradation is not for both cases, the row approach and the short-circuit braking, is steady and one has to be content with only approximate d correct values.

Die Erfindung ermöglicht einen vollkommen richtigen Verlauf der Widerstandsabstufung für alle Betriebsfälle, ohne daß es notwendig wäre, die Zahl der Kontakte und Anzapfungen zu vermehren.The invention enables a completely correct course of the resistance gradation for all operating cases, without it being necessary, the number of contacts and taps to multiply.

Bekanntlich werden die Vorwiderstände nach einer geometrischen Reihe abgestuft. Die Werte der einzelnen Stufen der Vorwiderstände liegen demnach auf einer Exporientialkurve. Im folgenden wird theoretisch nachgewiesen, daß für alle drei Betriebsfälle, die Reihenanfahrt, die Parallelanfahrt und die Kurzschlußbremsung, der Quotient q der geometrischen Reihe derselbe ist, und zwar Dabei bedeuten 1, und J2 den unteren und den oberen Grenzstromwert, n1 und n2 die nach der Motorkennlinie zugeordneten Drehzahlen und El und E2 die dabei erzeugten EMKK beim Generator bzw. Motor.As is well known, the series resistors are graded according to a geometric series. The values of the individual levels of the series resistors are accordingly on an expiratory curve. In the following it is demonstrated theoretically that the quotient q of the geometric series is the same for all three operating cases, the series approach, the parallel approach and the short-circuit braking 1 and J2 denote the lower and upper limit current values, n1 and n2 the speeds assigned according to the motor characteristic, and El and E2 the EMFF generated in the generator or motor.

Nach der Gleichung für die EMK ist das Verhältnis proportional dem magnetischen Fluß, der seinerseits nur eine Funktion des Stromes ist. Daher gehört zu jedem Strom ein bestimmtes Verhältnis und für J=J2 isi Mithin gilt (dE)1 (dn)1 bzw. (dB)2 (dn)2. Bei konstantem Strom kommt sowohl beim Motor als. auch beim Generator eine Spannungsänderung nur durch Änderung des Vorschaltwiderstandes y zustande. Daher ist andererseits, wenn man zunächst annimmt, daß nur eine einzige Maschine vorhanden ist, (dE)1 = Jl(dy)1 bzw. (dE) 2 = J2 (dy)2, wobei für den Generator das positive und für den Motor das negative Vorzeichen gilt. Es folgt daraus Der Zusammenhang zwischen dem benötigten Vorschaltwiderstand und der zugehörigen Drehzahl ist also bei konstantem Strom, wie an sich bekannt, stets durch eine Gerade gegeben, deren Richtungskoeffizient hier mit tg a bezeichnet ist.According to the equation for the emf, the ratio is proportional to the magnetic flux, which in turn is only a function of the current. Hence a certain ratio belongs to every stream and for J = J2 isi Hence (dE) 1 applies (dn) 1 or (dB) 2 (dn) 2. With constant current, both the motor and. even with the generator, a voltage change can only be achieved by changing the series resistance y. Therefore, on the other hand, if one initially assumes that there is only a single machine, (dE) 1 = Jl (dy) 1 or (dE) 2 = J2 (dy) 2, the positive for the generator and the positive for the motor the negative sign applies. It follows from this The relationship between the required series resistance and the associated speed is therefore always given by a straight line with a constant current, as is known per se, the directional coefficient of which is denoted here by tg a.

Für den in Abhängigkeit von der Drehzahl stufenförmigen Verlauf des Vorschaltwiderstandes y zwischen den Geraden für f, und J2 gilt, wie leicht einzusehen, . Durch Einsetzung der Werte für tg a, und tg a2 erhält man für q sowohl beim Motor als auch beim Generator den bereits angegebenen Ausdruck. Bei Parallelschaltung zweier Maschinen sind lediglich dieWerte für tg a1 und tg a2 zu verdoppeln, bei Reihenschaltung zu halbieren. Der Quotient ist somit von der Schaltung unabhängig.For the stepped course of the series resistance y between the straight lines for f, and J2, depending on the speed, it is easy to see that . Substituting the values for tg a and tg a2 one obtains the expression already given for q for both the motor and the generator. If two machines are connected in parallel, the values for tg a1 and tg a2 only need to be doubled, if connected in series, halved. The quotient is therefore independent of the circuit.

Es ist also tatsächlich der Quotient der geometrischen Reihe immer derselbe. Die Erfindung beruht auf die-"er Erkenntnis. Sie betrifft eine Widerstandsstufung für Fahrschalter für Anfahrt mit Reihenparallelschaltung der Motoren und für Kurzschlußbremsung mit einem nach einer geometrischen Reihe abgestuften Widerstand. Gemäß der Erfindung wird für die Kurzschlußbremsung und die Parallelanfahrt. sowie für die Reihenanfahrt je ein lückenloser Teilbereich dieses Widerstandes verwendet, dessen entsprechende Widerstandsabschnitte einander so übergreifen, daß sich für die Reihenanfahrt auch bei etwa gleich großem Summenwiderstand eine geringere Stufenzahl als für die Kurzschlußbremsung ergibt. Wegen der weitgehenden Überdeckung der Abschnitte kommen viele Stufen wiederholt vor. Trotz der für alle Fälle genauen Abstufung ist daher eine wesentliche Vermehrung der Zahl der Anzapfungen und Kontakte nicht erforderlich.So it is actually always the quotient of the geometric series same. The invention is based on this finding. It relates to a resistance gradation for driving switch for starting with parallel connection of motors and for short-circuit braking with a resistance graded according to a geometric series. According to the invention is used for short-circuit braking and parallel approach. as well as for the row approach each a gapless sub-area of this resistance is used, its corresponding Resistance sections overlap each other in such a way that there is also a row approach with approximately the same total resistance, a lower number of steps than for short-circuit braking results. Because of the extensive coverage of the sections, many steps are repeated before. Despite the precise gradation for all cases, there is therefore a substantial increase the number of taps and contacts is not required.

