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Überwachungsanordnung für mit Verriegelungsschutz versehene Schützensteuerungen von
Wechselstrom-Triebfahrzeugen
Bei Schützensteuerungen von WechselstromTriebfahrzeugen, wie z. B. elektrischen Vollbahnlokomotiven, handelt es sich darum, mittels des den Fahrschalter darstellenden meist als Walzenschalter ausgebildeten Steuerschalters jeweils die Betätigungsspulen der in der betreffenden Fahrstufe einzuschaltenden Schütze an Spannung zu legen. So werden etwa bei der Schaltung nach Fig. l, in welcher die Trans- formator-Sekundärwicklung mit T, dieSpannungsteilerdrosselspulen mit D1, D2, D3 und die Schütze mit 1-20 bezeichnet sind, in den aufeinanderfolgenden Fahrstufen die nachstehenden Schütze eingeschaltet : 1, 2 ; 1, 2, 3 ;
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17, 18, 19, 20.
Da es gelegentlich vorkommt, dass ein Schütz trotz Stromloswerdens seiner Betätigungsspule nicht ausschaltet z. B. festbrennt, sind meist die einander feindlichen Schütze (z. B. 3, 7, 11, 15, 19), d. h. Schütze, deren gleichzeitige Einschaltung einen Teil-Kurzschluss des Transformators bedeuten würde, gegeneinander verriegelt, derart, dass, solange ein Schütz geschlossen bleibt, durch einen dabei geöffneten Hilfskontakt dieses Schützes die Betätigungskreise der ihm feindlichen Schütze unterbrochen sind. Bei anderen Anordnungen (s. z. B. deutsche Patentschrift Nr. 598674) tritt eine Verriegelung auch ein, wenn ein Schütz fehlerhafterweise nicht einschaltet, da die Betätigungskreise der Schütze nicht nur über Öffnungs-sondern auch über Schliess-Hilfskontakte anderer Schütze geführt sind.
Da jedwede Verriegelung natürlich nicht das richtige Funktionieren eines fehlerhaften Schützes erzwingen kann, sondern nur zwecks Vermeidung anderer grösserer Störungen die Zuschaltung an sich fehlerfreier Schütze verhindert, besteht unabhängig von der Verriegelungsfrage das Bedürfnis nach einer Signalisierung oder sonstigen Erfassung eines nicht ordnungsgemässen Ablaufes der Schaltvorgänge. Ein solcher ist nämlich nicht immer bei der Betätigung des Fahrschalters an den auftretenden Fahrtbeschleunigungen oder -verzögerungen deutlich oder rasch genug erkannbar, führt aber anderseits, wie aus Fig. l entnehm- bar, doch leicht zu Schäden an Transformator und Drosselspulen durch Überlastung bzw. einseitige Belastung oder enormes Anwachsen des Magnetisierungsstromes der Drosselspulen infolge Sättigung.
Die Erfindung betrifft nun eine Überwachungsanordnung für Schützensteuerungen mit einer durch Hilfskontakte in den Betätigungskreisen der Schütze wirkenden Verriegelung, u. zw.
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Normalwert, der z. B. bei der Schaltung nach
Fig. 1 mit Ausnahme der ersten Fahrstufen dem Vierfachen des Betätigungsstromes eines einzelnen Schützes gleichkommt, signalisiert oder durch ein Relais erfasst. Störungen infolge fehlerhaften, Nichtausschaltens (Festbrennens) eines Schütze$ können auf diese Weise sogleich, d. h. bevor noch die Zahl der gleichzeitig eingeschalteten Schütze eine Verminderung erfahren hat, erfasst werden, da ja das lediglich hängengebliebene Schütz keinen Betätigungsstrom mehr aufnimmt und die Verriegelung die Zuschaltung eines weiteren Schützes verhindert.
Auch Störungen infolge fehlerhaften Nichteinschaltens eines durch den Steuerschalter betätigten und daher Betätigungsstrom aufnehmenden Schützes lassen sich durch die erfindungsgemässe Überwachungsanordnung erfassen, jedoch grundsätzlich erst beim Weiterschalten auf andere Fahrstufen, sofern durch die Verriegelung nunmehr infolge des Nichteingeschaltetseins des fehlerhaften Schützes der Betätigungskreis eines und in der Folge mehrerer anderer, an sich fehlerfreier Schütze unterbrochen wird.
