DE930533C

DE930533C - Einrichtung fuer induktive Zugbeeinflussung bei Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE930533C
Application number: DES30898A
Authority: DE
Inventors: Kurt Buder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-10-31
Filing date: 1952-10-31
Publication date: 1955-07-18

Description

Einrichtung für induktive Zugbeeinflussung bei Schienenfahrzeugen Bei der induktiven Zugbeeinflussung kommt die Einwirkung von der Strecke auf den Zug dadurch zustande, daß beim überfahren der Gleismagnete ein Wechselstrom in der Lokomotiveinrichtung in einem bestimmten Verhältnis geschwächt wird. Der Anker eines Impulsrelais, der im unbeeinflußten Zustand der Lokomotivmagnete durch den ungeschwächten gleichgerichteten. Wechselstrom angezogen ist, wird dann infolge Schwächung desselben durch eine gleichzeitig auf ihn einwirkende, unbeeinflußte magnetische Abzugkraft umgesteuert. Es kommt nun darauf an, das Verhältnis der magnetischen Kräfte im Impulsrelais im unbeeinflußten Zustand konstant zu halten, um das Ansprechen eindeutig durch Streckeneinrichtungen, nicht aber durch zufällige Strom- und Spannungsschwankungen hervorzurufen.
Wegen der Verwendung abgestimmter Resonanzkreise in den Lokomotiv- und Streckeneinrichtungen ist es zunächst erforderlich, die Nennfrequenz der Anlage genau einzuhalten. Man hat daher Schnellzuglokomotiven, die insbesondere mit Zugbeeinflussungseinrichtungen versehen sind, mit besonderen drehzahlgeregelten Turbinen für die Mittelfrequenzgeneratoren ausgerüstet. Bei anderen Lokomotiven, deren Dampfturbinen ihre Drehzahl in stärkerem Maße ändern können, speist man aus dem Turbogenerator einen Mittelf requenzumformer, dessen Drehzahl durch besondere Fliehkraftkontakte geregelt wird.
Um die Rückwirkung von Spannungsschwankungen auf die Einrichtung auszuschalten, hat man die Erregerwicklung des Wechselstromgenerators in Reihe mit der Abzugswicklung des Impulsrelais geschaltet. Bei neueren Einrichtungen ist man dazu übergegangen, den Mittelfrequenzgenerator und das Impulsrelais mit permanenten Magneten auszurüsten. Zur Zugbecinflussungseinrichtung gehören weitere mit Gleichstrom betriebene Apparate, z. B. Relais, Zeitschalter, Kontrollampen, Registrierapparate usw. Diese Geräte wurden bisher vom Turbogenerator mit einer in weiten Grenzen schwankenden Spannung gespeist, und sie müssen dementsprechend so bemessen sein, daß sie bei Überspannung nicht überlastet werden, aber auch bei Unterspannung noch einwandfrei arbeiten, um eine zuverlässige Wirkung der Sicherungseinrichtung in jedem Fall zu gewährleisten. Außerdem handelt es sich hierbei um eine verhältnismäßig niedrige Spannung, nämlich 24 V, während es für gewisse Geräte von Vorteil wäre, wenn man eine höhere Spannung zur Verfügung hätte. Man könnte zwar eine Gleichstromquelle mit konstanter Spannung dadurch schaffen, daß der drehzahlgeregelte Mittelfrequenzgenerator oder Umformer mit einem zusätzlichen Generator bzw. einer Gleichstromwicklung ausgerüstet würde. In diesem Fall müßte das gesamte Aggregat erheblich vergrößert werden, und die Anlage würde wesentlich verteuert.
Gemäß der Erfindung werden die mit "Gleichstrom gespeisten Schalt- und Kontrollgeräte der induktiven Zugbeeinflussungseinrichtung über Gleichrichter an eine oder mehrere der Mittelfrequenzwicklungen des Mittelfrequenzgenerators angeschlossen. Eine derartige Anordnung gestattet es, die konstante Spannung des Mittelfrequenzgenerators auch für die Gleichstromkreise zu verwenden. Darüber hinaus erfolgt aber noch eine bessere Ausnutzung der Generatorleistung und im Zusammenhang damit eine weitere Verbesserung der Spannungskonstanz.
