DE929077C - Kurzschlussbremsschaltung fuer Hauptschlussmotoren - Google Patents

Description

• Kurzschlußbremsschaltung für Hauptschlußmotoren Wenn ein leer laufender Motor mit Hauptstromwicklung auf Kurzschlußbremsung geschaltet wird, so ist die Bremskraft zunächst nur schwach, weil sie nur das schwache Remanenzfeld zur Grundlage hat. Die Spannung und damit auch die Bremsleistung steigen erst langsam durch Selbsterregung auf diejenige Höhe, welche der Drehzahl und den Widerständen im Kurzschlußkreis entspricht. Sind diese Widerstände zu hoch, beispielsweise infolge von Verunreinigungen bei Kontakten, dann bleibt die Bremswirkung vollkommen aus.
• Man hat schon versucht, das Zustandekommen des Bremsstromes dadurch zu sichern, daß man vor Beginn der Bremsung über die im Bremskreis liegenden Kontakte einen von der Fahrleitung entnommenen Strom schickte. Man ging dabei davon aus, daß diese Spannung zur Überwindung von Kontaktunreinigkeiten genügt, so daß sie also dem nachfolgenden Bremsstrom gewissermaßen den Weg bereiten wird. Aber dieses Vorgehen hat sich praktisch nicht durchgesetzt.
• Bei der Kurzschlußbremsung von Einphasenreihenschlußmotoren, also Wechselstrommotoren, hat man ferner einen das Feld dauernd unterstützenden Fremdstrom aus einer Batterie über die Feldwicklung geleitet. Auch eine Kurzschlußbremsung von Bahnmotoren, bei welcher gleichzeitig mit der Herstellung der Bremsschaltung vorübergehend eine Fremdspannung an die Feldwicklung geschaltet wird, ist bereits bekannt.
• Diese bekannten Schaltungen haben den Nachteil, daß der Stützstrom zunächst das Bremsfeld aufbauen muß, was eine erhebliche Verzögerung mit sich bringen kann.
• Gegenüber den bekannten Anordnungen wird eine von Beginn an kraftvolle Kurzschlußbremsung an Gleichstrom-Hauptschlußmotoren erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß vor der Schließung des Kurzschlußkreises ein das Remanenzfeld unterstützender, einer Fremdstromquelle entnommener Stützstrom über die Feldwicklung des- Motors geleitet wird, so daß in dem Augenblick, in dem die Bremsung einsetzt, bereits ein volles Bremsfeld vorhanden ist, und die Bremsung sofort und kräftig einsetzen kann. Außerdem ergibt sich dadurch, da die Bremswirkung dem Produkt aus Bremsfeld und Bremsstrom proportional ist und das Bremsfeld vor dem Schließen des Kurzschlußkreises aufgebaut ist, daß bei einer gegebenen Bremswirkung der Bremsstrom keine zu großen Werte annehmen kann, da dem das bereits vorhandene Bremsfeld entgegenwirkt.
• Bei einer zweimotorigen Anlage empfiehlt es sich, zwecks Kleinhaltung der Leistungen der strombegrenzenden Widerstände die Feldwicklungen der Motoren in Reihe zu schalten. Damit nun im Augenblick des Bremsbeginns oder im Augenblick der Abschaltung des Stützstromes das Motorfeld nicht wiederum bis auf einen kleinen Remanenzrest verschwindet, empfiehlt es sich, die Feldwicklung während des Fließens des Stützstromes und bis über den Zeitpunkt der Abschaltung des Stützstromes hinaus in einen in sich geschlossenen Stromkreis einzuschalten. Dies kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß der Feldwicklung ein vorzugsweise induktiver Widerstand parallel geschaltet wird und daß diese Brücke länger aufrechterhalten bleibt als der Stützstrom über die Feldwicklung. Beim Abschalten des Stützstromes ergibt sich dann ein Ausgleichsstrom über die Brücke, so daß der Erregerstrom in der Feldwicklung nicht augenblicklich verschwindet, sondern erst langsam abklingt. In dieser Zeit hat dann die Selbsterregung des Motors bereits eingesetzt durch einen kräftigen Bremsstrom im Bremsstromkurzschlußkreis, der die Feldwicklung einschließt.