Fig. z der Zeichnung zeigt als Beispiel den Widerstandsverlauf für sieben Reihenanfahrt-, fünf Parallelanfahrt- und zehn. Kurzschlußbremsstellungen. Die Kurve AB gibt den Verlauf der Stufen des Vorwiderstandes für die Kurzschlußbremsung und die Kutve AE'den Verlauf der Stufen des Vorwiderstandes für die Reihenanfahrt an. Für die Parallelanfahrt gilt der Kurvenast DB. Die Kurve BA ist strichliert um eine Teilung nach links über den-Punkt A hinaus bis C verlängert. Der Ast CD geht durch Parallelverschiebung in die Kurve AE für die Reihenanfahrt über. In dem gewählten Beispiel ist die Differenz der Ordinaten von C und A gerade so groß wie die Ordinate von D, und daher ist der Gesamtwiderstand R für die Reihenanfahrt und die Kurzschlußbremsung derselbe.Fig. Z of the drawing shows as an example the resistance curve for seven series approach, five parallel approach and ten. Short circuit braking positions. The curve AB indicates the course of the steps of the series resistor for short-circuit braking and the curve AE 'the course of the steps of the series resistor for the series approach. The branch DB applies to the parallel approach. The curve BA is dotted and extended by one division to the left beyond point A to C. The branch CD changes over to the curve AE for the row approach by parallel shifting. In the example chosen, the difference between the ordinates of C and A is just as great as the ordinate of D, and therefore the total resistance R for series approach and short-circuit braking is the same.

In Fig. 2 ist der für das gewählte Beispiel neunteilige Vorschaltwiderstand mit den zugehörigen Anzapfungen und Schaltern dargestellt. Die Ziffern neben den Schaltern geben an, auf welchen Stellungen die Schalter bei der Reihenanfahrt RF, bei der Parallelanfahrt PF und bei der Kurzschlußbremsung KB geschlossen werden. Interessant ist die Widerstandsabschaltung bei der Reihenanfahrt. Danach werden im zweiten Schaltschritt die letzten vier Teilwiderstände auf einmal und dann erst die vorangehenden fünf Teilwiderstände der Reihe nach kurzgeschlossen. Bei der Kurzschlußbremsung werden die neun Teilwiderstände des Vorschaltwiderstandes der Reihe nach kurzgeschlossen. Bei der Parallelanfahrt werden die letzten vier Teilwiderstände des Vorschaltwiderstandes der Reihe nach kurzgeschlossen. Der dem Kurvenstück CA entsprechende Teilwiderstand wird also in Wirklichkeit gar nicht gebraucht, d. h. es kann allgemein zwecks Verkleinerung des einzubauenden Gesamtwiderstandes als Ersatz für die erste Stufe oder auch die ersten Stufen der Reihenanfahrt jeweils eine entsprechende Anzahl von Widerstandsstufen aus dem für Reihenanfahrt sonst nicht benutzten unteren Bereich des Gesamtwiderstandes auf einmal abgeschaltet werden.In Fig. 2, the nine-part series resistor for the selected example is shown with the associated taps and switches. The numbers next to the switches indicate the positions to which the switches are closed for series approach RF, for parallel approach PF and for short-circuit braking KB . The resistor switch-off when approaching a row is interesting. Then, in the second switching step, the last four partial resistances are short-circuited at once and only then the previous five partial resistances one after the other. With short-circuit braking, the nine partial resistances of the series resistor are short-circuited one after the other. With the parallel approach, the last four partial resistances of the series resistor are short-circuited one after the other. The partial resistance corresponding to the curve piece CA is therefore not actually needed, that is, in order to reduce the total resistance to be built in, a corresponding number of resistance levels can be used as a replacement for the first stage or the first stages of the series approach from the lower one that is otherwise not used for series approach Area of the total resistance can be switched off at once.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Resistance gradation for driving switches for starting with series-parallel connection of the motors and for short-circuit braking with a resistance graduated according to a geometric series, characterized in that a complete sub-area of this resistor is used for short-circuit braking and parallel approach as well as for series approach, the corresponding resistance sections of which overlap each other that there is a lower number of stages than for the short-circuit braking for the row approach, even with approximately the same total resistance. a. Resistance gradation according to claim r, characterized in that in order to reduce the total resistance to be installed as a substitute for the first stage or the first stages of the series approach, a corresponding number of resistance stages from the lower area of the total resistance otherwise not used for series approach is switched off at once. Cited pamphlets: Rziha and Seidener, "Taschenbuch für Elektrotechniker", Starkstromtechnik, 5th edition, vol. I, p. 468, paragraph 3.