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Anordnung zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit von Gleichstromlokomotiven
mit den Fahrmotoren zugeordneten Steuermaschinen Die bisher bekannten Lokomotivsteuerungen,
bei denen Steuermaschinen zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit angewendet wurden,
führten entweder zu verhältnismäßig großen Maschineneinheiten (Leonard@Stenerung,
Leonard.-Sparschaltung u. a.), oder aber sie ergaben verlhältnismäßig verwickelte
Schaltungen, wie dies beispielsweise bei der Reihenparallelschaltung der Motoren
bei den mit vier Steuermaschinen nach D e1 l a-R i cci a arbeitenden Steuerungen
der Fall ist. Bei der zuletzt erwähnten Anordnung müssen die Fahrmotoren für die
volle Fahrdrahtspannung gegen Erde isoliert werden. Die Erfindung betrifft eine
Anordnung zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit von Gleichstromlokomotiven mit den
Fahrmotoren zugeordneten Steuermaschinen und zielt darauf ab, eine Schaltung zu
schaffen, die im Aufwand für Maschinen und Schaltgeräte sehr günstig ist und außerdem
die Verwendung von Fahrmotoren ermöglicht, die nicht für die volle, sondern nur
für die halbe Fahrdrahtspannung gegen Erde isoliert sind. Diese Verbesserungen werden
erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß drei Steuermaschinen vorhanden sind, von
denen zwei zwischen Fahrdraht und Erde miteinander in Reihe geschaltet sind und
die volle Fahrdrahtspannung bei konstanter Erregung aufnehmen, und daß die Fahrmotoren
in Reihe mit der dritten Steuermaschine parallel zu einer der beiden anderen Steuermaschinen
liegen. Dadurch, daß man bei einer solchen Anordnung die Fahrmotoren jeweils paarweise
miteinander in Reihe schaltet, kann man die Steuerung so durchbilden, daß diese
Motoren nur für die halbe Fahrdrahtspannung
geigen Erde isoliert
werden müssen. Man wird die drei auf der Lokomotive angeordneten Steuermaschinen
vorzugsweise auf einer gemeinsamen Welle anordnen. Für die Schaltung seabst ist
esferner wesentlich, daß von den drei Steuermaschinen für das Regeln der Fahrgeschwindigkeit
,nur- die eine Steuermaschine hinsichtlich ihrer Erregürig-geregelt zu werden braucht,
nämlich diejenige Steuermaschine, die mit den Fahrmotoren in Reihe geschaltet ist,
wobei also diese Reihenschaltung parallel zu einer der anderen Steuermaschinen liegt.
Zum Spannungslosmachen .der Fahrmotoren wird die in Reihe mit den Fahrmotoren liegende
Steuermaschine gegen die paralleIgeschaltete Steuermaschine geschaltet. Infolgedessen
ist die Spannungsdifferenz. dieser beiden Steuermaschinen Null. Die -Fahrmotoren
liegen also an der Spannung Null. -Zum Anfahren der Lokomotive wird zunächst allmählich
die Erregung der in Reihe mit den Fahrmotoren liegenden Steuermaschine bis auf die
Ankerspannung Null geschwächt. Dann liegen die Fahrmotoren am Schluß dieses Regelvorganges
an der. halben Fahrdrahtspannung. Anschließend wird die Erregung dieser Steuermaschine
umgekehrt und allmählich so erhöht, bis die Anker der beiden parallel zueinanderliegenden
Steuermaschinen die volle Nennspannung führen, aber gegen Erde nur mit der halben
Fahrdrahtspannung beansprucht werden.
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In der Zeichnung ist schematisch als Ausführungsbeispiel der Erfindung
die Schaltung der Steuermaschinen und Fahrmotoren einer Lokomotive dargestellt.
