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Kurzschlußbremsschaltung für Hauptschlußmotoren Wenn ein leer laufender
Motor mit Hauptstromwicklung auf Kurzschlußbremsung geschaltet wird, so ist die
Bremskraft zunächst nur schwach, weil sie nur das schwache Remanenzfeld zur Grundlage
hat. Die Spannung und damit auch die Bremsleistung steigen erst langsam durch Selbsterregung
auf diejenige Höhe, welche der Drehzahl und den Widerständen im Kurzschlußkreis
entspricht. Sind diese Widerstände zu hoch, beispielsweise infolge von Verunreinigungen
bei Kontakten, dann bleibt die Bremswirkung vollkommen aus.
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Man hat schon versucht, das Zustandekommen des Bremsstromes dadurch
zu sichern, daß man vor Beginn der Bremsung über die im Bremskreis liegenden Kontakte
einen von der Fahrleitung entnommenen Strom schickte. Man ging dabei davon aus,
daß diese Spannung zur Überwindung von Kontaktunreinigkeiten genügt, so daß sie
also dem nachfolgenden Bremsstrom gewissermaßen den Weg bereiten wird. Aber dieses
Vorgehen hat sich praktisch nicht durchgesetzt.
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Bei der Kurzschlußbremsung von Einphasenreihenschlußmotoren, also
Wechselstrommotoren, hat man ferner einen das Feld dauernd unterstützenden Fremdstrom
aus einer Batterie über die Feldwicklung geleitet. Auch eine Kurzschlußbremsung
von Bahnmotoren, bei welcher gleichzeitig mit der Herstellung der Bremsschaltung
vorübergehend eine Fremdspannung an die Feldwicklung geschaltet wird, ist bereits
bekannt.
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Diese bekannten Schaltungen haben den Nachteil, daß der Stützstrom
zunächst das Bremsfeld aufbauen muß, was eine erhebliche Verzögerung mit sich bringen
kann.
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Gegenüber den bekannten Anordnungen wird eine von Beginn an kraftvolle
Kurzschlußbremsung an
Gleichstrom-Hauptschlußmotoren erfindungsgemäß
dadurch erzielt, daß vor der Schließung des Kurzschlußkreises ein das Remanenzfeld
unterstützender, einer Fremdstromquelle entnommener Stützstrom über die Feldwicklung
des- Motors geleitet wird, so daß in dem Augenblick, in dem die Bremsung einsetzt,
bereits ein volles Bremsfeld vorhanden ist, und die Bremsung sofort und kräftig
einsetzen kann. Außerdem ergibt sich dadurch, da die Bremswirkung dem Produkt aus
Bremsfeld und Bremsstrom proportional ist und das Bremsfeld vor dem Schließen des
Kurzschlußkreises aufgebaut ist, daß bei einer gegebenen Bremswirkung der Bremsstrom
keine zu großen Werte annehmen kann, da dem das bereits vorhandene Bremsfeld entgegenwirkt.
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Bei einer zweimotorigen Anlage empfiehlt es sich, zwecks Kleinhaltung
der Leistungen der strombegrenzenden Widerstände die Feldwicklungen der Motoren
in Reihe zu schalten. Damit nun im Augenblick des Bremsbeginns oder im Augenblick
der Abschaltung des Stützstromes das Motorfeld nicht wiederum bis auf einen kleinen
Remanenzrest verschwindet, empfiehlt es sich, die Feldwicklung während des Fließens
des Stützstromes und bis über den Zeitpunkt der Abschaltung des Stützstromes hinaus
in einen in sich geschlossenen Stromkreis einzuschalten. Dies kann in einfacher
Weise dadurch geschehen, daß der Feldwicklung ein vorzugsweise induktiver Widerstand
parallel geschaltet wird und daß diese Brücke länger aufrechterhalten bleibt als
der Stützstrom über die Feldwicklung. Beim Abschalten des Stützstromes ergibt sich
dann ein Ausgleichsstrom über die Brücke, so daß der Erregerstrom in der Feldwicklung
nicht augenblicklich verschwindet, sondern erst langsam abklingt. In dieser Zeit
hat dann die Selbsterregung des Motors bereits eingesetzt durch einen kräftigen
Bremsstrom im Bremsstromkurzschlußkreis, der die Feldwicklung einschließt.
