DE831558C

DE831558C - Control for four electric train motors or motor groups

Info

Publication number: DE831558C
Application number: DEF4099A
Authority: DE
Inventors: Leon Heidmann
Original assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Current assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Priority date: 1946-06-26
Filing date: 1950-09-29
Publication date: 1952-02-14

Description

Steuerung für vier elektrische Zugmotoren oder -motorgruppen Bei elektrischen Zugsteuerungen für mehrere Motorgruppierungen, wie etwa einer Reihenschaltung, einer oder zwei Reihenparallelschaltungen und einer Parallelschaltung, ist es bekanntlich nicht leicht, die sogenannte Brückenübergangsschaltung an Stelle der iweniger günstigen Shuntschaltung durchweg zu verwenden.Control for four electric traction motors or groups of motors For electric Train controls for several motor groupings, such as a series connection, one or two series-parallel connections and one parallel connection, it is known not easy to use the so-called bridge jumper circuit instead of the less inexpensive one Shunt circuit to be used throughout.

Es sind bereits Steuerungen für sechs Motoren beschrieben worden, in denen alle Übergangsschaltungen nach der Brückenmethode durchgeführt werden. Die Erfindung hat zum Zweck, dasselbe Ergebnis auch bei Steuerungen für vier Motoren oder Motorgruppen in einfacher Weise zu erreichen, hei denen das Drehmoment der Motoren während sämtlicher Übergänge praktisch konstant bleibt.Controls for six motors have already been described, in which all transition circuits are carried out according to the bridge method. The invention aims to achieve the same result with controls for four motors or motor groups to achieve in a simple manner, called the torque of the Motors remains practically constant during all transitions.

Die Erfindung ist durch eine solche Gruppierung und Verbindung von Motoren, Schaltern, Widerständen und allen anderen Stromkreisbestandteilen gekennzeichnet, daß die sämtlichen Parallelstromkreise, die nacheinander während des Anlassens und der Übergangsschaltungen gebildet werden, praktisch den gleichen Aufbau und die gleichen Arbeitseigenschaften aufweisen, so daß sich bei allen Übergängen die notwendige gleich mäßige Strom- .und Drehmomentverteilung ergibt, und ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß diese günstige Stromverteilung durch zusätzliche Anlaßwiderstände und Ausgleichswiderstände zum Ausgleich der Parallelströme verbessert wird.The invention is characterized by such a grouping and connection of motors, switches, resistors and all other circuit components that all parallel circuits that are successively formed during starting and transition circuits have practically the same structure and the same working properties, so that results in the necessary uniform current and torque distribution at all transitions, and is further characterized in that this favorable current distribution is improved by additional starting resistors and compensating resistors to compensate for the parallel currents.

Die zusätzlichen Anlaßwiderstände, die verhältnismäßig hohen Ohmwert aufweisen, werden in der letzten Schaltstufe der Reihen- und Reihenparallelschaltung der Fahrmotoren durch Kurzschließung ausgeschaltet, wodurch zusätzliche Anlaßstufen erreicht werden. Ausgleichswiderstände dagegen, die verhältnismäßig niedrigen Olxnwert besitzen, dienen zügl Ausgleich von Strömen, welche durch zueinander parallel geschaltete Schütze o. dgl. fließen. und sie können dauernd in den Stromkreisen verbleiben, ohne wesentliche Verluste hervorzurufen.The additional starting resistors, the relatively high ohmic value have, are in the last switching stage of the series and series-parallel connection the traction motors are switched off by short-circuiting, creating additional starting stages can be achieved. Balancing resistors on the other hand, the relatively low oil value own, serve to equalize currents flowing through each other contactors or the like connected in parallel flow. and they can be in the circuits continuously remain without causing significant losses.

