DE976157C

DE976157C - Anfahrschaltung fuer Wechselstromfahrzeuge, insbesondere Bahnfahrzeuge, mit Stufentransformator

Info

Publication number: DE976157C
Application number: DES24433A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing Siemsen
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1951-08-17
Filing date: 1951-08-17
Publication date: 1963-04-11

Description

Anfahrschaltung für Wechselstromfahrzeuge, insbesondere Bahnfahrzeuge, mit Stufentransformator Bei den bekannten Anfahrschaltungen für Wechselstromfahrzeuge, insbesondere Bahnfahrzeuge, mit Stufentransformator ist in der Regel die Niederspannungswicklung des Transformators so oft unterteilt, wie Anfahrstufen vorgesehen sind, Die erforderliche Anzahl der Anfahrstufen ist um so größer, je schwerer die Lokomotiven und je höher die Zuglasten sind, weil die den Stufen entsprechenden Zugkraftsprünge eine bestimmte Größe nicht überschreiten dürfen. Aus der hohen Stufenzahl ergibt sich erstens, daß aus dem Gehäuse des Umspanners sehr viele, starke Leitungen herausgeführt werden müssen., und zweitens, daß das Schaltwerk eine große Anzahl Stufenschalter erhalten muß. Für Gleichstromfahrzeuge, bei denen eine Steuerung durch Änderung eines vorgeschalteten Widerstandes erfolgt, sind bereits Anordnungen beschrieben worden, bei denen die auf einem Kreisumfang angeordneten Widerstandskontakte bei der Anfahrt zweimal nacheinander im gleichen Sinne bestrichen werden.
Für Wechselstromlokomotiven., bei denen die Steuerung hochspannungsseitig erfolgt, ist weiter bereits eine Anordnung beschrieben worden., bei der einem Hochspannungs-Regeltransformator zwei sekundärseitig miteinander in Reihe geschaltete Haupttransforniatoren zugeordnet sind, wobei die Anschlüsse der Haupttransformator-Primärwicklungen gegenläufig an den Anzapfungen des Regeltransformators entlanggeschaltet werden. Weiter ist auch eine Anordnun- beschrieben worden, bei der einem regelbaren Hochspannungs-Transformator noch eine ihrerseits el;#Üf#IIS- iiilt-Än##pfLin-.gen versehene Zusatzwicklung zugeordnet ist, die-'iii-'bz-#v. -egenges'chaltet werden kann.
- - Beie die'.sen Anordnungen werden alle diese Wicklungen vom Belastungsstrom durchflassen. Außerdem bedingt die hcchspannungsseitige Steuerung schon mit Rücksicht auf die erforderliche Isol-ie-#--. rung einen zusätzlichen Aufwand.
Nach der Erfindung kann für Wechselstrornfahrzeuge eine einfache und betriebssichere ' INTiederspannungssteuerung dadurch erreicht #,verde.n,"'däß..dei#, Stufentransformator eine unterteilte Sekundärwicklung mit einer Anzapfungen aufweisenden Wicklungshälfte und mit einer Wi7cklungshälfte ohne Anzapfungen aufweist und daß beim Anfahrenzuerst die allein eingeschaltete Sekundärwicklungshälfte mit Anzapfungen durchgeschaltet wird, worauf unterbrechimgsfrei die anzapfungslose-Sekundärwicklungshälfte mit der steuerl#ä-i-eii Se#kund-ärwicklungshälfte in Reihe geschaltet wird,--. worauf die steuerbare Sekundärwicklungshälfte zur Erhöhung der Spannung erneut durchgeschaliet w»ird., Baulich kann dies--dadurch: erreicht werden, daß eine Schaltwalze, vorzugsweise eine Nockenwalze, vorgesehen wird, die bei einer Umdrehung 4ic Anzapfungen der einen Transformatorhälfte nacheinander durchschaltet, nach einer Drehung-un' 36o' die zweite Transforrnatorhälfte zuschaltet und bei der- weiteren Drehung die Anzapfungen der ersten Transformatorhälfte wie bei der ersten Umdrehung nacheinander durchschaltet. Dabei kann noch eine Sperrscheibe- vorgesehen -sein., welche-,mit der halben Drehzahl der Schaltwalze umläuft und die. Zuschaltung der zweiten, anzapfungsfreien Transformatorhälfte nur nach einer -Drehung -un' 36o' zuläßt, dagegen bei der o'-Stellung -#,erhindert. - Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Fahrmotoren A bis D werden über den Stufentransformator E aus der Fahrleitung F gespeist. Die 1\Tiederspannuh,-swicklung des Stufentransformators E ist zur Hälfte mit Anzapfungen der anderen Transformatorenhälfte i bis ii versehen. Zum dient Zuschaften der Hilfs- - kontakt 12. Der Hilfskontakt 13 ermöglicht die Reihenschaltung der beiden Niederspannungswicklüngshälften.
Zu"r Anfahrt schließt eine Ncickenschaltwalze zunächst bei nach links stehendem Hilfskontakt 13 bei einmaliger Umdrehung -in an sich bekannter' Weise die Nockenschalter i bis i i. Dabei sind in jeder Fahrstufe# zwei Nockenschalter geschlossen, um die Kontaktströme möglichst klein zu hälten-. Beispielsweise sind in Stufe ii die Nockenschalter "i a und i i geschlossen. Besitzt jede Transformatorstufe eine Spannung e, so beträgt bei-Erreichen, der Stufe i i die an den Fahrmotoren liegende Spannung Nach einer vollständigen Umdrehung (.36o') der Nockenwalza ist die Stufe i2'erreicht, Bei- dieser sind der Nockenschalter -i i- und - der Hilfskontakt 1:2 geschlossen. Die Fahrmotorspannung beträgt Nunmehr beginnt die NokkeÜ'Wal'7e -diiie-ne-üc#'Tirii-drehting, bei welcher zunächst der Hilfskontakt 13 und der Nockenschalter ii geöffnet werden. Somit beträgt die Fahrmotorspannung i2e. Sodann schließt der Nockenschalter i, und der Hilfskontakt 13 wird nach rechts umgelegt und der Schalter 12 geöffnet. Damit ist die Hintereinanderschaltung der beiden Nieder-,spannungswicklungen des StufentraiisfGrmators ohne Stromunterbrechungen vollzogen. Die Fahrmotorspannung beträgt Ini weiteren Schaltverlauf werden wie bei dem ersten Walzen-,umlauf die 'Nockenschalter2 bis ii nacheinander geschlossen. B(h Erreichen der Endstufe 23 (69o') sind di#-i\rdck-6fi-##chälter io und ii geschlossen. Die Fahrmotoren laufen mit ihrer vollen Spannung.
Die. Nockenschalter i i und i -- dürfen nur nach der ersten vollen Umdrehung der Nockenschaltwalze v6n #60'2'geschlossen sein, nicht jedoch in der Ruhestellung g'"., Da- die _Stellungen o' und §600 miteinai#d Ü die Nockenschaltwalze das Schließen der Nockenschalter ii und 12 nicht nur bei 36o',- sondern auth-bei. o' -ver-#- . anlassen. Um das zu verhindern, ist eine Sperrscheibe vorgesehen, welche mit der halben Drehzahl der Schaltwalze umläuft und in der 36o'-Stellung die Nockenschalter i i und 12 ungehindert sich schließen läßt, sie in der o'-Stellung jedoch aushebt und öffnet.
Ein besonderer Vor-teil dieser Schaltung besteht da,rin, daß dieselbe in Zusammenarbeit mit einem Feinregler der üblichen Bauart augeführt werden kann, wobei derselbe wie bei den üblichen Steuerungen auf den Übergangsstufen 11, 1:2 und 13 stetig und ohne jegliche Umschaltung weiterarbeitet.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. Sie ist 7. B. nicht nur für einem bestimmte, Anzahl von Schaltstufen züi verwenden,- sondern für beliebi-- viele. Auch die übrigen Schaltungen der Zeichnung sind nur sche-Matisch dargestellt und lassen sich auf verschiedenste Arten ergänzen und abwandeln.

