DE250897C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-Λ* 250897-KLASSE 20 k. GRUPPE

apparate geschlossen wird.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Mai 1911 ab.

Werden Hilfsapparate für den Betrieb von Stromverbrauchern nur zeitweise eingeschaltet und sind die Hilfsapparate beispielsweise Transformatoren, so wurden zur Vermeidung der Leerlaufsverluste bereits Einrichtungen vorgeschlagen, bei denen durch Einlegen eines Schalters für die Bedienung des Stromverbrauchers ein Hilfsstrom über besondere Leitungen geschlossen wird, durch den die Hilfsapparate eingeschaltet

ίο werden.

Gemäß der Erfindung werden die besonderen Leitungen dadurch vermieden, daß der Hilfsstrom über die Stromverbraucher geführt wird. Der Fortfall der besonderen Leitungen ist vor allem von Vorteil für elektrische Bahnen, da hierdurch eine Fernschaltung von Hilfsapparaten vom fahrenden Wagen aus unter Benutzung des gewöhnlichen Stromabnehmers und der einfachen Fahrleitung ermöglicht ist.

In Fig. ι ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem ein Wechselstrom-Gleichstromumformer, der eine Bahn speist, vom Fahrzeug aus gesteuert wird.

ι ist der Wechselstrom-Gleichstromumformer, der über den Anlaßapparat 2 und die Leitungen 3 und 4 aus dem Wechselstromerzeuger 5 gespeist wird. Eine Gleichstromklemme des Umformers 1 liegt an Erde oder an den Fahrschienen 6; die andere Gleichstromklemme kann über Kontakt 7, Schalthebel 8, Wicklung 9 des Transformators 10 mit der Fahrleitung 11 in Verbindung gesetzt werden. Von den Klemmen der Sekundärwicklung 12 des Transformators 10 ■ sind Leitungen zu dem Anlaß apparat 2 und dem den Schalthebel 8 steuernden Apparat 13 geführt.

Die Wechselstromquelle 5, die den Umformer 1 speist, ist hiei zugleich als Hilfsstromquelle benutzt. Zu dem Zweck steht die Wechselstromleitung 3 mit dem Drehpunkt des Schalthebels 8 über den Widerstand 14 in Verbindung; ferner ist die Wechselstromleitung 4 über den Widerstand 15 geerdet. Schalthebel 8 liegt schließlich in der gezeichneten Stellung gegen einen Kontakt 16, der über den Widerstand 17 geerdet ist.

Die Wirkungsweise ist folgende: Schaltet der Führer auf dem Fahrzeug 16 die Motoren ein, so wird die Fahrleitung 11 über diese mit den Fahrschienen leitend verbunden und es fließt ein Hilfsstrom aus der Wechselstromquelle 5 über Leitung 3, Widerstand 14, Primärwicklung 9 des Transformators 10, Fahrleitung 11, Motoren des Fahrzeuges 16, Fahrschienen 6, Erde, Widerstand 15 und Leitung 4 zur Stromquelle 5 zurück. Der die Wicklung 9 durchfließende Wechselstrom induziert in der Wicklung 12 einen Strom, der den Anlaßapparat 2 anstellt und durch den Apparat 13 den Schalthebel 8 umlegt, so daß dann die Gleichstrom-

seite des Umformers ι an die Fahrleitungen ii und 6 gelegt ist und diese speisen kann.

Werden dagegen die Motoren auf dem Fahrzeuge 16 durch Unterbrechen des Speisestromkreises abgeschaltet, so wird hierbei auch der Hilfswechselstrom und damit der die Apparate 2 und 13 anstellende induzierte Wechselstrom unterbrochen. Infolgedessen kehren letztere unter der Wirkung beliebiger Rückstellkräfte wieder in ihre Bereitschaftsstellung zurück.