Die nacheinander gebildeten Stromkreise sind so geschaltet, daß die durch die entsprechenden Kupplungsschalter fließenden Ströme nicht wesentlich größer sind als der normale Strom eines Motors (oder einer Motorgruppe).The circuits formed one after the other are connected in such a way that the currents flowing through the corresponding clutch switch are not significantly greater are than the normal current of a motor (or group of motors).

Die weiteren Kennzeichen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.The further characteristics and advantages of the invention emerge from the description of an embodiment.

Die in Abb. i der Zeichnung dargestellte Schaltung einer Steuerung enthält vier Fahrmotoren I bis IV, die zwischen dem Fahrdraht L und der Erde T liegen. Sie enthält auch mehrere Gruppen, A, B, D, E, F, G, H und I, von Kupplungsschützen. Die Gruppen A, B und D enthalten je ein Schütz; die Gruppe E enthält zwei Schutze F_ und El, die Gruppe F vier Schütze F1, F2, Fll und F12, die Gruppe G zwei Schütze G und G1, die Gruppe H zwei Schütze H und H1 und die Gruppe l zwei Schütze 1 uiid Il. Alle Schütze derselben .Gruppe, die durch den gleichen Buchstaben bezeichnet sind, arbeiten gleichzeitig. Mit Cl, C2 und C3 sind Relais bezeichnet, deren Wirkungsweise weiter unten beschrieben wird.The circuit of a control shown in Fig. I of the drawing contains four traction motors I to IV, which are located between the contact wire L and the earth T. It also contains several groups, A, B, D, E, F, G, H, and I, of clutch contactors. Groups A, B and D each contain a contactor; group E contains two contactors F_ and El, group F four contactors F1, F2, Fll and F12, group G two contactors G and G1, group H two contactors H and H1 and group I two contactors 1 and II. All shooters in the same group, denoted by the same letter, work at the same time. Relays are designated with Cl, C2 and C3, the mode of operation of which is described below.

Außer den üblichen Anlaßwiderständen i, 2,3 und 4 enthält die Schaltung die zusätzlichen Anlaßwiderstände 5 und 6 sowie die Ausgleichswiderstände :b1, N, P und Q, deren Aufgabe und Wirkungsweise weiter unten beschrieben werden sollen.In addition to the usual starting resistors i, 2, 3 and 4, the circuit contains the additional starting resistors 5 and 6 as well as the balancing resistors: b1, N, P and Q, whose function and mode of operation will be described below.

Die Schaltmittel zur Steuerung der üblichen Anlaßwiderstände i bis 4 und der zusätzlichen Anlaß-,widerstände 5 und 6, d. h. die hierfür geeigneten Anlaßschütze von an sich bekannter Art sind nicht mit dargestellt, um die Zeichnung zu vereinfachen.The switching means for controlling the usual starting resistors i bis 4 and the additional starting, resistors 5 and 6, d. H. the ones suitable for this Starting contactors of a type known per se are not shown in the drawing to simplify.

Das Schaltbild der Abb. i zeigt eine Anordnung v on 2 Motoren, Widerständen, Schützen und anderen Stromkreisbestandteilen, die in bezug auf eine ge-(lachte senkrechte Mittellinie dieser Abbildung weitestgehend symmetrisch ist. Diese Symmetrie wäre vollständig, wenn das Schaltbild ein zusätzliches, in Abb. i gestrichelt angedeutetes Schütz Al aufwiese. Das ist aber nicht notwendig, weil der Motor IV ständig an der Erde T liegt.The circuit diagram in Fig. I shows an arrangement of 2 motors, resistors, contactors and other circuit components, which is largely symmetrical in relation to a laughed vertical center line of this figure. This symmetry would be complete if the circuit diagram had an additional, in Fig. 1 had contactor Al indicated by dashed lines, but this is not necessary because the motor IV is constantly connected to earth T.

