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Bremsschaltung für vier parallel arbeitende Reihenschlußmotoren, insbesondere
Bahnmotoren. Bei elektrischen Fahrzeugen mit zwei Reihenschlußmotoren ist bekanntlich
die elektrische Widerstandsbremsung mit einfacher Parallelschaltung der Motoren
nicht möglich, weil dabei der eine Motor sich umpolarisiert, so daß die Motoren
in Kurzschlußschaltung aufeinander und nicht auf die Widerstände arbeiten. Man kann
dieses Umpolarisieren entweder durch einen Ausgleichsleiter vermeiden, der die Anker
und die Feldwicklungen der Motoren je für sich allein parallel schaltet, oder durch
die sogenannte Feldkreuzschaltung, bei welcher die Feldwicklung des einen Motors
mit dem Anker des andern Motors und umgekehrt in Reihe geschaltet ist. Dabei wirkt
die Feldkreuzschaltung vollkommener, denn sie verhindert nicht nur das Umpolarisieren,
sondern bewirkt auch, daß die Ströme in den beiden Ankern praktisch gleich groß
sind, während durch den Ausgleichsleiter nicht verhindert werden kann, daß die Anker
ungleich große Ströme aufnehmen, wenn die magnetischen Charakteristiken der Motoren
verschieden sind.
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Bei Fahrzeugen mit mehr als zwei, beispielsweise mit vier Motoren,
kann man ebenfalls durch einen Ausgleichsleiter sämtliche Anker und sämtliche Feldwicklungen
je für sich allein parallel schalten. Die Unterschiede in der Stromaufnahme der
einzelnen Anker sind aber jetzt größer als bei nur zwei Motoren. Auch die Feldkreuzschaltung
kann sinngemäß auf eine Gruppe von mehreren parallel arbeitenden Motoren übertragen
werden, indem man den Anker mit der Feldwicklung des in einer zyklischen Reihe folgenden
Motors in Reihe schaltet. Die Wirkung wird aber auch hier um so unvollkommener und
insbesondere das Einsetzen der Bremsung um so unsicherer, je mehr Motoren in dieser
Art miteinander verbunden werden. Praktisch kann schon bei vier parallel arbeitenden
Motoren weder durch einen Ausgleichsleiter noch durch die Feldkreuzschaltung ein
einwandfreier Bremsbetrieb ermöglicht werden. Man hat daher in einer Bremsschaltung
für vier parallel arbeitende Reihenschlußmotoren die Anker und die Feldwicklungen
von je zwei Motoren durch Ausgleichsleiter und die so entstehenden Gruppen in Feldkreuzschaltung
miteinander verbunden.
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Die Abb. i bis 3 zeigen drei Ausführungsbeispiele für die bekannte
Schaltung. , In Abb. i bedeutet t1 bis t1 die Anker der vier Motoren, s, bis si
die Feldwicklungen. Der Anker il und die Feldwicklung s, gehören zu dem ersten
Motor, t, und s. zum zweiten usw. Die Anker 1l und t@ sind durch einen Ausgleichsleiter
unmittelbar parallel geschaltet, ebenso die Feldwicklungen s1 und s.., die Anker
t3 und t., und die Feldwicklungen s3 und si. Y bedeutet den Bremswiderstand und
e die Erdungsstellen.
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Ein anderes Beispiel zeigt Abb. z, in der die Buchstaben dieselbe
Bedeutung haben wie in Abb. i. Hier sind die Anker und Feldwicklungen der Motoren
z und 3 durch Ausgleichsleiter verbunden, ebenso die Motoren i und ¢. Man kann sich
diese Schaltung auch so entstanden denken, daß zuerst je zwei Motoren i und 2, 3
und q. zu einer Gruppe in Feldkreuzschaltung zusammengefaßt werden und dann die
Ausgleichsleiter zwischen den Feldwicklungen von i und q. und dann von 2 und 3 eingefügt
wurden. Die Wirkungsweise der Schaltung nach Abb. 2 ist genau dieselbe wie die der
Schaltung nach Abb. i, nur die Verbindungen sind zum Teil anders. Bei einer Verschiedenheit
der magnetischen Charakteristiken der Motoren i und 2 oder 3 und 4 (in Abb. 2) wird
ein unmittelbarer Ausgleich
durch die Feldkreuzschaltung herbeigeführt.
Bei einer Verschiedenheit zwischen den Motoren i und 4 oder 2 und 3 können, wie
bei einer einfachen Ausgleichsleiterschaltung bei nur zwei Motoren, nur verhältnismäßig
geringe Unterschiede in der Stromaufnahme der einzelnen Motoren bestehen.
