DE887954C

DE887954C - Circuit of a magnet winding, especially for rail brakes

Info

Publication number: DE887954C
Application number: DEP43131D
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: 1946-11-26
Filing date: 1949-05-19
Publication date: 1953-08-27

Description

Schaltung einer Magnetwicklung, insbesondere für Schienenbremsen Die Steigerung der Fahrgeschwindigkeit von Straßenbahnwagen hat die Einführung der Schienenbremsen notwendig gemacht, deren zusätzliche Bremswirkung die Betriebssicherheit wesentlich erhöht. Die Wicklung der Schienenbremse kann entweder vom Bremsstrom oder vom Netz bzw. von einer Batterie gespeist werden. Es können aber auch zwei Stromquellen zur Speisung verwendet werden, wie dies z. B. bei der Verbundschienenbremse der Fall ist, die eine Doppelwicklung besitzt. Die Verbundschienenbremse erfordert natürlich bei gleicher Bremskraft einen bedeutend größeren Aufwand als die Schienenbremse mit nur einer Wicklung, weil jede der beiden Wicklungen für sich die für den Anpreßdruck notwendige Erregung aufbringen muß. Die Netzspeisung ist deshalb äußerst wichtig, weil auch bei Versagen der elektrischen Kurzschlußbremse die Wirkung der Schienenbremse erhalten bleibt.Circuit of a magnet winding, especially for rail brakes The introduction of rail brakes has increased the speed of trams made necessary, the additional braking effect of which the operational safety is essential elevated. The winding of the rail brake can either be from the braking current or from the mains or fed by a battery. But it can also have two power sources Supply can be used, as z. B. the case with the composite rail brake is, which has a double winding. The composite rail brake requires of course with the same braking force a significantly greater effort than the rail brake with only one winding, because each of the two windings is the one for the contact pressure must muster the necessary excitement. The mains supply is therefore extremely important, because even if the electric short-circuit brake fails, the rail brake will work preserved.

Bekanntlich ist die Bremskraft einer Schienenbremse bei gleichbleibender Erregung in ziemlich hohem Maße von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängig. Bei hohen Geschwindigkeiten ist sie geringer als bei niedrigen, was teils auf den mit der Geschwindigkeit stark veränderlichen Reibungskoeffizienten und teils auf die entmagnetisierende Wirkung der Wirbelströme im Schienenkopf zurückzuführen ist. Gerade bei den höheren Geschwindigkeiten würde aber die Bremskraft am wirksamsten zur Verkürzung des Bremsweges beitragen. Aus diesem Grunde und zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Bremskraft über den ganzen Geschwindigkeitsbereich wurde bereits vorgeschlagen, die Schienenbremswicklung anstatt vom Bremsstrom von der Bremsspannung zu erregen. Die Schienenbremse besitzt dann nur eine einzige dünndrahtige. Wicklung, welche im Notfall, also bei Gefahrbremsung, zur Erhöhung der Sicherheit auf das Netz umgeschaltet wird. Bei gewissen Ausführungsformen wird bei der Überschaltung von der Bremsspannung auf die Netzspannung sogar die Stromrichtung in der Wicklung umgekehrt, so daß die Schienenbremse zunächst abgehoben und dann gleich wieder angezogen wird. Wenn sich die Wagengeschwindigkeit dem Wert Null nähert, nimmt die Bremskraft der Schienenbremse, sofern sie von der Bremsspannung erregt wird, rasch ab. Es ist aber auch beim Stillstand eine gewisse Bremskraft zum Festhalten des Zuges erwünscht.It is well known that the braking force of a rail brake is constant Excitation depends to a large extent on the speed of the vehicle. At high speeds it is lower than at low speeds, which is partly due to the The coefficient of friction, which varies greatly with speed, and partly up due to the demagnetizing effect of the eddy currents in the rail head. However, the braking force would be most effective, especially at higher speeds contribute to shortening the braking distance. For this reason and to achieve a braking force was as uniform as possible over the entire speed range already proposed the rail brake winding instead of the braking current to be excited by the brake voltage. The rail brake then only has one thin wire. Winding, which in an emergency, i.e. during emergency braking, to increase security is switched to the network. In certain embodiments, when switching over from the braking voltage to the mains voltage, even the direction of the current reversed in the winding, so that the rail brake is first lifted and then is immediately tightened again. When the car speed approaches zero, takes the braking force of the rail brake, provided it is excited by the brake voltage will, quickly. But there is a certain braking force to hold on even when the vehicle is at a standstill of the train desired.