• Bei einer mehrmotorigen Anlage, bei welcher die Feldwicklungen in Reihenschaltung vom Stützstrom durchflossen werden, ist zweckmäßigerweise die Schaltwalzenanordnung so getroffen, daß diese Reihenschaltung nur in der VorbereitungsschaltstufAfür die Bremsung aufrechterhalten ist, während die Reihenschaltung unterbrochen wird, sobald der Bremsstromkreis geschlossen wird. Für die Überbrückung der Feldwicklung durch einen Nebenschlußwiderstand kann man die ohnehin vorhandenen Nebenschlußwiderstände benutzen, die für die normale Regelung durch Feldschwächung vorgesehen sind. Gleichzeitig kann man als Vorwiderstände die ohnehin vorhandenen Anfahrwiderstände benutzen. Die Nocken derjenigen Schaltschütze, durch welche der Stützstrom eingeschaltet und die Reihenschaltung der Feldwicklungen hergestellt wird, sind zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß .sie nur bei der Drehung der Schaltwalze in die Bremsstellung hinein geschlossen werden, aber nicht bei der Rückwärtsdrehung der Schaltwalze. Die Überbrückung der Feldwicklung kann nach der Selbsterregung des Motors in der Bremsschaltung unterbrochen werden. Es ist aber nicht notwendig, dies durch ein Relais oder eine sonstige automatische Vorrichtung zu bewirken, weil es nicht von Nachteil ist, wenn diese Strombrücke bestehenbleibt. Sie kann nach der ersten oder zweiten Schaltstufe durch die Schaltwalze geöffnet werden.
• Zur Erläuterung der Erfindung dienen sechs Figuren.
• Fig- i zeigt die Schaltwalzenkontakte und ihre Schließzeiten; Fig. 2 bis 6 geben dazu die in verschiedenen Schaltwalzenstellungen gebildeten Stromkreise an. Die einzelnen Bezeichnungen und Darstellungen in den Figuren entsprechen den üblichen Bezeichnungen für die Schaltwalzenausrüstung und für die Fahr- und Bremsschaltungen von Straßenbahnmotoren, Es sind zwei Fahrmotoren M i und M 2 vorhanden. Ferner bedeuten A i und H i die Klemmen des Ankers vom Motor M i bzw. die mit diesen Klemmen unmittelbar verbundenen Schaltkontakte, ebenso A2 und H2 die Klemmen des Ankers vom Motor M 2. Ferner bedeuten E i und F i die Klemmen bzw. die mit ihnen unmittelbar verbundenen Schaltkontakte der Feldwicklung F i des Motors M i und E 2 und F:2 die der Feldwicklung F II des Motors M2. B i ist die Anschlußklemme und der mit ihr unmittelbar verbundene Kontakt eines mit dem anderen Pol geerdeten Widerstandes By. W. Ebenso sind B3 und io die Anschlußklemmen eines bei den Bremsschaltungen verwendeten Widerstandes Sch. Br. Ferner bedeuten W o bis W 4 und R o bis R4 die Anschlüsse der Hauptfahr- und Bremswiderstände und T den Anschluß an die Fahrleitung Fd. In sämtlichen Figuren bedeuten ferner die schräg schraffierten schmalen Rechtecke die einzelnen Finger der Schaltwalzen, die die Verbindung zwischen den als kleine Kreise gezeichneten Kontakten herstellen.
• In Fig. i a ist der rechte obere Teil die Schaltung für die einmalig eingestellte Richtungswalze, wobei die untereinander angeordneten Bezeichnungen R, I, II bedeuten, daß die zugeordneten Finger der Schaltwalze auf den Kontakten liegen und die Rückwärtsfahrt für die Motoren M i und M2 herstellen. Ebenso bedeuten die Bezeichnungen V, I, II die Vorwärtsfahrt beider Motoren und V, I die Vorwärtsfahrt des Motors M i bzw. Tl, II die Vorwärtsfahrt des Motors M2, während der andere Motor abgeschaltet ist. Unterhalb der Richtungswalze sind in Fig. i a die Kontakte und Schaltfinger der ebenfalls einmalig eingestellten Bremswalze eingezeichnet, wobei wiederum die Beschriftung B bedeutet, daß die Bremsstellung eingeschaltet ist, während 0 die Nullstellung und F die Fahrtstellung bedeuten. Entsprechendes gilt auch für die Beschriftung B und R der Fig. 2 bis 6.
• In Fig. i a ist der Fahrdraht Fd mit dem Stromabnehmer S dargestellt. über zwei im Hauptstromweg liegende Schalter HS i und HS2 erfolgt die Stromzuleitung zur Bremswalze der Richtungswalze und der Schaltwalze. Die Fig. i b und i c zeigen in Verbindung mit den Kontakten 0, I bis XVII des linken Teiles der Fig. i a die Wirkungsweise der während des Fahrens und Bremsens betätigten, die einzelnen Fahr- und Bremsstellungen herbeiführenden Schaltwalze. In Fig. i b ist das Schaltdiagramm der Schaltwalze wiedergegeben, und die dort ablesbaren Schaltverbindungen sind in Fig. 2 für die Schaltstellungen 1, 8 und 9 erkennbar. Es sind in der Schaltstufe 8 beispielsweise die Kontakte XVI, X, VIII im Kreis des ersten Moto@rs und die Kontakte I, III und IV im Kreis des zweiten Motors sowie Kontakt VI, der die Reihenschaltung beider Motoren herstellt, geschlossen. In der Endstellung, die in Fig. 3 dargestellt ist, sind im Kreis des ersten Motors geschlossen die Kontakte XVI, XIII,- XI, X, IX, VIII und VII, im Kreis des zweiten Motors die Kontakte V, I, 1I, III, IV und XVII. Beide Motoren liegen parallel an der vollen Fahrspannung. Ihre Vorschaltwiderstände sind überbrückt.