Die Widerstände 14 und 15 schränken bei dieser Schaltung die Größe des aus der Hilfsstromquelle 5 für die Steuerung der Hilfsapparate 2 und 13 entnommenen Stromes auf das erforderliche Maß ein und verhindern andererseits das Übertreten eines größeren Wechselstromes aus der Hauptstromquelle in die Gleichstromleitungen. Widerstand 17 bezweckt, der Hilfsstromquelle 5 bei offenem Schalter 8 Strom über die Widerstände 14, 17, 15 zu entnehmen, damit die an dem Schalter 8 auftretende Wechselspannung begrenzt ist.

Ist auf einer Strecke gleichzeitig immer nur ein Fahrzeug in Betrieb, so sind besondere Anlaßapparate für die Fahrzeugmotoren entbehrlich, da letztere gleichzeitig mit den Motoren der Umformer 1 anlaufen und auf Spannung gebracht werden.

Handelt es sich um Wechselstromverbraucher, so kann eine Fernschaltung der Hilfsapparate gemäß der Erfindung dadurch erzielt werden, daß der Hilfsstrom einer besonderen Stromquelle mit vom Betriebsstrom der Stromverbraucher

■ abweichender Wechselzahl entnommen wird.

In die Leitung zwischen den Stromquellen und den Stromverbrauchern wird dann ein Transformator eingeschaltet, dessen Primär- und Sekundärwicklungen lose miteinander gekoppelt sind. Ferner wird der an die Sekundärwicklung angeschlossene Stromkreis, welcher eine Vorrichtung zum Schalten der Hilfsapparate enthält, durch entsprechende Bemessung seiner Kapazität und Selbstinduktion auf die Wechselzahl des Hilfsstrcmes abgestimmt. Als Relais im abgestimmten Stromkreise wird zweckmäßig ein Hitzdrahtrelais verwendet, weil dieses gegenüber den elektromagnetischen Relais einen geringeren Ohmschen Widerstand und so gut wie unveränderliche Selbstinduktion besitzt.

Diese Eigenschaften begünstigen im besonderen Maße eine scharfe Abstimmung.

Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel, bei dem es sich um die Fernsteuerung eines Streckentransformators einer Wechselstrombahn handelt, zeigt Fig. 2.

Dort ist 18 der Streckentransformator, dessen Sekundärwicklung ig mit einer Klemme geerdet und an die Fahrschienen 6 sowie mit der anderen Klemme über die Primärwicklung 9 des Transformators 10 an die Fahrleitung 11 angeschlossen ist. Die Primärwicklung 20 des Transformators 18 ist einerseits an die Wechselstromleitung 4 und anderseits über den Schalter 21 an die Wechselstromleitung 3 angeschlossen.

Die Klemmen der Sekundärwicklung 12 des Transformators 10 sind über den Kondensator 22, den Hitzdraht 23 des Relais 24 und die Selbstinduktionsspule 25 miteinander verbunden. Durch den Hitzdraht 23 wird ein Kontaktstück 26 gesteuert, das bei Erwärmung des Hitzdrahtes die Kontakte 27, 28 überbrückt. Letztere liegen in einem Stromkreise, der den Hilfstransformator 31 und den den Schalter 21 steuernden Apparat 30 enthält. Schließlich ist 29 die Hilfswechselstromquelle, deren eine Klemme über den Widerstand 33 an die den Fahrstrom führende Leitung zwischen den Transformatorwicklungen 19 und 9 angeschlossen und deren andere Klemme über den Widerstand 32 geerdet ist.

Beim Einschalten der Motoren auf dem Fahrzeuge 16 fließt ein Hilfswechselstrom aus der Stromquelle 29 über den Widerstand 33, die Primärwicklung 9 des Transformators 10, die Fahrleitung 11, das Fahrzeug i6, die Fahrschienen 6 und über Erde und Widerstand 32 zur Stromquelle 29 zurück. Hierdurch wird in der Sekundärwicklung 12 ein Strom induziert, der den Draht 23 erhitzt, so daß das Kontaktstück 26 die Kontakte 27, 28 überbrückt. Infolgedessen kann aus dem Hilfs transformator 31 über Kontakt 27, Kontaktstück 26, Kontakt 28 und Apparat 30 zum Hilfstransformator 31 zurück ein Strom fließen, der den Schalter 21 schließt. Der alsdann aus der Wicklung 19 des Streckentransformators 18 durch die Wicklung 9 des Transformators 10 fließende Arbeitswechselstrom übt auf den Hitzdraht 23 keine Wirkung aus, da infolge der losen Kopplung der Wicklung 12 mit der Wicklung 9 und der Abstimmung kein Induktionsstrom von der Periodenzahl des Arbeitsstromes, der stark genug wäre, das Hitzdrahtrelais zum Ansprechen zu bringen, in dem Sekundärstromkreis fließen kann.

