DE597654C

DE597654C - Switching device for the operation of two or more-engine electric drives, especially electric vehicles

Info

Publication number: DE597654C
Application number: DE1930597654D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Osborne
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1930-10-31
Filing date: 1930-10-31
Publication date: 1934-05-28

Description

Schalteinrichtung für den Betrieb von zwei- oder mehrmotorigen elektrischen Antrieben, insbesondere von elektrischen Fahrzeugen In dem Hauptpatent 4o8 498 ist eine Schaltung für Nutz- und Kurzschlußbremsung von elektrischen Antrieben gegeben, bei dem die einzelnen Motorenanker und -felder bzw. die aus mehreren Ankern und Feldern gebildeten, Gruppen nach Art einer Brücke derart geschaltet sind, daß die Anker bzw. die Felder je zwei gegenüberliegende Brückenzweige einnehmen, während an die eine Brückendiagonale der Netzanschluß, an die andere Diagonale ein Widerstand gelegt ist.Switching device for the operation of two or more electric motors Drives, especially for electric vehicles. The main patent 4o8 498 is a circuit for useful and short-circuit braking of electric drives is given, in which the individual motor anchors and fields or those made up of several anchors and Fields formed, groups are connected in the manner of a bridge in such a way that the Anchors or the fields each occupy two opposite bridge branches while on one diagonal of the bridge the mains connection, on the other diagonal a resistor is laid.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für den Betrieb derartiger Antriebe, insbesondere von elektrischen Fahrzeugen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine besonders günstige Schalteinrichtung für den Betrieb von zwei- oder mehrmotorigen elektrischen Antrieben dadurch erreicht, daß an den den ersten Anfahrstufen zugeordneten Stellungen an Stelle der für ein Anfahren üblichen Reihenschaltungen eine Brückenschaltung nach dem Hauptpatent 408 498 hergestellt wird. Auf diese Weise können für die entsprechenden Fahrstufen, wie dies für Nebenschlußmotoren bereits üblich ist, dieselben Schaltelemente herangezogen werden wie für die Nutzbremsstufen, so daß sich eine erhebliche Verringerung der Zahl der Schaltelemente und dadurch eine Vereinfachung der Schalteinrichtung .ergibt. Mit besonderem Vorteil wird der Antrieb neben den vorgeschlagenen Brück enfahrstufen, die den Reihenstufen entsprechen, noch in an sich bekannter Weise mit weiteren Fahrstufen versehen, in denen die Motoren zueinander parallel geschaltet sind. Außerdem kann mit Vorteil noch eine Reihe von Kurzschlußbremsstufen vorgesehen werden, in denen die Motoren, vorzugsweise gleichfalls in Brückenschaltung, unter Abschaltung vom Netz bremsen.The present invention relates to a switching device for the Operation of such drives, in particular electric vehicles. According to the The present invention is a particularly favorable switching device for operation achieved by two or more-motor electric drives that at the the positions assigned to the first start-up steps instead of the usual positions for start-up Series connections made a bridge circuit according to the main patent 408 498 will. In this way, for the corresponding speed steps, as is the case for shunt motors it is already common practice to use the same switching elements as for the regenerative braking stages, so that there is a significant reduction in the number of switching elements and thereby a simplification of the switching device. results. The Drive in addition to the proposed bridge speed levels, which correspond to the row levels, still provided in a manner known per se with further speed steps in which the motors are connected in parallel to each other. In addition, a number of Short-circuit braking stages are provided in which the motors, preferably also brake in bridge circuit, disconnecting from the mains.