• Beim Übergang zur Bremsung ist in Fig. i c die Schaltstellung 0 erreicht. In dieser Vorbereitungsstellung sind - wie Fig. 4 zeigt - die Kontakte XVI und XIII im Kreis des ersten Motors, ferner die Kontakte VI und XVII im Kreis des zweiten Motors geschlossen. Durch den Kontakt VI ist die Reihenschaltung der Feldwicklungen FI und F II hergestellt, durch den Kontakt XVI ist der Anschluß an die Fahrleitung hergestellt. Es fließt in dieser Stellung ein durch denVorwiderstand TTW3 und weitere Fahrwiderstände geregelter Strom über die Reihenschaltung der Feldwicklungen. Jede Feldwicklung ist überbrückt, und zwar die Feldwicklung F I über den Kontakt XIII und die Nebenschlußwiderstände SW 3 und SW i ; für die Feldwicklung F II ist die Brücke durch den Kontakt XVII geschlossen und führt über die Nebenschlußwiderstände S W 4 und SW 2.
• Die erste Bremsstellung ergibt zwei Stromkreise, wie aus Fig. 5 erkennbar ist, nämlich einen Stromkreis für den Motor M i und einen zweiten für den Motor ?I72. Die Überbrückung der Feldwicklungen F I und F 1I besteht weiter. Die Reihenschaltung der beiden Feldwicklungen ist aber bereits unterbrochen, und es fehlt auch die Verbindung zum Fahrdraht.
• Die Endstellung beim Bremsen zeigt Fig. 6. Durch Schließen der Kontakte VIII, IX, X, XI ist der Anfahrwiderstand A aus dem Kurzschlußstromkreis herausgenommen. Die Überbrückung der Feldwicklung F I ist ebenfalls aufgehoben. Das gleiche gilt für den Stromkreis des Motors M2- und die Feldwicklung F II.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kurzschlußbremsschaltung für Gleichstrom-Hauptschlußmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Schließung des Kurzschlußkreises ein das Remanenzfeld unterstützender, einer Fremdstromquelle entnommener Stützstrom über die Feldwicklung des Motors geleitet wird.
2. 2. Kurzschlußbremsschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer zweimotorigen Anlage die Feldwicklungen beider Motoren von dem Stützstrom in Reihe durchflossen sind.
3. 3. Kurzschlüßbremsschaltung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklungen bis über den Zeitpunkt der Abschaltung des Stützstromes hinaus in je einem in sich geschlossenen Stromkreis liegen.
4. 4. Kurzschlußbremsschaltungnach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldwicklungen der für durch eine Schaltwalze herzustellende Reihen- oder Parallelschaltung eingerichteten Motoren in der Vorbereitungsschaltstufe vor Beginn der Bremsung in Reihe liegen, während der Bremsung aber in getrennten Stromkreisen arbeiten.
5. 5. Kurzschlußbremsschaltungn«ch Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für die normale Fahrtregelung vorgesehenen Nebenschlußwiderstände für die Bildung des in sich geschlossenen Stromkreises jeder Feldwicklung benutzt sind.
6. 6. Kurzschlußbremsschaltung nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfahrwiderstände für die Bildung des in sich geschlossenen Stromkreises jeder Feldwicklung benutzt sind.
7. 7. Kurzschlußbremsschaltung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken von Schaltschützen, durch welche der Stützstrom geschaltet und die Feldwicklungen beider Motoren einer zweimotorigen Anlage in Reihe geschaltet werden, nur beim Vorwärtsdrehen der Schaltwalze in Bremsrichtung geschlossen werden. B.
8. Kurzschlußbremsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlüßkreis einer Feldwicklung mindestens in der ersten Stufe der Bremsschaltung aufrechterhalten ist.
9. 9. Kurzschlußbremsschaltung nachAnspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den die Feldwicklungen über den Zeitpunkt der Abschaltung des Stützstromes hinaus schließenden Stromkreisen Induktivitäten eingeschaltet sind. Angezogene Druckschriften: »Elektrische Bahnen«, 1936, S. 28q.; deutsche Patentschriften Nr. 742 898, 299 477, 356 830, 415 387, 416 084, 416 085, 397 415; Töfflinger: »Neue elektrische Bremsverfahren für Straßen- und Schnellbahnen«, Berlin 1934 S. 15; »Elektrische Bahnen«, 1939, S. 97; »Elektrizitäts-Verwertung«, 1940, S. 22o.