Claims

IPATF#NTANSPRÜCHE: i. Arifahrschaltung für Wechselstromfahrzeuge, insbesondere Bähnfahrzeuge, mit Niederspannungssteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufentransformator- eine unterteilte Se-zundärwicklung, mit einer Anzapfungen aufweisenden Wicklungshälfte und einer Wicklungshälfte ohne Anzapfungen. aufweist und daß beim Anfahren zuerst die allein eingeschaltete S ektinä.ärwicklungshälfte mit Anzapfungen durchgeschaltet wird und danach unterbrechungsfrei..die anzapfutigsldse Sekundärwicklungshälfte mit_ der steuerbaxen. Sekundärwicklungshälfte in. Reihe geschaltet wird, worauf die steuerbare Sek-u-ndärwickflungshälfte zur Erhöhung der Spannung erneut durchgeschaltet wird.
2. Anfahrschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hälften der Se- kundärwicklung elektrisch voneinander getrennt sind und daß zusätzliche Hilfskontakte (12, 13) vorgesehen sind, die so angeordnet und gesteuert sind, daß nach dem erstmaligen Durchschalten der mit Anzapfungen versehenen Hälfte die nicht mit Anzapfungen versehene Hälfte dazu parallel, danach für sich allein und darauf in Reihe mit der anderen, mit Anzapfungen versehenen I-IäIfte der Sekundärwicklung an die Fahrmotoren schaltbax ist, worauf die erste Hälfte zum zweitenmal durchgeschaltet werden kann. 3. Anfahrschaltung nach Anspruch i und 2, Z> dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltwalze, vorzugsweise Nockenwalze, vorgesehen ist, die bei einer Umdrehung die Anzapfungen der einen Transformatorhälfte nacheinander durchschaltet, nach einer Drehung um 36o' die zweite Hälfte zuschaltet und bei der weiteren Drehung die Anzapfungen der ersten Transformatorhälfte wie bei der ersten Umdrehung nacheinander durchschaltet. 4. Anfahrschaltung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrscheibc vorgesehen ist, welche mit der halben Drehzahl der Schaltwalze umläuft und die Zuschaltung der zweiten, anzapfungsfreien Transformatorhälfte nur nach einer Drehung um 36o' zuläßt, dagegen bei der o'-Stellung verhindert. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 581 498, 6oi 865, 627 io6, 7 1196:2; S t r e c k e r, K., Hilfsbuch für die Elektrotechnik, g. Auflage, Berlin 1921, S, 553; BBC-Mitteilungen, Baden, 8 (1921), S. io6, linke Spalte, letzter Absatz; Elektrische Bahnen, 2 1 (19,50), S. 211 biS 2 15. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 924 633-