EP1541441A1 - Method for determining the active power of a three-phase motor and electronic railway switch control - Google Patents

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EP1541441A1
EP1541441A1 EP03360139A EP03360139A EP1541441A1 EP 1541441 A1 EP1541441 A1 EP 1541441A1 EP 03360139 A EP03360139 A EP 03360139A EP 03360139 A EP03360139 A EP 03360139A EP 1541441 A1 EP1541441 A1 EP 1541441A1
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EP
European Patent Office
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circuit
voltage
power
current
alternating voltage
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Bernd Klose
Manfred Schimkowitsch
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Alcatel Lucent SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L5/00—Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
    • B61L5/06—Electric devices for operating points or scotch-blocks, e.g. using electromotive driving means
    • B61L5/062—Wiring diagrams

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the active power of an electrical Three-phase motor, preferably a point machine, with at least two circuits, each with at least one motor winding, and an electronic Switch control for carrying out the method and a points drive system with such electronic switch control.
  • a turnout drive system has one or more, at different Locations along a switch with switch points positioned turnout drives for setting the switch tongue.
  • Such point drive systems are used in railroad rail networks at railway turnouts.
  • the inventive method is used to diagnose the switch, in particular the Determination of the maintenance status of the switch during railway operation.
  • Each point machine is powered by at least one four-wire interface Interlocking from controlled and supplied with an operating voltage.
  • the Four-wire interface has four wires, with two out of phase AC voltages are applied.
  • Such a four-wire interface represents a standard interface for railway turnouts (cable distributors), for the operation of a turnout with a single turnout drive and a single tongue test contact is used in conventional railroad networks.
  • the invention has for its object to provide a method for determining the Active power of an electric three-phase motor, in particular a points drive, and an electronic point controller and a point machine drive system to provide that avoid the disadvantages of the prior art, in particular with which the determination of the maintenance condition of a Switch in railway operation is reliable and inexpensive possible.
  • the application of the first and the second Circuit each having an alternating voltage at the time of a zero crossing made the respective AC voltage, the measurement of the electric current flowing in the first electric circuit and the phase angle between the first AC voltage and the measured one Current in a time interval between the application of the alternating voltages is made.
  • the power correction value is from a calibration curve representing the power correction value depending on the line resistance and / or the Defines power loss, given.
  • the AC line resistance is measured in a circuit in the method according to the invention. By extrapolating this resistance by reading the power correction value from a calibration curve can be reliable on the total resistance getting closed.
  • the calibration curve can be determined experimentally.
  • the determination of the active power at the time of a point changeover is preferred performed. As a result, the maintenance condition becomes immediate then determines if security problems occur in case of malfunction of the switch would. Corrective action can be taken immediately become.
  • the point controller according to the invention preferably has a microcomputer wherein the microcomputer comprises a memory provided with software code sections is loaded for carrying out the method according to the invention.
  • This embodiment of the switch control according to the invention allows an inexpensive implementation of the method according to the invention, wherein additionally flexible adaptations to changed external operating parameters possible are.
  • the microcomputer has a calibration curve memory, wherein the Calibration curve memory a calibration curve with power correction value in dependence of a line resistance and / or power dissipation and means, set up to read power correction values depending on of line resistances and / or power losses.
  • the inventive Applying a calibration curve results in a particularly flexible and reliable Correct the overall performance.
  • An inventive turnout drive system comprises an inventive electronic control and a three-phase electric motor with at least two circuits, each with at least one motor winding. Furthermore, at least one transducer, designed for measuring measured data, the at least one electric current value of one after applying of the first circuit with the first AC voltage and before applying of the second circuit with the second AC voltage in the first Circuit electric current flowing and a phase angle between this current and the first AC voltage and at least one total power consumption value include and transfer means, set up for Transfer of the measured data to the measuring data transfer means of the electronic Switch control, provided.
  • Such a point drive system can Cost-effective by upgrading existing turnout drive systems being constructed. It realizes the advantages of the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows an inventive switch operating system with an inventive Soft control.
  • FIG. 1 an inventive switch operating system is shown with an electronic switch controller 10 according to the invention for carrying out the method according to the invention.
  • the electronic switch controller 10 is connected to a four-wire interface 9.
  • the point controller 10 has voltage application means 11, which are arranged for temporally successive, preferably amplitude-dependent, charging of a first circuit 1 of a point machine 3 with a first alternating voltage and a second circuit 2 of the point machine 3 with a second alternating voltage.
  • the temporal succession is indicated in the figure by the designation ⁇ t between the symbolized voltage curves.
  • the first circuit 1 comprises a motor winding 4 and the second circuit 2 comprises two motor windings 4.
  • measuring data transfer means 13 are present.
  • phase angle is detected by measuring the electrical currents as a function of the time t.
  • the measured data are measured by transducers 12. Together with the known applied voltage curve results in the phase angle.
  • active power calculating means 14 the active power is determined from the measured data. After switching on the first circuit 1 at least one voltage and at least one current measurement and at least one measurement of the phase angle are performed.
  • the current effective resistance in the switched-on circuit of the four-wire interface 9 is calculated. With the calculated effective resistance, the power measurement is corrected.
  • the switching of the three-phase point motor is carried out in the zero crossing of the voltage.
  • a circuit 1 is first turned on and the second accordingly the grid given by the grid frequency in a time interval ⁇ t later. In this time interval, the measurements are carried out to determine the effective resistance.
  • the voltage, the current and the phase angle are determined when the motor is still stationary. From this, the effective resistance of the circuit is determined. The motor does not start until a voltage is applied to the second circuit, causing a rotating field.
  • the effective resistance determination can be made in both circuits 1,2. Which circuit is used for this can be decided in the implementation phase of the points drive system or the point controller has means for switching, arranged to perform the resistance determination in response to control commands either in the first or in the second circuit.
  • the invention is not limited to the embodiment given above. Rather, a number of variants is conceivable, which also in basically different type of execution of the features of the invention Make use.

