DEP0008250DA - Schaltungsanordnung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit Gleichstromreihenschlußmotoren - Google Patents

Description

Es sind Schaltungen für von Gleichstromreihenschlussmotoren angetriebene Fahrzeuge bekannt, bei welchen die Motoren beim Anfahren über zwei Widerstände in Reihe geschaltet sind. Diese Widerstände werden zwischen die Anker der Motoren geschaltet. Diese Schaltung gestattet es, mit verhältnismässig wenig Schaltmitteln aus der Reihenschaltung in die Parallelschaltung der Motoren überzugehen, wobei auch in der Parallelschaltung zunächst die Widerstände den Motoren vorgeschaltet sind. Die bekannte Schaltung (Brückenschaltung) gestattet es jedoch nicht, ohne die Auftrennung weiterer Verbindungen aus der Fahrschaltung in verschiedene Bremsschaltungen, wie z.B. in fremderregte Widerstandsbremsung, überzugehen.

Die vorliegende Erfindung hat nun eine Abwandlung der sogenannten Brückenschaltung zum Gegenstand, welche mit einer geringen Zahl von Schaltmitteln den Übergang aus der Fahrschaltung wahlweise in Kurzschlussbremsschaltung (Kreuzschaltung), Nutzbremse mit Netzerregung, Nutzbremse mit Fremderregung (vorzugsweise Batterie), fremderregte Widerstandsbremse mit Differenzerregung und Kurzschlussbremse mit mehr oder minder starker Vorerregung ohne Auflösung der Fahrschaltung, ohne Umpolen der Feldwicklungen gestattet. Gemäss der Erfindung liegen die Feldwicklungen der beiden Motoren bei ihrer Reihenschaltung zwischen den Motorankern, und die den Ankern abgewandten Enden dieser Wicklungen sind zu zwei Regelwiderständen geführt, deren eines Paar der einander entsprechenden Enden durch Schaltmittel miteinander verbunden oder an die Stromquelle angeschlossen werden kann. Diese Ausgangsschaltung ist in der Figur 1 dargestellt. Darin ist mit S der Stromabnehmer, mit E die Erdverbindung bezeichnet. A(sub)1 und A(sub)2 sind die Anker der beiden Antriebsmotoren, von welchen mehrere Gruppen in einem Fahrzeug vorhanden sein können. F(sub)1 und F(sub)2 sind die ihnen zugeordneten Feldwicklungen. R(sub)1 und R(sub)2 sind Regelwiderstände, an welche die einander benachbarten Enden der Feldwicklungen F(sub)1 und F(sub)2 angeschlossen sind. Mit Hilfe der Kontakte K(sub)1 und K(sub)2 kann der Anschlusspunkt der Wicklungsenden längs der Widerstände verschoben werden. Mit Hilfe des Schalters 1 kann das eine Paar der einander entsprechenden Enden der Widerstände R(sub)1 und R(sub)2 miteinander verbunden werden. Mit Hilfe der Schalter 4 und 5 können wahlweise diese beiden Enden auch an die Stromquelle gelegt werden. Der Schalter 2 gestattet die unmittelbare Verbindung der benachbarten Enden der Feldwicklungen, während der Schalter 3 die Verbindung der einander zugewandten Enden der Widerstände R(sub)1 und R(sub)2 gestattet.

In der Reihenschaltung bei der Anfahrt geht der Strom von dem Stromabnehmer S über A(sub)1F(sub)1K(sub)1R(sub)1-1-R(sub)2K(sub)2F(sub)2A(sub)2 nach Erde. Nach der Ausschaltung der Widerstände R(sub)1 und R(sub)2 wird der Schalter 2 geschlossen. Der Übergang auf die Parallelschaltung geschieht durch Schliessen der Schalter 3, 4 und 5 und Öffnen des Schalters 2. Der Schalter 3 wird geöffnet, sobald die Kontakte K(sub)1, K(sub)2 etwas nach aussen verschoben sind, so dass dazwischen ein bestimmter Widerstandswert liegt. Der Strom geht dann über S-A(sub)1F(sub)1K(sub)1R(sub)1-5-E und S-4-R(sub)2K(sub)2F(sub)2A(sub)2 Erde.

Aus dieser Schaltung lässt sich gemäss der Erfindung in besonders einfacher Weise eine Kurzschlussbremsschaltung lediglich dadurch entwickeln, dass man die Felder F(sub)1 und F(sub)2 durch einen Widerstand r überbrückt, wie Figur 2 zeigt. Die Motoren sind dabei vom Netz getrennt. Es entsteht auf diese Weise die an sich bekannte Kreuzschaltung, bei der der Anker A(sub)1 mit der Feldwicklung F(sub)2 und der Anker A(sub)2 mit der Feldwicklung F(sub)1 in Reihe geschaltet wird. In Figur 2 und auch in den folgenden Figuren sind der Übersichtlichkeit halber nicht sämtliche Schalter eingezeichnet, sondern nur die aus Figur 1 ohne weiteres herstellbaren Schaltungen dargestellt.