Mit r, 2 und 3 sind die drei Steuermaschinen der Lokomotive bezeichnet, deren Anker
auf einer Welle angeordnet sein können. Die Netzspannung von beispielsweise 2,400
Volt liegt zwischen dem Fahrdraht 4 und der Erde. Mit 5 bis 8 sind vier Fahrmotoren
bezeichnet, die paarweise, nämlich _..5. und 7 bzw. 6 und 8, miteinander in Reihe
geschaltet sind. Die so geschalteten Fahrmotoren liegen in Reihe mit der Steuermaschine
3 derart, daß die gesamte Reihenschaltung dieser Steuermaschine 3 und der Fahrmotoren-
parallel zu der Steuermaschine 2 geschaltet ist. Dis Spannung " des Ankers der Steuermaschine
3 wird gemäß Fig. z beim Anfahren zunächst gegen die Spannung des Ankers der Steuermaschine-2
geschaltet,--so :daB die Differenz beider Ankerspannungen, der .Steuermaschinen
2 und 3 Null. -ist. Dementsprechend liegen die Fahrmotoren an o Volt, Zum Anfahren
der Lokomotive wird hui, wie Fig. 2 erkennen läßt, die Ankerspänfcung - der Steuermaschine
3 bis auf die Spannung o Volt geschwächt. Die Fahrmotorenpaare 5, 7 bzvy, (, 8 liegen
jetzt an der halben. Eahrdrahtspannung von r2oo Volt. Anschließend wird nun -gemäß
Fig. 3 die Erregung der Steuermaschine 3 umgekehrt und ihre Ankerspannung allmählich
äüf die volle Spannung gebracht, bis die Anker der -Steuermaschinen 2. und .3 -
in _ Reihe -geschaltet -die volle Fahrdrahtspannung von 2,406 -Volt -ergeben, so
daß nun die Fahrmotorenpaare 5, 7 bzw. 6, 8 die volle Nennspannung erhalten,. aber
"gegen Erde.nur-mit der halben Fahrdrahtspannung von z2oc( Volt beansprucht sind.
Die Summe der Ankerströme der Steuermaschinen r und 2 ist stets gleich der Summe
der von den Fahrmotoren aufgenommenen Ströme. Der Anker der Steuermaschine 3 führt
immer den vollen Fahrmotorenstrom.
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Die besonderen Vorteile der beschriebenen Anordnung gegenüber den
bisher bekannten Anordnungen bestehen darin, daß einmal nur eine Steuermaschine,
nämlich die Maschine 3, für das Regeln der Fahrgeschwindigkeit im Feld geregelt
werden muß. Die Fahrmotoren, die nur für die halbe Fahrdrahtspannung gebaut sein
müssen, laufen mit der vollen Fahrspannung, führen aber nur die halbe Fährdrahtspannung
gegen Erde.
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Nach Erreichen der vollen Fahrspannung an den Fah.rmoto,ren kann man
deren Geschwindigkeit in an sich bekannter Weise dadurch weiter steigern, daß man
ihre Erregung mehr und mehr vermindert (Feldschwächung durch Nebenschlußwiderstände
zur Feldwicklung), durch Fremderregung mittels besonderer Erregermaschine oder durch
sonst an sich bekannte Mittel.
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Die beschriebene Schaltung eignet sich besonders auch zur Nutzbremsung
bis herunter nahezu zum Stillstand. Man braucht dazu nur die Fahrmotoren, die alsdann
als Generatoren arbeiten, in üblicher Weise fremd zu erregen (Gegenverbunderregung)
und bei sonst unveränderter Schaltung das ganze Regelverfahren umgekehrt zu durchlaufen.
Es ist also, von hoher Geschwindigkeit ausgehend, zunächst die Erregung der Fahrmotoren
zu verstärken, bis das volle Feld erreicht ist, wobei die Motoren an der vollen
Spannung (im dargestellten Beispiel 24oo Volt) liegen; dann ist die Erregung der
Steuermaschine 3 vom positiven Höchstwert über Null auf negativen Höchstwert zu
regeln, wobei die Spannung an den Fahrmotoren vom vollen Wert bis auf Null sinkt.