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Abstract

To determine the real power of an electrical three-phase motor, and especially the drive (3) for railway direction change points which has at least two current circuits (1,2) each with at least one motor coil (4) and an electronic points change control (10), the electrical resistance is tested by applying an alternating voltage (11) to one circuit with measurement of the phase angle between the alternating voltage and the current flow through it. An alternating voltage is applied to the second circuit, with a phase shift, after determining the loss. The total energy intake of the motor is measured using a measurement data transmission line (13). The conductor resistance and/or the power loss is computed (14) from the first alternating voltage and the measured current and the measured phase angle, to give the real power through correction of the total power with a power correction value derived from the resistance and/or loss.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Wirkleistung eines elektrischen Drehstrommotors, bevorzugt eines Weichenantriebs, mit mindestens zwei Stromkreisen, mit jeweils mindestens einer Motorwicklung, und eine elektronische Weichensteuerung zum Durchführen des Verfahrens sowie ein Weichenantriebssystem mit einer derartigen elektronischen Weichensteuerung. Ein Weichenantriebssystem verfügt über ein oder mehrere, an verschiedenen Orten entlang einer Weiche mit einer Weichenzunge positionierten Weichenantrieben zur Einstellung der Weichenzunge. Derartige Weichenantriebssysteme werden in Eisenbahnschienennetzen bei Eisenbahnweichen eingesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Diagnose der Weiche, insbesondere der Ermittlung des Wartungszustandes der Weiche während des Bahnbetriebs. The invention relates to a method for determining the active power of an electrical Three-phase motor, preferably a point machine, with at least two circuits, each with at least one motor winding, and an electronic Switch control for carrying out the method and a points drive system with such electronic switch control. A turnout drive system has one or more, at different Locations along a switch with switch points positioned turnout drives for setting the switch tongue. Such point drive systems are used in railroad rail networks at railway turnouts. The inventive method is used to diagnose the switch, in particular the Determination of the maintenance status of the switch during railway operation.

Insbesondere, wenn derartige Weichen mit hohen Geschwindigkeiten befahren werden, muss der Wartungszustand der Weiche ständig überwacht werden, um den Sicherheitsanforderungen an den Betrieb einer derartigen Bahnweiche gerecht zu werden. Zum Umstellen der Weiche wird bei gebräuchlichen Weichenantriebssystemen ein mechanisches Welchengestänge, das von einem Weichenantrieb bewegt wird, benutzt. Durch Umwelteinflüsse, wie Verschmutzung und/oder Korrosion, kann es zu einer Schwergängigkeit der Weichenzunge kommen, die zu Störungen beim Umstellen führen kann.In particular, when driving such switches at high speeds the maintenance status of the switch must be constantly monitored in order to meet the safety requirements for the operation of such a railway switch to become. For switching the switch is in common points drive systems a mechanical flexible linkage, that of a turnout drive is being used. By environmental influences, such as pollution and / or corrosion, it may cause a binding of the switch tongue come, which can lead to disturbances during the changeover.

Jeder Weichenantrieb wird über mindestens eine Vierdrahtschnittstelle von einem Stellwerk aus gesteuert und mit einer Betriebsspannung versorgt. Die Vierdrahtschnittstelle verfügt über vier Adern, wobei zwei mit phasenverschobenen Wechselspannungen beaufschlagt sind. Eine derartige Vierdrahtschnittstelle stellt eine Standardschnittstelle für Bahnweichen (Kabelendverteiler) dar, die für den Betrieb einer Weiche mit einem einzigen Weichenantrieb und einem einzigen Zungenprüfkontakt bei üblichen Bahnschienennetzen verwendet wird.Each point machine is powered by at least one four-wire interface Interlocking from controlled and supplied with an operating voltage. The Four-wire interface has four wires, with two out of phase AC voltages are applied. Such a four-wire interface represents a standard interface for railway turnouts (cable distributors), for the operation of a turnout with a single turnout drive and a single tongue test contact is used in conventional railroad networks.