Schliesst man bei einer Schaltung nach Figur 2 den Stromabnehmer an, wie in Figur 3 dargestellt, dann entsteht eine Nutzbremsschaltung mit Netzerregung. Der Erregerstrom 1 fliesst dabei von S über R(sub)2K(sub)2F(sub)2-r-F(sub)1K(sub)1R(sub)1 nach Erde. Der an das Netz zurückgelieferte Bremsstrom I fliesst von E über A(sub)2-r-A(sub)1 nach S. An das Netz geht also die Differenz von I - i zurück. Hieraus kann man wiederum in Nutzbremsung mit Batterieerregung übergehen, indem man, wie Figur 4 zeigt, zwischen die inneren Enden beider Felder die Batterie oder eine andere Erregerstromquelle schaltet und dafür die beiden Widerstände R(sub)1 und R(sub)2 mit Hilfe der Schalter 3, 4 und 5 (Figur 1) abtrennt. Die Batterie liefert dabei den Erregerstrom und muss durch eine besondere Lademaschine o.dgl. wieder aufgeladen werden. Lässt man, wie in Figur 5 dargestellt ist, die beiden Widerstände R(sub)1 und R(sub)2 eingeschaltet und trennt dafür den Stromabnehmer ab, so ent- steht eine fremderregte Widerstandsbremsung mit Differenzerregung. In die Batterie fliesst der Strom I - i hinein. Anfangs, bei höherer Geschwindigkeit, überwiegt I, die Batterie wird also geladen. Mit sinkender Geschwindigkeit nimmt I ab, die Differenz I - i wird Null und dann negativ. Es wird also Strom der Batterie entnommen. Bei geeigneter Wahl der Widerstände kann die Ladung etwas stärker gehalten werden als die Entladung, so dass eine besondere Ladevorrichtung entbehrlich ist.

Eine Erhöhung bzw. Erniedrigung der Bremskraft bei gegebener Geschwindigkeit lässt sich in an sich bekannter Weise dadurch erreichen, dass man die Spannung der Batterie durch Zu- oder Abschaltung von Zellen erhöht oder erniedrigt. Bei gegebener Bremskraft kann man die Geschwindigkeit verändern, indem man den Wert der Bremswiderstände erhöht oder erniedrigt. Schwächt man, wie in Figur 6 dargestellt ist, den Batteriestrom durch einen mit ihr in Reihe geschalteten Widerstand r(sub)2, so nähert sich das Verhalten der Schaltung nach Figur 2 und nimmt den Charakter einer Kurzschlussbremse mit Vorerregung an, wobei der Grad der Vorerregung durch die Höhe des Widerstandes r(sub)2 geregelt werden kann.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen, dass mit Hilfe weniger Kontakte die Schaltung nach Figur 1 in eine Vielzahl bewährter Schaltungen übergeführt werden kann, ohne dass es dabei notwendig ist, die Fahrschaltung aufzutrennen oder die Feldwicklungen oder Anker umzupolen.

Claims (5)

1. Schaltungsanordnung für elektrisch angetriebene Fahrzeuge mit Gleichstromreihenschlussmotoren, die wahlweise in Reihen- und Parallelschaltung betrieben werden, bei welcher jedem Motor ein besonderer Regulierwiderstand zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reihenschaltung der Antriebsmotoren die Feldwicklungen zwischen den Motorankern liegen und die den Ankern abgewandten Enden der Feldwicklungen an je einen der Regulierwiderstände angeschlossen sind, und dass Schaltmittel vorgesehen sind, um das eine Paar der einander entsprechenden Enden der Regulierwiderstände wahlweise miteinander oder mit den Polen der Stromquelle zu verbinden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch weitere Schaltmittel, welche das andere Paar der einander zugeordneten Enden der Regulierwiderstände zu verbinden gestatten.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die den Motorankern abgewandten Enden der Feldwicklungen miteinander, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Hilfsstromquelle (Batterie, Hilfsgenerator o.dgl.) oder eines Widerstandes, zu verbinden.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass über einen gegebenenfalls einstellbaren Widerstand eine Verbindung zwischen den an die Feldwicklungen angeschlossenen Bürsten der Antriebsmotoren hergestellt wird.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, durch welche beim Übergang von Reihen- auf Parallelschaltung die Verbindung zwischen den Regulierwiderständen (R(sub)1 und R(sub)2) erst dann aufgehoben wird, wenn die Anschlusspunkte der Enden (Kontakte K(sub)1, K(sub)2) so weit verschoben sind, dass zwischen ihnen ein genügend grosser Widerstand liegt, um nennenswerte Änderungen der Strom- und Zugkraftverhältnisse zu vermeiden.