Nach der Erfindung erhält die Schienenbremse ebenfalls nur eine einzige dünndrahtige Wicklung, deren Erregung jedoch sowohl von der Bremsspannung als auch von der Netzspannung beeinflußt wird. Die Schaltung ist so getroffen, daß beim Zuschalten der Netzspannung die Bremsspannung nicht abgeschaltet werden muß, sondern weiter zugeschaltet bleiben kann. Es sind dann beide Spannungsquellen zugleich an der Erregung der Schienenbremse beteiligt, ohne sich gegenseitig zu stören. Der andernfalls mit der Überschaltung von der Bremsspannung auf die Netzspannung verbundene Zeitverlust wird dadurch vermieden.According to the invention, the rail brake also only receives a single one thin-wire winding, the excitation of which, however, depends on the braking voltage as well is influenced by the mains voltage. The circuit is made so that when switching on the mains voltage, the brake voltage does not have to be switched off, but rather further can remain connected. Both voltage sources are then excited at the same time the rail brake involved without disturbing each other. Otherwise with the time loss associated with switching over from the braking voltage to the mains voltage is thereby avoided.

In Fig. i der Zeichnung bedeuten 1, 2 und 3 Widerstände, q. die Wicklung der Schienenbremse. Die Schaltung der Fig. 2 stimmt mit der Schaltung der Fig. i überein, nur ist an Stelle des Widerstandes 2 eine zweite Schienenbremswicklung angeordnet. Die Teile 1, 2, 3 und 4 bilden zusammen eine Widerstandsbrücke, an deren Diagonalpunkte O, E bzw. B1, Bz als Spannungsquellen die Netzspannung U" und die Bremsspannung Ub angelegt sind. Ist die Brückenschaltung abgeglichen, so beeinflussen sich die beiden Stromkreise gegenseitig nicht; sie sind gleichsam voneinander unabhängig. In den Brückenzweigen 2 und q überlagern sich die beiden von den Spannungen U" bzw. Ub herrührenden Ströme gleichsinnig, in den Zweigen i und 3 jedoch gegensinnig. Sind beispielsweise die Brückenwiderstände untereinander gleich groß, so ist die Spannung an den Schienenbremswicklungen US = 1/2 (U" + U,), wobei die Teilspannung 1/2 U" von der Netzspannung und die Teilspannung 1/1.Ub von der Bremsspannung- herrührt. Da die Schienenbremsen üblicherweise starkgesättigt sind, wird durch eine der beiden Spannungen allein schon ein genügend starker Anpreßdruck erzeugt, so daß sowohl beim Versagen der elektrischen Kurzschlußbremse als auch beim Ausbleiben der Netzspannung eine sichere Wirkung der Schienenbremse gewährleistet ist. Bei abgeschalteter Netzspannung wird die Bremsspannung Ub durch die Widerstände 2 und 3 halbiert. Die Potentiale der Punkte Bi und B2, unterscheiden sich um ± 1/z Ub vom Erdpotential (Punkt E), welches in diesem Falle dem mittleren Potential des Bremskreises entspricht. Wird die Netzspannung zugeschaltet, so verschiebt sich das mittlere Bremskreispotential um 1/2 U". Ein an irgendeiner Stelle des Bremskreises auftretender Erdschluß ist gänzlich urigefährlich, weil der Erdschlüßstrom wegen der verhältnismäßig hohen Widerstände 2 und 3 nur sehr klein sein kann.In Fig. I of the drawing, 1, 2 and 3 denote resistors, q. the winding the rail brake. The circuit of FIG. 2 corresponds to the circuit of FIG only, instead of the resistor 2, there is a second rail brake winding arranged. The parts 1, 2, 3 and 4 together form a resistor bridge, on whose Diagonal points O, E or B1, Bz as voltage sources the mains voltage U "and the Brake voltage Ub are applied. If the bridge circuit is balanced, influence it the two circuits are not mutually exclusive; they are, as it were, independent of one another. In the bridge branches 2 and q, the two of the voltages U "and Ub originating currents in the same direction, but in the branches i and 3 in opposite directions. For example, if the bridge resistances are equal to each other, then the Voltage on the rail brake windings US = 1/2 (U "+ U,), where the partial voltage 1/2 U "from the mains voltage and the partial voltage 1 / 1.Ub from the braking voltage. Since the rail brakes are usually very saturated, one of the two Tension alone generates a sufficiently strong contact pressure so that both if the electrical short-circuit brake fails or if there is no mains voltage a safe operation of the rail brake is guaranteed. When the mains voltage is switched off the braking voltage Ub is halved by the resistors 2 and 3. The potentials of points Bi and B2, differ by ± 1 / z Ub from the earth potential (point E), which in this case corresponds to the mean potential of the brake circuit. Will If the mains voltage is switched on, the mean brake circuit potential shifts by 1/2 U ". An earth fault occurring at any point in the brake circuit is Completely dangerous because the earth fault current is relatively high Resistors 2 and 3 can only be very small.