Die Erfindung ist beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt.
Fig. i zeigt eine vereinfachte Lokomotiveinrichtung für induktive Zugbeeinflussung. Mit der Dampfturbine i ist ein Turbogleichstromgenerator 2 gekuppelt, der über den Schalter 3 den Umformer 4 antreibt. Die Drehzahlregelung des Umformers erfolgt durch den Fliehkraftregler 5. Die Überwachung des zulässigen Frequenzbereichs wird durch einen weiteren Fliehkraftschalter 6 bewirkt. Auf der gleichen Welle mit dem Motor 4 ist ein Mittelfrequenzgenerator 7 angeordnet, dessen Wicklung 17 den Resonanzkreis der Fahrzeugeinrichtung speist. Im Resonanzkreis liegt in bekannter Weise das Impulsrelais 27 in Reihe mit dem Fahrzeugmagneten 37 und dem Abstimmkondensator 47. Die zu der gesamten Einrichtung gehörenden weiteren Schalt- und Kontrollmittel 4o, 41, 42 usw. werden über den Spannungswandler 44 und den Gleichrichter 43 gleichfalls von der Wicklung 17 des Generators gespeist. Die Gleichspannung, die wahlweise durch entsprechende Anzapfung am Spannungswandler 44 eingestellt werden kann, ist durch die genaue Drehzahlregelung, die wegen der Verwendung von Resonanzkreisen erforderlich ist, weitgehend konstant und proportional der erzeugten Wechselspannung.
In Fig. 2 ist eine Schaltung dargestellt, bei der für den Anschlüß der Schalt- und Kontrollmittel eine besondere Mittelfrequenzwicklung 57 vorhanden ist, deren Windungszahl entsprechend der für die Relais gewünschten Spannungshöhe bemessen ist. Die im Resonanzkreis liegende Wicklung 58 des Generators ist galvanisch von der Speisewicklung 57 der Gleichstromkreise getrennt. Strom- und Spannungsschwankungen, z. B. durch Widerstandsänderung infolge von Temperaturschwankungen oder durch veränderliche Belastung, -wirken sich auf diese Weise nur in demjenigen Stromkreis aus; in dem sie entstehen.
Fig.3 zeigt die Anordnung bei einem Mehrfrequenzgenerator mit den Wicklungen 6o, 61 und 62 z. B. für 5oo Hz, iooo Hz und 2ooo Hz. Hierbei sind die Schalt- und Kontrollgeräte in drei Gruppen 70, 71 und 72 'aufgeteilt. Die zugehörigen Gleichrichter 8o, 81 und 8ä sind über die Spannungswandler go, gi und 92 angeschlossen. Es ist vielfach zweckmäßig, z. B. an die Wicklung für 5oo Hz nur diejenigen Relais anzuschließen, die bei einer Beeinflussung dieser Frequenz nicht arbeiten, so daß sich die elektrischen Verhältnisse des Resonanzkreises; durch den gerade eine Einwirkung von der Strecke auf den Zug stattfindet, durch die Relaisbelastung nicht ändern. Dies gilt entsprechend für die Kreise iooo Hz und 2ooo Hz, an die jeweils nur diejenigen Relais angeschlossen werden, die bei der entsprechenden Frequenz nicht in Wirksamkeit treten. Es kann aber auch zweckmäßig sein, alle Gleichstromverbraucher in Parallelschaltung aus allen vorhandenen Mittelfrequenzwicklungen zu speisen. In diesem Fall werden die verschiedenen Frequenzen über Sperrkreise oder Bandfilter an die parallel geschalteten Gleichrichter angeschlossen.