Zur Überwachung des Wartungszustandes der Weiche kann beim Umstellvorgang die aufgenommene Leistung des Weichenantriebs über eine Leistungsmessung bestimmt werden und daraus eine Diagnose über eine Schwergängigkeit der Weiche (Schwergang) abgeleitet werden. Über diese Diagnose kann die Entscheidung, ob eine Wartung eingeleitet wird getroffen werden. Dazu ist es notwendig, den momentanen Leitungs- inklusive Blindwiderstand der angeschalteten Stromkreise, d.h. der Kabel und sonstiger Bauelemente, und damit die Verlustleistung zu kennen, um die für die Umstellung der Weiche vom Weichenmotor aufgenommene Leistung (Wirkleistung) möglichst exakt zu bestimmen, denn die Gesamtleistungsaufnahme des Weichenantriebs setzt sich additiv aus der Wirkleistung und der Verlustleistung zusammen.To monitor the maintenance status of the switch can during the changeover the absorbed power of the points drive via a power measurement be determined and from this a diagnosis about a binding der Weiche (heavy weight) are derived. About this diagnosis can the decision whether a maintenance is initiated will be taken. Is to it is necessary, the current line-inclusive reactance of the switched Circuits, i. cables and other components, and so on to know the power loss, in order to convert the turnout from the point motor recorded power (active power) as accurately as possible, because the total power consumption of the points drive is additive from the active power and the power loss together.

Es ist gebräuchlich, die Verlustleistung aus einem aus den Plänen der Anlage, d.h. des Weichenantriebs, berechneten Leitungswiderstand zu berechnen. Dabei wird jedoch eine temperaturbeeinflusste Änderung des Leitungswiderstandes beim Betrieb des Weicheantriebs nicht berücksichtigt, was zu einem nicht tolerierbaren Fehler bei der Bestimmung der Wirkleistung führt.
Weiter existieren Lösungen, bei denen der Leitungswiderstand mittels Gleichstrom gemessen wird, was zumindest den Blindwiderstand und damit den Blindanteil der Leistung des Motors des Weichenantriebs eliminiert. Diese Lösungen erfordern jedoch zusätzlichen Schaltungsaufwand bei der Steuerung des Weichenantriebs (Weichensteuerung), was zu Zusatzkosten bei der Herstellung des Weichenantriebs führt.It is customary to calculate the power loss from a line resistance calculated from the plans of the plant, ie the points drive. In this case, however, a temperature-influenced change in the line resistance during operation of the soft drive is not taken into account, which leads to an intolerable error in the determination of the active power.
Furthermore, there are solutions in which the line resistance is measured by means of direct current, which eliminates at least the reactance and thus the reactive power of the motor of the points drive. However, these solutions require additional circuit complexity in the control of the point machine drive (switch control), which leads to additional costs in the production of the points drive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Wirkleistung eines elektrischen Drehstrommotors, insbesondere eines Weichenantriebs, und eine elektronische Weichensteuerung sowie ein Weichenantriebssystem bereit zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeiden, insbesondere mit denen die Ermittlung des Wartungszustandes einer Weiche im Bahnbetrieb zuverlässig und kostengünstig möglich ist.The invention has for its object to provide a method for determining the Active power of an electric three-phase motor, in particular a points drive, and an electronic point controller and a point machine drive system to provide that avoid the disadvantages of the prior art, in particular with which the determination of the maintenance condition of a Switch in railway operation is reliable and inexpensive possible.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtungen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.This object is achieved by the method and apparatus of the independent Claims solved. The dependent claims constitute preferred embodiments of the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung der Wirkleistung eines elektrischen Drehstrommotors, insbesondere eines Weichenantriebs, mit mindestens zwei Stromkreisen, mit jeweils mindestens einer Motorwicklung, weist folgende Verfahrensschritte auf:

  • a) Bestimmung eines Leitungswiderstandes und/oder einer Verlustleistung, mit den Verlustbestimmungsverfahrensschritten:
    • Beaufschlagen eines ersten Stromkreises der beiden Stromkreise mit einer ersten Wechselspannung,
    • Messen des im ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms und des Phasenwinkels zwischen der ersten Wechselspannung und dem Strom,
  • b) Beaufschlagen des zweiten Stromkreises der beiden Stromkreise mit einer zur ersten Wechselspannung phasenverschobenen zweiten Wechselspannung nach der Durchführung der Verlustbestimmungsverfahrensschritte,
  • c) Messung der Gesamtleistungsaufnahme des Drehstrommotors,
  • d) Berechnen eines Leitungswiderstandes und/oder einer Verlustleistung aus der ersten Wechselspannung und dem gemessenen Strom und dem gemessenen Phasenwinkel und
  • e) Ermittlung der Wirkleistung durch Korrigieren der Gesamtleistung mit einem von dem Leitungswiderstand und/oder der Verlustleistung abhängigen Leistungskorrekturwert.
    • The inventive method for determining the active power of an electric three-phase motor, in particular a points drive, with at least two circuits, each with at least one motor winding, comprises the following method steps:
  • a) Determination of a line resistance and / or a power loss, with the loss determination method steps:
    • Applying a first circuit of the two circuits with a first AC voltage,
    • Measuring the electric current flowing in the first circuit and the phase angle between the first alternating voltage and the current,
  • b) applying the second circuit of the two circuits with a second AC voltage phase-shifted to the first AC voltage after performing the loss determination method steps,
  • c) measurement of the total power consumption of the three-phase motor,
  • d) calculating a line resistance and / or a power loss from the first AC voltage and the measured current and the measured phase angle and
  • e) Determining the active power by correcting the total power with a power correction value dependent on the line resistance and / or the power loss.

    • Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die folgenden Vorteile bereitgestellt:

    • Diagnosesysteme für Weichen können in die Weichensteuerung integriert werden. Die Diagnose in die Steuerung zu integrieren führt zu einer Kostensenkung.
    • Die Anwendung des Verfahrens eignet sich insbesondere für Hochgeschwindigkeitsweichen auf Schnellfahrstrecken, die besonders stark sicherheitstechnisch überwacht werden müssen.
    • Die Bestimmung der Wirkleistung und damit des Wirkwiderstandes kann mit bei bekannten Weichenantriebssystemen vorhandenen Messwandlern vorgenommen werden. Zusätzliche Komponenten sind dafür nicht notwendig.
    • Die Bestimmung des Wirkwiderstandes kann unmittelbar vor deren Umstellung erfolgen. Veränderungen des Wirkwiderstandes zwischen der Messung und der Weichenumstellung treten daher nicht auf.
    • Das Verfahren eignet sich insbesondere für mikrorechnergesteuerte Weichensteuerungen und kann dort durch einfaches Einspielen von Software mit Codeabschnitten, die die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens steuern, implementiert werden.
    The method according to the invention provides the following advantages:
    • Turnout diagnostic systems can be integrated into the turnout control. Integrating the diagnosis into the control leads to a reduction in costs.
    • The application of the method is particularly suitable for high-speed points on high-speed lines, which must be monitored very strong safety.
    • The determination of the active power and thus the effective resistance can be made with present in known switch drive systems transducers. Additional components are not necessary for this.
    • The determination of the effective resistance can be made immediately before their conversion. Changes in the effective resistance between the measurement and the point changeover therefore do not occur.
    • The method is particularly suitable for microcomputer-controlled point controllers and can be implemented there by simply importing software with code sections which control the execution of the method according to the invention.

    Besonders bevorzugt wird das Beaufschlagen des ersten und des zweiten Stromkreises mit jeweils einer Wechselspannung zum Zeitpunkt eines Nulldurchganges der jeweiligen Wechselspannung vorgenommen, wobei die Messung des im ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms und des Phasenwinkels zwischen der ersten Wechselspannung und dem gemessenen Strom in einem Zeitintervall zwischen dem Beaufschlagen der Wechselspannungen vorgenommen wird. Dadurch werden ausschließlich Blindleistungen und Leistungsverluste durch Leitungswiderstände bei der Messung berücksichtigt, da der Drehstrommotor erst nach Beaufschlagung beider Stromkreise mit einer phasenverschobenen Wechselspannung Wirkleistung aufnimmt, indem er mechanische Arbeit verrichtet.Particularly preferred is the application of the first and the second Circuit each having an alternating voltage at the time of a zero crossing made the respective AC voltage, the measurement of the electric current flowing in the first electric circuit and the phase angle between the first AC voltage and the measured one Current in a time interval between the application of the alternating voltages is made. As a result, only reactive power and accounted for power losses due to line resistance in the measurement, since the three-phase motor only after admission of both circuits with a phase-shifted AC voltage absorbs active power by does mechanical work.

    Bevorzugt wird der Leistungskorrekturwert von einer Eichkurve, die den Leistungskorrekturwert in Abhängigkeit von dem Leitungswiderstand und/oder der Verlustleistung festlegt, vorgegeben. Der Wechselstrom-Leitungswiderstand wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Stromkreis gemessen. Durch die Extrapolation dieses Widerstandes durch Ablesen des Leistungskorrekturwerts von einer Eichkurve kann zuverlässig auf den Gesamtwiderstand geschlossen werden. Die Eichkurve kann experimentell bestimmt werden.Preferably, the power correction value is from a calibration curve representing the power correction value depending on the line resistance and / or the Defines power loss, given. The AC line resistance is measured in a circuit in the method according to the invention. By extrapolating this resistance by reading the power correction value from a calibration curve can be reliable on the total resistance getting closed. The calibration curve can be determined experimentally.

    Bevorzugt wird die Bestimmung der Wirkleistung zum Zeitpunkt einer Weichenumstellung vorgenommen. Dadurch wird der Wartungszustand unmittelbar dann bestimmt, wenn bei Fehlfunktionen der Weiche Sicherheitsprobleme auftreten würden. Maßnahmen zur Fehlerkorrektur können unmittelbar eingeleitet werden.The determination of the active power at the time of a point changeover is preferred performed. As a result, the maintenance condition becomes immediate then determines if security problems occur in case of malfunction of the switch would. Corrective action can be taken immediately become.

