Anfahrschaltung für Wechselstrom-ReihenschluB-Fahrmotoren von einphasig
gespeisten Bahnfahrzeugen Bekanntlich sind bei Einphasen-Reihenschluß-Fahrmotoren
für mit Wechselstrom gespeiste Triebfahrzeuge die Arbeitsbedingungen der Fahrmotoren
beim Anlauf am ungünstigsten, was insbesondere auf die durch transformatorische
Wirkung des Hauptfeldes hervorgerufenen, sich über die Bürsten schließenden Kurzschlußströme
zurückzuführen ist. Es ist bereits bekannt, eine Erleichterung der Anfahrt von Triebfahrzeugen
dieser Art aus dem Stillstand dadurch zu erreichen, daß die Fahrmotoren vorübergehend
mit Gleichstrom über Gleichrichter gespeist werden. Bei solchen Schaltungen ergibt
sich die Notwendigkeit, bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit, z. B: 10 km/h,
eine Umschaltung vorzunehmen und die Fahrmotoren unter Abschaltung der Gleichrichter
unmittelbar an die Wechselspannung anzuschließen.Start-up circuit for single-phase AC traction motors in series
powered rail vehicles are known to be in single-phase series-connected traction motors
for traction vehicles supplied with alternating current, the working conditions of the traction motors
worst at start-up, which is particularly due to the transformer
Short-circuit currents caused by the main field and closing via the brushes
is due. It is already known to facilitate the approach of locomotives
to achieve this type from a standstill by temporarily turning the traction motors
fed with direct current via rectifier. In such circuits results
the need, at a certain driving speed, e.g. B: 10 km / h,
to make a switchover and the traction motors by switching off the rectifier
to be connected directly to the AC voltage.
So sind beispielsweise Vorschläge bekanntgeworden, die Einphasen-Reihenschluß-Fahrmotoren
von elektrischen Triebfahrzeugen zunächst über Selengleichrichter mit Gleichstrom
zu speisen. Bei diesen wie bei ähnlichen anderen bekannten Anordnungen werden die
Fahrmotoren zunächst lediglich mit Gleichstrom gespeist. Hierauf erfolgt nach einer
kurzen Unterbrechung jeglicher Stromzufuhr die Umschaltung der Fahrmotoren an das
Wechselstromnetz. Es tritt also hier beim Anfahren eine Zugkraftunterbrechung ein,
die gerade in diesem Betriebsabschnitt besonders störend ist.For example, proposals have become known, the single-phase series traction motors
of electric traction vehicles initially via selenium rectifiers with direct current
to dine. In these, as in similar other known arrangements, the
Traction motors initially only fed with direct current. This is followed by a
short interruption of any power supply, the switching of the traction motors to the
AC network. So there is an interruption in the pulling force when starting,
which is particularly annoying in this operating section.
Diese Nachteile können bei einer Anfahrschaltung für Wechselstrom-Reihenschluß-Fahrmotoren
von einphasig gespeisten Bahnfahrzeugen, bei der während des Anlaufes die Fahrmotoren
vorübergehend unter Verwendung einer Gleichrichtergruppe mit Gleichstrom gespeist
werden, nach der Erfindung dadurch vermieden werden, daß die Umschaltung der Fahrmotoren
von Gleich- auf Wechselstrom ohne Unterbrechung des Stromes und damit der Fahrmotorenzugkraft
erreicht wird, indem beim Übergang von der einen auf die andere Betriebsart zunächst
die bestehende Vollwellenschaltung durch öffnung von Kontakten in den Stromzweigen
einzelner Gleichrichtergruppen in eine Halbwellenschaltung umgewandelt und darauf
unter Kurzschließung der noch im Fahrmotorstromkreis liegenden Gleichrichtergruppen
die unmittelbare Verbindung zwischen den Fahrmotoren und dem speisenden Transformator
hergestellt wird. Dadurch wird unter Vermeidung einer Zugkraftunterbrechung und
jedes unerwünschten Stromstoßes ein sanfter Übergang zwischen dem Gleich- und dem
Wechselstrombetrieb erzielt und dadurch ein besonders rasches Anfahren ermöglicht.These disadvantages can occur in a start-up circuit for AC series traction motors
from single-phase powered rail vehicles with the traction motors during start-up
Temporarily fed with direct current using a rectifier group
be avoided according to the invention in that the switching of the traction motors
from direct to alternating current without interrupting the current and thus the traction of the traction motor
is achieved by initially switching from one operating mode to the other
the existing full wave circuit by opening contacts in the branches
individual rectifier groups converted into a half-wave circuit and on it
short-circuiting the rectifier groups still in the traction motor circuit
the direct connection between the traction motors and the feeding transformer
will be produced. This avoids an interruption in traction and
every unwanted rush of current a smooth transition between the equal and the
AC operation achieved and thereby enables particularly rapid start-up.
