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Schaltungsanordnung zur Steuerung einer reversierbaren, elektromotorischen Antriebsvorrichtung über vier Adern Bei den heute gebräuchlichen reversierbaren, elektremotorischen Antriebsvorrichtungen, welche mit Ein- oder Mehrphasenmotoren ausgerüstet und in der Ruhestellung von einem Überwachungsstrom durchflossen sind, werden die Speiseadern zwischen Steuereinrichtung und Antriebsvorrichtung über Kontakte in derselben zu den Motorwicklungen geführt. Da die Antriebsvorrichtungen aber öfters ziemlich weit entfernt von den Steuerstellen liegen und praktisch immer im Freien aufgestellt sind, so ergeben sich Schwierigkeiten zufolge Verschmutzen und im Winter auch Vereisen der Kontaktstellen.
Bei den gebräuchlichen Schaltungen ist der Über- wachungsstrom ein Gleichstrom, der meistens einer Batterie entnommen wird. Da verhindert werden muss, dass der Motor durch den Überwachungsstrom weiterlaufen kann, wird eine verhältnismässig niedrige, Spannung, z. B. 36 Volt, angewendet. Zufolge dieser kleinen Spannung ergeben sich erhöhte Ansprüche an die Güte der Kontakte, da sonst der Überwachungsstrom nicht mehr fliessen kann.
Es sind wohl auch Schaltungen bekannt mit Wechselstrom als Überwachungsstrom und bei denen statt Kontakte variable Induktivitäten die Steuerung bewirken, indem die jeweilige Endlage z. B. durch Verschieben der magnetischen Joche gekennzeichnet ist. Diese Lösung bedingt aber mehr als vier Adern von der Steuerstelle bis zum Antrieb, was sowohl preislich wie betrieblich nachteilig ist, da die Zahl der Störmöglichkeiten mit der Aderzahl zunimmt.
Die vorliegende Erfindung vermeidet nun diese Nachteile dadurch, dass als Motor ein Zweiphasen- motor verwendet wird, dessen Strom im wesentlichen nicht mehr über Kontakte im Antrieb fliessen muss. Diese Kontakte führen nur noch den überwachungs- strom, der sowohl ein Wechselstrom als auch ein Jicht die Anwen- Gleichstrom sein kann. Dies ermö-- dung von Kontakten, welche den äusseren Einflüssen vollständig entzogen sind, wie Schutzgas- oder Vakuumkontakte.
Sie betrifft eine Schaltungsanordnung zur Steue- rang einer reversierbaren, elektromotorischen Antriebsvorrichtung über vier Adern, welche mit einem Zweiphasenmoter ausgerüstet und in der Ruhestellung von einem überwachungsstrom durchflossen ist, vorzugsweise für Stellvorrichtungen in Eisenbahnanlagen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass je, zwei Adern zwischen Steuereinrichtung und Antriebsvorrichtung mit je einer Phasenwicklung des Zweiphasenmotors fest verbunden sind, und ein Ende der einen Phasenwicklung mit einem der Enden der anderen Phasenwicklung über Wechselkontakte in der Antriebsvorrichtung selbst so verbunden ist,
dass während des Laufes der Antriebsvorrichtung eine direkte Verbindung zwischen diesen Enden besteht, während in den Endlagen der Antriebsvorrichtung, zur Kennzeichnung der Endlagen, eine elektrische Ventilanordnung zwischen die genannten Enden der Phasenwicklungen eingeschaltet ist, durch welche mittels eines aus Halbwellen bestehenden Stromes das Endlagenkontrollrelais der Schalteinrichtung gesteuert wird.