Wie weiterhin gezeigt werden soll, wird die Symmetrie auch in sämtlichen anderen Motorgruppierungen beibehalten, so daß bei der Reihenparallel- und bei der Parallelschaltung der Fahrmotoren praktisch übereinstimmende parallele Teilstromkreise erhalten averden.As will be shown further, the symmetry is also in all other motor groupings retained, so that in the series parallel and in the Parallel connection of the traction motors practically matching parallel partial circuits get averden.

Abb.2 gibt die Schaltfolge der Kupplungsschütze für die Schaltung gemäß Abt). i an. Die mit o bezeichnete Zeile entspricht der Nullstellung, in .der alle Schütze offen sind. .Die Zeilen i und 2 entsprechen der Reihenschaltung der Fahrmotoren, hei der zunächst die Schützgruppen A, B und G und anschließend D geschlossen werden.Fig. 2 gives the switching sequence of the coupling contactors for the circuit according to the abbot). i at. The line marked with o corresponds to the zero position in .der all shooters are open. The lines i and 2 correspond to the series connection of the Traction motors, which means first contactor groups A, B and G and then D are closed will.

Die Zeilen 3 und 4 entsprechen der Brückenübergangsschaltung der Fahrmotoren, bei der zunächst die Schützgruppen A, D und G und anschließend E geschlossen werden. Die Zeilen 5 und E; entsprechen den Reihenparallelschaltstellungen für die Fahrinotoren, die durch Schließung zunächst der Schützgruppen A, E und G und anschließend F hergestellt werden; die Zeile 7 veranschaulicht die .@rheit der Schütigruppen .=l, F_, F, G, H und I bei der zweiten Anwendung der Brückenübergangsschaltung, und die Zeile N entspricht der Parallelschaltung der Falirmotoreci, die durch die Schiitzgruppen A, E, F, H und I hergestellt wird.Lines 3 and 4 correspond to the bridge connection circuit of the traction motors, in which first contactor groups A, D and G and then E are closed. Lines 5 and E; correspond to the series parallel switching positions for the drive motors, which are established by closing first contactor groups A, E and G and then F; line 7 illustrates the purity of the Schütigruppen. = 1, F_, F, G, H and I in the second application of the bridge connection, and line N corresponds to the parallel connection of the Falirmotoreci, which is through the Schiitzgruppen A, E, F, H and I is made.

Aus Abb. 2 folgt z. B.. daß die vier Schütze F1. F2, F11 und F12 der Schützgruppe F nur in den den Zeilen 6,7 und 8 entsprechenden Stellungen- der Steuerwalze arbeiten. Es ist zu beachten, daß diese Abbildung nur die Hauptstellungen der Steuerwalze berücksichtigt, die für die Beschreibung der Wirkungsweise notwendig sind; die vollständige Schaltung weist außerdem mehrere Zwischenstellungen für das .anlassen und die Geschwindigkeitsregelung der Fahrmotoren auf, die der Einfachheit Halber nicht dargestellt sind.From Fig. 2 follows z. B .. that the four contactors F1. F2, F11 and F12 of the Contactor group F only in the positions of the control drum corresponding to lines 6, 7 and 8 work. It should be noted that this figure only shows the main positions of the control drum takes into account that are necessary for the description of the mode of operation; the full The circuit also has several intermediate positions for starting and cruise control the traction motors, which are not shown for the sake of simplicity.

Die Stellung der Schaltwalze gemäß Zeile i der Abb. 2 entspricht den Fahrmotorverbindungen der Abb: 3, in welcher die vier Fahrmotoren I bis IV durch die Schütze A, B. G und G1 miteinander in Reihe geschaltet sind. In dieser Stellung werden die üblichen Anlaßwiderstände i bis .I durch entsprechende Schaltgeräte allmählich kurzgeschlossen.The position of the shift drum according to line i of Fig. 2 corresponds to Traction motor connections in Fig: 3, in which the four traction motors I to IV the contactors A, B. G and G1 are connected in series with one another. In this position the usual starting resistors i to .I gradually become through the use of appropriate switching devices shorted.