Nachfolgend soll eine Anfahrschaltung nach der Erfindung an Hand eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert werden, dessen Schaltschema in Fig. 1 der Zeichnung
wiedergegeben ist.The following is a start-up circuit according to the invention on the basis of a
Embodiment will be explained in more detail, the circuit diagram in Fig. 1 of the drawing
is reproduced.
Mit ST ist die Sekundärwicklung eines Transformators bezeichnet, dessen
nicht dargestellte Primärwicklung über einen Hauptschalter an den Fahrdraht für
Wechselstrom von 16'/s oder 50 Hz angeschlossen ist. JI sind die Fahrmotoren. Diesen
wird über die Regelschalter R von der Transformator-Sekundärwicklung ST eine beliebig
regelbare Spannung zugeführt. Um die Fahrmotoren beim Anlauf vorübergehend mit Gleichstrom
speisen zu können, ist der Gleichrichtersatz G vorgesehen, der aus den in Graetzschaltung
angeordneten Gleichrichtergruppen G1 bis G4 besteht. Zum Anschließen der Fahrmotoren
an die geregelte Spannung sowie zur vorübergehenden Einschaltung des Gleichrichtersatzes
G sind Schalter W1, W2, S1 und S2 und gegebenenfalls ein Fahrmotortrennschütz
(Fahrmotorabschalter T) vorgesehen. Die Schalter werden, wie aus der Schalttabelle
der Fig. 2 hervorgeht, so gesteuert, daß beim Anlassen der Fahrmotoren mit Gleichstrom
- abgesehen von dem Trennschütz (Fahrmotorabschalter T) - zunächst die Schalter
Si und S2 geschlossen werden. Hierbei sind die Fahrmotoren M über den in Vollwellenschaltung
(d. h. Graetzschaltung) arbeitenden Gleichrichtersatz G an die der Transformator-Sekundärwicklung
ST entnommene regelbare Spannung angeschlossen. Daher arbeiten die Fahrmotoren
zunächst als Gleichstrommotoren. Ist eine bestimmte Geschwindigkeit des
Triebfahrzeuges
erreicht, so werden, wie aus der Schalttabelle der Fig. 2 hervorgeht, zunächst die
Schalter S1 und S2 geöffnet. Durch Öffnung dieser Schalter vor den Gleichrichtergruppen
G1 und G2 wird die bisher bestehende Vollwellenschaltung aufgehoben. Daher werden
die Fahrmotoren nur noch über die Gleichrichtergruppen G3 und G4 mit einem aussetzenden
gleichgerichteten Strom gespeist. Anschließend werden die Schalter W1 und W2 geschlossen.
Durch diese Schalter werden einerseits die Fahrmotoren M unmittelbar an die Regelspannung
des Transformators angeschlossen, und außerdem werden die Gleichrichtergruppen G3
und G4 überbrückt. So wird jede Beanspruchung der Gleichrichtergruppen (auch in
der Sperrichtung) vermieden. Die Gleichrichtergruppen sind somit nur beim Anlauf
der Fahrmotoren kurzzeitig eingeschaltet, so daß sie verhältnismäßig hoch überlastet
werden können. Vorteilhafterweise erfolgt die Steuerung der Schalter S1, S2, W1
und W2 durch besondere Kontakte des Fahrschaltwerkes, das zum Regeln der dem Fahrzeugtransformator
entnommenen Spannung dient.ST denotes the secondary winding of a transformer whose primary winding, not shown, is connected to the contact wire for alternating current of 16 ′ / s or 50 Hz via a main switch. JI are the traction motors. An arbitrarily controllable voltage is fed to these via the control switch R from the transformer secondary winding ST. In order to be able to temporarily feed the traction motors with direct current during start-up, the rectifier set G is provided, which consists of rectifier groups G1 to G4 arranged in a Graetz circuit. To connect the traction motors to the regulated voltage and to temporarily switch on the rectifier set G, switches W1, W2, S1 and S2 and, if necessary, a traction motor isolating contactor (traction motor cut-off switch T) are provided. As can be seen from the switching table in FIG. 2, the switches are controlled in such a way that when the traction motors are started with direct current - apart from the isolating contactor (traction motor cut-off switch T) - the switches Si and S2 are initially closed. Here, the traction motors M are connected via the rectifier set G, which operates in full-wave circuit (ie Graetz circuit), to the controllable voltage taken from the transformer secondary winding ST. The traction motors therefore initially work as DC motors. Once the motor vehicle has reached a certain speed, as can be seen from the switching table in FIG. 2, switches S1 and S2 are first opened. By opening these switches in front of the rectifier groups G1 and G2, the previously existing full-wave circuit is canceled. The traction motors are therefore only fed with an intermittent rectified current via the rectifier groups G3 and G4. The switches W1 and W2 are then closed. On the one hand, these switches connect the traction motors M directly to the control voltage of the transformer, and also the rectifier groups G3 and G4 are bridged. This avoids any stress on the rectifier groups (also in the reverse direction). The rectifier groups are therefore only switched on for a short time when the traction motors are started, so that they can be overloaded to a relatively high degree. The switches S1, S2, W1 and W2 are advantageously controlled by special contacts on the travel switchgear, which is used to regulate the voltage drawn from the vehicle transformer.
