DE1055044B - Anordnung fuer Wechselstrom-Triebfahrzeuge zum Achsdruckausgleich im Fahr- und Bremsbetrieb - Google Patents

Description

• Anordnung für Wechselstrom-Triebfahrzeuge zum Achsdruckausgleich im Fahr-und Bremsbetrieb Bekanntlich tritt bei Fahrzeugen durch die am Zugbaken auftretenden Kräfte bzw. die Bremskräfte eine Entlastung bestimmter Achsen und eine zusätzliche Belastung anderer Achsen auf. Beim Fahrbetrieb werden beispielsweise die vorlaufenden Achsen jedes Drehgestells entlastet und die nachlaufeliden Achsen der Drehgestelle zusätzlich belastet. Die Größe dieser Ent- und Belastung kann bis zu 20 % des Achsdrukkes betragen. Es ist einleuchtend, daß durch die Acbsdruckänderungen die mögliche Anfahrzugkraft der Fahrzeuge herabgesetzt wird, wenn bei g' leichen Motoren diese das gleiche Drehmoment entwickeln, da hierbei das Drelimonient dem Achsdruck der entlasteteil Achsen angepaßt werden muß. Im wesentlichen gilt das gleiche vom Bremsbetrieb, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, daß bei der Bremsung die vorlaufenden Achsen der Drehgestelle zusätzlich belastet und die nachlaufenden Achsen entlastet sind.
• Es ist nun bereits bekannt, bei elektrischen Fahrzeugen eine vollkommenere Ausnutzung der Adhäsioll dadurch zu ermö- rlichen, daß die Drehmomente der Motoren beim Fahren bzw. Bremsen den Jeweils auftretenden Achsdrücken angepaßt werden. Zu diesem Zwecke werden beispielsweise beim Fahren die Motoien der entlasteten Achsen bzw. der zusätzlich be- lasteten Achsen an verschiedene Spannungen gelegt, so daß sich für die Motorgruppen verschiedene Kennlinien ergeben und die Motoren der zusätzlich belasteten Achsen ein höheres Drehmoment, die Motoren der entlasteten Achsen ein niedrigeres Drehmoment abgeben. Hierdurch wird ermöglicht, die gesamte Zugkraft der Lokomotive zu erhöhen und die Adhäsion der einzelnen Achsen entsprechend ihren Belastungen voll auszunutzen. In diesem Zusammenhang ist es auch bekanntgeworden, den Druckausgleich durch einen Doppelzusatztransformator herbeizuführen, der als Spannun,-strailsforniator ausgebildet ist. Dieser bewirkt, daß den Motoren der zusätzlich belasteten Achsen eine erhöhte und den Motoren der entlasteten Achsen Diese Maßnahme eine verringerte läßt sich Spannung jedoch wesentlich zugeführt einfacher wird ' durchführen, wenn man die Motoren an verschiedene Anzapfungeil der Sekundärwicklung des Haupttrans-,ormators legt. DerartigeAusgleichsschaltungenhaben r# z3 .jedoch zur Folge, daß die Motorenbelastung verschieden ist. Im Fahrbetrieb kann diese Tatsache unter Uniständen störend sein, indem sie zu einer verschiedenen Erwärmung der Motoren führt.
• Weiter ist eine Schleuderschutzschaltung für Wechselstrom-Triebfahrzeuge bekanntgeworden, bei der ein Stromwandler vorgesehen ist, der den parallel arbeitenden Motoren eine gleiche Erregung aufzwingt, während der Ankerstroin infolge einer Ouerverbindung verschiedene Werte annehmen kann. Ferner ist es bei Gleichstromfahrzeugen bekannt, durch Kurzschließen der Anfahrwiderstände mit unterschiedlichen Abstufungen der Widerstandswerte den Fahrmotorgruppen bei der Anfahrt unterschiedliche Spannungen zuzuführen, um die Ausübung unterschiedlicher Zugkräfte zu ermöglichen. Nach dem Kurzschließell sämtlicher Widerstände nach der verhältnismäßig kurzen Anfahrperiode erhalten sämtliche Fahrmotoren sodann die gleiche Spannung, während die Regelun., durch Feldänderung erfolgt. Bei Wechselstromfahrzeugen liegen jedoch wesentlich andere Verhältnisse vor, so daß sich diese Maßnahme dort nicht anwenden läßt.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für Wechselstrom - Triebfahrzeuge zum Achsdruckausgleich im Fahr- und Bremsbetrieb durch Änderung der den Fahrmotoren zugeführten Spannung oder der Felderregung, deren Ausgleichswirkung aufgehoben werden kann. Sie geht hierbei ebenfalls von einer Schaltung aus, bei der die Fahrmotoren bzw. Fahrmotorgruppen an verschiedenen Anzapfungen der Sekundärwicklung des Haupttransformators liegen. Gemäß der Erfindung karin nun. in einer solchen Schaltung eine Aufhebung der Ausgleichswirkung im Fahrbetrieb durch einen durch Kurzschließen seiner Wicklungen ausschaltbaren Stromtransformator, der in Stromkreisen, die auf Grund der Ausgleichsanordnung verschiedene Ströme zu führen suchen, gleiche Stromstärke erzwingt, herbeigeführt werden.
• Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden: Fig. 1 der Zeichnung gibt im Prinzip die erfindungsgemäße Schaltung für ein Wechselstrom-Triebfahrzeug für Hochspannung wieder. 1 bedeutet den mit zwei magnetischen Kreisen versehenen Regeltransformator, von dessen Hochspannungswicklung la über Reggelkontakte 2 der Zwischenwicklung 1 b eine variable Spannung zugeführt wird. 1 c bedeutet die Niederspannungswicklung, von der das eine Wich:-lungsende bei 1 d geerdet ist. An die Anzapfungen 11 c, 21 c der Niederspannungswicklung 1 c sind die aus den Fahrmotoren 3 a bzw. 4 a bestehenden Fahrinotorgruppeil 3 und 4 angeschlossen. Dabei sind beispielsweise die Fahrmotoren 3 a den nachlaufenden zusatzlich belasteten Achsen der beiden Drehgestelle einer vierachsigen Lokomotive. dagegen die Fahrniotoren 4 a den beiden vorlaufenden entlasteten Ach->en der Drehgestelle zugeordnet. Da die Fahrmotoren 3 a. von der Anzapfung 11 c eine etwas höhere Spannung erhalten als die Fahrmotoren 4 a, die von der Anzapfung 21 c gespeist werden, ergibt sich, daß die Fahrmotoren 3 a die stärker belasteten Achsen mit einem höheren Drehmoment antreiben als die Fahrinotoren 4 a die entlasteten Achsen. In die Zuleitungen der Fahrmotorgruppen 3 und 4 sind nun die beiden Wicklungen 5 a und 5 b eines Ausgleichstransforinators 5 eingeschaltet. Bei der Anfahrt sind die beiden Stromwicklungen 5 a und 5 b durch die Schalter 7 kurzgeschlossen. Infolgedessen ist der Achsdruckausgleich voll wirksam. Entsprechend den Betriebserfordernissen können willkürlich oder zwangläufig, z. B. nach der Anfahrt bzw. bei Erreichung höherer Geschwindigkeiten, die Schalter 7 geöffnet werden, so daß die beiden Wicklungen 5 a und 5 b des Ausgleichstransformators 5 in die Stromzweige eingeschaltet sind. Der Ausgleichstransformator 5 hat iiiiii die Wirkung, daß die Ströme bzw. Spannungen in den beiden Stromzweigen ausgeglichen werden, so daß eine gleichmäßige Belastung der Fahrmotoren vorhanden ist. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, daß das Kurzschließen bzw. Einschalten des elektrisch wirkenden Achslastausgleiches mit Hilfe des Ausgleichstransformators durch einfache Schalter erfolgen kann, die praktisch keine nennenswerte Leistung zu unterbrechen bzw. kurzzuschließen haben.
• Fig. 2 gibt eine entsprechende Schaltung für ein Fahrzeug mit einer Niederspannungssteuerung wieder. Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung werden die Fahrmotoren 3 a und 4 a der Fahrmotorgruppen 3 und 4 über zwei Stromteiler 10 gespeist, die über die Stufenschaltergruppen 12 und 13 an der Niederspannungswicklung 14 des Regeltransformators 15 entlanggeschaltet werden. In üblicher Weise kann dabei der Regeltransformator in Sparschaltung ausgeführt sein. Um nun den verschiedenen Fahrmotorgruppen 3 und 4 entsprechend ihrer Achsbelastung verschiedene Spannungen zuführen zu können, sind die Schaltergruppen 12 und 13 an um einen gewissen Spannungsbetrag versetzte Kontakte der Transformatorwicklung 14 angeschlossen. 5 a und 5 b bedeuten wieder die beiden Stromwicklungen des Ausgleichstransformators 5, 7 die Schalter zum Überbrücken bzw. Einschalten der Ausgleichswicklungen. Das letztere ist dann erforderlich, wenn die Motoren mit gleicher Spannung und gleichem Strom arbeiten sollen.