ln einer Ausführungsform, bei der als über- wachungsstrom ein Wechselstrom gewählt ist, fliesst wenigstens eine seiner Halbwellen über die Ventilanordnung. Wird als überwachungsstrom ein Gleichstrom gewählt, so muss die Polantät derart sein, dass das Ventil in der Sperrichtung an der überwachungsspannung liegt. I Nachstehend sei ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens beschrieben:
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In der Figur ist A der elektromotorische Antrieb, welcher die Kontakte All, A 12, A21 und A22, die Ventilanordnung V, welche im Beispiel nur als einfaches Ventil dargestellt ist, aber nebst mindestens einem Ventil noch Widerstände, Kondensatoren usw. aufweisen kann, und den Zweiphasenmotor mit den beiden Phasenwicklungen I und II enthält. Ein Teil der Steuereinrichtung, welche, u. a. die Schalteinrichtung enthält, ist im Feld B enthalten. Hierin bedeuten Bl die Spule des Überwachungsrelais für die Minuslage, B2 die Spule des Überwachungsrelais für die Pluslage der Weiche. Der Schalteinrichtung gehören die Spule B3 des Relais für die Endlagen-Kontrolle, eine Schutzdrosselspule B4 und ein Autotransformator B5 an. Die Kontakte 111 bis 413 gehören den Relais 1 bis 4 an, welche hier nicht weiter dargestellt sind.
Relais 1 ist ein Spannungswechslerrelais, welches die Aufgabe hat, zum Anlauf des Antriebsmotors die Überwachungsstromquelle abzuschalten und das Einschalten des Stellstromes vorzubereiten, und am Ende des Laufes der Antriebsvorrichtung die Ab- schaltunog des Antriebsmotors zu bewirken und die Überwachungsstromquelle wieder anzuschalten.
Relais 2 ist das Stellstromanschaltrelais, welches den Motorenstrom ein- und ausschaltet.
Relais 3 und 4 sind die Relais, welche die Drehrichtung des Motors festlegen.
Sowohl die Relais 1 und 2 wie auch 3 und 4 sind efewöhnlich zu Stützrelaispaaren vereinigt, damit bei C Ausfall des Steuerstromes der eingestellte Befehl nicht verlorengehen kann. Das jeweils angezogene Relais bleibt auch bei Stromausfall in dieser Stellung.
Das Relais 5 dient der Prüfung und Begrenzung des Überwachungsstromes, so dass bei Erdschluss die Sicherunag Sl durchschmilzt.
Das Feld C enthält die Speise- und Überwachungsstromquellen, die beide Wechselstromquellen sind, wobei je ein Punkt derselben miteinander verbunden und an Erde geleg t ist, die notwendigen Sicherungen und eventuelle Leitungsausgleich-Widerstände.
Der elektromechanische Antrieb A ist über die Leitungen L1 bis L4 mit der Steuereinrichtung verbunden.
Die Apparatur ist in der Überwachungsstellung dargestellt. Der Überwachungsstrom fliesst z. B. bei der positiven Halbwelle vom einen Pol der Überwachungsstromquelle über die Sicherung Sl, die geschlossenen Kontakte 112 und 213 des Spannungswechslers 1 und des Stellstromanschaltrelais 2, über Kontakt 312 des Steuerrelais 3, Leitung L4, Phasenwicklung 11 des Motors zum gemeinsamen Punkt der Umschaltkontakte A21 und A22.
Durch A21 ist der Pfad nach All unterbrochen. über die Ventilanordnung kann in der Sperrichtung kein Strom fliessen, so dass der Überwachungsstrom nur über die Leitung L3 und wegen des geöffneten Kontaktes 216 über die Drosselspule B4 zu einer Teilwicklung des Relais B3 sowie von dort über den geschlossenen Kontakt 313 des Steuerrelais, das Überwachungsrelais B2 für die im Pluslage der Weiche, den geschlossenen Kontakt 115 des Spannungswechslers 1, Leitung L2, die Phasenwicklung I des Motors, Leitung L1, Kontakte 311 des Steuerrelais, Kontakte 111 und 211 des Spannungswechslers und des Stellstromanschaltrelais über das Relais 5 zum geerdeten Pol der Überwachungsstromquelle fliessen kann.
Wird nun der Spannungswechsler umgeschaltet, so wird der Überwachunasstrorn durch die sich öffnen- den Kontakte 111 und 112 abgeschaltet, und gleichzeitig werden die Überwachungsrelais BI und B2 durch den Kontakt 115 abgeschaltet und durch die Kontakte 113 und 114 kurzgeschlossen. Auch das Stellstromanschaltrelais wird eingeschaltet, wodurch dessen Kontakte 211 und 213 geöffnet sowie die Kontakte 212, 214, 215 und 216 geschlossen werden; über die letztgenannten Kontakte wird der StelIstrom angeschaltet und mit den erstgenannten Kontakten der überwachungsstrom nochmals unterbrochen. Ferner werden die Steuerrelais 3 und 4 umgestellt; die Kontakte 311 und 312 werden geöffnet, während die Kontakte 411 und 412 geschlossen werden. Damit wird die Drehrichtung des Antriebsmotors bestimmt.