Mit dem Unterbrechen des Aibeitsstromkreises auf dem Fahrzeuge 16 wird auch der aus der Stromquelle 29 herrührende Hilfswechselstrom und damit der den Hitzdraht 23 durchfließende Strom unterbrochen. Das Kontaktstück 26 öffnet infolgedessen die Verbindung zwischen den Kontakten 27 und 28 und damit den den Apparat 30 durchfließenden Hilfsstrom, so daß Schalthebel 21 unter dem Einfluß einer beliebigen Rückstellkraft in seine Ausschaltstellung zurückkehrt.

Beim Betrieb mit Wechselstrom kann zur Fernsteuerung der Hilfsapparate auch Gleichstrom verwendet werden. In diesem Falle, für den in Fig. 3 ein der Fig. 2 entsprechendes Ausfühlungsbeispiel gegeben ist, wird in der Leitung, die von der Sekundärwicklung 19 des Streckentransformators 18 zur Fahrleitung 11

führt, eine Stromverzweigung angeordnet. Deren einer Zweig ist annähernd induktionsfrei und enthält einen mäßigen Ohmschen Widerstand 34. Der andere Zweig weist einen mögliehst kleinen Ohmschen Widerstand und infolge der eingefügten Drosselspule 35 eine große Selbstinduktion auf. Er enthält überdies ein Gleichstromrelais 36 zum Schalten der Hilfsapparate. Ferner ist an die Stelle der Hilfswechselstromquelle 29 die Hilfsgleichstromquelle 37 getreten.

Durch die angegebene Stromverzweigung wird eine Teilung des Arbeitswechselstromes und des Hilfsgleichstiomes in der Weise vorgenommen, daß durch den Zweig mit dem Relais 36 etwa die Hälfte oder ein noch größerer Teil des Hilfsstromes und nur ein geringer Bruchteil des Arbeitswechselstromes fließt. Die Wirkungsweise der abgeänderten Einrichtung ist hiernach ohne weiteres verständlich.

Ferner ist in Fig. 3 der Fall vorgesehen, daß ein Wagen 16 erst während der Fahrt auf einen gemäß der Erfindung gespeisten Teil der Fahrleitung 11 gelangt. Es empfiehlt sich hierbei, über den Trennpunkt der Fahrleitungen hinaus nach rückwärts eine Verlängerung 38 der Fahrleitung 11 vorzusehen und der anderen Fahrleitung 39 derartig parallel zu führen, daß der Stromabnehmer 40 des vorbeifahrenden Wagens 16 beide gleichzeitig beschleift. Die Länge des Hilfsdrahtes 38 wird dann derart bemessen, daß während der zu ihrem Befahren nötigen Zeit die Hilfsapparate des Fahrleitungsteiles 11 voll eingeschaltet werden. Zwischen den Hilfsdraht 38 und die Fahrleitung 11 wird zweckmäßig ein Widerstand 41 eingeschaltet, um nach Einschaltung der Hilfsapparate die Speisung der Fahrleitung 39 aus der Fahrleitung 11 über den Hilfsdraht 38 und den Stromabnehmer 40 möglichst zu hindern, der gleichzeitig an den Leitungen 38 und 39 anliegt.

Die zuletzt beschriebene Einrichtung kann dazu benutzt werden, die entlang einer Strecke verteilten Transformatoren nacheinander einzuschalten, so daß immer nur derjenige in Betrieb ist, unter dessen zugehörigem Fahrleitungsabschnitt sich der Zug oder das Fahrzeug gerade befindet.