    Hinsichtlich der elektronischen Weichensteuerung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Aufgabe durch eine Weichensteuerung gelöst, bei der vorgesehen sind:

  • a) Spannungsbeaufschlagungsmittel, eingerichtet zum zeitlich aufeinanderfolgenden, bevorzugt amplitudenabhängigen, Beaufschlagen eines ersten Stromkreises eines Weichenantriebs mit einer ersten Wechselspannung und eines zweiten Stromkreises eines Weichenantriebs mit einer zweiten Wechselspannung,
  • b) Messdatenübernahmemittel, eingerichtet zur Übernahme von Messdaten, die mindestens einen elektrischen Stromwert eines nach Beaufschlagen des ersten Stromkreises mit der ersten Wechselspannung und vor Beaufschlagen des zweiten Stromkreises mit der zweiten Wechselspannung in dem ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms und einen Phasenwinkel zwischen diesem Strom und der ersten Wechselspannung und mindestens einen Gesamtleistungsaufnahmewert umfassen, und
  • c) Wirkleistungsberechnungsmittel, eingerichtet zum Ermitteln der Wirkleistung aus den Messdaten.
    • Die erfindungsgemäße elektronische Weichensteuerung realisiert die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens.With regard to the electronic switch control for carrying out the method according to the invention, the object is achieved by a switch control, in which are provided:
  • a) Spannungsbeaufschlagungsmittel, arranged for temporally successive, preferably amplitude-dependent, applying a first circuit of a point drive with a first AC voltage and a second circuit of a point drive with a second AC voltage,
  • b) measurement data transfer means, arranged to take over measurement data, the at least one electric current value of a current after applying the first circuit with the first AC voltage and before applying the second circuit with the second AC voltage in the first electric circuit current and a phase angle between this current and the first AC voltage and at least one total power consumption value, and
  • c) active power calculating means, arranged for determining the active power from the measured data.
    • The inventive electronic point control realizes the advantages of the method according to the invention.

    Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Weichensteuerung einen Mikrorechner auf, wobei der Mikrorechner einen Speicher umfasst, der mit Softwarecodeabschnitten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geladen ist. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Weichensteuerung ermöglicht eine kostengünstige Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei zusätzlich flexible Anpassungen an geänderte äußere Betriebsparameter möglich sind.The point controller according to the invention preferably has a microcomputer wherein the microcomputer comprises a memory provided with software code sections is loaded for carrying out the method according to the invention. This embodiment of the switch control according to the invention allows an inexpensive implementation of the method according to the invention, wherein additionally flexible adaptations to changed external operating parameters possible are.

    Bevorzugt verfügt der Mikrorechner über einen Eichkurvenspeicher, wobei der Eichkurvenspeicher eine Eichkurve mit Leistungskorrekturwert in Abhängigkeit von einem Leitungswiderstand und/oder einer Verlustleistung festlegt und Mittel, eingerichtet zum Auslesen von Leistungskorrekturwerten in Abhängigkeit von Leitungswiderständen und/oder Verlustleistungen. Die erfindungsgemäße Anwendung einer Eichkurve führt zu einem besonders flexiblen und zuverlässigen Korrigieren der Gesamtleistung.Preferably, the microcomputer has a calibration curve memory, wherein the Calibration curve memory a calibration curve with power correction value in dependence of a line resistance and / or power dissipation and means, set up to read power correction values depending on of line resistances and / or power losses. The inventive Applying a calibration curve results in a particularly flexible and reliable Correct the overall performance.

    Ein erfindungsgemäßes Weichenantriebssystem umfasst eine erfindungsgemäße elektronische Welchensteuerung und einen elektrischen Drehstrommotor mit mindestens zwei Stromkreisen, mit jeweils mindestens einer Motorwicklung. Weiter sind mindestens ein Messwandler, eingerichtet zum Messen von Messdaten, die mindestens einen elektrischen Stromwert eines nach Beaufschlagen des ersten Stromkreises mit der ersten Wechselspannung und vor Beaufschlagen des zweiten Stromkreises mit der zweiten Wechselspannung in dem ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms und einen Phasenwinkel zwischen diesem Strom und der ersten Wechselspannung und mindestens einen Gesamtleistungsaufnahmewert umfassen und Übergabemittel, eingerichtet zur Übergabe der Messdaten an die Messdatenübernahmemittel der elektronischen Weichensteuerung, vorgesehen. Ein derartiges Weichenantriebssystem kann durch Aufrüsten von bestehenden Weichenantriebssystemen kostengünstig aufgebaut werden. Es realisiert die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens.An inventive turnout drive system comprises an inventive electronic control and a three-phase electric motor with at least two circuits, each with at least one motor winding. Furthermore, at least one transducer, designed for measuring measured data, the at least one electric current value of one after applying of the first circuit with the first AC voltage and before applying of the second circuit with the second AC voltage in the first Circuit electric current flowing and a phase angle between this current and the first AC voltage and at least one total power consumption value include and transfer means, set up for Transfer of the measured data to the measuring data transfer means of the electronic Switch control, provided. Such a point drive system can Cost-effective by upgrading existing turnout drive systems being constructed. It realizes the advantages of the method according to the invention.

    Verwendung des erfindungsgemäßen Weichenantriebssystem zur Wartungszustandsermittlung einer Bahnweiche. Diese Verwendung des erfindungsgemäßen Weichenantriebssystems erhöht die Sicherheit im Bahnverkehr erheblich.Use of the points system according to the invention for maintenance status determination a railway switch. This use of the invention Turnout drive system significantly increases the safety in rail traffic.

    Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale der Erfindung können jeweils einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Further advantages will be apparent from the description and the attached Drawings. The above and those listed further Features of the invention may be used individually or in combination with each other be used. The mentioned embodiments are not exhaustive Enumerating to understand, but rather have exemplary Character.

    Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention will be described below with reference to embodiments with reference explained in detail on the drawing.

    Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Weichenantriebssystem mit einer erfindungsgemäßen Weichensteuerung.Fig. 1 shows an inventive switch operating system with an inventive Soft control.

    Die Fign. der Zeichnung zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.The Fign. the drawing show the article of the invention strongly schematized and are not to scale. The individual components of the subject invention are shown so that their structure can be shown well.

    In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Weichenantriebssystem mit einer erfindungsgemäßen elektronische Weichensteuerung 10 zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Die elektronische Weichensteuerung 10 ist an eine Vierdrahtschnittstelle 9 angeschlossen. Die Weichensteuerung 10 weist Spannungsbeaufschlagungsmittel 11 auf, die zum zeitlich aufeinanderfolgenden, bevorzugt amplitudenabhängigen, Beaufschlagen eines ersten Stromkreises 1 eines Weichenantriebs 3 mit einer ersten Wechselspannung und eines zweiten Stromkreises 2 des Weichenantriebs 3 mit einer zweiten Wechselspannung, eingerichtet sind. Das zeitliche Aufeinanderfolgen ist in der Figur durch die Bezeichnung Δt zwischen den symbolisierten Spannungsverläufen angedeutet. Der erste Stromkreis 1 umfasst eine Motorwicklung 4 und der zweite Stromkreis 2 umfasst zwei Motorwicklungen 4. Weiter sind Messdatenübernahmemittel 13 vorhanden. Diese sind eingerichtet zur Übernahme von Messdaten, die mindestens einen elektrischen Stromwert I(t) eines nach Beaufschlagen des ersten Stromkreises 1 mit der ersten Wechselspannung und vor Beaufschlagen des zweiten Stromkreises 2 mit der zweiten Wechselspannung in dem ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms und einen Phasenwinkel zwischen diesem Strom und der ersten Wechselspannung und mindestens einen Gesamtleistungsaufnahmewert umfassen. Der Phasenwinkel wird dadurch erfasst, dass die elektrischen Ströme in Abhängigkeit von der Zeit t gemessen werden. Die Messdaten werden von Messwandlern 12 gemessen. Zusammen mit dem bekannten angelegten Spannungsverlauf ergibt sich der Phasenwinkel. Mittels von Wirkleistungsberechnungsmitteln 14 wird die Wirkleistung aus den Messdaten ermittelt. Nach dem Einschalten des ersten Stromkreises1 werden je mindestens eine Spannung- und mindestens eine Strommessung sowie mindestens eine Messung des Phasenwinkels durchgeführt. Aus diesen Größen wird der aktuelle Wirkwiderstand im angeschalteten Stromkreis der Vierdrahtschnittstelle 9 berechnet. Mit dem berechneten Wirkwiderstand wird die Leistungsmessung korrigiert.
    Bei der erfindungsgemäßen Weichensteuerung erfolgt das Einschalten des Drehstrom-Weichenmotors im Nulldurchgang der Spannung. Durch die Kontakte im Weichenantrieb 3 existieren beim Einschalten zwei Stromkreise 1,2. Ein Stromkreis von einem Aussenleiter L nach dem Vierdrahtschnittstellenkontakt N mit einer Motorwicklung 4 und ein zweiter Stromkreis von einem Aussenleiter L zu einem weiteren Aussenleiter L mit zwei eingeschalteten Motorwicklungen 4. Durch das Schalten im Nulldurchgang der Spannung wird zuerst ein Stromkreis 1 eingeschaltet und der zweite entsprechend dem durch die Netzfrequenz gegebenen Raster in einem Zeitintervall Δt später. In diesem Zeitintervall werden die Messungen zur Bestimmung des Wirkwiderstandes durchgeführt.
    Es werden die Spannung, der Strom und der Phasenwinkel bei noch stillstehendem Motor bestimmt. Daraus wird der Wirkwiderstand des Stromkreises bestimmt. Der Motor läuft erst an, wenn eine Spannung an den zweiten Stromkreis angelegt wird und dadurch ein Drehfeld anliegt. Die Wirkwiderstandsbestimmung kann in beiden Stromkreisen 1,2 vorgenommen werden. Welcher Stromkreis dazu verwendet wird, kann in der Implementierungsphase des Weichenantriebssystems entschieden werden oder die Weichensteuerung verfügt über Mittel zur Umschaltung, eingerichtet um die Wirkwiderstandsbestimmung in Abhängigkeit von Steuerbefehlen entweder im ersten oder im zweiten Stromkreis durchzuführen.     In Fig. 1, an inventive switch operating system is shown with an electronic switch controller 10 according to the invention for carrying out the method according to the invention. The electronic switch controller 10 is connected to a four-wire interface 9. The point controller 10 has voltage application means 11, which are arranged for temporally successive, preferably amplitude-dependent, charging of a first circuit 1 of a point machine 3 with a first alternating voltage and a second circuit 2 of the point machine 3 with a second alternating voltage. The temporal succession is indicated in the figure by the designation Δt between the symbolized voltage curves. The first circuit 1 comprises a motor winding 4 and the second circuit 2 comprises two motor windings 4. Furthermore, measuring data transfer means 13 are present. These are set up to take over measurement data which has at least one electrical current value I (t) of an electrical current flowing after applying the first circuit 1 to the first alternating voltage and before the second circuit 2 is subjected to the second alternating voltage in the first circuit and a phase angle between this current and the first alternating voltage and at least one total power consumption value. The phase angle is detected by measuring the electrical currents as a function of the time t. The measured data are measured by transducers 12. Together with the known applied voltage curve results in the phase angle. By means of active power calculating means 14, the active power is determined from the measured data. After switching on the first circuit 1 at least one voltage and at least one current measurement and at least one measurement of the phase angle are performed. From these variables, the current effective resistance in the switched-on circuit of the four-wire interface 9 is calculated. With the calculated effective resistance, the power measurement is corrected.
    In the switch control according to the invention, the switching of the three-phase point motor is carried out in the zero crossing of the voltage. Through the contacts in the switch drive 3 exist when switching two circuits 1,2. A circuit of an outer conductor L after the four-wire interface contact N with a motor winding 4 and a second circuit from an outer conductor L to another outer conductor L with two motor windings 4. By switching in the zero crossing of the voltage, a circuit 1 is first turned on and the second accordingly the grid given by the grid frequency in a time interval Δt later. In this time interval, the measurements are carried out to determine the effective resistance.
    The voltage, the current and the phase angle are determined when the motor is still stationary. From this, the effective resistance of the circuit is determined. The motor does not start until a voltage is applied to the second circuit, causing a rotating field. The effective resistance determination can be made in both circuits 1,2. Which circuit is used for this can be decided in the implementation phase of the points drive system or the point controller has means for switching, arranged to perform the resistance determination in response to control commands either in the first or in the second circuit.

    Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.The invention is not limited to the embodiment given above. Rather, a number of variants is conceivable, which also in basically different type of execution of the features of the invention Make use.

    Claims (9)

    Verfahren zur Bestimmung der Wirkleistung eines elektrischen Drehstrommotors, bevorzugt eines Weichenantriebs (3), mit mindestens zwei Stromkreisen (1,2), mit jeweils mindestens einer Motorwicklung (4), mit den Verfahrensschritten: a) Bestimmung eines Leitungswiderstandes und/oder einer Verlustleistung, mit den Verlustbestimmungsverfahrensschritten: Beaufschlagen eines ersten Stromkreises (1) der beiden Stromkreise (1,2) mit einer ersten Wechselspannung, Messen des im ersten Stromkreis (1) fließenden elektrischen Stroms und des Phasenwinkels zwischen der ersten Wechselspannung und dem Strom, b) Beaufschlagen des zweiten Stromkreises (2) der beiden Stromkreise (1,2) mit einer zur ersten Wechselspannung phasenverschobenen zweiten Wechselspannung nach der Durchführung der Verlustbestimmungsverfahrensschritte, c) Messung der Gesamtleistungsaufnahme des Drehstrommotors, d) Berechnen eines Leitungswiderstandes und/oder einer Verlustleistung aus der ersten Wechselspannung und dem gemessenen Strom und dem gemessenen Phasenwinkel und e) Ermittlung der Wirkleistung durch Korrigieren der Gesamtleistung mit einem von dem Leitungswiderstand und/oder der Verlustleistung abhängigen Leistungskorrekturwert. Method for determining the active power of an electric three-phase motor, preferably a point machine (3), with at least two circuits (1, 2), each having at least one motor winding (4), with the method steps: a) Determination of a line resistance and / or a power loss, with the loss determination method steps: Applying a first electric circuit (1) of the two electric circuits (1, 2) to a first alternating voltage, Measuring the electrical current flowing in the first circuit (1) and the phase angle between the first alternating voltage and the current, b) subjecting the second circuit (2) of the two circuits (1, 2) to a second alternating voltage phase-shifted to the first alternating voltage after the loss-determining method steps have been carried out, c) measurement of the total power consumption of the three-phase motor, d) calculating a line resistance and / or a power loss from the first AC voltage and the measured current and the measured phase angle and e) Determining the active power by correcting the total power with a power correction value dependent on the line resistance and / or the power loss. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beaufschlagen des ersten und des zweiten Stromkreises mit jeweils einer Wechselspannung zum Zeitpunkt eines Nulldurchganges der jeweiligen Wechselspannung vorgenommen wird, wobei die Messung des im ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms und des Phasenwinkels zwischen der ersten Wechselspannung und dem gemessenen Strom in einem Zeitintervall zwischen dem Beaufschlagen der Wechselspannungen vorgenommen wird.A method according to claim 1, characterized in that the application of the first and the second circuit is made in each case with an AC voltage at the time of a zero crossing of the respective AC voltage, wherein the measurement of the current flowing in the first electric circuit and the phase angle between the first AC voltage and the measured current is made in a time interval between the application of the AC voltages. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leistungskorrekturwert von einer Eichkurve, die den Leistungskorrekturwert in Abhängigkeit von dem Leitungswiderstand und/oder der Verlustleistung festlegt, vorgegeben wird.Method according to at least one of Claims 1 to 2, characterized in that the power correction value is specified by a calibration curve which defines the power correction value as a function of the line resistance and / or the power loss. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Wirkleistung zum Zeitpunkt einer Weichenumstellung vorgenommen wird.Method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the determination of the active power is made at the time of a point changeover. Elektronische Weichensteuerung (10) zum Durchführen des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen sind: a) Spannungsbeaufschlagungsmittel (11), eingerichtet zum zeitlich aufeinanderfolgenden, bevorzugt amplitudenabhängigen, Beaufschlagen eines ersten Stromkreises (1) eines Weichenantriebs (3) mit einer ersten Wechselspannung und eines zweiten Stromkreises (2) eines Weichenantriebs (3) mit einer zweiten Wechselspannung, b) Messdatenübernahmemittel (13), eingerichtet zur Übernahme von Messdaten, die mindestens einen