" Gemäß der weiteren Erfindung kann man auch zum Zwecke des -Nutzbremsens die fremderregten
Fahrmotoren lediglich- an den Anker der Steuermaschine 3. anschließen (Fig. 5) und
die Spannung der letzteren 'vorn positiven Höchstwert auf Null bzw. negative Werte
regeln. Die Spannung an den Fahrmotoren ist dann zwar im Höchstfall nur halb so
groß, dafür-gewinnt man jedoch den Vorteil, daß man bei negativer Steuerspannung
nicht nur bis zum völligen Stillstand herunterbremsen, son= Bern ohne weitere .
Umschaltung auch- rückwärts fahren kann. -Man kann die Regelung der Bremsleistung-
aber auch durch Änderung der-Fremderregung der Fahrmotoren in an sich bekannter
Weise vornehmen. -Eine besonders - einfache Nutzbremsung ergibt sich dabei, wenn
man die Erregerwicklung . der Steuermaschine 3 an einen im Bremsstromkreis liegenden
Widerstand legt. Die Bremsung wird dann durch Erregung der Fahrmotoren über einen
regelbaren Widerstand eingeleitet; - _ die in den Fahrmotoren dadurch entstehende
Spannuirg erzeugt einen Bremsstrom, der seinerseits -die Erregung der Steuermaschine
3 zur -Folge hat.-
Der Steuermaschinensatz nach der Erfindung bietet
ferner auch besondere Vorteile in solchen Fällen, in denen die Fahrgeschwindigkeit
von einer von der Lokomotive getrennten Steuerstelle aus geregelt werden soll. Das
ist vorzugsweise der Fall bei Lokomotiven, die den Abraumzug im Braunkohlentagebau
ziehen und deren Fahrgeschwindigkeit vom Abraumbagger aus ferngesteuert werden muß.
Bei der Beladung der einzelnen Wagen des Zuges unter dem Bagger ist es dabei notwendig,
den Zug je nach der Schüttleistung des Baggers langsam vor- oder rückwärts zu bewegen,
um eine vollständige Füllung der Abraumförderwagen sicherzustellen. Diese Anpassung
der Zuggeschwindigkeit unter dem Bagger an die Schüttmenge kann gemäß der weiteren
Erfindung durch den Baggerführer ferngesteuert werden, indem man die Fahrmotoren
fremderregt an den Anker der Steuermaschine 3 legt, deren Spannung über einen Wenderegler
von der Steuerstelle aus über eine Steuerleitung oder drahtlos ferngesteuert wird.
Auf diese Weise ergibt sich gegenüber bekannten Fernsteuereinrichtungen der Vorteil,
daß der sonst auf dem Bagger übliche Leonard-Umformer vermieden und die Befehlsübertragung
vom Bagger auf die Lokomotive über leichte Steuerleitungen oder auch auf drahtlosem
Wege betätigt werden kann.
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Eine Vereinfachung in der Ausführung des Steuermaschinensatzes kann
in manchen Fällen noch dadurch erzielt werden, daß die Anker der beiden Steuermaschinen,
i und 2 zu einem einzigen Anker mit einer Wicklung und einem Stromwender (Stromteilermaschine)
zusammengefaßt werden. Auf diese Weise wird eine bessere Ausnutzung dir Wicklung
in thermischer Hinsicht möglich. Eine Anordnung dieser Art ist schematisch in Fig.
q. dargestellt. Soweit die einzelnen Teile mit denen in den übrigen Figuren übereinstimmen,
sind dieselben Bezugszeichen verwendet. Mit 9 ist in diesem Falle die als Stromteilermaschine
ausgebildete Steuermaschine bezeichnet, welche in diesem Fall die beiden Steuermaschinen
i und 2 der in den vorhergehenden Figuren dargestellten Anordnung ersetzt hat. Man
ruß bei einer derartigen Ausführung allerdings erhebliche Ausgleichsdrosselspulen
anwenden, weil der Mittelleiterstrom verhältnismäßig groß wird.