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Auch diese geringen Unterschiede können noch erheblich vermindert
werden, wenn man die zwei an einem Pol durch Ausgleichsleiter verbundenen Anker
am anderen Pol nicht unmittelbar, sondern erst über einen besonderen Bremszusatzwiderstand
verbindet. Abb. 3 zeigt für diese Anordnung ein Ausführungsbeispiel. Hier bedeutet
m'Z den Bremszusatzwiderstand, im übrigen sind dieselben Bezeichnungen verwendet-
wie in Abb. i und 2. Eine Verschiedenheit der Ströme in zwei durch Ausgleichsleiter
verbundenen Ankern kann jetzt nur noch in viel geringerem Maße eintreten als bei
der Schaltung nach Abb. i und 2.
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Als Bremszusatzwiderstand kann in ebenfalls bekannter Weise die letzte
Stufe des Anlaßwiderstandes verwendet werden, indem dieselbe in zwei Teile geteilt
wird, welche in der Fahrschaltung parallel geschaltet werden können, in der Bremsschaltung
dagegen, wie in Abb.3 gezeichnet, mit je einer Gruppe der Motoranker verbunden sind.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf Fälle, in denen einer oder zwei von
den vier Motoren schadhaft werden, und hat eine Schaltungsweise zum Gegenstand,
durch die der Weiterbetrieb des Fahrzeugs mit weniger als vier Motoren ermöglicht
wird. Denn bei Fahrzeugen mit vier parallel arbeitenden Motoren ist es im allgemeinen
erwünscht, daß beim Schadhaftwerden eines Motors mit den übrigen drei Motoren in
Parallelschaltung weitergefahren und gebremst werden kann. In diesem Fall sollen
gemäß der Erfindung die drei noch betriebsfähigen Motoren beim Bremsen in zyklischer
Feldkreuzschaltung verbunden werden. Wie Versuche gezeigt haben, wirkt diese Schaltung
mit drei Motoren durchaus zuverlässig.
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Wird noch ein weiterer Motor schadhaft, so sollen die beiden verbleibenden
Motoren in einfacher Feldkreuzschaltung verbunden werden, auch wenn es sich um zwei
Motoren handelt, die in der vollständigen Schaltung einer durch Ausgleichsleiter
verbundenen Gruppe angehören.
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Die Ausführung der Umschaltungen beim Schadhaftwerden eines oder mehrerer
Motoren soll erfindungsgemäß mit einem besonderen Gruppierungsschalter geschehen,
der beispielsweise mit den in Abb. ¢ schematisch dargestellten Verbindungen ausgeführt
werden kann. Die Abb. 5 zeigt gleichzeitig das Schema des Fahrtrichtungsschalters
und Abb. 6 das Schaltbild der Motoren in normaler Bremsschaltung mit denselben Klemmenbezeichnungen,
die in den Schaltbildern des Gruppierungsschalters und des Fahrtrichtungsschalters
eingezeichnet sind und die daher keiner weiteren Erläuterung bedürfen. Der Gruppierungsschalter
besteht aus zwei unabhängig voneinander beweglichen Schaltwalzen, von denen die
eine, mit W, bezeichnet, die Verbindungen der Motoren i und 2, die andere, mit Wii
bezeichnet, die Vcrbindungen der Motoren 3 und 4 schaltet. Die Schaltwalze W, wird
in Stellung i gebracht, wenn beide Motoren i und 2 betriebsfähig sind, in Stellung
2, wenn beide schadhaft sind, in Stellung 3, wenn nur Motor i schadhaft ist, und
in Stellung 4, wenn nur Motor 2 schadhaft ist. Die Stellungen der Schaltwalze
Wir entsprechen analog dem Zustand der Motoren 3 und 4. Der Fahrtrichtungsschalter
ist ebenfalls als Schaltwalze gedacht und hat acht Stellungen, von denen die Stellungen
i bis 4 für Vorwärtsfahrt, 5 bis 8 für Rückwärtsfahrt bestimmt sind, und zwar die
Stellungen 3, 4, 5, 6 für den Fall, daß sämtliche Motoren betriebsfähig sind, die
Stellungen 1, 2, 7, 8 für den Fall, daß einer oder mehrere Motoren schadhaft sind,
ferner die Stellungen 1, 3, 5, 7 für Fahrt und die Stellungen 2, 4, 6, 8 für Bremsung.