DE1039557B - Schaltung zur Anzeige des Durchgehens eines einzelnen Elektromotors, insbesondere desSchleuderns von Fahrmotoren bei Einzelachs- oder Mehrachsantrieb von Fahrzeugen - Google Patents

Description

• Schaltung zur Anzeige des Durchgehens eines einzelnen Elektromotors, insbesondere des Schleuderns von Fahrmotoren bei Einzelachs- oder Mehrachsantrieb von Fahrzeugen Ein den Antrieb von Triebfahrzeugen wie die Schienen gefährdendes Schleudern der Triebachsen ist im Gegensatz zu einem langsamen, sich wieder fangenden Durchgleiten der Räder immer mit einer sehr raschen Drehzahlzunahme verbunden, die in ungleich viel kürzerer Zeit erfolgt als bei einer normalen Anfahrt. Dementsprechend geht auch der Strom des elektrischen Antriebsmotors viel rascher zurück.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, diese rasche Strom-bzw. eine damit verbundene Spannungsänderung als Kriterium des Durchgehens des Motors für das Ansprechen einer Warn- oder Abschaltvorrichtung auszunutzen. Dabei muß aber eine solche Vorrichtung, insbesondere eine damit verbundene Abschaltv orrichtung, gegen schwache Stromstöße, wie sie beim Auf-und Abschalten eines Stufenschaltwerkes auftreten können, oder gegen andere plötzliche Änderungen wie Stromstöße, z. B. durch Bügelspringen, plötzliche Spannungsschwankungen am Fahrdraht u. dgl., entsprechend unempfindlich sein und dürfen bei solchen Stromstößen nicht ansprechen.
• Bei den bisher bekannten Anordnungen zur Anzeige und zum Verhindern des Schleuderns werden als Vergleichsgrößen in der Regel die Strom-, Spannungs-oder Drehzahlwerte eines nicht schleudernden Vergleichsmotors herangezogen, die unter Umständen überhaupt nicht wirksam werden, wenn beide Motoren gleichzeitig und gleichmäßig schleudern. Andere bekannte Anordnungen bedingen einen bedeutend größeren Aufwand, wenn z. B. ein Tachometerdynamo für jede Triebachse vorgesehen ist oder ein Vergleichs-Tachometerdynamo an einer Laufachse zwecks einer Absolutmessung der Drehzahlen für notwendig erachtet wird.
• Unabhängig hiervon sind für andere Zwecke bereits Relaisanordnungen bekannt, die auf die zeitliche Änderung einer elektrischen Größe ansprechen. Zum Beispiel werden in Speiseleitungen der stationären Anlagen von Gleichstrombahnen Stromwandler eingebaut, deren Sekundärwicklung an ein Relais angeschlossen ist, das auf diese Weise nur auf plötzliche starke Stromstöße bei Erd- oder Ku.rzschluß am Fahrdraht anspricht und gegen normale Belastungsstromschwankungen unempfindlich ist. Andererseits arbeiten bekannte isolationsüberwachende Erdungsrelais auf dieselelektrischen Fahrzeugen auf dem Prinzip der plötzlichen Spannungsänderung an ihren Klemmen bei Erdschluß einer Leitung. Gemäß der Erfindung soll dieses bekannte Prinzip zum Aufbau einer Schleuderschutzschaltung dienen.
• Eine solche Schaltung zur Anzeige des Durchgehens eines einzelnen Elektromotors, insbesondere des Schleuderns von Fahrmotoren bei Einzelachs- oder Mehrachsantrieb von Fahrzeugen, besteht gemäß der Erfindung darin, daß ein polarisiertes Anzeige- oder Steuergerät (Relais od. dgl.) mit dem Fahrmotorstromkreis induktiv und/oder kapazitiv so gekoppelt ist, daß es nur auf zeitliche Minderung, d. h. den negativen Differentialquotienten, des Fahrmotorstromes anspricht. Hierbei ist es zweckmäßig, den Ansprechwert des Anzeige- oder Steuergerätes so hoch zu legen, daß das Gerät auf die im Normalbetrieb auftretenden Stromminderungen nicht anspricht.