Die Stellung der Schaltwalze gemäß Zeile 2 der Abb. 2 ist für die Vorbereitung der ersten Brückenübergangsschaltung der Fahrmotoren durch das Schütz D vorgesehen; dadurch werden die zusätzlichen Anlaßwiderstände 5 und 6 kurzgeschlossen, und diese Kurzschließung entspricht einer zusätzlichen Anlaßstufe in der Reihenschaltung der Fahrmotoren.The position of the shift drum according to line 2 of Fig. 2 is for the Preparation of the first bridge connection of the traction motors by the contactor D provided; this short-circuits the additional starting resistors 5 and 6, and this short circuit corresponds to an additional starting stage in the series connection the traction motors.

A-bb. ,4 zeigt, wie die erste Brückenüberg.angsschaltung durch das Öffnen des Schützes B leergestellt wird (Stellung der Schaltwalze gemäß Zeile 3 in Abb. 2), wodurch die üblichen und -die zusätzlichen Anlaß<widerstände sowie die Ausgleichswiderstände in zwei gleiche Gruppen aufgeteilt werden, worauf die zwei Schütze E und El sich schließen (Stellung der Schaltwalze gemäß Zeile I der Abh.2), ttin eine Gruppe einschließlich der Fahrmotoren an die Erde T und die andere an den Fahrdraht L zu legen.A-bb. , 4 shows how the first bridge transition circuit is achieved by the Opening the contactor B is empty (position of the switching drum according to line 3 in Fig. 2), whereby the usual and the additional occasion <resistances as well the balancing resistors are divided into two equal groups, whereupon the two contactors E and El close (position of the switching drum according to line I of Dep. 2), ttin one group including the traction motors to earth T and the other to the contact wire L.

Das Schaltbild der .-@l>1>. .I enthält zwei parallele Fahrmotorstromkreise von genau gleichem Aufbau und mit gleichen Bestandteilen. Die beiden Widerstandsgruppen enthalten die zusätzlichen Anlaßwiderstände 5 und 6, die in diesem Falle eine AI>-gleichung der beiden parallelen Stromkreise während des Lthergariges bewirken. Sobald die Schütze E und El sich schließen, wird das Schütz D geöffnet, um die I3riickeiiverliindung zu unterbrechen, wödurch die Reihenparallelschaltung der Fahrmotoren erzielt wird.The circuit diagram of the .- @ l> 1>. .I contains two parallel traction motor circuits of exactly the same structure and with the same components. The two resistance groups contain the additional starting resistors 5 and 6, which in this case are an AI> equation of the two parallel circuits during the Lthergariges. As soon as the Contactor E and El close, contactor D is opened to the backward connection to interrupt, whereby the series-parallel connection of the traction motors is achieved.

,In der Stellung der Schaltwalze gemäß Zeile 6 der Abb. 2, d. h. in der letzten Reilienparallelschaltstufe der Fahrmotoren, werden die Schütze der .Gruppe F geschlossen, wodurch die zusätzlichen Anlaßwiderstünde 5 und 6 kurzgeschlossen werden und damit eine zusätzliche Anlaßstufe in dieser Fahrmotorschaltung erzielt wird.In the position of the shift drum according to line 6 of Fig. 2, d. H. in the last rail parallel switching stage of the traction motors, the contactors of the .Group F closed, whereby the additional starting resistors 5 and 6 short-circuited will and thus an additional starting stage in this traction motor circuit is achieved.

Abb. 5 zeigt die zweite Brückenübergangsschaltung der Fahrmotoren; da die zusätzlichen Anlaßwiderstä nde und 6, wie bereits oben gesagt, kurzgeschlossen sind, werden die Schütze H und Hl sowie I und I1 geschlossen, wonach die beiden Brückenverbindungen durch öffnen der Schütze G und G1 unterbrochen %%-erden.Fig. 5 shows the second bridge connection of the traction motors; because the additional starting resistors and 6, as already mentioned above, are short-circuited are, the contactors H and Hl as well as I and I1 are closed, after which the two Bridge connections interrupted by opening contactors G and G1 %% - earth.