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Bei einer mehrmotorigen Anlage, bei welcher die Feldwicklungen in
Reihenschaltung vom Stützstrom durchflossen werden, ist zweckmäßigerweise die Schaltwalzenanordnung
so getroffen, daß diese Reihenschaltung nur in der VorbereitungsschaltstufAfür die
Bremsung aufrechterhalten ist, während die Reihenschaltung unterbrochen wird, sobald
der Bremsstromkreis geschlossen wird. Für die Überbrückung der Feldwicklung durch
einen Nebenschlußwiderstand kann man die ohnehin vorhandenen Nebenschlußwiderstände
benutzen, die für die normale Regelung durch Feldschwächung vorgesehen sind. Gleichzeitig
kann man als Vorwiderstände die ohnehin vorhandenen Anfahrwiderstände benutzen.
Die Nocken derjenigen Schaltschütze, durch welche der Stützstrom eingeschaltet und
die Reihenschaltung der Feldwicklungen hergestellt wird, sind zweckmäßigerweise
so ausgebildet, daß .sie nur bei der Drehung der Schaltwalze in die Bremsstellung
hinein geschlossen werden, aber nicht bei der Rückwärtsdrehung der Schaltwalze.
Die Überbrückung der Feldwicklung kann nach der Selbsterregung des Motors in der
Bremsschaltung unterbrochen werden. Es ist aber nicht notwendig, dies durch ein
Relais oder eine sonstige automatische Vorrichtung zu bewirken, weil es nicht von
Nachteil ist, wenn diese Strombrücke bestehenbleibt. Sie kann nach der ersten oder
zweiten Schaltstufe durch die Schaltwalze geöffnet werden.
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Zur Erläuterung der Erfindung dienen sechs Figuren.
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Fig- i zeigt die Schaltwalzenkontakte und ihre Schließzeiten; Fig.
2 bis 6 geben dazu die in verschiedenen Schaltwalzenstellungen gebildeten Stromkreise
an. Die einzelnen Bezeichnungen und Darstellungen in den Figuren entsprechen den
üblichen Bezeichnungen für die Schaltwalzenausrüstung und für die Fahr- und Bremsschaltungen
von Straßenbahnmotoren, Es sind zwei Fahrmotoren M i und M 2 vorhanden. Ferner bedeuten
A i und H i die Klemmen des Ankers vom Motor M i bzw. die mit diesen
Klemmen unmittelbar verbundenen Schaltkontakte, ebenso A2 und H2 die
Klemmen des Ankers vom Motor M 2. Ferner bedeuten E i und F i die Klemmen bzw. die
mit ihnen unmittelbar verbundenen Schaltkontakte der Feldwicklung F i des Motors
M i und E 2 und F:2 die der Feldwicklung F II des Motors M2. B i ist die
Anschlußklemme und der mit ihr unmittelbar verbundene Kontakt eines mit dem anderen
Pol geerdeten Widerstandes By. W. Ebenso sind B3 und io die Anschlußklemmen
eines bei den Bremsschaltungen verwendeten Widerstandes Sch. Br. Ferner bedeuten
W o bis W 4 und R o bis R4 die Anschlüsse der Hauptfahr- und Bremswiderstände
und T den Anschluß an die Fahrleitung Fd. In sämtlichen Figuren bedeuten ferner
die schräg schraffierten schmalen Rechtecke die einzelnen Finger der Schaltwalzen,
die die Verbindung zwischen den als kleine Kreise gezeichneten Kontakten herstellen.
