DE687372C

DE687372C - Regenerative braking device for single-phase alternating current traction vehicles

Info

Publication number: DE687372C
Application number: DE1938M0142352
Authority: DE
Inventors: Arnold Furrer
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1938-06-25
Filing date: 1938-07-26
Publication date: 1940-01-27

Description

Nutzbremseinrichtung für Einphasenwechselstrom-Tridbfahrzeuge Die bekannte Nutzbremseinrichtung, bei welcher die Anker der als Generatoren geschalteten Triebmotoren über strombegrenzende Drosselspulen auf das Netz (bzw. den Regeltransformator) zurückarbeiten und die Erregerfelder im Nebenschluß zu Ankern und Drosselspulen liegen, d. h. von der Netzspannung gespeist werden, ist eine der im Einphasenbahnbetrieb äm meisten angewandten.Nutzbremseinrichtungen. Sie ist sehr einfach in der Handhabung, benötigt keine empfindliche Steuereinrichtung, besitzt eine stabile Kennlinie und erlaubt Bremsung bis zum Stillstand. Ein Nachteil dieser Einrichtung ist aber ihr verhältnismäßig schlechter Leistungsfaktor.Regenerative braking device for single-phase alternating current Tridb vehicles known regenerative braking device in which the armature of the connected as generators Traction motors to the mains (or the regulating transformer) via current-limiting reactors work back and shunt the excitation fields to anchors and inductors lying, d. H. fed by the mains voltage is one of the types in single-phase railway operation Most of the applied regenerative braking devices. It is very easy to use, does not require a sensitive control device, has a stable characteristic and allows braking to a standstill. A disadvantage of this facility is its relatively poor power factor.

Es sind ferner Nutzbremseinrichtungen für Einphasenwechselstrom-Triebfahrzeugemitmehreren Triebmotoren bekanntgeworden, bei denen. der Anker eines Triebmotors (Motor A) über die Felder der übrigen Triebmotoren (Motoren B) an eine Spannung des Regeltransformators und die Anker der Motoren B über Drosselspulen (zusätzliche Reaktanzen) ebenfalls an eine Spannung dieses Transformators angeschlossen sind, wobei das Feld des Motors A von einer Spannung des Regeltransformators gespeist wird. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit die Ankerspannung der Motoren B unerwünscht stark zunimmt.There are also regenerative braking devices for single-phase alternating current traction vehicles with several Traction engines became known where. the armature of a traction motor (motor A) over the fields of the other traction motors (motors B) to a voltage of the regulating transformer and the armatures of motors B via inductors (additional reactances) as well connected to a voltage of this transformer, the field of the motor A is fed by a voltage from the regulating transformer. This facility has the disadvantage that with increasing driving speed the armature voltage of the motors B increases undesirably sharply.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung, welche die günstigen Eigenschaften der zuerst genannten Nutzbremseinrichtung mit dem Vorteil eines bedeutend besseren Leistungsfaktors verbindet und zugleich den Nachteil der Nutzbremseinrichtungen.der zweitgenannten Art vermeiden soll.The present invention relates to a device which the cheap Properties of the regenerative braking device mentioned first with the advantage of a significant better performance factor and at the same time the disadvantage of regenerative braking devices the second type should be avoided.

Erfindungsgemäß ist die Erregerspannung des Motors A wenigstens angenähert phasengleich und proportional der Spannung zwischen dem gemeinsamen Potential der Bremsdrosselspule mit dem Regeltransformator und der Anzapfung an wenigstens einem Spannungsteilerwiderstand ist, dessen Gesamtspannung wenigstens angenähert phasengleich und proportional der Ankerspannung der [Motoren Bist. Dadurch wird bei zunehmender Fahrgeschwindigkeit mittels der anwachsenden Ankerspannung der Motoren B eine Feldschwächung des Motors A und dadurch mittelbar auch eine solche der Motoren B bewirkt.According to the invention, the excitation voltage of the motor A is at least approximated in phase and proportional to the voltage between the common potential of the Brake reactor with the regulating transformer and the tap at at least one voltage divider resistor, the total voltage of which is at least approximately in phase and proportional to the armature voltage of the [motors bist becomes with increasing driving speed by means of the increasing armature tension of the motors B a field weakening of the motor A and thus indirectly also such the motors B causes.

Fig. i und 2 der Zeichnung zeigen schematisch je ein Ausführungsbeispiel dieser Nutzbremseinrichtung für ein vielmotoriges Fahrzeug, dessen Motoren im Fahrbetrieb in Reihenparallelschaltung arbeiten. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein viermotoriges Fahrzeug, bei dem die Motoren im Fahrbetrieb parallel geschaltet sind.FIGS. I and 2 of the drawing show schematically one exemplary embodiment each this regenerative braking device for a multi-engine vehicle whose engines are in motion work in series parallel connection. Fig. 3 shows an embodiment for a four-engine vehicle in which the engines are connected in parallel while driving.