• Andererseits ist es möglich, zur Verhinderung des Ansprechens auf nur sehr kurzzeitige Stromminderungen, wie z. B. durch Bügelspringen, in den Anzeige-oder Steuerstromkreis einen Zeitkreis od. dgl. einzuschalten, der die Einrichtung gegen solche kurzzeitig auftretende Stromminderungen unempfindlich macht.
• Schließlich ist eine Verriegelungsvorrichtung zweckmäßig, die das Ansprechen des Anzeige- oder Steuergerätes bei Zurückschalten des Motoranlaß- oder Fahrschalters verhindert.
• In Fig. 1 ist schematisch eine Schaltung eines Reihenschlußmotors mit einer Ankerwicklung A und einer Feldwicklung F in Reihe mit der Primärwicklung eines Stromwandlers T gezeigt, wie sie sich hauptsächlich für Gleichstromfahrmotoren eignet. In die Sekundärwicklung des Wandlertransformators T werden nur die Stromänderungen der Primärwicklung transformiert und wirken auf die Wicklung des Relais R, welches über seine Kontakte in an sich bekannter Weise (Ruhestrom oder Arbeitsstrom) und durch nicht weiter gezeigte Schaltmittel die gewünschte Alarmanlage oder eine entsprechende Schaltoperation zur Spannungsminderung an den Klemmen des Fahrmotors auslöst. Der Transformator ist so ausgelegt. daß sein Eisenkern durch den normalen Gleichstrom nicht übermäßig gesättigt wird; ähnliche Erfordernisse treten ja bekanntlich z. B. bei Glättungsdrosseln von Gleichrichterschaltungen auf.
• Die Anordnung muß, wie bereits einleitend angedeutet, durch Ausbildung des Relais selbst, mit entsprechender Zeitverzögerung arbeiten. um gegen sehr plötzliche Stromänderungen. z. B. durch Schaltänderungen oder Bügelspringen. genügend unempfindlich zu sein und erst bei einer weniger rasch erfolgenden Stromminderung beim Schleudern anzusprechen. Um ferner nur gegen eine gemäß Motorcharakteristik leim Schleudern eintretenden Stromminderung wirksam zu «-erden, wird erfindungsgemäß ein polarisiertes oder über einen Gleichrichter G gespeistes Relais verwendet und dieses während der betriebsmäßigen Rückschaltung des Fahrmotors auf niedrigere Fahrstufen, z. B. durch elektrische Verriegelung ausgeschaltet.
• Ganz besonders einfach liegen die Verhältnisse hei dieselelektrischen und ähnlichen Ausrüstungen. hei denen Schaltstöße durch Bügelspringen oder unerwartete Spannungsschwankungen in der Zuleitung nicht auftreten.
• Statt des besonderen Stromwandlers ist es möglich, das Motorfeld selbst als Wandlertransformator zu benutzen und die Sekundärwicklung auf einen oder mehrere Pole des Motors zu wickeln oder sogar den Relaiskreis von den Feldklemmen direkt zu speisen und entweder das Relais für die normal fließenden Gleichströme unempfindlich zu machen oder eine galvanische Trennung oder Unterbrechung z. B. mittels eines in Reihe geschalteten Kondensators C vorzunehmen, wie beispielsweise in Fig.2 angedeutet ist. Der Kondensator läßt bei momentanen Spannungsänderungen am Feld F einen Strom fließen, der nur bei Stromminderung durch das Relais R geleitet wird. Bei gleichbleibender Feldspannung fließt kein Strom durch den Kondensator und das Relais; Kondensator und Relaisspule wirken in bekannter Weise wie ein CR-Glied gegen Spannungsänderungen.