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In Fig. i a ist der rechte obere Teil die Schaltung für die einmalig
eingestellte Richtungswalze, wobei die untereinander angeordneten Bezeichnungen
R, I, II bedeuten, daß die zugeordneten Finger der Schaltwalze auf den Kontakten
liegen und die Rückwärtsfahrt für die Motoren M i und M2 herstellen. Ebenso bedeuten
die Bezeichnungen V, I, II die Vorwärtsfahrt beider Motoren und V, I die Vorwärtsfahrt
des Motors M i bzw. Tl, II die Vorwärtsfahrt des Motors M2, während der andere Motor
abgeschaltet ist. Unterhalb der Richtungswalze sind in Fig. i a die Kontakte und
Schaltfinger der ebenfalls einmalig eingestellten Bremswalze eingezeichnet, wobei
wiederum die Beschriftung B bedeutet, daß die Bremsstellung eingeschaltet ist, während
0 die Nullstellung und F die Fahrtstellung bedeuten. Entsprechendes gilt auch für
die Beschriftung B und R der Fig. 2 bis 6.
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In Fig. i a ist der Fahrdraht Fd mit dem Stromabnehmer S dargestellt.
über zwei im Hauptstromweg liegende Schalter HS i und HS2 erfolgt die Stromzuleitung
zur Bremswalze der Richtungswalze und der Schaltwalze. Die Fig. i b und i c zeigen
in Verbindung mit den Kontakten 0, I bis XVII des linken Teiles der Fig. i a die
Wirkungsweise der während des Fahrens und Bremsens betätigten,
die
einzelnen Fahr- und Bremsstellungen herbeiführenden Schaltwalze. In Fig. i b ist
das Schaltdiagramm der Schaltwalze wiedergegeben, und die dort ablesbaren Schaltverbindungen
sind in Fig. 2 für die Schaltstellungen 1, 8 und 9 erkennbar. Es sind in der Schaltstufe
8 beispielsweise die Kontakte XVI, X, VIII im Kreis des ersten Moto@rs und die Kontakte
I, III und IV im Kreis des zweiten Motors sowie Kontakt VI, der die Reihenschaltung
beider Motoren herstellt, geschlossen. In der Endstellung, die in Fig. 3 dargestellt
ist, sind im Kreis des ersten Motors geschlossen die Kontakte XVI, XIII,- XI, X,
IX, VIII und VII, im Kreis des zweiten Motors die Kontakte V, I, 1I, III, IV und
XVII. Beide Motoren liegen parallel an der vollen Fahrspannung. Ihre Vorschaltwiderstände
sind überbrückt.
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Beim Übergang zur Bremsung ist in Fig. i c die Schaltstellung 0 erreicht.
In dieser Vorbereitungsstellung sind - wie Fig. 4 zeigt - die Kontakte XVI und XIII
im Kreis des ersten Motors, ferner die Kontakte VI und XVII im Kreis des zweiten
Motors geschlossen. Durch den Kontakt VI ist die Reihenschaltung der Feldwicklungen
FI und F II hergestellt, durch den Kontakt XVI ist der Anschluß an die Fahrleitung
hergestellt. Es fließt in dieser Stellung ein durch denVorwiderstand TTW3 und weitere
Fahrwiderstände geregelter Strom über die Reihenschaltung der Feldwicklungen. Jede
Feldwicklung ist überbrückt, und zwar die Feldwicklung F I über den Kontakt XIII
und die Nebenschlußwiderstände SW 3 und SW i ; für die Feldwicklung F II ist die
Brücke durch den Kontakt XVII geschlossen und führt über die Nebenschlußwiderstände
S W 4 und SW 2.
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Die erste Bremsstellung ergibt zwei Stromkreise, wie aus Fig. 5 erkennbar
ist, nämlich einen Stromkreis für den Motor M i und einen zweiten für den Motor
?I72. Die Überbrückung der Feldwicklungen F I und F 1I besteht weiter. Die Reihenschaltung
der beiden Feldwicklungen ist aber bereits unterbrochen, und es fehlt auch die Verbindung
zum Fahrdraht.
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Die Endstellung beim Bremsen zeigt Fig. 6. Durch Schließen der Kontakte
VIII, IX, X, XI ist der Anfahrwiderstand A aus dem Kurzschlußstromkreis herausgenommen.
Die Überbrückung der Feldwicklung F I ist ebenfalls aufgehoben. Das gleiche gilt
für den Stromkreis des Motors M2- und die Feldwicklung F II.