Für die Anfahrschaltung nach der Erfindung kommen in erster Linie
Trockenplattengleichrichter in Betracht. Selbstverständlich ist es aber auch möglich,
Gleichrichter anderer Ausführung, z. B. Quecksilberdampfgleichrichter oder Kontaktgleichrichter,
zu verwenden. Statt der unmittelbaren Aufhebung der Vollwellenschaltung durch den
Gleichrichtergruppen G1 und G2 vorgeschaltete Schalter kann unter Umständen auch
anders vorgegangen werden, indem eine etwas abgeänderte Schaltung verwendet wird,
bei der vorübergehend in den Zweigen der Gleichrichtergruppen G1 und GE Drosselwiderstände
wirksam gemacht werden, die bei Vollwellenbetrieb des Gleichrichtersatzes G kurzgeschlossen
sind. Die entsprechende Schaltung ist in Fig.3 wiedergegeben, Fig.4 zeigt den Schalttakt,
in dem die zur Umgruppierung dienenden Schalter W1 und W2 bzw. Si bis S4 umgesteuert
werden.For the start-up circuit according to the invention come primarily
Dry plate rectifier into consideration. Of course it is also possible
Rectifiers of a different design, e.g. B. mercury vapor rectifier or contact rectifier,
to use. Instead of the immediate cancellation of the full-wave circuit by the
Switches connected upstream of rectifier groups G1 and G2 can also be used under certain circumstances
proceed differently by using a slightly modified circuit,
when temporarily in the branches of the rectifier groups G1 and GE choke resistors
be made effective that short-circuited during full-wave operation of the rectifier set G.
are. The corresponding circuit is shown in Fig.3, Fig.4 shows the switching cycle,
in which the switches W1 and W2 or Si to S4 used for regrouping are reversed
will.
Wie leicht zu erkennen ist, ergibt sich grundsätzlich bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig.3 eine ebensolche Wirkungsweise wie bei dem an Hand der Fig. 1 behandelten
Ausführungsbeispiel, indem während des Überganges vom Gleichstrom- auf den Wechselstrombetrieb
in den Stromzweigen der Gleichrichtergruppen G1 und G2 statt eines unendlich großen
ein endlicher Widerstand wirksam wird, der jedoch ausreicht, um die in der Übergangsschaltung
vorübergehend auftretende Kurzschlußverbindung unschädlich zu machen. Es ergibt
sich zwar, daß bei der letztgenannten Schaltung der Schalteraufwand etwas erhöht
ist; die Anordnung nach Fig. 3 hat jedoch den Vorteil, daß neben der positiven Halbwelle
auch noch eine etwas geschwächte negative Halbwelle - selbstverständlich mit der
positiven Halbwelle gleichgerichtet - im Stromkreis der Fahrmotoren fließt, wodurch
der Mittelwert des Stromes heraufgesetzt wird.As can be easily seen, this basically results from the exemplary embodiment
According to FIG. 3, the same mode of operation as that dealt with with reference to FIG. 1
Embodiment in that during the transition from direct current to alternating current operation
in the branches of the rectifier groups G1 and G2 instead of an infinitely large one
a finite resistance becomes effective, which, however, is sufficient to reduce the resistance in the transition circuit
to render temporarily occurring short-circuit connection harmless. It results
It is true that the switch overhead increases somewhat in the latter circuit
is; however, the arrangement according to FIG. 3 has the advantage that in addition to the positive half-wave
also a somewhat weakened negative half-wave - of course with the
positive half-wave rectified - flows in the circuit of the traction motors, whereby
the mean value of the current is increased.