• Fig. 3 gibt die Brernsselialtung mit aus dem Fahrleitungsnetz mit Wechselstrom fremderregten Motoren für ein Fahrzeug mit einer Fahrschaltung gemäß Fi-. 2 wieder. Bei dieser Schaltung sind die Anker der Fahrmotoren 3 a, 3 b bzw. 4 a, 4 b auf gesonderte Bremswiderstände 8 a, 8 b geschaltet. Die Feldwicklungen 3 c und 4 c der Fahrmotoren werden aus dem Fahrleitungsnetz fremderregt, indem sie über die Schaltdrosselspulen 10 sowie die Schaltergruppen 12 und 13 an der Niederspannungswicklung 14 des Transformators entlanggeschaltet werden. Dabei erhalten die Fahrmotorfelder entsprechend der Versetzung der Kontakte um einen gewissen Spannungsbetrag verschiedene Spannungen. In die beiden Zuleitungen der Ankerstromzweige zu den Widerständen 8 a, 8 b sind die Wicklungen 5 a und 5 b des Ausgleichstransformators eingeschaltet, die wiederum durch Schalter 7 kurzschließbar sind. Ist der Ausgleichstransformator kurzgeschlossen, so treten infolge Unleichheit der fremderregten Fahrmotorfelder verschieden große Ankerströme und damit Drehmornente auf, so daß eine Anpassung der Drehmomente an die verschiedenen Achsdrücke erreicht werden kann. Ist jedoch, beispielsweise bei einer längeren Gefällestrecke, auch bei der Bremsung eine gleiche Belastung der Motoren erwünscht, so werden die Schalter 7 ge- öffnet und die Wicklungen des Ausgleichstransformators eingeschaltet und hierdurch. trotz verschiedener Erregung, gleiche Ankerströnie und eine gleiche Ankerbelastung der Motoren herbeigeführt. Grundsätzlich kann der ErfindungsgedanlZe natürlich auch Anwendung finden, wenn die Motoren in einer Nutzbremsschaltung verwendet werden. Selbstverständlich kann der Erfindungsgedanke auch in Verbindung mit einer Fahrschaltung Verwendung finden, bei der die Verschiedenheiten der Drehmomente der Motorgruppen nicht durch Änderung der den Fahrmotoren zugeführten Spannungen, sondern durch Feldbeeinflussung erfolgt.
• Das Kurzschließen bzw. Einschalten der Wicklun-C-sen 11 des Ausgleichstransformators kann entweder willkürlich oder zwangläufig erfolgen. Beispielsweise ist es möglich, daß von einer gewissen Schaltstufe an zwangläufig der Transformator eingeschaltet und die Verschiedenheit der Motorendrehmomente beseitigt wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE-1, Anordnung für Wechselstrom-Triebfahrzeuge zum Achsdruckausgleich im Fahr- und Bremsbetrieb durch Änderung der den Fahrmotoren zugeführten Spannung oder der Felderregung der Fahrmotoren, deren Ausgleichswirkung aufgehoben werden kann, gekennzeichnet durch einen durch Kurzschließung seiner Wicklungen ausschaltbaren Stromtransformator, der in Stromkreisen, die auf Grund der Ausgleichsanordnung verschiedene Ströme zu führen suchen, gleiche Stromstärke erzwingt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1 mit Aus 'gleich durch Abstufung der Spannungen der den zusätzlich belasteten oder entlasteten Achsen zugeordneten Fahrmotorgruppen, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Wicklung des Stromtransformators im Fahrstromkreis jeder Fahrmotorgruppe liegt. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zwangläufige Einschaltung des Stromtransformators auf bestimmten Schaltstufen. 4. Anordnung nach Anspruch 1 für Wechselstrom-Triebfahrzeuge mit netzerregter Widert' ZD standsbremsschaltung und mit Achsdruckausgleich durch Abstufung der Erregung der den zusätzlich belasteten oder entlasteten Achsen zugeordneten, als Bremsgeneratoren arbeitenden Fahrmotorgruppen, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Wicklung des Stromtransformators im Bremsstromkreis jeder Fahrmotorgruppe liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 751922, 711518, 592 917, 902 406; französische Patentschrift Nr. 700396; »VDE-Fachberichte«, 1929, S. 83.