In Weiterbildung der Erfindung können statt des Summenstroms auch Teilsummenströme der Betätigungskreise überwacht oder auch gegebenenfalls untereinander verglichen werden, die so gebildet sind, dass sie (mit Ausnahme der Anfangs-Fahrstufen, in denen eine verminderte Zahl von Schützen verwendet wird) bei Störungsfreiheit stets gleichbleibende bzw. auch gleiche Werte aufweisen.
Die Fig. 2-5 dienen zur Erläuterung verschiedener Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Dabei sind von den Schützen 1-20 der Schaltung nach Fig. l, die der Einfachheit wegen allen Ausführungsbeispielen zugrunde gelegt ist, nur die Betätigungsspulen dargestellt. Im Falle des Druckluftantriebes sind dies die Ventilspulen.
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dabei erzielt, dass die Signalstärke Null beträgt wenn der Summenstrom den Höchst-bzw.
Normalwert hat, und-im Störungsfalle umso grössere Werte annimmt, je mehr von den durch den Steuerschalter eingeschalteten Betätigungskreisen durch die Verriegelung unterbrochen werden. Durchfliesst der Summenstrom statt des Ankers die Feldwicklung eines Motorweckers, so ergibt sich bei im wesentlichen konstanter Ankerspannung unmittelbar, d. h. ohne Verwendung einer Gegenwicklung die gewünschte Wirkungsweise, nämlich eine Drehzahlzunahme bei Absinken des Summenstromes.
Die erfindungsgemässe Überwachungs-und Signaleinrichtung wird es in den meisten Fällen dem Fahrzeugführer ermöglichen, bei Eintritt einer Störung durch Aufsuchen solcher Fahrstufen, in deren Gebiet das Signal wieder verschwindet, die Fahrt ohne Gefährdung der Drosselspulen und des Transformators, wenn auch meist nur mit begrenzter Geschwindigkeit fortzusetzen.
Die Einrichtung kann aber auch noch folgende Aufgabe erfüllen : Bei Verriegelungen, bei denen die Einschaltung der Schütze nicht nur vom Ausgeschaltetsein sondern auch vom Eingeschaltetsein anderer Schütze abhängig ist, kommt dem zuerst einzuschaltenden Schütz 1 naturgemäss eine gewisse Sonderstellung zu.
Man kann nun besonders einfache und vorteilhafte Verriegelungsschaltungen anwenden, wenn man die Einschaltung des Schützes 1 davon abhängig macht, dass die erfindungsgemässe Über-
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Zu diesem Zweck führt man z. B. in der Schaltung nach Fig. 2 den Betätigungskreis des ersten Schützes über einen Öffnungskontakt des Fallklappenrelais g. Natürlich kann man zu dem gleichen Zweck ein derartiges in Abhängigkeit vom Gesamtsummenstrom ansprechendes Relais z. B. auch bei der Schaltung nach Fig. 3 an Stelle der Signallampe L oder in Reihe zu dieser schalten oder gegebenenfalls auch als Stromrelais ausbilden und unmittelbar in eine den Gesamtsummenstrom führende Leitung einschalten.
Anstatt eines Fallklappenrelais bzw. eines sich verklinkenden etwa mittels Druckknopfschalter auf elektromagnetischem Wege rückstellbaren Relais können z. B. auch Relaiskombinationen mit Selbsthaltekontakten dazu dienen, bei einem wenn auch nur vorübergehenden bzw. oberhalb der zweiten Fahrstufe stattfindenden Ansprechen der erfindungsgemässen Überwachungsanordnung eine dauernde, d. h. nur durch einen Eingriff von Hand aus behebbare Unterbrechung des Betätigungskreises des ersten Schützes herbeizuführen, während welcher ein neuerliches Einschalten nach Erreichung der Nullstellung wirkungslos ist.
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Monitoring arrangement for contactor controls provided with interlocking protection from
AC traction vehicles
For contactor controls of alternating current traction vehicles, such as B. electric full-rail locomotives, it is a matter of applying voltage to the actuating coils of the contactors to be switched on in the relevant driving position by means of the control switch, which is usually designed as a roller switch. For example, in the circuit according to Fig. 1, in which the transformer secondary winding is designated with T, the voltage divider choke coils with D1, D2, D3 and the contactors with 1-20, the following contactors are switched on in the successive speed steps: 1, 2; 1, 2, 3;
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17, 18, 19, 20.