In Fig. ¢ ist die Abhängigkeit der Wechselspannung U des MittelHequenzgenerators vom Erregerstrom. i"" bei konstantem Belastungswiderstand dargestellt. Mit Rücksicht auf das Arbeiten des Impulsrelais, in dem ein vom Resonanzstrom erzeugtes und, bei Reihenschaltung von Generatorerregung und Abzugswicklung des Impulsrelais, ein vom Erregerstrom erzeugtes Magnetfeld auf einen gemeinsamen Anker einwirken, mußte man bisher den Generator so bemessen, daß bei einem mittleren Erregerstrom i" der Arbeitspunkt A auf dem geraden Teil der Kennlinie lag. Dies war notwendig, um bei Gleichstromschwankungen das Verhältnis der magnetischen Kräfte im Impulsrelais konstant zu halten. Die Leistung des Generators konnte also nur zum Teil ausgenutzt werden, und: irgendwelche Änderungen des Erregerstromes 0 i erzeugten eine dementsprechend starke Änderung 0 U der Wechselspannung und demgemäß eine Änderung der Leistung im Resonanzkreis. Wird gemäß der Erfindung der Wechselstromgenerator durch die Gleichstromkreise zusätzlich belastet, so wandert der Arbeitspunkt in den Sättigungsbereich in Richtung auf den Punkt D. Der Generator wird dann bis zu seiner Nennleistung ausgenutzt und arbeitet mit besserem Wirkungsgrad. Je nach verlangter= Leistung für Wechselstrom- und Gleichstromkreise kann der Wechselstromgenerator von vornherein für eine kleinere Nennleistung bemessen werden. Im Arbeitspunkt D ruft eine Änderung 1J des Erregerstromes nur eine geringe Spannungsänderung /\ U2 hervor. Die Konstanz der Wechselspannung wird noch verbessert. In diesem Fall ist es zweckmäßig, nur die Erregung des Mittelfrequenzgenerators unmittelbar an den Turbogleichstromgenerator anzuschließen, die Abzugswicklung des Impulsrelais 27 wird, wie in Fig. i dünn gestrichelt eingezeichnet, über den Gleichrichter q.3 gespeist. Die Taste T dient zur Unterbrechung des Stromkreises, um eine erfolgte Beeinflussung rückgängig zu machen und das Impulsrelais, das als Kipprelais ausgeführt ist, wieder zurückzustellen.
Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die geschilderten Beispiele beschränkt. Sie ist in entsprechender Weise bei Mittelfrequenzgeneratoren und Umformern mit permanenter Erregung anwendbar. Dabei kann es zweckmäßig sein, nicht alle bisher mit Gleichstrom gespeisten Geräte über einen Gleichrichter vom Wechselstromgenerator zu speisen, sondern einzelne, insbesondere frequenzunabhängige Geräte, z. B. Kontrollampen, unmittelbar an die Mittelfrequenzwicklungen anzuschließen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung für induktive Zugbeeinflussung bei Schienenfahrzeugen, wobei für die Erzeugung der Mittelfrequenzen ein drehzahlgeregelter Generator oder Umformer verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Gleichstrom gespeisten Schalt- und Kontrollgeräte an eine oder mehrere der Mittelfrequenzwicklungen über Gleichrichter angeschlossen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter über einen Spannungswandler an eine der vom Resonanzstrom durchflossenen Wicklungen angeschlossen ist (Fig. i).
3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für den Anschluß des Gleichrichters eine besondere Generatorwicklung verwendet wird (Fig. 2). q..
Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrfrequenzgeneratoren mehrere Gleichstromkreise vorhanden sind, die jeweils von einer anderen Frequenz gespeist werden (Fig.3).
5. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrfrequenzgeneratoren die Schalt- und Kontrollgeräte an alle Mittelfrequenzwicklungen angeschlossen und so verteilt sind, daß sich der Resonanzkreis einer bestimmten Frequenz und die von der gleichen Frequenz gespeisten Relaisstromkreise nicht beeinflussen.
6. Einrichtung nach Anspruch i bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromkreise, die bei Beeinflussung einer bestimmten Frequenz gesteuert werden, aus Wicklungen der anderen unbeeinflußten Frequenzen gespeist werden.
7. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrfrequenzgeneratoren die Gleichstromgeräte über die parallel geschalteten Gleichrichter der verschiedenen Frequenzen gespeist werden (Fig. 3). B.
Einrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Gleichrichter und Spannungswandler im Schaltgehäuse des Generators oder Umformers angeordnet sind.
9. Einrichtung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Kontrollgeräte mittelbar oder unmittelbar an der Wechselspannung des Generators liegen. io. Einrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein fremderregter Generator oder Umformer verwendet wird. i i. Einrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Generator oder Umformer mit permanenter Erregung verwendet wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 68o 939.