Ferner unterbricht Kontakt 313, während Kontakt 413 schliesst und so den Stromkreis des über- wachungsrelais Bl für die Minusstellung der Antriebsvorrichtung vorbereitet. Der Stellstrom fliesst nun von Phasenwicklung 1 des Stellstromtransfor- mators über den Kontakt 411 und die Leitung L4 nach der Motorwicklung 11 sowie zurück über Leitung L3 und die Wicklun- Y des Transformators B5 an den Nullpunkt;
anderseits fliesst Stellstrom von der Phasenwicklung 2 des Stellstromtransformators über den Kontakt 412 und die Leitun- Ll nach der Motonvielduncr 1 sowie zurück über Leitunc, L2 zu der anderen Wicklung (X) des Autotransformators B5 und von dort zurück an den Nullpunkt.
Da die Ströme in den Leitungen Ll bis L2 einerseits und L3 bis L4 anderseits nicht phasengleich, sondern um 900 gegeneinander verschoben sind, tritt eine Wechselspannung an den äusseren Klemmen X und Y des Autotransformators B5 und somit auch an allen Punkten zwischen den Leitungen L2 und L3 auf. Der Gleichrichter V im Antrieb A ist für eine der beiden Stromrichtungen ein Kurz- schluss, und somit ist nur eine der Halbwellen für Relais B3 wirksam. Dieses Relais ist polarisiert, so dass es nur für eine Stromrichtung arbeiten kann.
Die Anordnung des Gleichrichters V und die Wirkrichtung des Relais B3 sind so gewählt, dass bei der im Anlauf auftretenden Stromrichtung das Relais B3 nicht betätigt werden kann.
Fliesst vor dem Anlauf der überwachungsstrom in der Richtung, für die der Gleichrichter V durchlässig ist, also der Stromkreis einen geringen Widerstand aufweist, so erhält einerseits Relais 5 genügend Energie zum Anziehen, und anderseits wird verhindert, dass kein so grosser Strom auftreten kann, der die überwachungssicherung Sl durchsehmelzen könnte. Der Motor läuft nun an. Durch die Bewe-
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gung der Antriebsvorrichtung A werden die Kontakte All und A12 umgelegt, wodurch eine direkte Verbindung zwischen den Leitungen L2 und L3 entsteht. Hierdurch verschwindet die Spannung zwischen den beiden Leitungen L2 und L3, und beide arbeiten nun parallel.
Am Ende des Stellvorganges wird der Kurz- schluss aufgehoben, indem nun auch die Kontakte A21 und A22 umgestellt werden. Dadurch erfährt der Lauf des Motors noch keine Änderung, so dass wieder eine Spannungsdifferenz zwischen den Leitungen L2 und L3 auftritt. Da die Kontakte All, A 12 und A21, A22 aber ihre Lage gewechselt haben, wird die Durchlassrichtung der Ventilanordnung V bezüglich der Leitungen L2 und L3 gegenüber der Durchlassrichtung beim Anlauf des Motors umgekehrt, so dass der resultierende Gleichstrom im Relais B3 seine Richtung wechselt. Dadurch wird das Relais B3 wirksam und führt das Auslösen des Spannungswechslers und des Stellstromanschaltrelais herbei.
Durch das Auslösen des Spannungswechsters und des Stellstromanschaltrelais werden die Kontakte 111, 112 und 115 sowie 211 und 213 wieder geschlossen, während die Kontakte 113, 114 sowie 212, 214, 215 und 216 geöffnet werden. Dadurch kann der Überwachungsstrom erneut fliessen, so dass das Relais 5 und das Überwachungsrelais Bl für die Minusstellung des Antriebs anziehen. Die Grundstellung der Schaltung ist wieder hergestellt, aber für die andere Lage des Antriebes. Ein erneutes Umstellen des elektromoterischen Antriebes erfolgt in analoger Weise wie oben beschrieben.