In diesen Figuren bedeuten i die Niederspannungswicklung des Regeltransformators, 2 und 3 die Anker, 4 und 5 die Feldwicklungen der Triebmotoren A bzw. B. 6 sind die in den Ankerstromkreisen der Motoren B eingeschalteten Bremsdrosselspulen (zusätzliche Reaktanzen). 7 ist ein Hilfstransformator. 8 sind Ohmsche Widerstände und g kleine Drosselspulen (induktive Widerstände). Die Erregerspannung der Motoren B ist die Resultierende aus einer Spannung des Regeltransformators = und der Ankerspannung des Motors A, der mit den Feldwicklungen der Motoren B in Reihe geschaltet ist. Die Erregung des Motors A wird über den Hilfstransformator 7 mittels der im Neben. schluß zu den Ankern der Motoren B geschalteten Spannungsteilerwiderstände 8 (und allenfalls der Drosselspulen g) durch eine Spannung bewirkt, die bei zunehmender Ankerspannung der Motoren B kleiner wird und umgekehrt. Die Anker der Motoren B arbeiten über die Bremsdrosselspulen 6 auf die Niederspannungswicklung i des Regeltransformators zurück. Durch die Drosselspulen g kann die Phase und Größe des Erregerstromes des Motors A und dadurch auch die Bremskennlinie verändert werden.In these figures i denote the low-voltage winding of the regulating transformer, 2 and 3 the armature, 4 and 5 the field windings of the traction motors A and B. 6 are the braking inductors switched on in the armature circuits of the motors B (additional reactances). 7 is an auxiliary transformer. 8 are ohmic resistors and g are small choke coils (inductive resistors). The excitation voltage of motors B is the resultant of a voltage of the regulating transformer = and the armature voltage of motor A, which is connected in series with the field windings of motors B. The excitation of the motor A is via the auxiliary transformer 7 by means of the in addition. circuit to the armature of the motors B connected voltage divider resistors 8 (and possibly the choke coils g) caused by a voltage that decreases with increasing armature voltage of the motors B and vice versa. The armatures of the motors B work back via the brake chokes 6 to the low-voltage winding i of the regulating transformer. The phase and size of the excitation current of the motor A and thus also the braking characteristic can be changed by the choke coils g.

Bei den Anordnungen nach Fig. i und 3 ist die Primärwicklung des Hilfstransformators 7 einerseits an die Anzapfung der Widerstände 8 und anderseits an die Verbindung der Drosselspulen 6 mit der Niederspannungswicklung i angeschlossen. In Fig.3 sind die Anzapfungen der Widerstände 8 zu diesem Zweck unter sich verbunden.In the arrangements according to FIGS. I and 3, the primary winding is the auxiliary transformer 7 on the one hand to the tapping of the resistors 8 and on the other hand to the connection the choke coils 6 connected to the low voltage winding i. In Fig.3 are the taps of the resistors 8 are connected to one another for this purpose.

In Fig. 2 ist die Oberspannungswicklung des Hilfstransformators 7 an die Anzapfungen der Widerstände 8 angeschlossen. Wenn bei der Schaltung gemäß Fig. i ein Ende der Niederspannungswicklung i geerdet ist, so erhält einer der drei Triebmotoranker B eine Spannung gegen Erde, die unter Umständen wesentlich höher als diejenige im Fahrbetrieb ist. Dieser Nachteil kann durch die Schaltung nach Fig. 2 vermieden werden, bei der die Anker der Motoren B in zwei Gruppen aufgeteilt und die Drosselspule 6 zwischen diese beiden Gruppen eingeschaltet ist. Bei entsprechender Bemessung der Widerstände 8 und der Drosselspulen g bewirkt diese Schaltung bei Änderungen der Fahrgeschwindigkeit genau die gleichen Feldänderungen in den Motoren A und B wie die Schaltung nach Fig. i.In FIG. 2, the high-voltage winding of the auxiliary transformer 7 is connected to the taps of the resistors 8. If one end of the low-voltage winding i is grounded in the circuit according to FIG. This disadvantage can be avoided by the circuit according to FIG. 2, in which the armatures of the motors B are divided into two groups and the choke coil 6 is connected between these two groups. With an appropriate dimensioning of the resistors 8 and the choke coils g, this circuit causes exactly the same field changes in the motors A and B as the circuit according to FIG.

In Fig. 2 ist strichpunktiert eine Verbindung angegeben, welche die Punkte gleichen Potentials der drei Wicklungen i, 6 und 7 verbindet. Da diese strichpunktierte Verbindung aber keinen Strom führt, kann sie auch weggelassen werden, ohne daß sich an der Wirkungsweise der Anordnung etwas ändert.In Fig. 2, a connection is indicated by dash-dotted lines, which the Points of equal potential of the three windings i, 6 and 7 connects. Because this one dash-dotted Connection but does not carry electricity, it can also be omitted without being changes something in the way the arrangement works.

In der Zeichnung sind die Kompensations-und Wendepolwicklungen der Motoren A und B sowie auch die Einrichtung zur Erzeugung des phasenverschobenen Wendefeldes der Einfachheit halber weggelassen und als bekannt vorausgesetzt.In the drawing, the compensation and reversing pole windings are the Motors A and B as well as the device for generating the phase-shifted Turning field is omitted for the sake of simplicity and assumed to be known.

Claims

PATENT CLAIMS: _. Regenerative braking device for single-phase alternating current traction vehicles, in which the armature of a traction motor (motor A) over the fields of the other traction motors (Motors B) to a voltage of the regulating transformer and the armature of the other motors (B) also connected to a voltage of this transformer via inductors are, characterized in that the excitation voltage of one motor (A) at least approximately in phase and proportional to the voltage between the common potential the brake choke coil (6) with the regulating transformer (i) and the tap at least a voltage divider resistor whose total voltage is at least approximated is in phase and proportional to the armature voltage of the other motors (B).

2. Regenerative braking device according to Claim i, characterized in that the shunt resistors the armature of the motors (B) are ohmic resistances. 3 .. regenerative braking device according to Claim i, characterized in that the shunt resistors are ohmic and inductive resistances.