Dadurch wird die Parallelschaltung der Fahrmotoren erreicht, die in Abb. 6 dargestellt ist. Diese Abbildung entspricht der letzten Stufe in der Parallelschaltung der Fahrmotoren, in welcher alle Anlaßwiderstände kurzgeschlossen sind. Das Schaltbild enthält vier parallele Stromkreise. Der erste verläuft über das Schütz A, ,den Fahrmotor I, die Schütze H und F. sowie .den Ausgleichs,@viderstand N zur Erde 7'. Der zweite Stromkreis verläuft über -das Schütz F12, dc4i Ausgleichswiderstand P, (las Schütz I, den Fahrmotor 1l und Idas Schütz F1 zur Erde 7'. Der dritte Stromkreis verläuft Tiber (las Schütz FH, den .Fahrmotor 11I, das Schütz 1l, den Ausgleichswiderstand _II und das Schütz F., zur Erde 7@. Der vierte Stromkreis verläuft über (las Schütz El, den Ausgleichswiderstand Q, das Schütz Hl und den Fahrmotor IV zur Erde T.This enables the traction motors to be connected in parallel, which are shown in Fig. 6 is shown. This figure corresponds to the last stage in the parallel connection the traction motors, in which all starting resistors are short-circuited. The schematic contains four parallel circuits. The first runs through contactor A,, the traction motor I, the contactors H and F. as well as the compensation resistor N to earth 7 '. The second Circuit runs through -contactor F12, dc4i balancing resistor P, (read contactor I, the drive motor 1l and Ida's contactor F1 to earth 7 '. The third circuit runs Tiber (read contactor FH, the drive motor 11I, contactor 1l, the balancing resistor _II and the contactor F., to earth 7 @. The fourth circuit runs over (read Schütz El, the balancing resistor Q, the contactor Hl and the traction motor IV to earth T.

Es ist zu beachten, daß die so erhaltene Parallelschaltung der Fahrmotoren nach Abb.6 eine vollständige Gleichartigkeit der Stromkreise aufweist, wodurch eine ausgeglichene Stromverteilung während des Überganges und nach dem Übergang erreicht wird.It should be noted that the parallel connection of the traction motors obtained in this way according to Fig.6 shows a complete similarity of the circuits, whereby a Balanced current distribution achieved during the transition and after the transition will.

Andererseits ist die dargestellte Steuerungsanordnung dadurch gekennzeichnet, daß die Ströme, .die durch zueinander parallel geschaltete Schütze fließen, ebenfalls ausgeglichen werden, wie es für die Schütze F12 und El oder E und F2 der Fall ist. In solchen Schaltungen kann eine sehr kleine Differenz der Kontaktwiderstände einen sehr -großen Unterschied der Ströme und eine schwere Cberliitzung eines Schützes hervorrufen.On the other hand, the control arrangement shown is characterized in that that the currents, which flow through contactors connected in parallel to each other, also be balanced, as is the case for contactors F12 and El or E and F2. In such circuits, a very small difference in contact resistance can cause a very large difference in currents and severe overloading of a contactor cause.

Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, «-erden Ausgleichswiderstände :lI, N, P und Q angewendet, deren Wert sehr klein ist, etwa von der Größenordnung des Widerstandes eines geschlossenen Schützes, wodurch die Verluste vernachlässigbar klein bleiben. Trotz ihres niedrigen Wertes ergeben diese Ausgleichswiderstände, die mit den entsprechenden Schützen in Reihe geschaltet sind, eine sehr gute Stromverteilung, so daß jedes Schütz nur den Normalstrom eines Fahrmotors führt, ohne überlastet zu werden.To avoid this difficulty, «-ground balancing resistors : lI, N, P and Q applied, the value of which is very small, about the order of magnitude the resistance of a closed contactor, making the losses negligible stay small. Despite their low value, these balancing resistors result in which are connected in series with the corresponding contactors, a very good power distribution, so that each contactor only carries the normal current of a traction motor without being overloaded to become.