elektrischen Stromwert eines nach Beaufschlagen des ersten Stromkreises (1) mit der ersten Wechselspannung und vor Beaufschlagen des zweiten Stromkreises (2) mit der zweiten Wechselspannung in dem ersten Stromkreis fließenden elektrischen Stroms und einen Phasenwinkel zwischen diesem Strom und der ersten Wechselspannung und mindestens einen Gesamtleistungsaufnahmewert umfassen, und c) Wirkleistungsberechnungsmittel (14), eingerichtet zum Ermitteln der Wirkleistung aus den Messdaten. Electronic point controller (10) for performing the method according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that are provided: a) Spannungsbeaufschlagungsmittel (11), arranged for temporally successive, preferably amplitude-dependent, charging a first circuit (1) of a point mechanism (3) with a first AC voltage and a second circuit (2) of a point mechanism (3) with a second AC voltage, b) measurement data transfer means (13), adapted to take over measurement data, the at least one electric current value of a after applying the first circuit (1) with the first AC voltage and before applying the second circuit (2) with the second AC voltage in the first circuit flowing electrical Current and a phase angle between this current and the first AC voltage and at least one total power consumption value, and c) active power calculating means (14), arranged for determining the active power from the measured data. Elektronische Weichensteuerung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichensteuerung (10) einen Mikrorechner umfasst, wobei der Mikrorechner einen Speicher umfasst, der mit Softwarecodeabschnitten zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 geladen ist.Electronic point controller (10) according to claim 5, characterized in that the points controller (10) comprises a microcomputer, wherein the microcomputer comprises a memory which is loaded with software code sections for performing the method according to at least one of claims 1 to 4. Elektronische Weichensteuerung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrorechner einen Eichkurvenspeicher, wobei der Eichkurvenspeicher eine Eichkurve mit Leistungskorrekturwert in Abhängigkeit von einem Leitungswiderstand und/oder einer Verlustleistung festlegt und Mittel, eingerichtet zum Auslesen von Leistungskorrekturwerten in Abhängigkeit von Leitungswiderständen und/oder Verlustleistungen, aufweist. Electronic point controller (10) according to claim 6, characterized in that the microcomputer a Calibration curve memory, the calibration curve memory defining a calibration curve with a power correction value as a function of a line resistance and / or a power loss, and Means, arranged for reading out power correction values as a function of line resistances and / or power losses. Weichenantriebssystem mit einer elektronischen Weichensteuerung (10) nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 7 und einem elektrischen Drehstrommotor mit mindestens zwei Stromkreisen (1,2), mit jeweils mindestens einer Motorwicklung (4),
    dadurch gekennzeichnet, dass Messwandler (12), eingerichtet zum Messen von Messdaten, die mindestens einen elektrischen Stromwert eines nach Beaufschlagen des ersten Stromkreises (1) mit der ersten Wechselspannung und vor Beaufschlagen des zweiten Stromkreises (2) mit der zweiten Wechselspannung in dem ersten Stromkreis (1) fließenden elektrischen Stroms und einen Phasenwinkel zwischen diesem Strom und der ersten Wechselspannung und mindestens einen Gesamtleistungsaufnahmewert umfassen und Übergabemittel, eingerichtet zur Übergabe der Messdaten an die Messdatenübernahmemittel (13) der elektronischen Weichensteuerung, vorgesehen sind.     Switch point drive system having an electronic point controller (10) according to at least one of Claims 5 to 7 and an electric three-phase motor with at least two circuits (1, 2), each having at least one motor winding (4),
    characterized in that Measuring transducer (12) adapted to measure measured data which has at least one electric current value of a first current circuit (1) with the first alternating voltage and before the second electric circuit (2) with the second alternating voltage in the first circuit (1) flowing electric current and a phase angle between this current and the first AC voltage and at least one total power consumption value and Transfer means, set up for transferring the measurement data to the measurement data transfer means (13) of the electronic point control, are provided.     Verwendung des Weichenantriebssystem nach Anspruch 8, zur Wartungszustandsermittlung einer Bahnweiche.Use of the points drive system according to claim 8, to Maintenance status determination of a railway switch.
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