EP1541441B1 - Verfahren zur Bestimmung der Wirkleistung eines Drehstrommotors und elektronische Weichensteuerung - Google Patents

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EP1541441B1
EP1541441B1 EP03360139A EP03360139A EP1541441B1 EP 1541441 B1 EP1541441 B1 EP 1541441B1 EP 03360139 A EP03360139 A EP 03360139A EP 03360139 A EP03360139 A EP 03360139A EP 1541441 B1 EP1541441 B1 EP 1541441B1
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power
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loss
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Bernd Klose
Manfred Schimkowitsch
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Alcatel CIT SA
Alcatel Lucent SAS
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Alcatel CIT SA
Alcatel SA
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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 electric three-phase motor, preferably a points drive, with at least two circuits, each having at least one motor winding, and an electronic switch control for performing the method and a points drive system with such electronic switch control.
  • the document JP 02197460 discloses a monitoring system for electric soft drives.
  • a turnout drive system has one or more turnout drives positioned at various locations along a turnout with a switch tongue for adjusting the switch point.
  • Such point drive systems are used in railway rail networks at railway points.
  • the method according to the invention serves to diagnose the switch, in particular the determination of the maintenance state of the switch during rail operation.
  • Each turnout drive is controlled by at least one four-wire interface from an interlocking and supplied with an operating voltage.
  • the four-wire interface has four wires, two of which are subjected to phase-shifted AC voltages.
  • Such a four-wire interface provides a standard interface for diverter (cable end-of-line) used to operate a single point-and-turn diverter with a single tongue test contact on conventional railroad networks.
  • the absorbed power of the switch drive can be determined by means of a power measurement during the changeover process, and from this a diagnosis can be derived by means of a stiffness of the switch (heavy gear). This decision can be made to decide if maintenance will be initiated. For this purpose, it is necessary to determine the instantaneous line-included reactance of the switched-on circuits, i. the cable and other components, and thus to know the power loss to determine the recorded as the changeover of the switch from the point motor power (active power) as accurately as possible, because the total power consumption of the points drive is composed of the active power and the power loss together.
  • 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 points drive system, which avoid the disadvantages of the prior art, in particular with which the determination of the maintenance condition of a switch In railway operations reliable and inexpensive is possible.
  • the measurement of the electrical current flowing in the first circuit and of the phase angle between the first alternating voltage and the measured current in a time interval between the first alternating current and the second alternating current is particularly preferred Applying the AC voltages is made. As a result, only reactive power and power losses due to line resistances are taken into account in the measurement, since the three-phase motor does not pick up active power until it has acted upon both circuits with a phase-shifted AC voltage by performing mechanical work.
  • the power correction value is preset by a calibration curve defining the power correction value as a function of the line resistance and / or the power loss.
  • the AC line resistance is measured in the inventive method in a circuit. By extrapolating this resistance by reading the power correction value from a calibration curve, one can reliably deduce the total resistance.
  • the calibration curve can be determined experimentally.
  • the determination of the active power is preferably carried out at the time of a point changeover. As a result, the maintenance condition is determined immediately if security problems would occur in case of malfunction of the switch. Measures for error correction can be initiated immediately.
  • the point controller according to the invention comprises a microcomputer, wherein the microcomputer comprises a memory which is loaded with software code sections for carrying out the method according to the invention.
  • the points controller according to the invention enables a cost-effective implementation of the method according to the invention, wherein in addition flexible adaptations to changed external operating parameters are possible.
  • the microcomputer preferably has 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 configured for reading out power correction values as a function of line resistances and / or power losses.
  • the inventive Using a calibration curve results in a particularly flexible and reliable correction of the overall performance.
  • An inventive switch drive system comprises an electronic point controller according to the invention and an electric three-phase motor with at least two circuits, each having at least one motor winding. Further, at least one transducer adapted to measure measurement data is the at least one electric current value of an electric current flowing after applying the first circuit to the first AC voltage and before applying the second AC voltage to the second AC voltage in the first electric circuit and a phase angle between this current and the first AC voltage and at least one total power consumption value comprise and transfer means, arranged for transferring the measurement data to the measured data transfer means of the electronic point control provided.
  • Such a point drive system can be constructed inexpensively by upgrading existing point control systems. It realizes the advantages of the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows an inventive switch operating system with a switch control according to the invention.
  • 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 point 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 become.
  • 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. 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 turned on. By switching in the zero crossing of the voltage, first a circuit 1 is 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.

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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. Die Schrift JP 02197460 offenbart ein überwachungssystem für elektrische weichenantriebe.
    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.
  • 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 Weichengestänge, 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.
  • 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 (Kabelendverteiter) dar, die für den Betrieb einer Weiche mit einem einzigen Weichenantrieb und einem einzigen Zungenprüfkontakt bei üblichen Bahnschienennetzen verwendet wird.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtungen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
  • 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.
  • 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 rnikrorechnergesteuerte Weichensteuerungen und kann dort durch einfaches Einspielen von Software mit Codeabschnitten, die die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens steuern, implementiert werden.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Ein erfindungsgemäßes Weichenantriebssystem umfasst eine erfindungsgemäße elektronische Weichensteuerung 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.
  • Verwendung des erfindungsgemäßen Weichenantriebssystem zur Wartungszustandsermittlung einer Bahnweiche. Diese Verwendung des erfindungsgemäßen Weichenantriebssystems erhöht die Sicherheit im Bahnverkehr erheblich.
  • 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.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Weichenantriebssystem mit einer erfindungsgemäßen Weichensteuerung.
  • 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.
  • 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 angeschtossen. 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.

Claims (9)

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Wirkleistung zum Zeitpunkt einer Weichenumstellung vorgenommen wird.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. Verwendung des Weichenantriebssystem nach Anspruch 8, zur Wartungszustandsermittlung einer Bahnweiche.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202007008329U1 (de) * 2007-01-23 2007-09-06 Vae Eisenbahnsysteme Gmbh Vorrichtung zur kontaktlosen Ermittlung des Energiebedarfs eines Weichenstellantriebs
DE102008055651A1 (de) * 2008-10-29 2010-05-06 Siemens Aktiengesellschaft Weichendiagnosesystem
CN104354719B (zh) * 2014-10-31 2016-02-24 西安交通大学 一种外置交流伺服同步电机驱动的两级行星减速式转辙机

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2612759B2 (ja) * 1989-01-27 1997-05-21 四国旅客鉄道 株式会社 転てつ機監視装置

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Publication number Publication date
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