Sofern während eines zeitweise auszuführenden Verschiebedienstes das stetig wechselnde Ein- und Ausschalten der Hilfsapparate vermieden werden soll, wird auf dem Fahrzeuge 16 parallel zu dem die Stromverbrauch er 42(Fig.3)bedienenden Schalter 43 und zweckmäßig auch den Stromverbrauchern selbst ein Hilfsschalter 44. in Reihe mit einem Widerstand 45 angeordnet. Ist der Schalter 44 geschlossen, so ist der Stromkreis für die Steuerung der Hilfsapparate auch dann geschlossen, wenn der die Stromverbraucher 42 bedienende Schalter 43 geöffnet ist. Die Hilfsapparate können daher willkürlich eingeschaltet bleiben oder auch, falls erforderlich, eingeschaltet werden, wenn die Fahrzeugmotoren ausgeschaltet sind.

Claims (7)

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum Fernschalten von Hilfsapparaten, z. B. Umformern und Transformatoren, für den Betrieb von Stromverbrauchern, bei der durch Einlegen eines für die Bedienung der Stromverbraucher bestimmten Schalters ein Hilfsstromkreis zur Schaltung der Hilfsapparate geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstrom über die Stromverbraucher (Motoren des Wagens) geführt wird, zum Zweck, besondere Hilfsleitungen zu ersparen und hierdurch die Einrichtung für elektrische Bahnen verwendbar zu machen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromquelle der Stromverbraucher eine Hilfsstromquelle parallel geschaltet ist, die eine andere Stromart als die Hauptstromquelle, d. h. bei Gleichstrombetrieb Wechselstrom, oder bei Wechselstrombetrieb Gleichstrom oder einen Wechselstrom von abweichender Periodenzahl liefert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, unter Benutzung einer Wechselstromquelle für die Lieferung des Hilfsstromes, gekennzeichnet durch einen Reihentransformator, der primär vom Arbeitsstrom und Hilfswechselstrom durchflossen wird, und in dessen Sekundärstromkreis eine Vorrichtung (z. B. Hitzdrahtrelais) zum Einschalten der Hilfsapparate liegt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3 für den Fall, daß als Arbeits- und Hilfsstrom Wechselströme verschiedener Periodenzahl benutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär- und Sekundärwicklungen des Reihentransformators lose gekoppelt sind, und der an 'die Sekundärwicklung angeschlossene Stromkreis, welcher eine Vorrichtung zum Schalten der Hilfsapparate enthält, durch entsprechende Bemessung seiner Kapazität und Selbstinduktion auf die Wechselzahl des Hilfsstromes abgestimmt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2 unter Benutzung eines Wechselstromes als Arbeitsstrom und eines Gleichstromes als Hilfsstrom, gekennzeichnet durch eine Stromverzweigung in der von den Stromquellen zu den Stromverbrauchern führenden Leitung, deren einer Zweig annähernd induktionsfrei ist und einen geringen Ohmschen Widerstand besitzt, und deren anderer Zweig demgegenüber eine starke Selbstinduktion sowie einen möglichst geringen Ohmschen Widerstand aufweist und überdies ein Gleich-

stromrelais zum Schalten der Hilfsapparate enthält.

6. Einrichtung nach Anspruch ι für einzeln gespeiste Teile einer Fahrleitung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Fahrleitung über den Teilpunkt hinaus, zweckmäßig unter Zwischenschaltung eines Widerstandes, nach rückwärts verlängert und der anderen Fahrleitung derart parallel geführt ist, daß der Stromabnehmer eines vorbeifahrenden Wagens beide gleichzeitig berührt, zum Zweck, das Einschalten der Hilfsapparate für den folgenden Fahrleitungsteil so früh beginnen zu können, daß sie ihre Endlage erreicht haben, wenn das Fahrzeug unter diesen Teil gelangt.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Überbrückung des die Stromverbraucher bedienenden Schalters, die einen Widerstand und einen besonderen Schalter enthält, zum Zweck, die Fernsteuerung der Hilfsapparate auch bei Offenstellung des die Stromverbraucher bedienenden Schalters bewirken zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.