Since it occasionally happens that a contactor does not switch off despite the fact that its actuating coil has been de-energized, e.g. B. stuck, are usually the opposing shooters (z. B. 3, 7, 11, 15, 19), i. H. Contactors, the simultaneous activation of which would mean a partial short circuit of the transformer, are interlocked in such a way that as long as a contactor remains closed, the operating circuits of the contactors that are hostile to it are interrupted by an open auxiliary contact of this contactor. In other arrangements (see e.g. German patent specification No. 598674), locking also occurs if a contactor does not switch on incorrectly, since the contactor's actuating circuits are not only routed via opening but also via closing auxiliary contacts of other contactors.
Since any type of interlocking cannot enforce the correct functioning of a faulty contactor, but only prevents the connection of faultless contactors in order to avoid other major malfunctions, there is a need for a signaling or other detection of an incorrect sequence of switching processes regardless of the interlocking issue. This is namely not always recognizable clearly or quickly enough when the driving switch is actuated from the accelerations or decelerations that occur, but on the other hand, as can be seen from FIG. 1, easily leads to damage to the transformer and choke coils due to overloading or one-sided Load or enormous increase in the magnetizing current of the choke coils due to saturation.
The invention now relates to a monitoring arrangement for contactor controls with a locking acting through auxiliary contacts in the actuating circuits of the contactors, u. between
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Normal value, the z. B. after the circuit
Fig. 1, with the exception of the first speed steps, equals four times the actuating current of an individual contactor, signaled or detected by a relay. Faults due to faulty, non-switching off (sticking) of a contactor $ can in this way immediately, i. H. before the number of contactors switched on at the same time has experienced a reduction, since the contactor that has just got stuck does not take up any actuating current and the interlock prevents the connection of a further contactor.
Faults as a result of incorrect non-switching on of a contactor operated by the control switch and therefore absorbing operating current can be detected by the monitoring arrangement according to the invention, but in principle only when switching to other speed levels, provided that the locking now causes the actuation circuit of one and subsequently due to the defective contactor not being switched on several other, per se faultless contactors is interrupted.
In a further development of the invention, instead of the total current, partial total currents of the actuating circuits can also be monitored or, if necessary, compared with one another, which are formed in such a way that they are always constant or stable (with the exception of the initial speed steps, in which a reduced number of contactors are used) when there is no interference also have the same values.
FIGS. 2-5 serve to explain various exemplary embodiments of the invention.
Here, of the contactors 1-20 of the circuit according to FIG. 1, which is based on simplicity because of all exemplary embodiments, only the actuating coils are shown. In the case of the compressed air drive, these are the valve coils.
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achieved that the signal strength is zero when the total current is the maximum or.
Has normal value, and in the event of a malfunction, the greater the value, the more of the actuating circuits switched on by the control switch are interrupted by the interlock. If the total current flows through the field winding of a motor clock instead of the armature, then with an essentially constant armature voltage this immediately results, i.e. H. without using a counter-winding, the desired mode of operation, namely an increase in speed when the total current drops.
The monitoring and signaling device according to the invention will in most cases enable the vehicle driver to drive without endangering the choke coils and the transformer, even if mostly only at a limited speed, in the event of a fault by searching for those speed steps in whose area the signal disappears again continue.
However, the device can also fulfill the following task: In the case of interlocks in which the switching on of the contactors is not only dependent on being switched off but also on other contactors being switched on, the first contactor 1 to be switched on naturally has a certain special position.
You can now use particularly simple and advantageous interlocking circuits if you make the activation of the contactor 1 dependent on the inventive over-
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For this purpose one leads z. B. in the circuit of FIG. 2, the operating circuit of the first contactor via an opening contact of the drop flap relay g. Of course, for the same purpose, such a relay which responds depending on the total sum current, e.g. B. also in the circuit according to FIG. 3 instead of the signal lamp L or in series with it or possibly also train as a current relay and switch on directly into a line carrying the total sum current.
Instead of a drop flap relay or a latching relay that can be reset electromagnetically by means of a push button switch, z. B. also relay combinations with self-holding contacts are used to provide a permanent, i.e., if only a temporary or above the second speed response of the monitoring arrangement according to the invention takes place. H. to bring about an interruption of the actuating circuit of the first contactor that can only be removed by manual intervention, during which a renewed switch-on after reaching the zero position is ineffective.
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