Bei dem Antrieb, der gemäß der Erfindung ausgebildet wird, wird der Fahrschalter beim Anfahren etwa von einer zwischen den genannten Brückenschaltstufen und den Kurzschlußbremsstufen angeordneten Nullstellung aus auf die Brückenschaltstufen gestellt, wobei mehrere Stufen nacheinanderliegen, die sich untereinander hauptsächlich durch die Größe des jeweils eingeschalteten Teiles des Brückenwiderstandes unterscheiden. Sobald die Motoren die erforderliche Drehzahl erreicht haben, wird sodann auf die Parallelfahrstufen weitergeschaltet. Wenn hierbei aus den Parallelfahrstufen auf die Brückenschaltstufen zurückgeschaltet wird oder aus einer Brückenschaltstufe auf die nächstvorhergehende Brückenschaltstufe zurückgeschaltet wird, so überwiegt die Gegen-EMK an den Motorankern die Netzspannung, so daß Energie an das -Netz zurückgeliefert wird. Es kann also auf diese Weise jede Bremsung, die während des Fahrbetriebes erforderlich wird, unmittelbar als Energierückgewinnung ausgenutzt werden, wobei auch die Kontaktabnutzung durch das Durchschalten vermieden ist.In the drive, which is formed according to the invention, the Driving switch when starting, for example, from one between the mentioned bridge switching steps and the short-circuit braking stages arranged zero position on the bridge switching stages posed, with several stages lying one after the other, which are mainly among themselves differ by the size of the part of the bridge resistor that is switched on. As soon as the motors reach the required speed will have then switched to the parallel drive levels. If here from the parallel drive steps is switched back to the bridge switching stages or from a bridge switching stage is switched back to the next previous bridge switching stage, then predominates the back EMF on the motor armature the mains voltage so that energy is returned to the mains will. In this way, any braking that occurs while driving can be used is required to be used directly as energy recovery, with contact wear caused by switching through is also avoided.

Weiber ist hierbei auch noch der Vorteil erreicht, daß -in jeder Brückenschaltstufe die Motorgeschwindigkeit selbsttätig nach oben begrenzt ist, so daß insbesondere im Stadtverkehr von Straßenbahnen ohne weiteres eine bestimmte geringe Fahrtgeschwindigkeit beibehalten werden kann, ohne daß hierzu ein besonderes Nachregeln am Fahrschalter erforderlich ist. Diese Geschwindigkeit wird im wesentlichen auch beibehalten, wenn das Fahrzeug hierbei in ein Gefälle gelangt, wobei die überschüssige Energie an das Netz zurückgeliefert wird.Weiber also has the advantage that -in every bridge switching stage the engine speed is automatically limited upwards, so that in particular in the city traffic of trams a certain low speed can be maintained without a special readjustment on the drive switch is required. This speed is also essentially maintained when the vehicle enters a downhill slope, with the excess energy the network is returned.

In vielen Fällen kann es wünschenswert sein, das Fahrzeug ohne jede Bremsung auslaufen -zu lassen. Hierzu genügt es, wenn das Fahrzeug sich auf einer Parallelschaltstufe befindet, einfach die Brückenschaltstufen rasch bis zur Nullstellung durchzuschalten, da infolge der unvermeidlichen Verzögerung der Erregung während dieses kurzen Zeitintervalles noch keinerlei praktisch bemerkbare Bremsstöße auftreten können. Für den Fall, daß man sich von einem derartigen raschen Durchschalten unabhängig machen will, kann man jedoch auch noch eine weitere Nullstellung zwischen den Brückenschaltstufen und den: Parallelschaltstufen anordnen.In many cases it may be desirable to leave the vehicle without any Braking to run out. For this it is sufficient if the vehicle is on one Parallel switching stage is located, simply move the bridge switching stages quickly to the zero position to switch through as a result of the inevitable delay of excitation during This short time interval no practically noticeable braking jolts occur can. In the event that you are independent of such rapid switching want to do, you can, however, also put another zero position between the bridge switching steps and the: Arrange parallel switching stages.

Die Ansicht eines Fahrschalters für ein nach dem Vorschlag der Erfindung gebautes Fahrzeug ist in der Zeichnung dargestellt. Mit a ist hierbei der Fahrschalter bezeichnet, b stellt die Fahrschaltkurbel dar. An diesem Fahrschalter sind zunächst Kurzschlußbremsstufen IV bis I vorgesehen; daran anschließend liegt eine Nullstellung, hierauf anschließend folgen die Brückenschaltstufen i, 2, 3, 4, sodann eine neuerliche Nullstellung und dann die Parallelfahrstufen 5, 6, 7, B. Beim Anfahren wird also in üblicher Weise allmählich über die Stufen i, a, 3, 4, 5, 6, 7, 8 aufwärts gesteuert, soweit dies eben der jeweils erforderlichen Fahrgeschwindigkeit entspricht. In den Stellungen i bis 4 ist hierbei eine selbsttätige Geschwindigkeitsbegrenzung gegeben; außerdem ist es möglich, -bei jeder Geschwindigkeitsverringerung dadurch, daß der Fahrschalter in die nächstniedrige der Schaltstufen i bis 4 gebracht wird, Energie zurückzugewinnen.The view of a drive switch for a according to the proposal of the invention built vehicle is shown in the drawing. With a is the drive switch denotes, b represents the drive crank. At this drive switch are initially Short-circuit braking stages IV to I provided; this is followed by a zero position, this is followed by the bridge switching stages i, 2, 3, 4, followed by a new one Zero position and then the parallel speed steps 5, 6, 7, B. When starting, so in the usual way gradually controlled upwards via stages i, a, 3, 4, 5, 6, 7, 8, as far as this corresponds to the required driving speed in each case. In the Positions i to 4 have an automatic speed limit; In addition, it is possible -at each speed reduction by the fact that the Driving switch is brought to the next lower of the switching stages i to 4, energy to win back.