Für die gleichzeitige Erregung der Schienenbremswicklung durch die Netz- und Bremsspannung ist die Erfüllung der folgenden Bedingung notwendig: Bei alleiniger Netzspeisung darf an den Anschlußklemmen für die Bremsspannung entweder kein Potentialunterschied auftreten oder aber ein Potentialunterschied nur in einem solchen Sinne, daß die Selbsterregung der als Generatoren arbeitenden Motoren im Sinne der Remanenzspannung unterstützt wird. Eine Verstimmung der Widerstandsbrücke ist nur in diesem Sinne zulässig, weil sich sonst die Ströme in der Schienenbremswicklung infolge Umpolung des Bremskreises nicht gleich-, sondern gegensinnig überlagern würden.For the simultaneous excitation of the rail brake winding by the Mains and braking voltage, the following condition must be met: At sole power supply may either be at the connection terminals for the brake voltage no potential difference occurs or a potential difference only in one in such a way that the self-excitation of the motors working as generators in the Sense of the remanent voltage is supported. A detuning of the resistance bridge is only permitted in this sense, because otherwise the currents in the rail brake winding due to polarity reversal of the brake circuit, do not overlap in the same direction, but in opposite directions would.

Die Schaltung nach Fig. 3 kommt für den einpolig geerdeten Bremskreis in Betracht. Sie geht aus den Fig. i bzw. 2 dadurch hervor, daß der Widerstand 2 Null geworden ist, was einer Verstimmung der Brückenschaltung im zulässigen Sinne entspricht, da durch die Netzspannung allein die Erregung des Bremskreises im Sinne der Remanenzspannung gefördert wird. Aus der Viereckschaltung der Fig. 2 ist auf diese Weise eine Dreieckschaltung geworden. Um die Wicklung q. nicht für die volle Summe beider Spannungen (U" + Ub) bemessen zu müssen, kann in die Netzzuleitung und gegebenenfalls auch in die Bremszuleitung je ein Vorwiderstand verlegt werden.The circuit according to FIG. 3 is for the single-pole grounded brake circuit into consideration. It emerges from FIGS. I and 2 in that the resistor 2 Has become zero, which is a detuning of the bridge circuit in the permissible sense corresponds, since the mains voltage alone excites the brake circuit in the sense the remanent voltage is promoted. From the square circuit of Fig. 2 is on this way became a delta connection. To the winding q. not for the full The sum of both voltages (U "+ Ub) can be measured in the power supply line and, if necessary, a series resistor can also be laid in the brake feed line.

Die Erfindung ist nicht nur für Schienenbremsen, sondern auch bei beliebigen anderen Magnetwicklungen anwendbar, die beispielsweise aus Sicherheitsgründen von zwei Spannungsquellen zugleich erregt werden sollen.The invention is not only for rail brakes, but also for any other magnetic windings applicable, for example for safety reasons are to be excited by two voltage sources at the same time.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Circuit of a magnet winding, especially for Rail brakes, characterized in that the magnet winding is made up of two Voltages are excited that generate superimposed excitation components in the same direction, and that if one voltage fails, the winding continues from the other voltage is sufficiently excited.

2. Rail brake circuit according to claim i, characterized in that that the one excitation voltage is preferably an invariable voltage and the the other is a voltage that increases with the speed of the vehicle.

3. Rail brake circuit according to claim i or 2, characterized in that with electrical short-circuit braking the mains voltage and the braking voltage of the motors working as a generator Excitation of the brake winding can be used. q ..

Rail brake circuit after a of the preceding claims, characterized in that on the connecting terminals there is either no potential difference for the braking voltage from the mains voltage alone is generated or a potential difference in such a sense that the Self-excitation of those working as generators Motors in the sense the remanent voltage is supported.

5. Rail brake circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the excitation current sources Diagonal points of a resistance bridge are connected, in which the two opposite Bridge branches with currents superimposed in the same direction or one of the same through the Rail brake windings and the other two branches with opposing current superimposition are formed by resistors.