Was die zusätzlichen Anlaßwi.derstände 5 und 6 anbetrifft, so sind sie gemäß Abb. 6 so geschaltet, daß sie die Ausgleichswirkung der Ausgleichswiderstände :II, N, P und Q ergänzen. Wenn die Fahrmotorströnie untereinander gleich sind, fließt kein Strom durch diese zusätzlichen Anlaßwiderstände 5 und 6; wenn aber das Gleichgewicht gestört ist, wirken die Spannungsabfälle an diesen Widerständen in einem solchen Sinn, daß dieses Gleichgewicht hergestellt wird.As for the additional starting resistors 5 and 6, so are they are switched according to Fig. 6 in such a way that they compensate for the balancing resistances : Add II, N, P and Q If the traction motor strönie are equal to each other, flows no current through these additional starting resistors 5 and 6; but if the balance is disturbed, the voltage drops across these resistors act in such a Sense that this balance should be established.

Die zusätzlichen Anlaßwiderstände 5 und 6 spielen also in der beschriebenen Anordnung eine doppelte Rolle; in den letzten Schaltstufen der Reihenschaltung bzw. der Reihenparallelschaltung der Fahrmotoren ergeben sie zusätzliche Anlaßstufen, in der Parallelschaltung der Fahrmotoren arbeiten sie dagegen mit den niedrigen Ausgleichswiderständen _1-I, i'\', P und Q zusammen, um die Stromverteilung in parallelen Stromkreisen zu verbessern.The additional starting resistors 5 and 6 thus play a double role in the arrangement described; In the last switching stages of the series connection or the series-parallel connection of the traction motors, they result in additional starting levels, in the parallel connection of the traction motors, on the other hand, they work together with the low balancing resistors _1-I, i '\', P and Q to distribute the current in parallel circuits to enhance.

Die Erfindung kann im Zusammenhang mit an sich bekannten Mitteln für selbsttätige Steuerung in den Brückenübergangsschaltungen verwendet werden. Diese Mittel bestehen darin, daß in entsprechenden Brückenverbindungen geeignete Relais eingeschaltet werden, welche die Widerstände während der Übergänge entsprechend einstellen, um die Briickeriverbindungen in geeigneten Zeitpunkten zu unterbrechen.The invention can be used in connection with means known per se for automatic control can be used in the bridge junction circuits. These Means consist in the fact that suitable relays in appropriate bridge connections be switched on, which the resistances during the transitions accordingly set to interrupt the bridge connections at suitable times.

Im beschriebenen Falle kann ein solches Relais bei Cl (Abb. i, 3 und .l) eingeschaltet werden, um den ersten Übergang zu steuern; für den zweiten Übergang werden Relais C2 und C3 (A11. i und 5) verwendet.In the case described, such a relay at Cl (Fig. I, 3 and .l) be turned on to control the first transition; for the second transition relays C2 and C3 (A11. i and 5) are used.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Control for four electric train motors or -motor groups, .that work in several groupings, in which the two transition circuits be carried out according to the bridge method, characterized in that the motors, Switches, resistors and all other circuit components are grouped like this and are connected to each other that all parallel circuits that during of the starting part and the transitions are formed one after the other, practically the same Structure and have the same working characteristics and that the corresponding favorable current distribution through additional starting resistors and balancing resistors to compensate for parallel currents is improved.

2. Control according to claim i, characterized in that the additional starting resistors are relatively high ohmic value are switched on as compensation connections and in the switching stage the series connection or the series parallel connection of the traction motors short-circuited will.

3. Control according to claim i,. Characterized in that the balancing resistors of relatively low ohmic value in series with working in parallel Switching devices.