Wenn man die doppelte Anordnung einer Nullstellung vermeiden will, so kann man auch den Fahrschalter mit einer vom Wagenführer zu betätigenden Auslöseeinrichtung (Druckknopf o. dgl.) versehen, durch die die Schaltverbindungen der Brückenstellungen vorübergehend unterbrochen werden können, so däß der Fahrschalter in die Nullstellung zurückgeführt werden kann, ohne daß eine Bremsung eintritt; außerdem kann man den Fahrschalter, insbesondere innerhalb der Parallelfahrstufen, in an sich bekannter Weise derart ausbilden, daß durch jede Rückwärtsbewegung des Fahrschalters eine Unterbrechung der Stromzuführung erfolgt, so daß der Fahrschalter leer in die Nullstellung zurückgeführt werden kann, wobei allerdings ein Zurückführen in die Nullstellung auch zu einer Wiederherstellung der Fahrverbindungen notwendig ist.If you want to avoid the double arrangement of a zero position, so you can also use the drive switch with a release device to be operated by the driver (Push button or the like) provided, through which the switching connections of the bridge positions can be temporarily interrupted, so that the travel switch is in the zero position can be returned without braking occurring; you can also use the Driving switch, in particular within the parallel driving steps, in a per se known Train way in such a way that each backward movement of the drive switch one The power supply is interrupted so that the drive switch is empty in the zero position can be returned, although a return to the zero position it is also necessary to restore the travel connections.

Durch die neue Schaltung ist neben der bereits erwähnten Ersparnis an Schaltstufen die Möglichkeit gegeben, eine sehr weitgehende Rückgewinnung der jeweils in dem Fahrzeug aufgespeicherten potentiellen und kinetischen Energie durchzuführen, wobei im Unterschied zu den Nebenschlußbahnen eine erheblich günstigere Ausnutzung der Motoren gegeben ist.In addition to the savings already mentioned, the new circuit given the possibility of a very extensive recovery of the carry out the potential and kinetic energy stored in the vehicle, where in contrast to the shunt paths a considerably more favorable utilization of the engines is given.

Da bei einem normalen Anfahrvorgang die Reihenschaltstufen (hier also die Brückenschaltstufen) in sehr kurzer Zeit durchlaufen werden (5 bis. 6 Sekunden), ist hierbei die Strommenge, die durch die beiden Feldwicklungen und die Widerstandsbrücke unter Umgehung der Maschinenanker, also ohne Erzeugung eines Momentes, fließt, nur sehr geringfügig und daher im Verhältnis zu den durch die neue Schaltung rückgewonnenen Energiemengen ohne weiteres zu vernachlässigen.Since the series switching steps (here the bridge switching stages) can be run through in a very short time (5 to 6 seconds), is the amount of current flowing through the two field windings and the resistor bridge bypassing the machine armature, i.e. without generating a moment, only flows very slight and therefore relative to those recovered by the new circuit Energy quantities can be neglected without further ado.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switching device for the operation of two or multi-engine electric drives, especially for electric vehicles, characterized in that at the positions assigned to the first starting stages instead of the series connection customary for this purpose, a bridge circuit according to the patent 408 498 is made.

2. Switching device according to claim i, characterized in that that on the one hand the parallel speed steps, on the the other side, the short-circuit braking stages connect.

3. Switching device according to claim i, characterized in - that a zero position lies between the parallel speed steps and the bridge shift steps.

4. Arrangement according to claims i to 3, characterized by one to be operated arbitrarily by the driver Trip device through which the switching connections of the bridge positions temporarily can be interrupted for an empty switch-through to the zero position.

5. Arrangement according to claim i to 4, characterized in that the drive switch within the parallel drive is designed in a known manner such that by Every backward movement results in an interruption of the power supply.