• Für Wechselstrommotoren muß die Anordnung insofern etwas anders getroffen werden, als bei dieser Stromart die llomentanstromstärke dauernd wechselt und im Sinne der Erfindung nur die Änderung eines t1\littelwertes des Stromes interessiert, z. B. des quadratischen oder eines anderen Mittelwertes, wie er etwa durch Gleichrichten der Wechselstromhalbwellen sich ergibt. In einfacher Form kann darum z. B. nach Fig. 3 verfahren werden. Gemessen wird eine stromabhängige Spannung, z. B. die Spannung am Feld de: Motors. und diese durch Gleichrichter Gx gleichgerichtet und z. B. durch Drossel D geglättet.
• Unter Umständen ist es zweckmäßig, einen Glättungs- oder Ableitkondensator Cx für die höheren Spannungsharmonischen vorzusehen (Fig. 4), wobei die Kapazität von Cx wesentlich kleiner als von C ist. Es kann aber auch das Relais R von vornherein ein nur Gleichstrom anzeigendes Gerät sein, z. B. ein Drehspuleninstrument, und einerseits gegen die durchgehenden Wechselstromoberwellen genügend träg und daher unempfindlich sein und andererseits nur auf Stromstöße in einer Richtung ansprechen, so daß die Glättungsgeräte teilweise oder ganz sowie eine zusätzliche Richtungsabhängigkeit entfallen.
• Die gezeigten, schematisch vereinfachten Schaltungen sollen aber nur Beispiele sein und erheben nicht Anspruch auf Vollständigkeit, denn man kann in mannigfacher Weise den gewünschten Effekt einerseits durch Herauskompensieren entsprechender Gleichstrom- oder Wechselstromkomponenten mittels transformatorischer oder Gleichrichterwirkung erreichen, andererseits den geeigneten Durchlaß für plötzliche Strom- oder Spannungsänderungen über entsprechende CR- oder RL-Glieder in bekannter Weise erzielen und durch ein Relais anzeigen.
• Es läßt sich übrigens auch denken, solche Änderungen, wenn nötig, über einen Verstärker zu schicken. Kennzeichnend für alle Schaltungen aber soll sein, daß sie auf eine genügend große und lange dauernde zeitliche Stromminderung (-dJ/dt) im -Motorstromkreis, hervorgerufen durch Schlüpfen der Triebräder. ansprechen und gegen Stromänderung durch Schaltstöße, Bügelspringen, plötzliche Spannungsänderungen am Fahrdraht od. dgl., genügend unempfindlich sind. Dies geschieht in jedem Falle auf Grund der Tatsache, daß einerseits nur Stromabnahmen interessieren, daß die Einrichtung gegen eine Stromzunahme durch elektrische Ventile od. dgl. unempfindlich gemacht sein kann und da.ß andererseits nicht zu registrierende Störstöße fast immer sehr kurzzeitig sind und die Anordnung erst nach einer gewissen zeitlichen Verzögerung zu wirken braucht.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltung zur Anzeige des Durchgehens eines einzelnen Elektromotors, insbesondere des Schleuderns von Fahrmotoren bei Einzelachs- oder Mehrachsantrieb von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß ein polarisiertes Anzeige- oder Steuergerät mit dem Fahrmotorstromkreis induktiv und/oder ka.pazitiv so gekoppelt ist, daß es nur auf zeitliche Hinderungen, d. h. den negativen Differentialquotienten des Fahrrnotorstromes, anspricht.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansprechwert des Anzeige- oder Steuergerätes so hoch liegt, daß das Gerät auf die im Normalbetrieb auftretenden Stromminderungen nicht anspricht.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Anzeige- oder Steuerstromkreis ein Zeitkreis od. dgl. eingeschaltet ist. der kurzzeitig auftretende Stromänderungen unwirksam macht.
4. 4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet. daß das Anzeige- oder Steuergerät beim Zurückschalten des Motoranlassers oder des Fahrschalters verriegelt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 366 956, 587 299, 761536, 889 308; schweizerische Patentschrift Nr. 86 134; Zeitschrift »Glasers Annalen«, 1954, S. 17 und 23; Zeitschrift »Elektrische Bahnen«, 1934, S. 54.